Remplisseuse en ligne série 671

M M Remplisseuse en ligne série 671 Remplisseuse en ligne série 671 Principe Voir synoptique ci-dessous. La remplisseuse type 671 est un modèle automatique comprenant un nombre variable de becs, placés en ligne, au dessus d'un transporteur à chaîne à palettes charnières appelé convoyeur. Les flacons sont amenés automatiquement par le tapis du convoyeur sous les becs de remplissage : Un premier vérin V, permet de créer une accumulation de flacons sur le convoyeur. Un deuxième vérin V6, appelé "vérin de sélection" permet de sélectionner les flacons par train (de, 6 ou 8). Le nombre de flacons sélectionnés dans un train est égal au nombre de becs de remplissage montés sur la machine. Au cours de leur transfert, les flacons sont arrêtés sous les têtes de remplissage par un troisième vérin V, appelé "vérin d'arrêt". Pendant l'arrêt des flacons les têtes d ajutage descendent et les becs dont elles sont équipées pénètrent dans les flacons. Pendant que les têtes sont en position basse, le remplissage des flacons s'effectue. Les becs comprennent deux tubulures coaxiales, l'une sert à amener le produit liquide dans les flacons, l'autre à créer du vide en leur embouchure et évacuer ainsi le trop plein de produit. Voir Remplissage par le vide, schéma du circuit de vide Lorsque les flacons sont remplis et que la temporisation de remplissage est écoulée, les becs remontent. Après la remontée des têtes, le train de flacons pleins est libéré et évacué par le convoyeur pendant que le train suivant vient prendre place sous les têtes. PAGE 1 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 Les distributeurs pneumatiques qui contrôlent les vérins ainsi que le variateur de vitesse qui contrôle l'alimentation du moteur du convoyeur, sont commandés par un automate (Cf. coffret de commande) qui gère le cycle de la machine. Un générateur d'impulsions placé sur le convoyeur émet vers l'automate et permet à ce dernier de gérer les électrovannes en synchronisme avec la vitesse de la chaîne à palettes du convoyeur. Le châssis de la machine est en acier inoxydable poli ainsi que les pièces en contact avec le produit. Le nettoyage est facile et très rapide La hauteur de la tête de dosage est réglable à l'aide d'un vérin à vis manuel, ce qui permet à la même machine de recevoir plusieurs formats d'emballage. Le mécanisme de transfert est réglable également et pour les mêmes raisons et ne nécessite aucun outillage. L'entretien mécanique est pratiquement nul. PAGE 2 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 Alimentation en produit Alimentation en vide Flacons vides Poste de remplissage V6 V V5 V2 V Convoyeur CD1 Flacons remplis C1 C2 Création d une accumulation V6 Remplissage des flacons V V Évacuation du train de flacons Sélection d un train de flacons Transfert vers le poste de remplissage PAGE de 88

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Circuit de fluides Il est composé de deux circuits distincts : Un circuit de vide Un autre pour le liquide à conditionner Ces deux circuits sont séparés d une part par les intercepteurs et d autre part par les flacons à remplir. Les intercepteurs ont pour fonction : de ramener le surplus de liquide refoulé au niveau des flacons remplis vers le réservoir, d empêcher ce liquide d aller vers la pompe à vide. Si le liquide traverse les clapets des intercepteurs, il y a risque de détériorer la pompe à vide. Le vide a pour fonction d accélérer la vitesse de remplissage. Si le vide est insuffisant, Si la cuve du liquide à conditionner est trop éloignée de la machine, S il y a une perte dans le circuit de vide, le temps de remplissage des flacons est plus long, Si le vide est trop fort, il y a risque de déformer les flacons en matière plastique et/ou y créer de la mousse pendant le remplissage. Toute fuite dans le circuit de vide empêche le remplissage. PAGE 6 de 88

Collecteur de vide Tête de remplissage Collecteur de liquide Circuit de liquide Circuit de vide Clapet de non-retour Intercepteur Récipients Réservoir de liquide Convoyeur Soupape de réglage Manomètre Clapet de trop plein Distributeur cylindrique à tiroir PAGE 7 de 88 Réservoir Pompe à vide

