Brevet FR2507118A1 — publié le 19821210

Appareil de distribution orientée de petites pièces en vue de leur assemblage ou montage ultérieurs. L'invention se rapporte à un appareil de distribution de pièces comprenant une source d'alimentation en pièces, un dispositif d'amenage progressif des pièces jusqu'à un dispositif d'orientation qui est apte à placer les pièces les unes derrière les autres dans une orientation déterminée, et un dispositif de guidage et de délivrance de pièces qui est fixe t qui reçoit les pièces orientées pour les délivrer ensuite a un poste de montage. De tels appareils sont utilisés en grandes quantités pour alimenter des postes de montage ou d'assemblage automatiques a1 ensembles plus complexes, ou des postes de travail effectuant une opération particulière. Dans les appareils connus, on utilise très fréquemment des bols vibrants comportant un canal circulaire pour constituer le dispositif d'amenage, le dispositif d'orientation étant alors constitué par une portion terminale supérieure de ce canal qui coopère avec des barrières, chicanes ou obstacles, généralement fixes, dont le rôle est d'écarter les pièces mal orientées afin de les renvoyer vers le fond du bol pour un recyclage. Ces appareils connus présentent les inconvénients d'être bruyants, de s'user relativement rapidement en raison de vibrations auxquelles ils sont soumis, et de provoquer coincements, bourrages ou autres défauts de transfert à l'endroit oU les pièces orientées, et encore soumises à des vibrations, doivent enjamber un intervalle pour s'engager dans le dispositif fixe de guidage et de délivrance. Enfin, ces appareils connus permettent rarement de régler le débit des pièces car, d'une part, l'amplitude et la fréquence du mouvement du bol ne sont pas indépendants, tandis que, d'autre part, il n'est pas possible de garantir qu'une fréquence ou une amplitude choisies se maintiennent pendant toute la durée du fonctionnement. L'invention se propose de porter remède aux inconvénients mentionnés ci-dessus en faisant appel à des générateurs de mouvements mécaniques stables et silencieux qui accompagnent le mouvement des pièces. Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait que l'appareil comporte, d'une part un récipient représentant le dispositif d'amenage qui est placé sous la source d'alimentation et qui est animé d'un premier mouvement de rotation unidirectionnel, autour d'un premier axe, ce récipient comportant une surface de révolution annulaire, qui est limitée par une paroi cylindrique sensiblement parallèle à cet axe, et ce premier axe étant incliné par rapport à la verticale de façon telle qu'une ligne de plus grande pente que cette surface annulaire fait avec un plan horizontal QQ', fasse un angle supérieur à l'angle de frottement existant entre une pièce et la surface annulaire, et comporte d'autre part, un plateau rotatif circulaire qui tourne selon un second mouvement unidirectionnel autour d'un second axe sensiblement vertical, et qui est disposé dans une région libre interne de ce récipient, de façon telle qu'une région supérieure de cette surface annulaire présentant la ligne de plus grande pente soit placée au voisinage du plateau, et au-dessus de celui-ci, tandis qu'une région inférieure de cette surface annulaire diamétralement opposée à la région supérieure soit placée au-dessous du plateau, ce plateau coopérant avec des pièces fixes d'orientation qui sont placées au-dessus de lui avec un faible intervalle, et qui comprennent une paroi sensiblement verticale s'étendant progressivement depuis une région centrale du plateau jusqu'à une région périphérique de celui-ci où se trouve placée une entrée du dispositif de guidage et de délivrance. Le contenu de l'invention, ainsi que celui de plusieurs variantes de réalisation seront mieux compris à la lecture de la description ci-dessous, qui est accompagnée par cinq figures, parmi lesquelles : La figure représente une vue en élévation d'une réalisation de l'appareil, coupée par un plan vertical PP', le récipient de cet appareil n'étant pas orientable, La figure 2 montre une vue de dessus de l'appareil selon la figure l, Les figures 3 et 4 représentent une variante de réalisation dans laquelle l'orientation du récipient de l'appareil est réglable, et La figure 5 illustre une variante de réalisation dans laquelle le récipient n'est pas orientable, mais où l'angle de la ligne de plus grande pente de ce récipient est ajustable. L'appareil de distribution orientée de pièces 1, représenté à la figure 1, comporte une plaque de base 2 placée dans un plan horizontal QO' et sur laquelle est fixée une colonne 3 d'axe YY' sensiblement