Procédé pour former une file d'objets progressant et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
Pour effectuer automatiquement de nombreuses opérations de fabrication, de manutention ou de traitement d'objets en tous genres, il est nécessaire de former une file d'objets progressants. Cette colonne peut comprendre une file unique d'objets disposés les uns derrière les autres, ou plusieurs files parallèles.
Dans de nombreux cas, il est souhaitable, pour la bonne exécution de l'opération automatique envisagée, que le débit de la file, c'est-à-dire le nombre d'objets passant en un point en une unité de temps, atteigne au moins une valeur minimum déterminée.
Ainsi, lors de la mise en boîtes automatique de vis, il est souhaitable, pour employer au maximum la capacité élevée de la machine à empaqueter, qu'une file de vis animée d'une grande vitesse de progression soit fournie à cette machine. Mais les vis doivent également tre disposées dans une position déterminée et les dispositifs connus formant des files de vis orientées à partir d'une masse de vis en vrac ont un débit notablement plus faible que la capacité de la machine à empaqueter qui ne peut donc pas tre utilisée au maximum de sa capacité par le fait de l'insuffisance de son alimentation.
L'invention vise à fournir un procédé pour former une file d'objets en mouvement à débit élevé.
Ce procédé, permettant de former une file d'objets progressants, résultant de la réunion sur un convoyeur commun de plusieurs files primaires d'objets, selon lequel on amène les files primaires simultanément sur le convoyeur, en plusieurs points d'entrée correspondant chacun à l'arrivée d'une file primaire, et qui sont espacés le long du convoyeur, ces points d'entrée, dont les positions relatives restent inchangées, étant animés d'un premier mouvement relatif par rapport aux objets entraînés par le convoyeur, et on recueille la colonne résultante formée sur le convoyeur, en un point de sortie unique animé d'un second mouvement relatif par rapport aux objets entraînés par le convoyeur, est caractérisé en ce qu'on établit ces deux mouvements relatifs en vitesses et directions,
de manière que tout objet distribué sur le convoyeur par un point d'entrée quelconque parvienne audit point de sortie sans passer en regard d'un autre point d'entrée, évitant ainsi que des objets provenant des différents points d'entrée puissent se heurter lors de leur dépôt sur le convoyeur.
L'invention comprend également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette installation comprenant des moyens pour former les files primaires d'objets, des distributeurs répartis le long de la trajectoire du convoyeur et qui amènent ces files sur ce dernier, des moyens collecteurs pour recueillir la file résultante d'objets formée sur le convoyeur, et des moyens d'entraînement communiquant aux objets leur mouvement de progression sur la trajectoire du convoyeur et communiquant, d'une part, aux distributeurs et, d'autre part, auxdits moyens collecteurs, leurs mouvements relatifs respectifs par rapport aux objets progressant sur le convoyeur, est caractérisée en ce que lesdits moyens d'entraînement sont agencés pour communiquer un mouvement relatif aux distributeurs par rapport auxdits moyens collecteurs,
à une vitesse et dans un sens tels que tout objet distribué sur le convoyeur à partir de l'un quelconque des distributeurs parvienne auxdits moyens collecteurs sans passer en regard d'un autre distributeur.
A titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé que comprend l'invention est décrite en regard du dessin annexé qui représente une forme d'exécution et une variante de l'installation que comprend également l'invention.
Les fig. 1 à 5 sont des vues schématiques de cette forme d'exécution de l'installation, les différentes figures représentant des positions de fonctionnement successives de l'installation.
La fig. 6 est une vue en élévation, en coupe axiale, d'une variante de l'installation représentée aux fig. 1 à 5.
La fig. 7 est une vue en plan par-dessus l'installation représentée à la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en plan de la partie inférieure de cette installation, la partie supérieure de l'installation étant omise.
La fig. 9 est une vue de détail, en perspective et à plus grande échelle.
L'installation représentée schématiquement aux fig. 1 à 5 comprend deux distributeurs 15 et 16 diamétralement opposés, destinés à tourner autour d'un axe vertical 17, par lesquels sont amenées deux files primaires d'objets représentés par des cercles blancs pour l'une des files et par des cercles hachu rés pour l'autre. Entourant t ces distributeurs, est dis- posé un plateau tournant 18 destiné à recevoir les objets délivrés par les distributeurs. Ce plateau 18 tourne dans le mme sens que les distributeurs 15 et 16, à une vitesse angulaire deux fois plus grande (S2 = 2S1), et les objets qu'il transporte sont évacués par un guide récepteur 19, sur lequel les objets sont entraînés par un transporteur ou se déplacent par gravité.