Les composants Désignation Préactionneurs Repère Code automate Actionneurs Repère Capteurs Code automate Voyants Convoyeur KM1, M1 CD1 1,2 Signal variateur «marche» U1 1, Bouton marche B1 Autorisation de marche A,7 Vérin répartiteur de vide EV2,1 V2 Vérin d arrêt des flacons au remplissage EV,2 V Vérin d arrêt des flacons avant remplissage EV, V Vérin de montée/descente des becs de remplissage EV5, V5 Distributeur pour basse pression descente des becs EV7,6 Vérin de sélection des flacons par train EV6,5 V6 FDCH5 FDCB5 1,5 1,6 Pompe à vide KM2 M2 B 1,8 BV Cellule bourrage entrée C1 1,1 v Cellule bourrage sortie C2 1,2 v5 Bouton d arrêt d urgence AU1 1,9 v2 Bouton de sélection de rinçage B2 1, BV2 Bouton de sélection de réglage B 1,7 BV Bouton marche ou arrêt fin de cycle B1 1, BV1 Voyant sécurité portes KS 1,1 v1 Voyant sécurité moteur v PAGE 8 de 88

Les mémoires Mémoires B1 B2 Fonctions Mémoire arrêt flacons 1 active lorsque la machine est arrêtée en fin de cycle avec un train de flacons remplis sous les becs de remplissage (MFLA1) Mémoire arrêt flacons 2 active lorsque la machine s est arrêtée suite à un coincement de la descente des becs de remplissage avec un train de flacons vides sous les becs (MFLA2). Les compteurs Compteurs C C1 C2 Fonctions Permet le passage d un train de flacons avant la sortie de la tige des vérins C et C Permet à un train de flacons d arriver sous les becs de remplissage Permet de régler l espace entre un train de flacons pleins et un train de flacons vides Les temporisations Temporisations T T1 T2 T T Fonctions Permet de faire sortir le vérin de sélection des flacons par train 6C Sécurité de descente des becs de remplissage Temps de remplissage des flacons Permet l évacuation de la vitesse normale du transporteur pendant la remontée du vérin Permet de faire rentrer et sortir le vérin répartiteur de vide 2C PAGE 9 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 MISE EN SERVICE 1 - Mise en place Le sol à l'emplacement choisi doit être le plus plat possible et compact. La machine doit être mise à niveau, le chemin de déplacement des flacons à l'horizontale. Quatre pieds réglables permettent d'opérer la mise à niveau de la remplisseuse. Le convoyeur possède deux tripodes réglables en hauteur. En aucun cas, la machine ne doit être manipulée ou mise en place à l'aide des convoyeurs sous peine de déformer le châssis ou casser l'une des pièces du support. Voir le chapitre MANUTENTIN, STCKAGE, etc. 2 - Raccordement électrique et pneumatique La machine doit être alimentée en 8 volts triphasés de fréquence 5 Hz au bornier du coffret. - En général : - phases (U, V, W) - 1 neutre (N) - 1 terre (T) ) Avant d'effectuer un quelconque branchement de la machine, s'assurer que : le sectionneur est sur la position (Q ) le sectionneur disjoncteur PTIMAL 25 sont sur la position (F5) les relais magnéto - thermiques sont sur la position (F1 à F) Voir IMPLANTATIN dans le coffret de commande. Procéder au branchement de la remplisseuse type 671 à l'aide des schémas électriques fournis. Vérifier que les moteurs tournent dans le sens voulu (en mettant le convoyeur en marche par exemple). Si ce n'est pas le cas inverser le branchement de deux phases au bornier. PAGE 1 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 Il est important que les moteurs équipant les appareils électriques (mélangeurs, aspirateurs, alimentateurs...) à proximité de la remplisseuse soient antiparasités afin d'éviter des anomalies de fonctionnement. Procéder au branchement de l air comprimé. La machine est prévue pour fonctionner avec de l'air sec, non lubrifié et à une pression normale d'utilisation de 5 bars. S'assurer que tous ces points sont respectés avant toute installation. Remarque : La consommation approximative est de à 6 mètres cubes/heure La pression normale d'utilisation : 5 bars - Alimentation en produit La machine est prévue, suivant le modèle, pour fonctionner, soit : par gravité : L'alimentation en produit se fait dans ce cas par gravité et la cuve contenant le liquide doit donc se trouver à une hauteur permettant au produit de s'écouler dans les becs de remplissage. Il suffit alors de raccorder la cuve à la machine. par pression : L'alimentation en produit se fait à l'aide d'une pompe qui pousse le produit dans les tuyauteries de la machine jusqu'aux becs pour effectuer le remplissage. La cuve n'a dans ce cas pas besoin d'être située en hauteur. Elle peut être placée sur le sol. Il suffit alors de placer le tube d'alimentation et le tube de retour de trop plein dans la cuve, de préférence dans le bas de celle-ci. par le vide : L'alimentation en produit se fait par une source de vide générée en général par une pompe à vide qui aspire le produit dans la machine et effectue le remplissage des emballages. La cuve peut aussi être placée sur le sol. Il suffit de placer les tubulures de remplissage et de trop plein dans le fond de la cuve de produit. PAGE 11 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 Les sous-ensembles De la remplisseuse sont : Le bâti comportant le portique de la machine Les têtes d ajutage Le répartiteur de vide Le vérin à vis Le Convoyeur et son motoréducteur La pompe à vide Le coffret et le pupitre de commande Le carénage et Les vérins mécaniques (voir schémas pneumatiques) PAGE 12 de 88

