Brevet FR2430899A1 — publié le 19800208

La présente invention concerne un dispositif perfectionné pour la commande de l'entratnement d'une installation de convoyage constituée d'une pluralité de sections juxtaposées permettant de transporter pas pas et de stocker entre ces déplacements des charges diverses, de dimension égale ou inégale, depuis unezone d'alimentation jusqu'à une zone de.réception. Elle a trait plus particulièrment à une installation de convoyage perfectionnée permettant le transport pas à pas et le stockage de charges, instables et fragiles, telles que des palettes de bouteilles vides, sur un ensemble de lignes de convoyage de longueur variable, mais pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres, ladite installation étant constituée d'éléments ou modules juxtaposés pouvant être commandés individuellement. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite pour une telle application, mais il est évident que celà n'est pas limitatif et qu'elle pourrait être également utilisée dans d'autres domaines et en général, dans tous les cas çn il est nécessaire de déplacer par intermittence, d'une longueur déterminée, sans à coup, une charge quelconque. Il est bien connu que l'industrie du verre nécessite un travail en continu, vingt quatre heures sur vingt quatre, alors qu'en général, l'utilisation du produit obtenu se fait par in termittence. En conséquence, il est donc indispensable de prévoir entre la verrerie et la zone d'expédition ou d'utilisation, une zone de stockage dite 1zone tampon En général, cette zone de stockage est constituée par une ligne de convoyage constituée d'une plu ralité.de sections juxtaposées, chaque section présentant des éléments transporteurs pouvant supporter et déplacer pas à pas les articles produits. Dans le cas-de bouteilles, celles-ci sont préalablement à leur mise en place sur l'installation de convoyage, rassemblées sous la forme de palettes comportant une pluralité de rangées de bouteilles- superposées. Actuellement, les installations de convoyage de telles palettes de bouteilles ont une longueur telle qu'elles comportent un nombre de sections suffisant pour permettre le stockage des bouteilles produites pendant des temps d'interruption qui se produisent dans la zone d'utilisation. Bien entendu, dans le cas d'arrêt de trés longue durée, une telle i:nstallation de convoyage est associée à un magasin. Le grand problème qui se pose sur de telles installations de convoyage et de stockage est celui de la douceur de fonctionnement. En effet, étant donné que les palettes ont une hauteur relativement importante, qui peut atteindre deux mètres et plus, il est impXratif d'éviter les à coups lors du déplacement desdites palettes, et notamment lors de leur passage d'une section du convoyeur à une autre et lors de l'arrêt du déplacement. Les solutions utilises S ce jour ne permettent pas de résoudre ce problème de manière économique et satisfaisante. En effet, toutes ces solutions font appei à des systèmes de pilotage de la vitesse et de l'accélération, qui à moins d'entre très sophistiqués, présentent des variations non négli gables d'un poste à un autre, ces variations pouvant être d'autant plus importantes que la charge est différente entre deux postes. En effet, lorsqu'une charge passe d'un élément de convoyeur sur l'élément suivant, celui-ci peut ne comporter aucune charge et il est donc très difficile d'avoir une variation de vitesse des deux éléments parfaitement synchrone.Par suite, les risques de vitesse différentielle sont très élevés et il peut se produire un à coup au moment ot la palette s'engage sur l'élément suivant du convoyeur, à coup pouvant provoquer le bàsculement des bouteilles. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la pré- sente invention, un dispositif simple et efficace qui surmonte les inconvénients des dispositifs antérieurs et élimine tous risques de basculement des charges lors de son fonctionnement. D'une manière générale, l'invention concerne donc une installation de convoyage perfectionnée, du-type comportant une pluralité de sections juxtaposées1 aptes à être entraînées indépendemment les unes des autres de manière à provoquer un déplacement pas à pas et le stockage de la matière entre une zone d'alimentation et une zone de réception. De manière connue, chaque section presente des éléments transporteurs, # constitués par exemple de cylindres, rouleaux, tapis sans fin, chaînes,pouvant être embrayés avec un organe moteur permettant le déplacement de la matière d'une longueur déterminée (pas) correspondant, dans le cas de palettes, à une longueur légèrement supérieure à la longueur de ladite palette. L'installation selon l'invention se caractérise par le fait que l'organe moteur est associe des moyens permettant de communiquer une accélération et une deccélération contrôlée aux élé- ments