L'entrée du guide 19 présente un déflecteur 19' placé sur la trajectoire des objets, au-dessus du plateau 18.
Lorsque les distributeurs 15 et 16 se trouvent dans la position angulaire représentée à la fig. 1, la partie amont du guide 19 est occupée par des objets blancs issus du distributeur 15 au cours du tour précédent et la moitié de gauche du plateau 18 est chargée d'objets hachurés issus du distributeur 16.
La vitesse périphérique S2 du plateau 18 est au moins double de la vitesse de progression SO des objets dans les distributeurs 15 et 16, de sorte que les objets déposés sur le plateau 18 ne seront pas plus serrés que dans ces distributeurs. Si la vitesse S2 du plateau est égale au double de la vitesse SO de progression, les objets auront sur le plateau 18 le mme écartement que dans les distributeurs ; la vitesse relative du plateau 18 par rapport aux distributeurs et la vitesse de progression des objets dans les distributeurs étant identiques, l'écartement entre les objets est en effet conservé. Si la vitesse S2 du plateau est supérieure au double de la vitesse SO de progression, l'écartement des objets est plus grand sur le plateau 18 que dans les distributeurs.
Après un quart de tour des distributeurs, le mécanisme occupant alors la position représentée à la fig. 2, le distributeur 15 vient de déposer un troisième objet blanc sur le plateau 18 et les objets qu'il a déjà déposés se trouvent en avant du distributeur, du fait de la plus grande vitesse du plateau. Dans la position angulaire représentée à la fig. 3, un sixième objet vient de sortir du distributeur 15 qui a décrit un demi-tour et le premier objet blanc déposé, qui a décrit un tour entier, pénètre dans le guide récepteur 19.
Dans la position angulaire représentée à la fig. 4, un neuvième objet vient de sortir du distributeur 15 et six objets ont déjà passé dans le guide 19. Pendant le dernier quart de tour, le distributeur 15 déposera encore deux objets sur le plateau 18 et lorsqu'il sera revenu dans sa position initiale représentée aux fig. 1 et 5, les onze objets blancs qu'il aura déposés seront entrés dans le guide 19 et le premier objet de la série hachurée suivante sera parvenu devant l'entrée de ce guide. Le cycle de fonctionnement se répétera alternativement pour les objets distribués par les deux distributeurs.
L'installation représentée est conçue pour la jonction de deux files d'objets primaires. Dans des variantes, elle pourrait tre agencée pour la jonction d'un plus grand nombre de files primaires amenées sur le plateau collecteur par des distributeurs régulièrement répartis autour de l'axe de rotation.
Pour éviter toute interférence entre les objets provenant de distributeurs différents, il faut que les mouvements relatifs (distributeur/convoyeur; convoyeur/récepteur) soient coordonnés de manière que tout objet déposé sur le plateau par un distributeur quelconque parvienne au récepteur sans avoir à passer en regard d'un autre distributeur. Cette exigence détermine une valeur supérieure pour la vitesse S2 du plateau, qui doit remplir la condition suivante:
S2 < S1 n/(n-1) (1) où:
S2 = vitesse du plateau (vitesse de la file ré
sultante)
S1 = vitesse de déplacement des distributeurs;
n = nombre de distributeurs.
Si l'on veut éviter de diminuer l'écartement des objets lors de leur passage d'un distributeur au plateau, il faut en outre que la condition suivante soit remplie S2 > SO + S1 (2) où SO est la vitesse de progression des objets dans les distributeurs (vitesse des files primaires).
En l'occurrence, pour une installation à deux distributeurs, on voit que cette seconde condition ne peut tre également remplie que pour autant que
SO < 51.
Dans une variante, le plateau 18 pourrait tre remplacé par un transporteur circulaire ou tout autre dispositif assurant l'avancement des objets,
S2 étant alors la vitesse de progression des objets sur ce transporteur.
Les fig. 6 à 9 représentent une variante de l'installation agencée pour effectuer la jonction de six files d'objets primaires.