Le bâti Est composé : 1. D une partie fixe que j appelle le bâti proprement dit et qui constitue une solide assise de la machine. 2. D une partie mobile que j appelle le portique du fait de sa géométrie. Le bâti : Porte tous les éléments et les positionne, renferme le bac de récupération. Le portique : supporte les têtes de remplissage dans leur mouvement, s adapte aux différents formats de conditionnement : Il est réglable en hauteur par rapport au bâti grâce au vérin à vis dont il est solidaire par sa partie basse. Permet le réglage en écartement des têtes de remplissage selon le nombre et le diamètre des flacons à remplir. Les têtes de remplissage : Peuvent recevoir différents becs de remplissage pour s adapter aux différents produits à conditionner. PAGE 1 de 88

Insérer le plan 1- PAGE 1 de 88

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97 61 1 Chaine à rouleaux 96 1827-2 1 Roue à chaine moto réducteur 95 6121 1 Moto-réducteur 9 1827-1 1 Support motoreducteur 9 1295-1 palier tendeur 92 6666 1 Bague d'arrêt 91 5651 1 Roue de trainage 89 1856-1 Roue à chaîne arbre d'entrainement 88 669 1 Clavette disque 87 12986-1 1 arbre d'entrainement 86 6911 1 palierà billes 85 12982-1 1 longeron arrière du transporteur 8 56871 6 Pieds réglables articulés 8 5681 2 Base de soutien tripode 82 56812 2 Tête de soutien base réctangulaire 81 1875-1 1 entretoise de longerons 79 19-1 1 table support intercepteur 78 56811 2 Tête de soutien basse carrée 77 56817 2 Tête de soutien latérale 2 5972 1 Vérin 22 12872-2 1 Rallonge vérin 21 11-1 1 Support 19 12-2 Palier 18 11-2 1 Support palier 17 1-5 Goujon de traverse 16 1-1 Traverse 15 11-2 Colonne 1 5121 1 Vérin mécanique 12 1-2 Cache guide colonne 11 16-2 Couvercle de cache guide 9 16-6 2 Cale cache guide colonne 8 1-1 2 Guide de colonne 7 1-7 Coussinet 6 17-1 1 Bac de récupération 5 17-1 1 Tôle renfort 17- Cale de table 16-1 2 Cornière latérale 2 56879 Pied réglable 1 15-1 1 Corps de bâti Rep Code Nbre Désignation Matière Echelle 1:1 Date: 27-11-1997 LA MAIN D'EUVRE MECANIQUE 921 VILLEPINTE CEDEX CMMANDE N Rédigé par : Eddajibi Abdel ENSEMBLE: bservation MM ENSEMBLE : REMPLISSEUSE EN LIGNE 671 Usure Remplisseuse PAGE 16 de 88 1-

