Résumé : Les tubes en plastique de petit diamètre et les tuyaux flexibles nécessitent un enroulement continu couche par couche, directement à partir des extrusions ou des dérouleurs, afin d'éviter les enchevêtrements et l'abrasion de surface. L'enrouleuse de tubes automatisée intègre un plateau tournant horizontal motorisé, un bras de translation servo-synchronisé, une tête de presse verticale pneumatique et un système de transfert automatisé qui achemine les bobines directement vers les stations de cerclage et de thermo-rétraction en aval. Le dimensionnement standard est optimisé dynamiquement en fonction du diamètre extérieur du tube , de la longueur cible du lot et des rapports diamètre extérieur/diamètre intérieur admissibles de la bobine , pour une intégration parfaite avec le conditionnement secondaire en aval.
Table des Matières
- Ce que montre la vidéo
- Comment fonctionne l'enrouleur de tubes
- Calcul de la taille de la bobine et du nombre de couches
- Attacher la bobine
- Commandes et sécurité
- Liste de contrôle pour la sélection d'un enrouleur de tubes
- FAQ technique
- Suivant
- Lecture connexe
- Références
Ce que montre la vidéo
La vidéo de démonstration présente une cellule complète et entièrement automatisée d'enroulement, de cerclage et de conditionnement secondaire de tubes de petit diamètre lors d'essais en usine :
- Déroulement et alimentation en tension active : Le tube flexible en polymère noir se déroule en douceur d'une bobine d'alimentation principale à travers un guide-enrouleur, amortissant les pics de tension avant d'atteindre la broche d'enroulement.
- Enroulement de précision par traversée : Le tube s'enroule sur un mandrin central rétractable placé au-dessus d'une table rotative horizontale. Un système de guidage transversal effectue un mouvement de va-et-vient synchrone sur toute la largeur d'enroulement afin de garantir un enroulement parfaitement parallèle, bord à bord, sans croisement.
- Action de la broche de serrage verticale : La tête de presse pneumatique supérieure descend sur la bobine enroulée, stabilisant les spires extérieures et maintenant le faisceau fermement comprimé contre le noyau pour empêcher l'expansion de la bobine après la coupe.
- Poussée et transfert pneumatiques de la bobine : Une fois la longueur prédéfinie atteinte et le noyau affaissé, un poussoir pneumatique automatisé déplace le faisceau enroulé le long d'une table de transfert directement dans la station de cerclage radial.
- Fixation en aval et interface avec tunnel de rétraction : La bobine cerclée est transférée en aval à travers une scelleuse horizontale en ligne et un tunnel de rétraction convective, pour ressortir sous forme d'un emballage entièrement fermé, étanche à l'humidité et prêt pour le transport.
Comment fonctionne l'enrouleur de tubes
| Etape | Exécution mécanique | Paramètres de process |
|---|---|---|
| 1. Filetage et serrage | L'extrémité avant du tube est verrouillée dans la bride interne du mandrin. | Démarrage manuel ou pince pneumatique automatisée |
| 2. Enroulement synchronisé | Le plateau tournant pivote tandis que le servomoteur effectue un mouvement de va-et-vient sur toute la largeur. | Vitesse du plateau tournant : 20–120 tr/min (régulée par variateur de fréquence) ; suivi de la vitesse de la ligne |
| 3. Mesure de précision | L'encodeur rotatif surveille le débit linéaire d'extrusion en continu. | Précision de coupure : ±0.3 % de la longueur totale |
| 4. Pression et effondrement du noyau | La tête de presse pneumatique supérieure serre le ressort ; le mandrin intérieur se rétracte. | Force vers le bas : 150–400 N (régulée en pression) |
| 5. Éjection et arrimage | Le bras de poussée déplace le faisceau en position de cerclage pour les attaches PP/PET | Durée du cycle : 15 à 25 secondes par transfert |
| 6. Film rétractable en ligne | Le paquet cerclé est transféré dans la scelleuse horizontale et le tunnel de chauffage | application continue d'un film protecteur PE/POF sur la peau |
La tête de presse supérieure sert de dispositif de stabilisation, préservant la densité du faisceau et l'équerrage des parois latérales afin que les feuillards restent parallèles et affleurants. Pour les configurations nécessitant un enroulement spiralé de protection haute vitesse dédié, découvrez notre machine automatique d'enroulement et de cerclage de tubes.
