Brevet FR2228697A1 — publié le 19741206

La présente invention concerne une installatIon destinée au chargement automatique de palettes servant de support de manutention à des éléments palettisés tels que sacs2 cartons) caisses, et autres emballages Dans les installations connues de palettisation, le chargement de la palette exige l'inter- vention humaine aussi il est difficile de palettiser plus de dix tonnes par heure L'invention a pour but de réaliser une installation automatique ne nécessitant aucune intervention humaine sauf pour le contrôle Dans ces conditions, il est possible de palettiser environ trente tonnes par heure, et ceci sans fatigue importante pour l'opérateur L'invention concerne, à cet effet, une installation automatique pour la palettisation d'éléments, selon une disposition à plusieurs couches horizontales superposées de telle manière que le contour d'une couche donnée se déduise par une translation verticale du contour de la couche immédiatement inférieure, les éléments de chaque couche étant imbriqués de telle manière que deux éléments de deux couches successives ne soient jamais exactement superposés, installation du type comportant un dispositif de stockage des palettes vides muni de moyens de présentation de ces palettes, un dispositif support des palettes en cours de chargementf un dispositif d'-alimentation des palettes en éléments à palettiser, et un dispositif d'évacuation des palettes pleines, caracteriseé en ce que le dispositif support des palettes en cours e chargement est muni d'organes d'entraînement en translantion verticale et en rotation horizontale, et en e que le dispo sitif d'alimentation des palettes en éléments à palettiser est muni d'organes de déplacement horizontal, es organes d'entrat- nement en rotation du dispositif support de palettes et les organes de déplacement du dispositif d'alimentation en éléments à palettiser comportant des moyens de commande actionnent au moins l'un des deux groupe s d'organes au molys une fois par couche Selon une caracteristique de l'invention, correspondant à un premier mode de realisation, le dispositif d'alimentation comporte une partie terminale mobile dans Üe translation transversale,- et une partie d'introduction restant dans une position permettant son chargement par les moyens classiques, toujours au même endroit Selon une autre caractéristique de l'invention, correspondant à un second mode de réalisation, le dispositif d'alimentation comporte une partie terminale pivotante permettant le chargement de couches d'éléments imbriqués en conjugaison avec un pivotement du dispositif support. Un avantage particulièrement appréciable de l'invention, obtenu grâce à l'étroite imbrication des différents éléments, est de fournir sur les palettes, des piles particulièrement stables, et par conséquent, faciles à transporter et à manutentionner Un autre avantage réside dans le fait que l'on peut obtenir des dispositions des couches très différentes, et adaptées à chaque cas particulier d'éléments à palettiser, selon le poids, la consistance, les dimensions de ces derniers Des installations suivant l'invention sont représentées à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints, dans lesquels - La figure 1 représente schématiquement une vue de face de l'ensemble de l'installation;; - La figure 2 représente schématiquement une vue de dessus partielle du dispositif support des palettes en cours de chargement, le plateau supérieur de ce dispositif ayant été enlevé; - - La figure 3 représente schéma- tiquement une vue de face du même dispositif support des palettes en cours de chargement; - La figure 4 représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble des organes d'entrat- nement en rotation de 900 du dispositif support des palettes en cours de chargement lorsque le plateau supérieur de ce dispositif a été enlevé;; - La figure 5 représente schématiquement une vue de dessus d'une palette en cours de chargement et du dispositif d'alimentation de cette palette juste avant le début de la pose du premier élément d'une couche, le dessin en traits interrompus courts représentant le dispositif d'alimentation dans sa position précédente, lors de la pose de la