Brevet FR2083330A1 — publié le 19711217

La présente invention concerne une pesse débitant automatiquement une quantité exacte d'un produit quelconque, avec une constance de poids et de vitesse. La peseuse est du type comprenant un système à balance (pour la mesure du poids du produit à débiter) et un appareil alimentateur, par exemple du type à vibration, lequel achemine le produit dans un récipient porteproduit accroché au système à balance et muni d'un fond ouvrable. L'alimentateur est à deux vitesses, c'est-à-dire pour alimenter deux portées différentes de produit. Une fois le pesage effectué, le fond s'ouvre et le produit est débité dans le récipient que 1' on veut remplir. Dans le cas d'inexactitude du pesage, le produit déchargé du récipient porte-produit, est dévié par une soupape de déviation et recyclé. Par peseuse automatique, on entend en général, un dispositif apte à fournir des quantités de produit préalablement établies dans un cycle automatique, avec constance de poids et de vitesse. Dans les peseuses automatiques connaes-à ce jour, le produit à peser est emmagasiné dans une trémie d'où il est transféré par divers systèmes électro-mécaniques au récipient porte-produit de la balance proprement dite. le système le plus largement utilisé est celui de la balance "à bras égaux" aux extrémités desquels sont appliqués respectivement le récipient porte-produits et le plateau porte-poids. Etant donné que la balance à bras égaux a un seul point d'équilibre, on emploie généralement un système mécanique pour réaliser un point de pré-équilibre. Pour obtenir une certaine vitesse de pesage en effet il est nécessaire au début, de faire affluer le produit à grande vitesse (phase dite grossière ou de maximum) et en la réduisant alors en s 'approchant du poids désiré (phase de- finissage ou de minimum).En général, ceci est obtenu en faisant appuyer le plateau porte-poids sur un ressort taré ou sur un levier (lesquels détenllinent une détraction pondérale sur le plateau porte-poids). Alors que le produit chargé dans le récipient porte-produits équilibre le dit système, le plateau porte-poids abandonne le ressort ou le levier (ayant évi gemment une course limitée) étant donné que la balance tend à se porter vers une position d'équilibre.En tenant compte des valeurs d'inertie du système mécanique constituant la balance, il est évident que cette solution limite nécessairement la vitesse du pesage, étant donné que l'obtention du pré-équilibre à la vitesse élevée peut déterniner le renverzment par inertie de la balance, même si le poids désire n' a pas été réalisé ; cela entraîne de graves erreurs de pesage ou mieux empêche d'obtenir de grandes vItesses. En d'autres termes, alors que la marchandise chargée dans le récipient porte-produits arrive à un poids égal à celui donné par la différence entre le poids appliqué sur le plateau et celui dû au levier ou au ressort, la balance du type à bras égaux, tend brusquement à se porter dans la position d'équilibre. L'abandon de la partie du plateau porte-poids du levier ou du ressort devrait empêcher, par suite du poids supérieur agissant sur le bras du plateau porte-poids, d'obtenir la position d'équilibre définitive. Toutefois l'inertie du système est telle qu'il y a des oscillations à pendule ou renversements, emechant d'obtenir le pesage exact (c'est-à-dire avec une certaine vitesse). Dans les peseuses normales en outre le système mécanique de la balance forme un ensemble avec le dispositif d'alimentation et les autres organes. Il en résulte qu'il n'est pas détachable ou démontable de l'appareil. Toutes les parties composantes (groupe de pesage, organe de débit, trémie, récipient du produit, etc..) sont des parties solidaires et accouplées l'une à l'autre, démontables seulement par des spécialistes ; cela rend difficile le nettoyage intensif de la machine et exige l'assistance périodique de spécialistes. L'arrangement décrit expose en outre les organes mécaniques de la balance à l'action du produit à peser et dans le cas où celui-ci est en poudre, fumeux ou corrosif, la peseuse est soumise à une usure rapide, à moins d'effectuer des nettoyages fréquents, donc goûteux. Un autre inconvénient grave des peseuses connues est le manque d'un indice permettant à l'opérateur d'observer la valeur exacte du pesage effectué et, encore mieux, la constance du poids. Le but principal de la présente invention est donc la réalisation d'une peseuse automatique apte à fonctionner à grande vitesse tout en donnant des pesages