Calcul de la taille de la bobine et du nombre de couches
Les dimensions de l'enroulement dépendent de la largeur de la bobine (course transversale effective), du diamètre extérieur du tube (DE), du diamètre du noyau (DI) et de la longueur de lot cible. La progression géométrique est modélisée comme suit :
- Tours par couche :
N_turns = floor(W_coil / OD_tube) - Nombre total de couches requises :
N_layers = ceil(Total_Turns / N_turns) - Diamètre extérieur maximal de la bobine (DE) :
OD_coil = ID_core + 2 × (N_layers × OD_tube) - Diamètre moyen d'enroulement :
D_mean = (ID_core + OD_coil) / 2 = ID_core + (N_layers × OD_tube) - Longueur totale de la plaie :
L_total = N_turns × N_layers × π × D_mean
Exemple pratique (tube flexible de 20 mm de diamètre extérieur, largeur de bobine de 120 mm, diamètre intérieur du noyau de 400 mm) :
| Paramètre | Formulation mathématique | Valeur métrique |
|---|---|---|
| Tours par couche | 120 mm / 20 mm |
6 virages |
| Couches calculées | Lot cible pour une longueur d'environ 200 m | Couches 15 |
| Nombre total de tours de fagot | 6 turns/layer × 15 layers |
90 virages |
| Coil OD | 400 mm + 2 × (15 × 20 mm) |
1,000 mm |
| Diamètre moyen (D_moyen) | 400 mm + (15 × 20 mm) |
700 mm (0.70 m) |
| Longueur totale finie | 90 × π × 0.70 m |
~ 197.9 m |
Remarque : Les tubes en plastique souple à paroi mince subissent une ovalisation transversale mineure sous tension d'enroulement ; un coefficient de compactage empirique (généralement 0.94–0.98) doit être pris en compte dans les limites de diamètre extérieur calculées pour respecter les tolérances des cartons d'emballage.
Attacher la bobine
| Facteur d'ingénierie | Fonction opérationnelle | Plage de contrôle de processus |
|---|---|---|
| Sangles par bobine | Empêche le déroulement de la couche structurelle lors de la manutention logistique | 2, 3 ou 4 sangles radiales PP/PET |
| Positionnement de la sangle | Disposition radiale symétrique autour de la circonférence de la bobine | indice de rotation de 90° ou 120° |
| Tension des sangles | Maintient fermement les couches sans écrasement des parois ni pincement du lumen. | 50–250 N (calibré par duromètre de tube) |
| Tête de serrage de presse | Maintient la planéité des parois latérales pendant la mise en tension et le soudage | Pression pneumatique : 0.4–0.6 MPa |
Les tubes en élastomère souple à paroi mince (par exemple, en polyuréthane, silicone ou PVC souple) nécessitent des réglages de serrage plus faibles et des coussinets de cerclage plus larges que les tubes rigides en PEHD ou PPR. Les limites de cerclage mécanique sont déterminées lors de la mise en service en usine à l'aide d'échantillons de matériaux.
Commandes et sécurité
Les plateaux tournants à grande vitesse, les guides de déplacement et les vérins pneumatiques verticaux présentent des risques d'écrasement et de pincement s'ils ne sont pas protégés. Un fonctionnement sûr repose sur une structure de protection à plusieurs niveaux :
- Dispositifs de sécurité et de protection : Portes de sécurité transparentes entièrement verrouillées renfermant des bobines rotatives, conformes à la norme ISO 14119. L'ouverture d'une enceinte déclenche un arrêt d'urgence immédiat de catégorie 0 via des relais de sécurité.
- Piégeage de la pression pneumatique et échappement résiduel : Les vérins de serrage intègrent des clapets anti-retour à commande pilote pour éviter toute dérive vers le bas non commandée en cas de perte d'air comprimé en amont, associés à des vannes de purge résiduelle contrôlées pour le verrouillage de maintenance.