couche précédente dans un premier mode de réalisation de l'installation; - La figure 6 représente schématiquement une vue de gauche partielle du dispositif d'alimentation des palettes; - La figure 7 représente schématiquement une vue de dessus partielle du dispositif d'alimentation des palettes; - La figure 8 représente un premier type de configuration dune couche d'éléments, que l'on peut obtenir avec une installation selon l'invention;; - La figure 9 représente un deuxième type de configuration possible; - La figure 10 représente un troisième type de configuration possible; - La figure 11 représente schématiquement une vue de dessus d'une palette en cours de chargement et du dispositif d'alimentation de cette palette juste avant le début de la pose du premier élément d'une couche, le dessin en traits interrompus courts représentant le dispositif d'alimentation et le dispositif support des palettes, dans leur position précédente, lors de la pose de la couche précédente, dans un deuxième mode de réalisation de 1' installation Une installation comporte un dispositif de stockage 1 des palettes vides, un dispositif support 2 des palettes en cours de chargement, un dispositif d'alimentation 4 des palettes en éléments à palettiser, et un dispositif d'évacuation 6 des palettes pleines, la palette disposée sur le dispositif support 2 étant alimentée en éléments grâce à des mouvements de ce dispositif conjugués avec les mouvements du dispositif d'alimentation 4. Le dispositif de stockage 1 des palettes vides fournit au dispositif support 2 des palettes en cours de chargement, une seule palette à la fois Les palettes vides sont stockées superposees et en position horizontale dans un magasin 10 Ce magasin 10 a ses parois latérales mobiles de manière que l'on puisse modifier les cotes du magasin en fonction des dimensions des palettes utilisées Les palettes sont maintenues dans le magasin à l'aide de taquets 11 escamotables; seule, la palette, en instance de départ, est posée sur un chemin de rouleaux 12 pour être, au moment opportun, mise en mouvement par un dispositif moteur 130 Le dispositif support 2, des palettes en cours de chargement, comporte essentiellement une table élévatrice rotative0 Cette table est surmontée d'un chemin de rouleaux 20, de rouleaux fixes 21 et de rouleaux escamotables 22. La table élévatrice doit pouvoir : s'élever jusqu'à un niveau supérieur constant, descendre pas à pas, chaque pas étant réglé par ltépaisseur des sacs et le nombre de couches, starrêter à un niveau inférieur constant et tourner par pas d'un quart de tours L'élévation et la descente de la table sont obtenues par déformation d'un dispositif articulé en X, commandé hydrauliquement ou hydropneumatiquemento La descente est commandée électriquement à l'aide d'un programmateur, et l'arrêt en position haute peut être obtenu sur commande soit d'un dispositif photq-électrique, soit de butées de fin de course. La mise au niveau inférieur est ordonnée, après la pose du dernier sac de la palette, par consigne électrique. Le dispositif d'entrainement en rotation est pneumatique, et permet un positionnement constant quelle que soit la charge. Il comporte un plateau de table 23 qui supporte un dispositif de blocage en position et le chemin de rouleaux 20 permettant le transfert de la palette0 Ce plateau de table 23 peut tourner autour d'un pivot central 24 et comporte des taquets 25, 26, 27 et 28 L'ensemble moteur est constitué d'un dispositif bielle-manivelle 29, coopérant avec un cliquet 30, sous l'action d'un vérin moteur principal 31 et d'un vérin de cliquet 32.Le freinage est obtenu à l'aide d'un cliquet de frein 33 actionné par un vérin de cliquet de frein 340 Ce freinage est utilisé lors du mouvement arrière du vérin 31, éliminant le risque d'un éventuel déplacement angulaire, qui aurait pour conséquence de ne pas permettre le rattrapage du taquet par le cliquet 30 Le dispositif d'alimentation 4, des palettes en éléments à palettiser, permet9 grâce à es mouvements multiples en conjugaison avec les rotations de la palette, de constituer l'empilage des éléments selon la disposition choisie Le dispositif d'alimentation comporte des fourches 40 rétractables9 un tapis