vertical. Un plateau rotatif circulaire 4 est monté sur l'extrémité supérieure 5 de la colonne à l'aide de roulements 6, 6' ; ce plateau se trouve donc dans un plan RR' sensiblement horizontal, et présente une surface cylindrique extérieure 11. La surface du plateau ne sera pas obligatoirement plane, si des formes particulières conviennent mieux à l'entratnement des pièces ainsi qu'on le verra plus loin. Au-dessus de la surface supérieure 7 de ce plateau, est disposé un ensemble de pièces fixes 8, qui sera décrit ultérieurement et qui s'étend entre une région centrale 9 du plateau et une région périphérique 10. Cet ensemble de pièces est fixé à l'aide de moyens non représentés, sur l'extrémité 5. Trois montants verticaux 13, 14, 15 sont disposés régulièrement ou non autour de la colonne et sont fixés sur la base 2, de façon que trois poulies à gorge d'axes parallèles 16, 17, 18, fixées chacune sur une extrémité de montant soient placées dans un même plan SS' incliné par rapport au plan horizontal QQ' qui est aussi celui de la plaque de base. On remarquera que, en raison de la coupe de l'appareil, seuls une poulie et un montant apparaissent à gauche de la figure. Ces poulies guident en rotation et maintiennent axialement un récipient 19 dont une jupe cylindrique 20 présente intérieurement un bourrelet annulaire 21 qui pénètre et roule dans les gorges des poulies ; ce récipient peut donc pivoter autour d'un axe XX' qui est parallèle à ceux des poulies et est incliné par rapport à la verticale d'un angle 8 L'axe XX' coupe l'axe YY' en un point 22, ces deux axes étant donc placés dans un même plan vertical PP' t le récipient comporte de plus une surface annulaire 23 centrée sur XX' et en particulier sur 22, ayant une région 24 proche de son axe et une région extérieure 25 qui est prolongée par une paroi cylindrique supérieure 26 t cette surface annulaire comporte en outre des aspérités ou bossages 27 dont la fonction sera précisée ci-dessous. Dans une région supérieure 28 de ce récipient, la surface annulaire présente une ligne de plus grande pente LL', faisant un angle a avec un plan horizontal, tandis que dans une région inférieure 29, opposée diamétralement à 28, la sur face annulaire présente une ligne de moindre pente MM' placée sensiblement dans un plan horizontal. La région supérieure 28 se trouve placée dans une zone voisine du plateau et au-dessus de celui-ci, tandis que la région inférieure 29 se trouve placée dans une zone au-dessous du plateau, ce plateau étant donc disposé dans une ouverture circulaire 30 du récipient. Des intervalles de cette ouverture tels que 31, 32, qui subsistent entre le plateau et la région 24 du récipient, sont occupés par un écran fixe 33 présentant une surface supérieure 34 qui est sensiblement perpendiculaire à XX' et est donc inclinée par rapport à l'horizontale ; cet écran de forme extérieure circulaire est placé dans l'ouverture 30 avec un jeu faible. Une partie 34' de cette surface passe au-dessus du plateau dans la région 28, et sans le toucher, tandis qu'une partie 34" de cette surface opposée passe au-dessous du plateau. L'écran 33 peut être fixé également sur la plaque de base. Entre une surface intérieure cylindrique 35 de la jupe 20 et la surface extérieure Il du plateau, est placé un galet de friction 36 qui est entraîné en rotation par un réducteur de vitesse 37 associé à un moteur électrique 38. Ce yalet et ce moteur se trouvent placés dans un demi-espace 39 situé sous le plan RR' du plateau, le moteur étant lui-même fixé sur la plaque de base au voisinage des deux montants 13, 14 qui soutiennent la partie supérieure du récipient, et entre ceux-ci. Lorsque le galet est en rotation, le plateau et le récipient tournent à des vitesses réduites et en sens inverses, les vitesses de rotation particulières étant toutefois unidirectionnelles, et le cas échéant régulières ou légèrement pulsées. Une source d'alimentation en pièces 41 délivre celles-ci, en vrac, au-dessus de la région inférieure 29 du récipient de façon que des pièces telles que 42 tombent sur la surface annulaire 23. Grâce aux aspérités ou cannelures ou nervures de cette surface annulaire, les pièces sont entrainées juqu'à la région supérieure 28 du récipient ; en raison de l'inclinaison a locale de cette surface annulaire, et si cet angle a est supérieur à l'angle de frottement aO existant entre une pièce 43 et la surface annulaire, cette pièce va glisser par gravité vers le plateau en passant sur la portion de surface 34' de l'écran 34. Comme le plateau 4 est lui-même en rotation, les pièces qu'il porte vont être entrainées. Cet entraînement peut être favorisé non seulement par