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Étude technologique du bâti Graphe de liaisons : Voir schéma de la machine page 19. S 2 L L L7 Composition des sous-systèmes de pièces cinématiquement équivalentes : S 1 { S } { 1+2+++5+6+7+8+9+1+11+12+...} L1 L2 L5 { S 1 } { 15 + 16 + 17 + 21 + 2 +... } { S 2 } { 18 + 19 + 22+... } S L6 S { S } { 1 +... } { S } { vis sans fin + volant de réglage + joint de cardan non représenté sur le schéma } L9 L8 { S 5 } { 22 +... } S repère liaison d axe L1 pivot glissant ( C, x ) L2 pivot glissant ( C, x ) L pivot glissant ( A, x ) L pivot glissant ( B, x ) L5 hélicoïdale ( F, x ) L6 pivot ( H, x ) L7 pivot glissant (, x ) L8 roue et vis sans fin ( G, y ) L9 pivot ( I, y ) PAGE 18 de 88

PAGE 19 de 88 Étude de l hyperstatique de la liaison équivalente entre S 1 et S 2 * Les torseurs des actions mécaniques transmissibles par les liaisons L, L et L 7 sont dans la base R, respectivement aux point A, B et, de la forme : { } N M A A τ { } N M B B τ { } 7 7 7 7 7 N M τ Soit { } τ le torseur des actions mécaniques transmissibles par la liaison équivalente. Le torseur { } τ est tel que : { } { } { } { } 7 τ τ τ τ + + En exprimant ces torseurs au même point, on obtient : 7 7 7 7 ) ( N N N N M M M M l L X + + + + + + + + La liaison équivalente est une glissière de direction x ρ. Son degré d hyperstatisme est : h N s e s 7 avec N s 12 : nombre d inconnues statiques introduites par la liaison, e s 5 : le nombre d équations indépendantes du système. { } N M L X τ

sont : En examinant le système d équations, on constate que les inconnues hyperstatiques Deux parmi, et 7 : conditions dimensionnelles de distance suivant (, x). Deux parmi M, M et M 7 : conditions angulaires de parallélisme autour de (, y). Deux parmi N, N et N 7 : conditions angulaires de parallélisme autour de (, z). et 7 : condition dimensionnelle de distance suivant (, y). Le fort degré d hyperstatisme (h7) impose l utilisation d un accouplement articulé entre S 2 et la tige du vérin repère (22) ; voir plans mécaniques. Quel type de liaison faut-il avoir entre les sous-ensembles S 2 et S 5 { 22 + } pour diminuer au maximum le degré d hyperstatisme. Voir figure suivante. x Schéma cinématique L 7 y S 5 l S 1 L L 1? L z S 2 Graphe de liaisons L L : liaison pivot glissant d axe (A, x) L : liaison pivot glissant d axe (B, x) L 7 : liaison pivot glissant d axe (, x) L 1 : liaison à déterminer. S 1 L 7 L L 1 S 2 S 5 Déterminons le degré d hyperstatisme de la liaison équivalente aux deux liaisons en parallèle L et L entre S 1 et S 2. PAGE 2 de 88

PAGE 21 de 88 Les torseurs des actions mécaniques transmissibles par les liaisons L et L sont dans la base R, respectivement aux point A et B, de la forme : { } N M A A τ { } N M B B τ Soit { } τ le torseur des actions mécaniques transmissibles par la liaison équivalente. Le torseur { } τ est tel que : { } { } { } τ τ τ + En exprimant ces torseurs au même point, on obtient les relations suivantes : ) ( N N N M M M l L X + + + + + Comme x, la liaison équivalente est une liaison glissière de direction x ρ. Son degré d hyperstatisme est : h N s e s avec N s 8 : nombre d inconnues statiques introduites par la liaison, e s 5 : le nombre d équations indépendantes du système. on en déduit que : En examinant le système d équations, on constate que les inconnues hyperstatiques sont : 1 ou 2 : conditions dimensionnelles de distance suivant (, z). { } N M L X τ h