terminal 41 un tapis intermédiaire 42, et un tapis d'introduction 43. Le tapis terminal 41 et le tapis intermédiaire 42 sont articulés entre eux, ainsi que le tapis intermédiaire 42 et le tapis d'introduction 43; ces articulé tions permettent le déplacement en rotation du tapis intermédiaire 42, et le déplacement en translation du tapis terminal 410 Les organes de commande et de contrôle de l'alimentation comportent un contact de fin de course 44. Un tasseur de sacs 45 est actionné lors du conditionnement d'éléments volumineux.Les châssis des tapis 41 et 42 supportent un chariot 46 coulissant, portant les fourches 40; ce chariot 46 est actionné par un vérin 47 L'ensemble peut pivoter verticalement autour du pivot 48, ce pivotement étant provoqué par l'action des vérins 49 et 50 Un pivot 51 du dispositif d'ali rotation pernet à e dispositif de suivre la translation du tapis terminal 41. Le châssis des tapis 41 et 42, outre son mouvement d'inclinaison, peut se déplacer en direction de la palette en cours de chargement, ainsi que transverse lement . Ces deux mouvements sont réalisés respectivement par un chariot 52 mobile, commandé par deux vérins 53 et 54, et un chariot 55 mobile, commandé par les vérins 56 et 57 Le dispositif d'évacuation 6 des palettes pleines comporte un chemin de rouleaux légèrement incliné pour faciliter le stockage dynamique du plus grand nombre possible de palettes, Il est possible d'aider l'éva cuatlon à l'a@de d'une @ chaîne de de transfert ou de tout autre dispositif L'évacuation des palettes pleines est provoquée par l'action du même dispositif moteur 13 qui actionne les palettes vides vers ie dispositif support 2 des palettes en cours de chargement La mécanisation de l'évacuation peut être effectuée à l'aide d'un dispositif à chaine, à rouleaux moteur ou à tapis; un asservissement électrique automatise le dispositif Lorsque l'installation est mise en action, les taquets 11 du dispositif de stockage 1 des palettes vides sont escamotés, et une palette vide tombe, entraînée par son propre poids, sur le chemin de rouleaux 12; un dispositif moteur l'actionne alors en direction du dispositif support 2 des palettes en cours de chargement où elle s'immobilise sur le chemin de rouleaux 20, bloquée entre les rouleaux fixes 21 et escamotables 22 Pendant ce temps, les éléments à palettiser sont acheminés vers l'installation par les moyens classiques.Un cheminement long, sur les chemins de rouleaux des tapis 43, 42 et 41, donne un effet d'ondulation destiné à égaliser le produit dans l'élément à palettiser, ce qui permet d'obtenir une palette plus régulière Par ailleurs, il est souhaitable, dans le but d'absorber le temps mort de changement de palette, de disposer, dans le cheminement des éléments, d'un stockage dynamique Chaque sac, à son entrée dans l'installation proprement dite, déclenche, par des moyens tels que des contacts de fin de course, l'ensemble des mouvements de son positionnement, et la préparation du positionnement suivant, Ces mouvements dépendent essentiellement de la configuration choisie pour les couches; les configurations des figures 8, 9 et 10 sont particulièrement faciles à obtenir avec l'installation selon l'invention Pour la description du fonctionnement, nous supposerons que la configuration à obtenir est celle décrite par la figure 9; il s'agit alors de palettes carrées, constituées de quatre éléments par couches, chaque côté du carré étant formé de ia longueur d'un élément et de la largeur d'un autre, ces deux éléments étant disposés perpendiculairement0 Les éléments à palettiser sont transmis au tapis dtintroduction 43, par exemple par un transporteur ou en gravité fixe.Le tapis d'introduction 43 alimente le tapis intermédiaire 42 qui peut être par exemple une goulotte à plan incliné si le tapis d'introduction 43 est à un niveau supérieur à celui du tapis terminal 41 et s'il est suffisamment haut pour que l'on obtienne une pente correcte, ou un tapis très lisse permettant aux sacs de cesser leur avance et de s'accumuler les uns derrière les autres en cas d'arrêt du tapis terminal 41, ou encore un chemin de rouleaux libres si la pente est favorable, ou un chemin de rouleaux moteurs si le cheminement