constants, successifs et exacts. Un autre but encore de la présente invention, est de réaliser une peseuse automatique dont les groupes constituants sont sépa rés l'un de l'autre et facilement ou aisément accessibles, l'un indépendamment de l'autre. Un autre but enfin de la présente invention est de réaliser une peseuse automatique munie d'un index permettant à l'utilisateur de contrôler le pesage. Suivant l'invention, la peseuse automatique du type comprenant un alimentateur de produit, de préférence à deux vitesses, et une balance gravimétrique s'appuyant par 1' intermeniaire d'au moins un élément mobile (par exemple un levier) sur un arrêt et munie d'un récipient à fond ouvrable, est caractérisée an ce qui elle est du type proportionnel, et avec 1abardol d dit arrêt, sur la balance, à l'opposition du poins nu produit alimenté, est appliquée automatiquement une force additionnelle. Avec cette solution la balance se porte rapidement vers une position d'équilibre grossier, laquelle est rejointe alors que la force de contraste est appliquée, et rejoint d; e manière relativement lente, en introduisant convenablement d'une manière lente l'alimentation par basse vitesse, la position correspondante au poids préalablement établi. Avant et simultanément à l'application de la force de contraste, laquelle peut être représentée avantageusement par un équipement oscillant interférant avec la trajectoire d'un des organes de la balance et munie d'un index mobile le long d'une échelle, un voyant sur ledit organe ou sur un autre élément de la balance vient obscurcir un élément photo-sensible en déterminant ainsi la commutation du dispositif alimentateur de la vitesse élevée à la vitesse basse. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, à l'obtention du poids préalablement établi, un second voyant supporté par l'équipement mobile, obscurcit un autre élément photo-sensible en déterminant l'arrêt de l'alimentation, le débranchement de l'alimentateur de cet élément et l'intervention d' un temporiseur lequel provoque un temps d'attente (relâche) avant que le contrôle du pesage soit fait. Pendant cette période dlat- tente la valeur d'inertie du système et le produit s'épuisent, lequel tombe de l'alimentateur au récipient à fond ouvrable, et arrive à celui-ci. Si le poids est exact, une fente pratiquée dans le voyant se porte devant l'élément photo-sensile lequel ainsi est éclaire à nouveau. Le second éclairage de 'ement photo-sensible est utilisé pour provoquer l'ouverture du fond du récipient porte-produit et pour acheminer le produit vers cipient destiné à être définitivement rempli. Si. par contre l'élément photo-sensible reste interdit en permanence, cela signifie que le pesage est supérieur ou inférieur à une certaine marge de tolérance, le fond est toujours ouvert, mais le produit tombé, au lieu d'entre acheminé vers le récipient définitif, est débité (par exemple par un branchement et une soupape connus) et remis dans le cycle de pesage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront plus clairement de la description détaillée qui suit, donnée simplement à titre d'exemple et non limitatif, d'une forme préférée de sa réalisation, avec référence aux dessins annexés où La figure 1 montre schématiquement la peseuse automatique suivant l'invention. La figure 2 est une vue de détail du voyant destiné à commander la décharge des produits du récipient porte-produit. La figure 3 montre un circuit électrique de commande possible et simplifié. Avec référence aux figures, la peseuse automatique suivant 7'inverltion se compose d'un alimentateur à vibration connu, à deux vitesses d'alimentation. le dit appareil 1 comprend une trémie de chargement 2 de laquelle, par des vibrations engendrées dans la base ou socle i, le produit contenu est acheminé le long d'un canal 4 dtoù il arrive dans un récipient porte-produit 5, de type traditionnel, muni d'un fond ouvrable 6, lequel est normalement fermé par un ressort 6A de torsion et muni d'un appendice 63 destiné à heurter l'appendice 50 de l'ancre 51 d'un électroaimant 52 pour provoquer l'ouverture du fond, lequel tourne autour d'un pivot 7. Le récipient 5 est suspendu sur des pivots d'articulation, à un étrier 8 muni d'un couteau q. Le couteau 9 s'appuie sur un levier du second genre tournant sur un couteau il et relié par un étrier 12 et- les couteaux 13 et 14 avecun autre levier du second genre 15 Le dit levier 15 est supporté en 16 et sur celui-ci s' appuie le récipient 5 par l'intermédiaire d'un autre