M 1 ou M 2 : N 1 ou N 2 : conditions angulaires de parallélisme autour de (, y). conditions angulaires de parallélisme autour de (, z). Essayons de déterminer la liaison L 1 de manière à minimiser l hyperstatisme du bâti (h 7). n peut penser que L 1 sera une liaison rotule de centre E ou une liaison ponctuelle de normale (E, X). E, étant dans le plan (y, z) à une distance (d ) de l origine des axes (, x, y, z). Étude cinématique : Pour déterminer la liaison L 1, faisons une étude cinématique pour connaître le degré d hyperstatisme de la chaîne continue fermée : ( S1 - S2 - S5 - S1 ) Définissons pour cela les torseurs cinématiques des liaisons en considérant la liaison équivalente entre S 1 et S 2 qui est une liaison glissière de direction (, x). 12 { ν } { ν } { ν } { ν } S1/ S 2 12 u S1/ S 5 15 α 15 u 15 et { ν S 2 / S 5} { ν 25} α β γ 25 25 25 dans le cas d une liaison rotule, soit : { ν 2 / 5} { ν 25} S S α β γ 25 25 25 d γ 25 d β 25 ou PAGE 22 de 88

α β γ 25 25 25 { ν S 2 / S 5} { ν 25} 25 υ 25 dans le cas d une liaison ponctuelle. En écrivant au point que : w { ν } + { ν } + { ν } { } 12 15 25 on obtient suivant la nature de la liaison L 1, les deux systèmes d équations : α15 + α 25 β 25 γ 25 u12 + u15 d γ 25 d β 25 u α15 + α 25 β 25 γ 25 u12 + u15 υ25 w25 La mobilité (m) de cette chaîne est : dans le cas où L 1 serait une liaison rotule. Soit équations indépendantes : e c dans le cas où L 1 serait une liaison ponctuelle. Soit 6 équations indépendantes : m N c e c e c 6 avec N c : nombre d inconnues cinématiques et e c : le nombre d équations indépendantes du système. Le degré d hyperstatisme est donné par : Soit : N c 1+ 2+ 6 h m + 6 N c m 6-2 si L 1 est une liaison rotule h m + 6 N c 2 PAGE 2 de 88

N c 1+ 2+ 5 8 et m 8-6 2 si L 1 est une liaison ponctuelle h m + 6 N c En considérant donc L 1 comme une liaison ponctuelle de normale (, x), le système est isostatique. Rappelons cependant que la liaison équivalente entre S 1 et S 2 est hyperstatique d ordre. Une articulation permettant 5 degrés de liberté ( rotations et 2 translations ) permettrait une solution à ce problème. En conclusion : Deux conditions sont à respectées : 1. Un parallélisme entre les deux axes (, y) et (, z). 2. Une cote entre axes sur (, z). Solution industrielle adoptée : Embout de tige articulé avec contrôle et réglage au montage. PAGE 2 de 88

Les têtes de remplissage ou d ajutage peuvent être de à 16 sur la même machine en fonction de la cadence désirée PAGE 25 de 88

Insérer le plan 115-1 PAGE 26 de 88

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18 1 Ecrou d'entretoise réglable 155-2 17 1 Ecrou de blocage 155-16 1 Entretoise réglable 155-1 15 Rondelle cylindrique M16 M A2 575 1 1 Circlips extérieur D16 mm 6677 1 2 Rondelle plate 122 12 1 Ressort de coulisse 165-11 11 1 Raccord inférieur du bec 7192-5 9 1 Joint d'étanchéité 57 8 1 Raccord supérieur du bec 7192-7 1 Joint d'étanchéité 57112,19 6 1 Indexation 191-5 5 1 Goupille cylindrique 191-8 1 Tête d'ajutage 115-1 1 Queue 191-2 1 Palier tandem (KTB 16 PP) 191-2 1 1 Plat support tête 17-1 Rep. Nb. Désignation Matière Ref., bservations LA MAIN D'ŒUVRE MECANIQUE 921 VILLEPINTE CEDEX Echelle 1:1 CMMANDE N Date: 1--1998 Rédigé par : Eddajibi Abdel A ENSEMBLE : RENPLISSEUSE EN LIGNE MM 671V Usure TETE D'AJUTAGE 115-1 PAGE 28 de 88