est horizontal ou en légère élévation de niveau, ou encore tout autre dispositif approprié Le tapis intermédiaire 42 doit être plus rapide que ie tapis d'introduction 43, afin que9 lorsqu'un élément est entraîné par le tapis intermédiaire 42, il soit séparé de son suivant; il y a alors création d'un espace dans le cheminement9 ce qui favorise le bon déroulement des opérations. Lorsqu'un sac arrive sur le tapis terminal 41, il actionne le contact de fin de course 44, les fourches 40 sortent, le sac se pose sur ces fourches 40, l'ensemble s'incline au-dessus de la palette, les fourches se rétractent, le sac se pose, et l'ensemble se retrouve en position de départ. Le tapis terminal 41 crée une butée, variable et réglable, dans le cas de sacs de longueurs différentes sur un même type de palettes0 Le tasseur de sacs 45 permet d'obtenir des couches de hauteur plus régulière, A ce moment9 le processus de rotation du dispositif support 2 des palettes en cours de chargement commence à se dérouler, le vérin 31 étant initialement tige sortie : le vérin 32 rentre sa tige, le cliquet 30 libère le taquet 25, le vérin 34 sort sa tige9 le cliquet 33 bloque le taquet 26, le vérin 31 rentre sa tige, le cliquet 30 se trouve en position pour encliqueter le taquet 289 le vérin 32 sort sa tige, le cliquet 30 bloque le taquet 28, le vérin 34 rentre sa tige, le cliquet 33 libère le taquet 26, le vérin 31 sort sa tige9 le taquet 28 est entraîné, provoquant la rotation du plateau de table 23 jusqu'à la fin de la course de la tige du vérin 31 Cette rotation de 900 amène donc le dispositif support des palettes en cours de chargement dans la position adéquate pour recevoir le nouvel élément à palettiser0 Le processus se répète ainsi quatre fois par couches et l'introduction du quatrième sac provoque, après son positionnement sur la palette, l'abais- sement de celle-ci en vue de la pose d'une nouvelle couche; de plus, dès la fin de la pose de l'élément sur la palette, les tapis terminal 41 et intermédiaire 42 se déplacent transversalement pour préparer la pose de ltélément suivant, Lorsque le nombre prévu de couches a été posé, l'alimentation en éléments à palettiser est arrêtée, et la palette pleine est éjectée, après que les rouleaux escamotables 22 aient libéré cette palette0 Le dispositif qui pousse la palette pleine du plateau 23 de la table rotative vers le chemin d'évacuation9 met aussi en place la palette vide qui prend la place de la précédente sur le plateau 23 de la table rotative. La différence de niveaux, entre la palette vide en cours de cheminement et la palette pleine, permet à la palette vide de se coincer entre les rouleaux 21 et 22. Une distance entre les palettes en cours de cheminement élimine tout risque de détérioration des sacs0 Pendant que la palette pleine est dirigée vers son emplacement de stockage, la palette vide portée par le dispositif support 2, est mise à la hauteur convenable, l'alimentation en éléments à palettiser est remise en fonctionnement, et une nouvelle palette vide est mise en attentez Une variante qui donne de bons résultats dans le cas particulier de couches dont la disposition est celle représentée sur la figure 9 et formant des palettes carrées, est deux fonctionnement plus simple, Dans cette variante de réalisation, le dispositif d'alimentation 4 en éléments à palettiser est articulé en un seul point; il est composé de fourches rétractables 140 situées aux extrémités d'un tapis terminal 141 placé lui-même à la suite d'un tapis intermédiaire 142 alimenté par un tapis d'introduction 1430 L'unique axe de pivotement 151 est situé entre le tapis intermédiaire 142 et le tapis d'introduction 143o Entre deux couches successives, les deux tapis terminal 141 et intermédiaire 142 du dispositif d'alimentation 4 pivotent autour de cet axe, d'un angle os de telle manière qu'une rotation de la palette du même angle autour de son axe, amène l'élément à palettiser à l'emplacement souhaité, Cette rotation d'un angle &alpha;; est provoquée rar un dispositif autre que celui qui commande la rotation de 90 entre la pose de deux éléments d'une eme couche Il est donc nécessaire d'utiliser un deuxième plateau de table qui traitera seulement ce