étrier 17 muni d'un couteau 18 et d'un autre pivot d'articulation 8b, lequel unit le- dit étrier avec le récipient . le levier 15 par 1' interndiire de l'étrier 19 et des couteaux 20 et 21 est relié avec un levier 22 du premier genre. le dit levier est supporté en 23 et sur son bras à droite (voir figure) peut glisser un poids 25, éventuellement bloquable dans la position désirée par des moyens connus. Le levier 22 est gradué suivant l'unité de poids. Dans la position inopérante et dans les conditions normales d'emploi de la peseuse, le levier 22 s'appuie sur un arrêt 26. Il est évident toutefois qu'en des conditions anormales d'emploi, c'est-à-dire alors que la peseuse est utilisée pour des pesages inférieurs à ceux pour lesquels elle est prévue, le levier 22 peut se trouver à une distance de l'arrêt 26.En effet, si le poids 25 est très proche du point d'appui 23 et au-dessous de 1' intervalle de pesage pour lequel la balance a été prévue, pour équilibrer le poids des leviers et du récipient 5, le levier 22 pourra se trouver meme distancé de l'arrêt 26. Sur le levier 22 est fixé un étrier 27 par l'intermédiaire d'un couteau 28. Cet étrier est disposé de manière que son extrémité inférieure 29 puisse, dans son mouvement, interférer avec un couteau 31 à l'extrémité d'un bras d'un levier à angle 30. Le levier 30 a son point de support en 32 près de son coude, tandis que l'autre bras fonctionne comme index mobile le long d'une échelle graduée 33. En position inopérante le levier 30 s'appuie sur un arrêt 34. L'extrémité supérieure du levier 30 se termine par un voyant 35 muni d'une fente 36, inclinée, c'est-à-dire non perpendiculaire ni parallèle du coté supérieur 37 du voyant, lequel a une forme rectangulaire. Telle qu'elle est reproduite à la figure 2, la fente 36 peut se rétrécir de ltextrémité ouverte vers le fond pour des motifs qui seront expliqués ci-après. A l'extrémité gauche du levier 15 est prévu un oyant 38 destiné à s'interposer entre une source lumineuse (non représentée) et une photo-cellule 39, laquelle peut être déplacée au moyen d' organes connus dans la direction verticale (selon flèche A) et bloquée dans la position désirée. Ceci permet de régler à volonté le point d'interception du faisceau lumineux provenant d'une so-urce lumineuse (non représentée) et dirigée sur la photo-cellule 39. Le voyant 35 est destiné par contre àstnterposer entre une source lumineuse (non représentée) et une photocellule 40, laquelle peut être déplacée soit verticalement (selon flèche C) soit horizontalement (selon flèche D). Il est ainsi possible de régler à volonté le point d'interception. Le fonctionnement de la peseuse automatique est le salivant : Dans les conditions initiales la balance se trouve dans la position montrée suivant la ligne continue, figure 1. L'alimenta- tion 1 fonctionne à la vitesse maximum et sa conduite 4 décharge le produit dans le récipient 5. Selon figure 3, par MV on illustre le groupe de vibration d ! alimentation. Pendant la phase d'alimen tation à grande vitesse l'ensemble de vibration est alimenté au moyen des contacts k et k. Les dits contacts appartiennent respectivement aux relais K et A, lesquels sont excités étant donné que les photocellules 39 et 40 sont conductrices.En effet, la photo-cellule 39 est éclairée, comriie la photo-cellule 40, et l'alimentation de l'électro-aimant A se produit grâce à son propre contact de commutation a , lequel alors que A est excité, se trouve dans la position montrée selon figure 3, tandis que lorsqu'il est desexité, il se trouve dans l'autre position de commutation illustrée en traits interrompus. Etant donné que la balance est du système proportionnel, le récipient 2, alors qu'il n'y avait pas l'arrêt 26, tendrait à s' abaisser progressivement en déterminant la rotation du levier 22 dans le sens de la flèche D. En effet il est à noter que dans 1' intervalle pour lequel la balance est construite, le système mécanique est prévu de manière telle que jusqu'à ce que le récipient 5 ne soit pas chargé d'un poids inférieur à 20 à 30% de celui désiré, le levier 22 reste en contact avec l'arrêt 26.Cette phase d'alimentation à grande vitesse dure jusqu'à ce que le levier 22 soit distancé de l'arrêt 26 et de ce fait le levier 15 étant déplacé, son voyant 38 obscurcit la photo-cellule 39. En conséquence, l'électro-aimant K est desexité et son contact k s'ouvre, tandis que son contact k2 est fermé. De cette façon, le groupe vibrateur MV est commuté sur la basse vitesse d'alimentation. L'instant