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M M Remplisseuse en ligne série 671 Le répartiteur de vide PAGE 2 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 9 1 Vérin double effet 592 8 1 Support de vérin 11-7 1 Accouplement articulé 57112,19 6 2 Entretoise de vérin 11-5 1 Entretoise de joint 781-2 Joint T DU 5-16 5721 1 Tige de piston 11-2 2 Tetine 11-5 1 1 Cylindre répartiteur 11-1 Rep. Nb. Désignation Matière Ref., bservations LA MAIN D'ŒUVRE MECANIQUE 921 VILLEPINTE CEDEX Echelle 1:1 CMMANDE N Date: 1--1998 Rédigé par : Eddajibi Abdel A ENSEMBLE : RENPLISSEUSE EN LIGNE MM 671V Usure REPARTITEUR DE VIDE 11- PAGE de 88

M M Insérer le plan 11- Remplisseuse en ligne série 671 PAGE de 88

M M Insérer le plan 11- Remplisseuse en ligne série 671 PAGE 5 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 Étude de l hyperstatisme du répartiteur de vide Graphe de liaisons L 1 L 2 S 2 S 1 L 1 : liaison pivot glissant d axe (, x), L 2 : liaison liéaire annulaire de direction (, x), L : liaison liéaire annulaire de direction (, x). L Schéma cinématique B L l y A L 2 z x L 1 Justification de l emploi d un accouplement articulé (pièce repère 7) : Étudions l hyperstatisme de la liaison équivalente entre S et S 1. Hypothèse : n ne tient pas compte ici de l accouplement articulé (7). Les torseurs des actions mécaniques transmissibles par les liaisons L 1, L 2 et L sont dans la base R, respectivement aux point A et B, de la forme : PAGE 6 de 88

M M Remplisseuse en ligne série 671 PAGE 7 de 88 { } 1 1 1 1 1 N M τ { } 2 2 2 2 M A A τ et { } M B B τ Soit { } τ le torseur des actions mécaniques transmissibles par la liaison équivalente. Le torseur { } τ est tel que : { } { } { } { } 2 1 τ τ τ τ + + En exprimant ces torseurs au même point A, on obtient : 2 1 2 1 2 1 2 1 l N N l M M L X + + + + + La liaison équivalente est donc une liaison pivot glissant d axe x ρ. Son degré d hyperstatisme est : h N s e s avec N s 8 : nombre d inconnues statiques introduites par la liaison, e s 5 : le nombre d équations indépendantes du système. n en déduit que : h 8 5 { } N M L X τ

M M Remplisseuse en ligne série 671 n constate qu il y a : Une condition dimensionnelle de distance suivant (, y) ou (, z). Deux conditions angulaires de parallélisme autour de (, y) et (, z). Solution industrielle adoptée : Utilisation d un accouplement articulé. PAGE 8 de 88

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12 1 Plaque signalétique 11 2 Vis de serrage à bout plat HC M5-6 1 2 Clavette xx15 9 2 Circlips intérieur D e1,2 8 2 Roulement à billes 62 7 1 Vis sans fin rapport 5:1 6 2 Butée à billes 5115 5 1 Axe fileté TR 18x 1 Couvercle supérieur 1 Bague de guidage 2 1 Roue rapport 5:1 1 1 Carter Rep. Nb. Désignation Matière bservations Echelle 1:1 CMMANDE N ENSEMBLE: Date: 27-11-1997 DESSINE PAR: Eddajibi Abdel ENSEMBLE : REMPLISSEUSE EN LIGNE MM 671 Usure VERIN A VIS SANS FIN VT / VR,5 T PAGE 1 de 88 1-