la forme et la nature de la surface mais encore par une inclinaison légère de l'axe YY'. En se reportant à la figure 2, on aperçoit une pièce 44 qui vient d'arriver sur le plateau, et qui est entraînée en rotation dans le sens F. Au cours de ce mouvement, la pièce 44 va rencontrer certaines des pièces constituant l'ensemble fixe, mentionné ci-dessus sous la référence 8, ces pièces étant placées au-dessus du plateau avec un faible intervalle. Cet ensemble fixe comprend principalement un corps, central 45 qui est fixé sur l'extrémité 5 par des moyens appropriés et qui recouvre la région centrale 9 du plateau voisine de l'axe. Un déflecteur 46 porté par le corps central présente une surface 47 sensiblement verticale, ayant une hauteur h choisie en fonction de la hauteur des pièces 44 et une forme qui doit être déterminée pour chaque pièce de façon telle que le système de forces appliqué sur cette pièce, qui va glisser sur le plateau et contre cette surface, lui donne une orientation particulière d'équilibre ; d'une façon générale, cette surface suit un trajet allant de la région centrale 9 jusqu'à la région périphérique 10, par exemple un trajet en forme de spirale. D'autres pièces fixes peuvent le cas échéant être nécessaires pour produire cette orientation : c'est ainsi qu'au déflecteur peuvent être associés des obstacles divers tels que 48 qui se présentent sur le parcours suivi par une pièce. Un dispositif de guidage et de transfert fixe 49 (voir figure 2) comprenant par exemple une goulotte 50, est disposé au voisinage de l'extrémité 51 du déflecteur pour recevoir les pièces déjà orientées. La direction générale de cette goulotte, ou tout au moins de l'entrée 51' de cette goulotte, suivra par exemple celle d'un plan W' tangent à l'extrémité du déflecteur, ou celle d'un plan WW' tangent à la périphérie du plateau ; dans les deux cas, la direction la plus favorable sera rechechée de façon empirique pour que le système de forces appliqué à une pièce quittant le déflecteur et le plateau, provoque son engagement et sa progression dans l'entrée de la goulotte. Cette goulotte sera avantageusement placée dans un plan horizontal tel que le plan RR' dans lequel se trouve le plateau 4, mais pourrait être associée à un puits vertical non représenté, et voisin de l'entrée, pour traverser l'écran et évacuer les pièces vers le bas. Afin de pouvoir mettre en oeuvre cette disposition de goulotte horizontale, il faudra par suite, qu'au moins une région inférieure 52 de la paroi cylindrique 26 du récipient 19 qui est dirigée vers le haut de la figure, soit placée au-dessous de ce plan RR' (voir la figure 1) où la situation de la goulotte 50 est indiquée en traits pointillés. Lors de la rotation du plateau, les pièces qui n'ont pas été orientées, ou les pièces qui viennent buter sur celles qui les précèdent, sont repoussées ou écartées progressivement vers la-périphérie de ce plateau, et tombent vers la région inférieure du récipient. La surface inclinée de l'écran 34 sert à collecter les pièces qui tombent vers cette région inférieure 29 et à les rassembler sur la surface annulaire 23, 27 du récipient qui les amènera dans la région supé rieure 28 pour exécuter un nouveau cycle d'orientation sur le plateau et de présentation à l'entrée de la goulotte. Afin d'assurer un glissement des pièces depuis la région supérieure du récipient jusqu'au plateau, il a été déjà précisé que l'angle a devait être supérieur ou égal à l'angle de frottement ao des pièces sur la surface annulaire. Comme ce dernier dépend de la nature des matériaux en contact et de leur état de surface et que, par ailleurs, la vitesse périphérique du récipient introduit une composante ne favorisant pas le glissement, il est utile de pouvoir modifier l'angle a de la ligne de plus grande pente LL', soit par un réglage de l'angle ss que fait l'axe XX' du récipient avec la verticale YY', soit par un réglage de l'angle 6 que fait la surface annulaire avec l'axe XX'. Des dispositions de réglage de l'angle ss , visibles aux figures 3 et respectivement 4, conduisent à placer les montants 52, 53, 54 d'un appareil 55 ou les montants 56, 57, 58 d'un appareil 59 sur une platine orientable 60 respectivement 61. Une platine telle que 60 ou 61 comporte par exemple une surface cylindrique 62 d'axe horizontal, qui peut glisser sur un berceau cylindrique 63 solidaire de la base et qui peut ensuite être bloquée en position par un organe de blocage 64. L'axe de pivotement horizontal de la platine passera avantageusement au voisinage du point 22 où les axes XX' et YY' se rencontrent. L'entraînement du plateau et du récipient pourra s'effectuer à l'aide d'un seul