transporteut et agit sur des moyens de commande communs à toute la ligne de convoyage, les dits moyens de commande étant aptes à être embrayés avec des moyens d'entratnement individuels de chaque section. Par ailleurs, de préférence, l'élément moteur communique aux éléments transporteurs une vitesse constante et très faible au moment de l'arrêt. Selon un mode de réalisation, l'invention se caractérise par le fait que l'élément moteur est à commande hydraulique et provoque le déplacement linéaire d'une liaison mécanique reliant les différentes sections entre elles, ladite lhcn comportant des moyens aptes à être embrayés avec un ensemble d'entratnement des éléments transporteurs de manière à communiquer à ces éléments un déplacement permettant de faire avancer la charge à transporter d'une valeur égale à un pas, l'élément moteur étant associé à des moyens permettant de communiquer une accélération et une deccélération de valeur égale et linéaire à la liaison mécanique reliant les différentes sections entre elles. Dans ce cas, l'élément moteur à commande hydraulique est avantageusement constitué par au moins un vérin dont une partie corps ou tige) est mobile et est solidaire d'une barre ou tige rigide reliant entre elle les différentes sections formant la ligne de convoyage, ladite tige présentant au niveau de chaque section une crémaillère apte à être embrayée à un ensemble de transmission d'entratnement des éléments transporteurs, le vérin de commande hydraulique étant relié à une source de fluide sous pression (huile) par l'intermédiaire d'un modulateur de débit dont l'ouverture est provoquée par une came solidaire de la tige de liaison et qui présente un profil correspondant à la loi de mouvement désirée. I1 est évident que l'invention n'est pas limitée à un tel mode de réalisation. Ainsi, le vérin pourrait être remplacé par un moteur hydraulique, la liaison mécanique entre les différentes sections étant constituée dans ce cas par une chaîne sans fin qui, avantageusement, joue alors directement le rôle de la crémaillère en embrayant avec un pignon solidaire de l'ensemble de commande de chacune des sections. Comme précédemment, dans ce cas, le moteur est associé à une came qui agit sur un modulateur de débit permettant-de faire varier sa vitessse de manière à obtenir la loi de mouvement désirée, c'est- -dire dans la cas présent, une accélération et une deccélération constante,-de -valeur: égale et linéaire. Dans une autre forme de réalisation, l'installation selon l'invention se caractérise par le fait que l'organe moteur est constitué par un générateur de fréquence variable délivrant un courant dont la fréquence varie entre zéro et un maximum, par exemple entre zéro et cent soixante dix Hz, puis entre ce maxi mu:h et zéro, le courant électrique étant distribué tout au long de la ligne de convoyage et chaque section (ou module) de la ligne comportant un moto-réducteur attaquant directement les moyens d'entraînement (pignors å chaIncZ desdits éléments trans- porteurs. Dans ce mode de réalisation, bien évidemment, le moteur est bobiné spécialement pour accepter des fréquences élevées et sa vitesse maximum est compatible avec les caractéristiques mécani ques du réducteur. Ce moteur est du type synchrone, asYnchrone~ synchronisé, ou meme asynchrone; dans la mesure ot son bobinage est spécialement étudié pour garantir un glissement maximum de un pour cent a charge maximum par rapport a la loi de fréquence délivrée par le générateur. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grace a l'exemple de réalisation donne ciaprès, a titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 illustre en perspective, de manière schémati- que, les deux premières sections d'une ligne de convoyage réali séesconformément à l'invention et la manière dont ces sections peuvent être commandées, - les figures 2 et 3, sont respectivement en vue de côté et vue de dessus, la représentation d'une section d'une ligne de convoyage réalisée conformément à l'invention, - la figure 4 est une vue de détail montrant la manière dont est transmis le mouvement de l'organe moteur aux éléments transporteurs d'une section, - la figure 5 représente schématiquement la manière dont est réalisée l'alimentation de l'élément moteur à commande hydraulique, - la figure' 6 montre schématiquement la loi de mouvement obtenue. Dans la suite de ladescription, les moyens électriques de mise en route, d'arrêt, de commande de l'embrayage, divers éléments constituant la chaine de convoyage réalisée conformément à l'invention, ne seront pas décrits en détail étant donné que ces moyens sont des moyens conventionnels1 bien connus dans le domaine du convoyage. La figure 1 illustre schématiquement en perspective, les deux premières sections d'une installation de convoyage réalisées conformément a l'invention, ces deux sections ayant été représentées légèrement écartées l'une de l'autre pour en faciliter la compréhensiqn, mais étant bien entendu, en réalité, juxtaposées l'une à l'autre. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, les deux sections 1, 2 sont composées chacune d'éléments transporteurs constitués par une pluralité de bouleaux 3 montés sur un bâti et munis, à l'une de leurs extrémités, de pignons 4 aptes à être commandés en rotation par une chaîne 5. Cette chaîne 5 est maintenue sous tension au moyen d'un tendeur conventionnel à rattrapage de jeu automatique et irréversible 6 et peut être commandée par un pignon à chaîne conventionnel 7. Conformément å l'invention, ce pignon d'entraînement 7 peut être embrayé par l'intermédiaire d'un embrayage à commande électrique conventionnel 8 avec un élément moteur constitué d'un vérin hydraulique 9 dont le corps 10 est fixe et dont la tige il est solidaire d'une barre 12 s'étendant sur toute la longueur de la ligne de convoyage. Eventuellement, le corps 10 du vérin pourrait entre mobile et la barre 12 en serait alors solidaire. Cette barre 12 supporte, pour chaque section, une crémaillère 13 qui vient en prise avec un pignon 14 monté à l'extrémité de l'arbre de l'embrayage 8. Par ailleurs, l'alimentation du vérin en fluide sous pression est obtenue par l'intermédiaire d'une électro-vanne 16 et d'un modulateur des débit 17 dont l'ouverture est provoquée par l'intermédiaire de la came 15, solidaire du déplacement de la tige de liaison 12 et dont le profil correspond à la loi de mouvement que l'on désire communiquer lors du déplacement (voir figure 5). Le rapport de transmission entre la crémaillère 13, le pignon 14 et les roues à chaîne 7 et 4 est calculé de manière que la course totale. du vérin permette de faire avancer la matière à transporter dune valeur correspondant à un pas. De préférence, pour éviter toute erreur dans la longueur de ce déplacement, un dispositif 3non reprsenté) électromécanique est disposé en bout de course de chaque section, au niveau des rouleaux transporteurs et ferme l1électro-vanne de commande du vérin, lorsque la palette arrive en fin de course.Entre l'e > lectro- vanne 16 ét le vérin 1 est disposé un modulateur de débit 17, dont l'ouverture est commandée par le dépliement de la came 15. On utilise de préférence un modulateur collventionnel permettant de compenser le débit en cas de variations de charge au niveau de la contre pression dans le vérin qui est fonction des charges à transporter Comme dit précédemment, le profil de la came 15 est déterminé de manière à communiquer à la charge transportée, ainsi que celà est représenté a la figure 6, tout d'abord une accélération constante suivie d'une ddoeleration constante et en fin de course une vitesse très faible De cette manière, la décélération est parfaitement contrôlée et il n'y a aucun risque de basculement des charges. Les figures 2 et 3 illustrent plus en détail un mode de réalisation d'une section (ou module) pouvant entrer dans la réalisation d'une chaîne de convoyage et qui est réalisée conformément a l'invention. Dans ce mode de réalisation, la section est constituée essentiellement d'un châssis rigide formé de profilés standards et comportant des traverses horizontales 18 et des montants verticaux 19. Ce châssis est fixé au sol de manière connue, les rouleaux 3 sont portés par les traverses horizontales 18 par l'intermédiaire de paliers 20. Avantageusement, on utilise des paliers auto-alignants a roulements à billes, équipés de joints et graissés a vie. En bout d'arbre, les rouleaux 3 reçoivent un pignon à chaîne 4 solidaire à l'arbre. Par ailleurs, un tendeur irréversible 6 conventionnel permet de rattraper constamment le jeu de battement de la chaîne 5. Conformément a l'invention, une barre de traction 12 sup-. portant une crémaillère 13 est reliée à un vérin hydraulique et maintenue et guidée dans les montants 19. Cette crémaillère 13 commande un pignon 14 (non visible sur les figures 2 et 3) qui peut être embrayé pour commander l'entraI- nement de la chaîne 5 et par suite, celui des rouleaux 3. Le dispositif d'embrayage est un embrayage conventionnel qu'il est inutile de décrire en détail. En juxtaposant un nombre déterminé d'éléments ainsi réalisés, il est possible de constituer des chaînes de Convoyage a vo ponté, dont les différentes sections sont synchronisées du fait de la liaison mécanique commune constituée par la barre 12 commandée par le vérin hydraulique. La figure 5 illustre schématiquement le principe de fonctionnement d'une installation réalisée conformément à l'invention et la figure 6 la loi de mouvement obtenue. Sur cette figure 5, contrairement au mode de réalisation décrit précédemment, la barre de commande 12 est représentée solidaire du corps du vérin 10, qui dans ce cas est mobile, alors que sa tige est fixe. Par ailleurs, par mesure