déplacement angulaire &alpha;. Il est possible de concevoir les deux modes de réalisation de l'installation selon des techniques pneumatiques, particulièrement pour la rotation du dispositif support Z de palettes en cours de chargement Seule, pour des raisons pratiques, l'élévation de la table gagne à etre traitée selon des techniques hydrauliques. Une autre possibilité est de traiter l'automatisation surtout à l'aide de vérins hydrauliques. Seule la rotation de la table du dispositif support 2 des palettes en cours de chargement devra soit être pneumatique, soit être equipée dtun amortisseur oléo-pneumatique. Enfin, il est possible de traiter les problèmes d'automatisation selon des techniques électriques, Dans ce cas9 la rotation du dispositif d'aloi mentatlon 4 des palettes en éléments à palettiser est commandée électriquement, ainsi que la présentation des palettes vides et l'évacuation des palettes pleines.Il est ainsi plus facile de raccorder des asservissements de matériel existant en amont ou en aval de l'installation Une réalisation particulièrement judicieuse du dispositif support 2 des palettes en cours de chargement comporte des organes d'élévation par vérin hydraulique, des organes de descente par électro-vannes commandées par : un programmateurS une cellule de position nement9 et des contacts de fin de course électriques La rotation est alors actionnée par des vérins hydrauliques ou pneumatiques, commandant l'encliquetage et la rotation de la table de 903 > son verroutilage en position et son freinage en fin de rotation Tous es mouvements sont synchronisés ave ceux du dispositif d'alimentation 4 en éléments à palettiser, et parti@ulièrement dans le deqxleme mode de réalisation l'orientation par rotation complémentaire d'un angle t de quelques degrés L'installation selon l'invention permet la palettisation rapide et automatique de paquets et de sacs notamment en papier, en matière plastique, en jute, etc Bien entendu, l'invention nest pas limitée aux exemples de réalisation ciwdessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation9 sans pour cela sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 10) Installation automatique pour la palettisation d'éléments, selon une disposition à plusieurs couches horizontales superposées de telle manière que le contour drune couche donnée se déduise par une translation verticale du contour de la couche immédiatement inférieure, les éléments de chaque couche étant imbriqués de telle manière que deux éléments de deux couches successives ne soient jamais exactement superposés, installation du type comportant un dispositif de stockage (1) des palettes vides muni de moyens de présentation de ces palettes, un dispositif support (2) des palettes en cours de chargement, un dispositif d'alimentation (4) des palettes en éléments à palettiser, et un dispositif d'évacuation (6) des palettes pleines, installation caractérisée en ce que le dispositif support (2) des palettes en cours de chargement est muni d'organes d'entraSnement en translation verticale et en rotation horizontale, et en ce que le dispositif d'alimentation (4) des palettes en éléments à palettiser est muni d'organes de déplacement horizontal, les organes d'entraenement en rotation du dispositif support de palettes et les organes de déplacement du dispositif d'alimentation (4) en éléments à palettiser comportant des moyens de commande actIonnant au moins l'un des deux groupes au moins une fois par couche0 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation (4) comporte une partie terminale mobile dans une translation transversale, et une partie d'introduction restant dans une position permettant son chargement par les moyens classiques, toujours du même endroits 30) Installation selon la revendication 12 caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation (4) comporte une partie terminale pivotante permettant le chargement de couches d'éléments imbriqués en conjugaison avec un pivotement du dispositif support (2)o 40) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation (4) comporte des fourches rétractables (40), (140), l'extrémité opposée aux fourches (40), (140) du dispositif d'alimentation (4) restant en