moteur électrique 65 associé à un réducteur 66 à deux sorties 67, 68 (voir figure 3), où l'une des poulies de guidage 69 devient une poulie motrice, et comporte à cet effet une prise de mouvement 70 associée au réducteur par une transmission flexible 71, tandis que le plateau 72 comporte par exemple une jupe 73 dont la surface intérieure 74 est en contact avec une roue intermédiaire 75 elle-même entraînée par une roue motrice 76 prolongée. par un arbre moteur 77 parallèle à YY' qui est lui-même associé au réducteur. Ici encore, le moteur se trouve placé dans un demi-espace 78 situé sous le plateau. L'entraînement du plateau et l'orientation du récipient peuvent également être obtenus (voir figure 4) à l'aide d'une platine orientable 61 analogue à la précédente et à l'aide d'un galet de friction 79 placé entre la surface cylindrique extérieure 11" du plateau 4" analogue à celui de la figure 1, et une surface sphérique 80 portée par la jupe 81 du récipient 19, cette surface sphérique ayant un centre C confondu avec le point d'intersection 22 des axes XX' et YY'. Ici encore, un unique moteur électrique 82, placé sous le plateau entraîne sImultanément à l'aide de pignons 83, 84 le récipient et le plateau. D'autres variantes évidentes pour l'homme du métier et faisant appel à des joints *e cardan et/ou à des arbres cannelés et/ou à des courroies, pourraient être mises en oeuvre pcr procurer l'entraînement du récipient indépendamment de son orientation dans l'espace. Un autre appareil réglable 85 qui constitue une troisième variante de l'invention, visible à la figure 5, fait appel à une piste annulaire déformable 86, qui peut être constituée par une feuille souple 87 métallique ou non, qui est éventuellement placée au-dessus d'une paroi annulaire 88 d'un récipient 89. Si l'on utilise une telle paroi annulaire, la périphérie -in- térieure 90 de la piste déformable sera par exemple fixée sur celle-ci au voisinage de leurs deux régions intérieures respectives 91 et 92. Des vis de réglage 93, 94, régulièrement réparties, traversent le corps 95 ou la paroi 88 du récipient 89 de façon que leurs extrémités 96, respectivement 97 appuient sur la surface inférieure 98 de la piste et permettent ainsi de régler l'angle ô que fait la ligne de plus grande pente LL' avec l'axe XX'. Un tel dispositif de réglage qui est moins onéreux que les deux précédents, mais possède une étendue de réglage moindre, donne toute satisfaction lorsque la valeur de l'angle ss qui est ici invariable, a été convenablement choisi, pour que a soit au voisinage de sa valeur moyenne ; de plus, il n'est pas ici nécessaire de modifier la forme de l'écran 99 comme cela était indispensable avec les deux appareils précédents. I1 doit être apprécié que, si les mouvements de sens inverses du plateau et du récipient permettent d'utiliser économiquement pour leur entraînement simultané un seul galet tel que 36 ou 79, les mouvements de ce plateau et de ce récipient pourraient être de même sens sans que le fonctionnement soit sensiblement modifié. En effet, que les pièces disposées dans la région inférieure 29 arrivent à la région supérieure 28 par la droite ou par la gauche, ne change rien au processus de transfert qui s'établit par glissement entre cette région supérieure et la surface du plateau. Revendications de brevet. 1. Appareil de distribution de pièces, comprenant une source d'alimentation en pièces, un dispositif d'amenage progressif des pièces jusqu'à un dispositif d'orientation qui est apte à placer les pièces les unes derrière les autres dans une orientation déterminée, et un dispositif de guidage et de délivrance de pièces qui est fixe et qui reçoit les pièces orientées pour les délivrer ensuite à un poste de montage, caractérisé en ce que l'appareil comporte d'une part un récipient (19) représentant le dispositif d'amenage, qui est placé sous la source d'alimentation (41), et qui est animé d'un premier mouvement de rotation unidirectionnel autour d'un premier axe Xx', ce récipient comportant une surface de révolution annulaire (23) qui est limitée par une paroi cylindrique (26) sensiblement parallèle à cet axe, et ce premier axe étant incliné par rapport à la verticale de façon telle qu'une ligne LL' de plus grande pente de cette surface annulaire (23) fasse, avec un plan horizontal QQ' un angle (a) supérieur à l'angle de frottement (cru) existant entre une pièce (43) et la surface annulaire, et comporte, d'autre part, un plateau rotatif (4) circulaire, qui tourne selon un second mouvement unidirectionnel autour d'un second axe YY' sensiblement vertical, et qui est disposé dans une région libre interne (30) de ce récipient, de