de la commutation peut être, par exemple, choisi de manière à ce qu'il arrive alors que le poids du produit charé dans le récipient 5 est environ de 20 à 30% inférieur au poids préalablement établi du produit (lequel poids est établi préalablement suivant la position du poids 25 le long du levier 22 muni d'une échelle graduée). A un certain moment, qui pourrait coïncider aveklui d'interception de la photo-cellule 39, l'extrémité 29 de l'étrier 27 s'engage avec le couteau 31 du levier 30, Comme conséquence une force positive, c'est-à-dire s'opposant à l'abaissement du récipient 5, est automatiquement appliquée sur le levier 22 du même côté que le poids 25. La dite force supplémentaire due au poids du levier 2 et des organes reliés à celui-ci, fait que le récipient 5 se trouve manquer de poids par rapport à l'instant pré- cédez ltenOagement du complexe du levier 30 de la partie de 1' extrémité 29. A cet instant est obtenue une position d'équilibre grossr. Ensuite, du produit arrive encore au récipient 5 et descend ailleurs, Alors que ne poids du produit dans le récipient 5 a rejoint sensiblement la valeur préalableren-t établie, le voyant 35 intercepte la photo-cellule 40 par son trait situé à droite de la fente 36. Cette interception de la photo-cellule provoque ce qui suit a) l'arrêt du dispositif alimentateur 1, c'est-à-dire l'arrêt du groupe vibrateur EV, étant donné que la désexcitation de 1'électroaimant A provoque l'ouverture du contact de travail a2. b) le démarrage du temporiseur T étant donné que par suite de la désexcitation de l'aimant A, le contact d'impulsion a3/celui-ci a fermé pendant un moment le circuit d'alimentation du temporiseur en donnant l'impulsion de démarrage. le contact a3 est cozmandé seulement dans la phase de désexcitation et s'applique pendant un bref instant sur le brarchement du circuit dans lequel est inséré le temporiseur T. c) la séparation de la photo-cellule 40 de l'électro-aimant A, ce qui équivaut à dire qu'il n'est plus en conditions pour contrôler le groupe vibrateur MV. Cela arrive à la suite de la commutation du contact al. Le temporiseur T se maintient auto-excité à travers son contact t2 et introduit un temps de relâche. Ce temps de relâche permet à l'oscillation de s'équiser et à la dernière quantité de produit se trouvant entre la sortie au canal 4 et le récipient 5, d'arriver dans celui-ci. A la fin de la dite période de relâche, le voyant 35 aura rejoint une position d1équilibre bien définie. Si, dans la dite position, la fente 36 se trouve alignée avec la photo-cellule 40 (laquelle est éclairée) cela veut dire que le poids est exact ou au moins qu'il est compris dans un intervalle de tolérance en fonction de la largeur de la fente 36. Ce nouvel éclairage de la photo-cellule pellet, à l'éch-ance du temps de relâche réglé sur le temporiseur T, d'alimenter liélsetro-aimant B. En effet suivant le temps de relâche, le contact d'impulsion t1 ferme momentanément le circuit d'alimentation du dit éiectroaimant. Entre temps le temporiseur T provoque l'ouverture dans le propre contact t2 d'auto-tenue et il arrive dans les conditions initiales.En même temps que l'actionnement des dits contacts, le contact d'impulsion t3 (appartenant au temporiseur T) démarre un temporiseur TS, lequel se maintient à travers son propre con tact tsi. La fonction du dit temporiseur est l'introl3uetion d'un temps de relâche nécessaire pour le débit du produit du récipient 5. L'excitation de l'électro-aimant B, qui reste excité même après ltouverture du contact ti par suite de la présence du contact d'auto-tenue bi, provoque à travers un contact b5 l'excitation du relais 51 et l'ouverture du fond 6 du récipient 2, lequel débite le produit vers un sachet ou autre récipient destiné à le recueillir. L'excitation de B provoque également l'ouverture d'un de ses contacts b4, l'électro-aimant C restant inactif (dont on parlera plus tard). Si par contre la photo-cellule 40 reste interceptée, ce qui veut dire que le poids du produit est supérieur ou inférieur à l'intervalle de tolérance, l'électro-aimant B, après le temps de relâche du temporiseur T ne s'excite pas, étant donné que la photo-cellule 40 n'est pas conductrice.Alors un autre circuit intervient, lequel commande une valve de déviation (connue et non représentée au dessin) insérée dans la conduite s'étendant du récipient 5 au récipient à remplir, de manière à débiter le produit, lequel est encore remis dans le cycle par des moyens connus, c'està-dire acheminé à la trémie 