de simplification, la came 15 déterminant la loi de mouvement a été représentée solidaire de ce corps de vérin ; mais il est évident qu'elle pourrait Ftre disposée, comme celà est représenté à la figure 1, à n.' importe quel endroit sur la longueur de la barre de commande 12. Le circuit hydraulique de commande du vérin 10 est constitué d'une électro-vanne 16 à quatre voies, et d'un modulateur ae-débit 17 commandé par un levier 18 en contact avec la came 16. Un circuit hydraulique conventionnel permet de relier les divers éléments (électro-vanne, vérin et modulateur) d'une part 21 a un conduit général d'alimentatiok et d'autre part, a un conduit général d'évacuation 22. Avantageusement, lors du retour du vérin, en position de départ, le fluide est ramené au conduit d' évacuation sans passer au travers du modulateur 17 afin obtenir un retour à vitesse rapide, l'embrayage étant alors débrayé. Le fonctionnement de cette installation est le suivant. Le vérin 10 est en butée en position de départ avec le levier 18 commandant le modulateur 17 au point A de la came 15. Lorsque l'on désire commander la chaîne de convoyage, on embraye les sections devant entrer en action et simultanément, on provoque l'arrivée du liquide, (huile de préférence) a I'intérieur du modulateur 17, au travers de l'éîectro-vanne 16, ce qui provoque le déplace ment du vérin 17 et par suite de barre 12. Lors de ce déplace mënt, la came 15 repousse le lev.ier 20 qui, automatiquement régle le débit en fluide a l'intérieur du modulateur 17. Suivant le profil de cette came 15, il est donc possible d'obtenir une accélération et une deccélération de valeur égale au niveau de l'ensemble des rouleaux 3 des sections en travail. De préférence, ainsi que cela est illustré à la figure 6, la courbe de déplacement est réalisée de manière a obtenir une accélération constante sur environ la moitié de la distance a effectuer (partie A-B) > la vitesse de 1'3ensemble en fin de course étant très faible. En fin de course, l'éliment transporté agit de préférence sur un dispositif electro-mécanique qui ferme l'electro-vanne de commande du vérin qui permet de positionner parfaitement les charges à transporter d'une section à une autre. Une telle installation est particulièrement simple, economique, et présente de nombreux avantages par rapport aux instalrations de convoyage antérieures. En effet, du fait que l'accélération et surtout la deccélération sont parfaitement contrôlées, les risques d'à coup sont totalement éliminés. Par ailleurs, un tel mode de réalision présente une très grande souplesse d'utilisation et peut être modifié facilement, par exemple allongé ou implanté de manière différente. De plus, étant donné que l'élément moteur est à commande hydraulique, il est possible d'utiliser des accumulateurs de pression permettant des appels d'huile ponctuels importants. Il est évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment mais qu'il en couvre également toutes les variantes réalisées dans le même esprit Ainsi, si dans l'exemple précédent, un seul vérin est utilisé comme moyen moteur, ce vérin étant disposé en bout de l'installation de convoyage, il serait possible de disposer deux vérins à chacune des extrémités, ce qui permettrait de travailler ainsi aussi bien dans un sens que dans l'autre. Enfin, il est évident que ces vérins de commande agissent sur la barre de liaison de préférence en traction, mais éventuellement, il pourrait être envisage de 16 faire agir en poussée. Si le dispositif décrit précédemment donne toute satisfaction, pour des installations de petites et moyennes dimensions, c'est-à-dire pour des installatipns de convoyage dont la longueur peut atteindre deux cents mètres, il se pose cependant certains problèmes lorsque cette longueur augmente. I1 est certes possible de multiplier les centrales hydrauliques de distribution, mais cella est relativement onéreux. Une autre forme de réalisation de l'invention qui sera décrite ci-après permet de surmonter ces inconvénients. Dans cette variante les principaux éléments de l'ensemble de convoyage décrits dans la solution hydraulique précédente restent les mêmes et ne seront donc pas redécrits. Dans ce mode de réalisation, on utilise comme élément moteur un générateur de fréquence variable qui fabrique.un courant dont la fréquence varie entre zéro et un maximum, par exemple entre zéro et cent soixante dix Hz, puis entre ce maximum et zéro, selon la même loi de vitesse que celle donnée précédemment par le vérin commandé par son modulateur de débit. L'élement de liaison entre toutes les sections de convoyage est constitué par un réseau électrique qui distribue le court produit par le générateur de fréquence tout au long de cette li gne. Au niveau de chaque module (ou section), on remplace l'élé- ment de prise de force et d'embrayage par un moto-réducteur attaquant