façon telle qu'une région supérieure (28) de cette surface annulaire présentant la ligne de plus grande pente LL' soit placée au voisinage du plateau (4) et au-dessus de celui-ci, tandis qu'une région inférieure (29) de cette surface annulaire diamétralement opposée à la région supérieure, est placée au-dessous du plateau, ce plateau coopérant avec des pièces fixes d'orientation (8, 45, 46) qui sont placées au-dessus de lui avec un faible intervalle, et qui comprennent une paroi sensiblement verticale (47) s'étendant progressivement depuis une région centrale (9) du plateau jusqu'à une région périphérique (10) de celui-ci, où se trouve placée une entrée (51') du dispositif de guidage et de délivrance (49, 50). 2. Appareil de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne MM' de moindre pente de la surface annulaire (23) est sensiblement horizontale. 3. Appareil de distribution selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier et le second axes (XX', respectivement YY') sont placés dans un même plan vertical P, ces axes se coupant en un point (22) placé sensiblement au centre de la surface annulaire (23). 4. Appareil de distribution selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'ur. écran fixe d'obturation (33) est disposé entre la région interne (24) de la surface annulaire (23) proche du premier axe XX' et le plateau rotatif (4) de façon à établir entre cette région et cette surface annulaire une surface collectrice (34) qui est inclinée par rapport à la verticale de façon à rassembler des pièces tombant du plateau, vers la région inférieure (29) du récipient. 5. Appareil de distribution selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le plateau rotatif (4) est monté sur une colonne verticale (3) fixe dont une extrémité supérieure (5) supporte les pièces fixes d'orientation (45, 8). 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un moteur électrique (38) placé dans un demi-espace (39) placé sous le plan RR' contenant le plateau (4), entraîne simultanément le récipient (19) et le plateau (4). 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient (19) et le plateau (4) tournent dans le même sens. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient (19) et le plateau (4) tournent en sens inverses et sont entraînés par un même galet de friction (36) placé entre eux. 9. Appareil selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la colonne (3) supportant le plateau (4) est fixée sur une plaque de base (2) horizontale QQ' et est entourée par trois montants sensiblement verticaux (13, 14, 15) dont les extrémités supérieures présentent chacune une poulie (16, respectivement 17, respectivement 18) opérant le guidage du récipient par coopération avec une nervure circulaire (21) de celui-ci, deux premiers montants (16, 17) étant placés sous la région supérieure (28) du récipient (19) et le troisième montant (18) étant placé sous la région inférieure (29), tandis que le moteur (38) est logé entre la base (2) et le récipient (19) au voisinage des deux premiers montants. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les montants (13, 14, 15) sont fixés sur la plaque de base (2), l'inclinaison du premier axe XX' étant fixe. 11. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'angle a de la ligne LL' de plus grande pente, est réglable. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les montants (52, 53, 54) sont fixés sur une platine orientable (60) apte à communiquer à l'axe de rotation XX' du récipient (19') une inclinaison ss réglable, un organe de transmission déformable (71) étant placé entre le moteur (65) et un organe d'entraînement en rotation (69) du récipient (19') monté sur la platine. 13. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les montants (56, 57, 58) sont fixés sur une platine orientable (61) apte à communiquer à l'axe de rotation XX' du récipient (19") une inclinaison ss réglable, ce récipient présentant une surface sphérique (80) qui est en contact avec un galet de friction (79) monté sur la base et qui a pour centre C le point d'intersection (22) des axes XX' et YY'. 14. Appareil selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la surface annulaire (86) est constituée par une piste déformable (87) fixée sur une paroi (88) interne du récipient (89) qui est dirigée vers son axe de rotation XX', une multiplicité de vis de réglage (93, 94) étant disposée dans le corps (95) de ce récipient, de façon telle que leurs extrémités (96, 97) s'appuient sur une surface (98) de cette piste et que leurs déplacements modifient l'angle ô que fait la ligne de plus grande pente LL' avec l'axe XX' du récipient.