2. le dit circuit, comprenant un électro-aimant C, intervient alors que le temps de relâche du temporiseur T s'épuise. En effet, un contact d'impulsion t4 (lequel intervient avec un petit retard par rapport au contact tl appartenant à T) excite pour un moment ltélectro-aimant C, lequel se maintient de lui-meme à travers son contact c1 et le contact de repos d'impulsion ts4.L'électro-aimant C provoque l'ouverture de la valve de déviation, laquelle agit mécaniquement en fin de course sur un contact d'impulsion Z pour exciter B et ouvrir le fond 6 du récipient 5. A l'échéance du temps de relâche programmé sur le temporiseur TS, ce dernier provoque l'ouverture de son contact d'auto-manutention et l'ouverture momentanée des contacts d'Impulsion ts3 et ts4, avec pour conséquence l'interruption de l'alimentation par les électro-aimants B et C. A la fin du temps de relâche du temporiseur TS, son contact ts2 momentanément fermé, alimente un troisième temporiseur TR lequel se maintien de lui-meme par l'intermédiaire de son contact tari. De cette façon commence un troisième temps de relâche, lequel est nécessaire afin que toutes les parties de la balance se retrouvent dans leurs conditions initiales A la fin du troisieme temps de relâche, le temporiseur TR reste sans courant par suite de l'ouverture de son contact tri, tandis que le contact tr2 sera momentanément fermé. Par suite de la dite ouverture l'électro-aimant A s'excite, et étant donné que la photo-cellule 40 est éclairée, donc conductrice, il reste excité à travers la photo-cellule 40 et le contact a1 est porté dans la position selon figure 3.Simultanément le contact a2 s' est fermé et le groupe de vibration MV intervient à la vitesse de vibration la plus grande, étant donné qu'entre temps la photocellule 39 s'est éclairee et a donc déterminé l'excitation de 1' électro-aimant K, la fermeture du contact de grande vitesse k1 et l'ouverture du contact de petite vitesse k2. Pour des raisons de simplicita de description et'de représentation, le circuit décrit selon figure 3 est du type électromagnétique, mais il est toutefois évident qu'en cas de difficultés, le dit -circuit peut etre transformé en circuit électronique, étant donné les diverses opérations de fermeture et de commutation des divers branchements du circuit pouvant être confiées à des tubes, transistors, diodes contrôlées, etc... ; les temporiseurs peuvent être du type électronique et les différentes commandes peuvent être données à partir de circuits amplificateurs de puissance. Il est évident suivant ce qui précède, que la largeur de la fente 36 détermine l'intervalle de tolérance du poids. Plus la fente est large, plus l'intervalle est grand. La forme en V de la fente permet, en réglant la position de la photo-cellule 40, de modifier l'intervalle de tolérance par rapport à la nécessité et au type (raseur) des pièces du produit à peser. b'invention ne se liniue autlii-eLqent à celui de ses modes d application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrase au contraire toutes les variantes. REVENI)IT I 0N3 - 1 - Peseuse automatique du type comprenant un alimentateur du produit, de préférence à deux vitesses, et une balance gravimétrique s'appuyant par l'intermédiaire d'un de ses éléments mobiles sur un arrêt et munie d'un récipient à fond ouvrable, caractérisée en ce qu'elle est du type proportionnel et qu'en abandonnant le dit arret, en contraste avec le poids du produit alimenté, est appliquée automatiquement une force d'addition. - 2 - Peseuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la force d'addition est exercée par un équipement tournant comprenant un index. - 3 - Peseuse suivant les revendications 1 - 2, caractérisée en ce que l'équipement mobile des forces d'addition comprend un voyant muni d'une fente, le dit voyant destiné à coopter avec un organe sensible pour arrêter l'alimentation du produit et pour introduire un temps de relâche pour permettre l'arrêt définitif du dit équipement. - 4 - Peseuse suivant les revendications 1 - 2 - 3, caractérisée en ce que la fente du voyant est oblique par rapport à l'axe de l'index. - 5 - Peseuse suivant les revendications 1 - 2 - 3 - 4, caractérisée en ce que la fente est contracturée. - 6 - Peseuse suivant les re-;.cndications 1 - 2 - 3 - 4 5 -, caractérisée en ce que la balance présente un second voyant des tiné à coopérer ave un second organe sensible pour commander le passage du dispositif d'alimentation de l'alimentation à brande vitesse à celle de patate vitesse.