Cette installation comprend une base 20 sur
laquelle est monté rotativement un ensemble mobile 21 susceptible de tourner autour d'un axe verti
cal. Cet ensemble comprend une cuve 23 destinée
à recevoir, en vrac, les objets à délivrer. La cuve 23
a une forme cylindrique; elle est ouverte à sa partie supérieure et repose sur un dispositif de suspension
constitué par quatre lames élastiques 24, régulièrement réparties autour de l'axe de la cuve, et qui
sont inclinées dans le mme sens (fig. 6). Les lames 24 sont fixées par leurs extrémités, d'une part, au fond de la cuve et, d'autre part, à une plaque de support 25 supportée par une butée à billes, qui lui permet de tourner autour d'un axe vertical.
Entre la plaque 25 et le fond de la cuve 23, est disposé un vibreur 27. Ce vibreur comprend un noyau 28 sur lequel est disposé un enroulement 29.
Le noyau 28 est fixé à la plaque de support 25 et une armature mobile 30, fixée à la face inférieure du fond de la cuve 23, est située au-dessus de ce noyau 28. L'alimentation de l'enroulement 29, au moyen d'un courant électrique périodique, produit un mouvement de va-et-vient de l'armature mobile 30 qui a pour effet de modifier de façon périodique l'inclinaison des lames 24. I1 en résulte un mouvement d'oscillation de la cuve 23 qui présente une composante dirigée dans le sens vertical.
La rotation de l'ensemble 21 est assurée par un moteur électrique 32a disposé sur la base 20. Ce moteur entraîne, par le moyen d'un accouplement 33, un réducteur 34 à vis tangente dont l'axe de sortie porte deux roues 35 et 36. La roue 36 engrène avec une roue 37 solidaire d'un arbre vertical 32 tournant sur une butée 31 et servant à l'entraînement de la plaque de support 25.
Sur la face intérieure de la paroi latérale de la cuve 23 sont disposées six rampes hélicoïdales 38, régulièrement réparties, destinées à la formation de files d'objets primaires. Ces rampes, constituées par des bandes métalliques, partent du fond 39 de la cuve.
Elles ont une section transversale plane mais pourraient, dans une variante, présenter un léger bord.
Des butées latérales 38a placées au-dessus de chacune des rampes servent à empcher le passage simultané de plusieurs objets (représentés schématiquement en 22). Si des objets disposés côte à côte parviennent devant ces butées, ils sont repoussés vers le centre de la cuve de telle sorte que seul l'objet placé à l'extérieur reste sur la rampe. Ces butées 3 8a sont formées par des lames élastiques fixées par l'une de leurs extrémités à la paroi latérale de la cuve et que des vis 38b maintiennent dans une position de réglage qui peut tre modifiée. Leur saillie peut ainsi tre réglée en fonction de la largeur des objets.
A l'extrémité supérieure de chacune des rampes 38 est disposé un organe distributeur 40 (fig. 7).
Cet organe est bordé à l'extérieur par une paroi latérale 41, plane et disposée dans un plan vertical, qui est placée tangentiellement par rapport à la paroi
latérale de la cuve. Les organes distributeurs 40, situés à cheval sur le bord supérieur 42 de la paroi latérale de la cuve recouvrent partiellement un organe intermédiaire de transfert 50, disposé autour de la cuve.
Chaque organe distributeur 40 comprend un volet mobile 44 destiné à empcher momentanément la distribution des objets. Le volet 44 est pivoté sur un axe vertical 45 (fig. 9) et il est sollicité par un
ressort de torsion 46 qui le maintient élastiquement dans la position effacée représentée, dans laquelle le volet se trouve approximativement dans le prolongement de la paroi 41. Les volets 44 portent chacun un galet 47 destiné à coopérer au passage avec une came fixe 48. L'engagement d'un galet 47 sur cette came fait pivoter le volet correspondant et l'amène momentanément en travers de la rampe qu'il borde. Les objets situés devant le volet sont alors repoussés dans la cuve 23.
Les secousses transmises à la cuve par le vibreur ont pour effet de faire monter les objets le long des rampes 38 jusqu'aux organes distributeurs 40, d'où les objets passent sur l'organe de transfert 50.
L'organe 50 présente une forme annulaire et comprend une face supérieure 51 qui est légèrement inclinée vers l'extérieur. I1 est entouré par une bague fixe 52 supportée par une enveloppe métallique cylindrique 53, dont l'extrémité inférieure est emboîtée dans une rainure creusée dans une bague 54 solidaire de la base 20.