- Harmonisation des machines CE :
- ISO 12100:2010 : Identification complète des dangers et évaluation des risques pour tous les modes d'enroulement et d'indexage.
- ET 415-10: 2014: Les consignes de sécurité concernent les machines d'emballage, notamment les zones de cerclage, les rails d'alimentation et les modules de transfert intégrés.
- ET 60204-1: Sécurité électrique, circuits d'arrêt d'urgence (Cat. 4 / PL e) et protection thermique contre les surintensités du moteur.
Liste de contrôle pour la sélection d'un enrouleur de tubes
- Profil du tube : diamètre extérieur du tube (DE), diamètre intérieur (DI), épaisseur de paroi et qualité du polymère (PE, PU, PVC, PA, PEX).
- Contraintes géométriques de la bobine : Diamètre intérieur requis (ID_core), diamètre extérieur maximal autorisé (OD_max) et largeur de traversée (W_coil).
- Vitesse de production : Vitesse de la ligne d'extrusion (m/min) ou nombre cible de bobines complètes par heure.
- Spécifications de coupe et de nouage : Coupe volante manuelle ou automatique ; 2, 3 ou 4 sangles radiales (polypropylène ou polyester).
- Interface en aval : Enrouleur autonome ou transfert intégré vers un système de cerclage automatique, d'emballage sous film étirable ou de conditionnement sous film rétractable.
- Services publics de l'établissement : Alimentation pneumatique d'usine (air propre et sec de 0.5 à 0.7 MPa) et service électrique disponible (380 V/480 V triphasé, 50/60 Hz).
FAQ technique
Q : Quelle est la longueur maximale de bobine que cette machine peut traiter ? R : La longueur maximale est limitée par le diamètre extérieur (DE) autorisé de la bobine. Par exemple, 15 couches de tube de 20 mm de DE enroulées sur un mandrin de 400 mm de DI donnent environ 198 m pour un DE de 1 000 mm. Il est possible d’obtenir des bobines continues plus longues en ajustant le diamètre du mandrin ou la largeur de la bobine.
Q : Comment l'épaisseur de la paroi du tube influence-t-elle le diamètre final de la bobine ?
A : Les tubes à paroi mince se compriment légèrement sous la tension d'enroulement, ce qui donne un diamètre extérieur final légèrement inférieur aux calculs théoriques. Les tubes à paroi épaisse ou rigides ne se déforment pas, conformément à la formule géométrique directe : OD_coil = ID_core + 2 × (N_layers × OD_tube).
Q : Pourquoi une tête de presse verticale est-elle nécessaire lors du cerclage ? R : Les tubes enroulés sous tension rotative présentent une reprise élastique. La tête de presse maintient le faisceau comprimé contre la face du plateau tournant, éliminant ainsi les contraintes internes et empêchant le bombement de la couche extérieure pendant la mise en tension et le soudage par friction des feuillards.
Q : La machine peut-elle enrouler un tuyau souple tressé sans écraser le passage intérieur ? R : Oui. La ligne utilise un bras pneumatique à boucle fermée pour réguler la tension d’enroulement en dessous du seuil de déformation du tuyau, combiné à des réglages de tension de feuillard plus faibles (50–100 N).
Q : Ce bobineur peut-il être intégré directement à une ligne d’extrusion continue ? R : Oui. Grâce à l’intégration d’un accumulateur vertical ou horizontal (tour de déchargement), la ligne d’extrusion continue de décharger à vitesse constante tandis que le bobineur effectue automatiquement les cycles de coupe, de transfert et de réinitialisation de la bobine.
Suivant
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Références
- Données techniques de la machine : Division Ingénierie d’emballage FHOPE, Série Automatisation des tubes et tuyaux.
- Formulations mathématiques d'enroulement : Calculateur géométrique de machine FHOPE Standard (Édition Rév. 4).
- Référence machine industrielle : Série de lignes d'emballage automatisées de tuyaux FHOPE.
- Normes de conformité en matière de sécurité : ISO 12100:2010 Sécurité des machines — Principes généraux de conception, EN 415-10:2014 Sécurité des machines d'emballage — Exigences générales.
Dernière mise à jour : 04/10/2026