position pour être alimentée9 par les moyens classiques9 toujours du même endroit, 50) Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce que le dispositif d'ali mentation (4) des palettes en cours de chargement comporte un châssis supportant un chariot (46) coulissant, portant les fourches (40) et actionné par un vérin (47), un pivot horizontal (48) permettant un déplacement d'une extrémité du dispositif d'alimentation (4) actionnée par des vérins (49) et (50), et un chariot (52) mobile commandé par des vérins (53) (54) permettant le déplacement du châssis en direction de la palette en cours de chargement0 60) Installation selon les revendications 2 et 5, caractérisée en ce que les organes d'entraSnement en translation transversale pour une extrémité du dispositif d'alimentation (4) des palettes comportent un chariot (55) déplacé par des vérins (56) (57)0 70) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes deentraf- nement du dispositif support (2) comportent des organes de translation verticale constitués d'un dispositif déformable articulé en X, actionné par un vérin commandé par un programmateur et dont le mouvement est contrôlé pour un fonctionnement pas à pas par des organes de surveillance tels qu'un dispositif photo-électrique, des butées de fin de course à contacts électriques et autres, et au moins un groupe d'organes de rotation, ce groupe d'organes de rotation étant constitué d'un pivot central (24) autour duquel la table peut tourner pas à pas de 900 lorsqu'elle est entrainée par un dispositif biellemanivelle (29) actionné par un vérin moteur principal (31), les mouvements de la table étant limités et contrôlés par la coopération de taquets (25) (26) (27) (28) et de cliquets (30) (33) actionnés par des vérins (32) (34) 80) Installation selon les revendications 3 et 79 caractérisée en ce qutun second groupe organes de rotation de la table élévatrice rotative entrain la rotation de celle-ci d'un angle Ot autour du pivot central (24) entre la pose de deux couches d'éléments sur la table9 ce second groupe d'organes de rotation comportant un plateau et un dispositif d'entratnement de celui-ci, mettant la table en position pour recevoir un élément à palettiser à chacune de ses extrémités lorsque les fourches (140 du dispositif d'alimentation (4) occupent leurs positions extrêmes respect tivement avant et après une rotation de l'angle 4 de ltextré- mité, portant les fourches (140), , du dispositif d'alimentation (4)0 90) Installation selon la revendication 19 caractérisée en ce que le dispositif support (2) comporte une table élévatrice rotative munie dtun chemin de rouleaux 520) et d'un moyen d'immobilisation des palettes en cours de chargement constitué par exemple de rouleaux (21) (22) surélevés par rapport au chemin (20), les rouleaux situés du côté du dispositif d'évacuation (6) étant escamotables au moment de l'évacuation deune palette pleine0 100) Installation selon la revendication 19 caractérisée en ce que le dispositif de stockage (1) des palettes vides a des parois mobiles surmontant la base du dispositif, constituée d'un chemin de rouleaux0 110) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de présen- tation des palettes vides du dispositif de stockage (1) comportent des taquets (11) escamotables placés à la base des parois afin de laisser échapper une palette à la fois sur le chemin de rouleaux du dispositif de stockage, et un dispositif moteur (13) pour diriger une palette vide vers le dispositif support (2) des palettes en cours de chargement 120) Installation selon la revendication 19 caractérisée en ce que le dispositif dtéva- cuation (6) des palettes pleines comporte un chemin de rouleaux, par exemple moteurs ou libres en rotation9 et formant un chemin incliné sur lequel les palettes pleines sont dirigées, après leur chargement, par un organe de poussée actionné par le dispositif moteur (13) 130) Installation selon la revendication 19 caractérisée en ce qu'elle comporte un tasseur de sacs (45) 140) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 1, caractérisée en ce que le dispositif déformable en X de la table élévatrice rotative est commandé au moins partiellement par des moyens hydrauliques