L'organe 50 est supporté par une enveloppe cylindrique 55 dont l'extrémité inférieure est fixée à un disque 56 monté pour tourner sur des galets 57.
Les galets 57, au nombre de trois, sont portés par des équerres 58 fixées sur la base 20, et le disque 56 présente sur sa face inférieure une plaque circulaire 59 qui forme un épaulement radial s'emboîtant sur les galets 57, de sorte que le disque 56 est guidé par les galets. Le disque 56 est solidaire d'un manchon central 60 portant une roue 61 qui engrène avec la roue 35. La rotation de cette-roue 35 provoque ainsi la rotation de l'organe de transfert 50 qui tourne dans le mme sens que la cuve 23, à une vitesse légèrement plus grande que cette dernière, calculée comme indiqué précédemment. Le rapport de transmission de l'engrenage 35-61 est en effet plus grand que celui de l'engrenage 36-37.
L'organe de transfert 50 amène les objets à un guide récepteur 62 comprenant un couloir 64 disposé derrière une ouverture 63 découpée dans la bague fixe 52. L'avancement des objets le long de ce couloir est produit par une chaîne sans fin non représentée, constituant le fond du couloir. Dans une variante, le couloir pourrait tre suffisamment incliné pour que les objets se déplacent par gravité.
Les volets 44, actionnés par les galets 47 lors du passage de ces galets devant la came 48, interrompent momentanément la progression des objets sur les rampes, de manière à empcher la distribution peu avant le passage devant l'entrée du guide récep teur, pour éviter que des objets butent contre la pointe 65 située sur le côté aval de ce guide. Il faut en effet éviter que des objets stationnent sur l'organe de transfert qui doit tre libéré au passage du guide récepteur.
Dans une variante, une plaque formant un écran empchant la distribution devant cette pointe pourrait tre prévue. Cette plaque pourrait tre fixée sur la bague 52.
Les objets déposés sur l'organe de transfert 50 tendent à se déplacer vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge et par suite de l'inclinaison de la face 51 ; un laps de temps déterminé est toutefois nécessaire pour que les objets parviennent à la périphérie de la face 51. I1 est donc nécessaire d'interrompre l'alimentation un peu avant le passage du couloir récepteur pour que tous les objets délivrés aient le temps de parvenir à la périphérie de l'organe de transfert avant leur passage devant l'ouverture 63.
L'installation fonctionne selon le schéma illustré par les fig. 1 à 5.
Dans l'installation décrite, les organes distributeurs solidaires de la cuve 23 et l'organe de transfert annulaire 50 tournent dans le mme sens, à des vitesses différentes, tandis que le guide récepteur 62 est fixe. Dans une variante, l'organe de transfert ou les organes distributeurs, pourraient
tre fixes, tandis que le guide récepteur et l'autre organe mobile tourneraient dans des sens et à des vitesses relatives appropriés.
Pour des raisons pratiques, il est néanmoins préférable que le guide récepteur soit fixe.
Dans l'installation décrite, les organes distributeurs 40-41 recouvrent approximativement toute la largeur de la face supérieure 51 de l'organe de transfert 50, tandis que l'ouverture d'entrée 63 du
guide récepteur est située à la périphérie de cette face 51. Dans une variante, les organes distribu
teurs pourraient faire une saillie moins prononcée au-dessus de l'organe de transfert, tandis que la bague extérieure 52, et plus particulièrement la partie 65 de cette bague située directement à l'aval de l'ouverture d'entrée 63 du guide récepteur, pourrait
recouvrir partiellement l'organe de transfert pour former un déflecteur relevant au passage les objets
déposés sur l'organe de transfert.
En pratique, il sera préférable de ne pas faire fonctionner l'installation à sa cadence maximum
mais de la faire travailler un peu plus lentement
afin d'avoir une certaine marge de sécurité. Ceci est
particulièrement important en ce qui concerne la
formation des files primaires.
Dans des variantes, l'installation peut aussi tre
agencée pour opérer la réunion de files d'objets cons
tituées chacune par plusieurs files parallèles d'ob
jets. Dans l'installation représentée, les rampes de
formation pourraient, par exemple, tre suffisam
ment larges pour permettre le passage simultané de
deux objets lacés côte à côte.