directement les pignons à chaîne de commande des tambourse Ce moteur est bobiné spEcialement pour accepter des fréquences élevées et sa vitesse maximum est compatible avec les caractéristiques mécaniques du réducteur. I1 est du type synchrone, asynchrone-synchronisé ou même asynchrone dans la mesure ou son bobinage est Spécialement étudié pour garantir un Çlissement maximum de un pour cent à charge maximum par rapport à la loi de fréquence délivrée par le générateur. Le fonctionnement d'uné telle installation est le suivant. L'organe qui commande l'installation (par exemple un automate programmable) est averti chaque fois que le générateur passe par la fréquence 0 (donc l'arrêt des modules). Il déclenche ou enclenche alors les contacteurs commandant les différents motoréducteurs qui doivent être mis en service. Le grfrateur effectue son cycle en quinze secondes environ. la même manoeuvre se répète, les conditions posées sont donc respectées.Le générateur délivre une loi de frE- quence donc une loi de vitesse, parfaitement controée électroniquement et les mateurs restent accroches à cette loi avec une erreur de 1 % gui perset dooc de contrôler l'accélération et la déccélération, ainsi que la vitesse en n.' importe quel point du cycle, y compris pendant la phase d'arrêt ou la vitesse doit être de préfrence maintenue constante à un niveau très bas. Un tel dispositif donne techniquement satisfaction, quelle que soit la taille de l'installation, mais il sera de préférence utilisé sur des installations de très grande longueur, supérieure à cent cinquante ou deux cents mètres, étant donné le coût du générateur de fréquence variable REVENDICAtIONS 1/ Installationde convoyage perfectionnée du type comportant une pluralité de sections juxtaposées, aptes être entraînées in dépendemment les unes des autres, de manière à provoquer un déplacement pas à pas et le stockage de la matière entre une zone d'ali- mentation et une zone de réception, chaque section présentant des eléments transporteurs pouvant être embrayés avec ùfl organe moteur permettant le déplacement de la matière d'une longueur déterminée, caractérisée par le fait que l'organe moteur est associé à des moyens permettant de communiquer une accélération ét une déccé lération égale et linéaire aux éléments transporteurs et agit sur des moyens de commande communs à toute ligne de convoyage, lesdits moyens de commande étant aptes à être embrayés avec des moyens d';entratnement individuels de chaque section d'éléments transporteurs. 2/ Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément moteur communique une vitessé constante et très faible au moment de l'arrêt. 3/ Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'élément moteur est à commande hydraulique et provoque le déplacement linéaire d'une liaison mécanique reliant les différentes sections entre elles, ladite liaison comportant des moyens aptes à être embrayés avec un ensemble d'entraînement des éléments transporteurs, de manière à communiquer àces éléments le déplacement désiré, l'élément moteur étant associé à des moyens permettant de communiquer une accélération et une décélération de valeur égale à la liaison mécanique reliant les différentes sections entre elles. 4/ Installation de convoyage selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'élément moteur est à commande hydraulique et est constitué par au moins un vérin dont une partie est mobile et est solidaire d'une barre ou tige rigide reliant entre elle les différentes sections formant la ligne de convoyage, ladite tige présentant au niveau de chaque section une crémaillère apte à être embrayée à un ensemble de transmission d'entraIne- ment des éléments transporteurs, le vérin de commande hydraulique étant relié à une source de fluide sous pression, par l'intermédiaire d'un modulateur de débit, dont l'ouverture est pro voquée par une came solidaire de la tige de liaison et qui présente un profil correspondant à la loi de mouvement désirée. 5/ Installation de convoyage selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le corps du vérin est mobile et est solidaire de la barre de liaison. 6/ Installation de convoyage selon l'une des revendications 1 et 2,-caractérisée par le fait que l'élément moteur est constitué par un générateur de fréquence variable délivrant un courant dont la fréquence peut varier entre zéro et un maximum, par exemple entre zéro et cent soixante dix Hz, puis entre ce maximum et zéro, selon une loi de vitesse déterminée, le courant produit par le générateur étant distribué par un réseau électrique commun à toutes les sections de la ligne de convoyage, les moyens aptes à entre embrayés avec les-moyens d'entraînement individuels de chaque section étant constitués par un moto-réducteur attaquant directement les pignons a chaîne de commande des éléments transporteurs de ladite section.