Brevet FR2538797A1 — publié le 19840706

DISPOSITIF D'EMPILAGE D'OBJETS PLATS L'invention concerne un dispositif d'empilage d'objets plats quelconques et plus particulièrement d'objets plats tels que des plis postaux Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'empilage qui range en piles horizontales des objets plats acheminés de façon unitaire et verticale par un convoyeur à courroie par exemple. De nombreux dispositifs réalisant cette fonction équipent les sorties de machines de tri de plis postaux actuellement en service. De tels équipements ont des performances satisfaisantes pour l'usage qu'il en est fait En effet la reprise manuelle par un opérateur de la pile d'objets plats constituée autorise quelques défauts aléatoires de rangement de ces objets Ces défauts sont notamment: variation de l'inclinaison des objets dans la pile, variation d'altitude, détaquage arrière ou léger pliage du front avant de ces objets. Par contre lorsqu'on envisage une reprise automatique des objets stockés dans un empileur il s'avère indispensable de disposer d'une pile dans laquelle les défauts précédemment cités sont mineurs La présente invention a pour objet un dispositif d'empilage d'objets plats qui porte remède à ces défauts en assurant un maintien permanent de ces objets tout au long de l'opération d'empilage. L'invention concerne un dispositif d'empilage d'objets plats approchés sur leur chant par un convoyeur, ce dispositif comportant un -tambour tournant sur lui-même en permanence autour d'un corps cylindrique fixe et creux, sensiblement orthogonal au sens d'arrivée des objets et dont les génératrices sont sensiblement parallèles à la surface de ces objets, ledit tambour étant muni sur toute sa périphérie d'une pluralités d'ouvertures régulièrement réparties pour permettre le passage de l'air entre ses faces extérieure et inté- rieure, ledit corps étant muni d'un circuit d'aspiration dont une 2538797, extrémité débouche sur une extrémité dudit corps pour coopérer successivement avec lesdites ouvertures pendant leur passage devant cet orifice et assurer ainsi la prise par aspiration des objets approchés et leur conduite vers un réceptacle o ils sont empilés, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mobiles de maintien des objets sur chant pour que la face extérieure du tambour soit en regard en permanence de la pile des objets empilés dans le récep- tacle, des moyens d'insertion desdits objets agencés pour diriger chaque objet entre ladite pile et ladite face extérieure, des moyens de commande d'aspiration insérés dans ledit circuit, et des moyens de pilotage pour que l'aspiration soit limitée dans le temps entre l'instant d'insertion de chacun de ces objets et l'instant de la fin de mise en place de cet objet dans le réceptacle. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre faites en référence aux figures annexées dans lesquelles les mêmes repères désignent les mêmes éléments Ces figures représentent: figureé 1, une vue de dessus d'un dispositif d'empilage conforme à l'invention; figure 2, une coupe dans un plan vertical des moyens de commande d'aspiration; figure 3, une coupe dans un plan vertical d'un élément accessoire au dispositif de l'invention. La figure 1 montre, vue de dessus, une coupe horizontale du dispositif d'empilage de l'invention Sur celle-ci des objets plats 1 sont approchés sur chant par un convoyeur à courroie-2 Un tam- bour 3 tournant sur lui-même dans le sens de la flèche Fl est monté coaxialement sur un corps cylindrique 4 fixe et comportant un évidement creux 5 L'axe de rotation de ce tambour est orthogonal au sens d'arrivée des objets 1 selon la flèche F 2 et est sensiblement parallèle à la surface de ces objets plats Le tambour 3 comporte une pluralité d'ouvertures 6 régulièrement réparties à sa périphérie. Ces ouvertures 6 établissent une communication pour le passage de l'air entre les faces extérieure 7 et intérieure 8 du tambour 3 -3 - L'évidement 5 du corps creux 4 comporte un orifice 9 débou- chant sur la surface de ce corps 4 D'une manière préférée cette orifice 9 a une forme allongée et est colinéaire à la génératrice du corps cylindrique 4 sensiblement la plus proche d'un réceptacle 10. Ce réceptacle 10 comporte une rive de taquage Il et des moyens de transport comportant un jeu de courroies 12 et 13 et une plaque de guidage 14 Les courroies 12, 13 et la plaque de guidage 14 se déplacent lors de l'opération d'empilage dans le sens des flèches F 3. L'évidement 5 du corps 4 est relié en permanence à une source d'aspiration non figurée Il a une section sensiblement de la forme d'un chiffre 8 Il est ainsi divisé en deux parties de section circu- laire: les parties 15 et 16 reliées entre elles par un canal 17. L'orifice 9 se trouve dans le prolongement de ces parties 15 et 16 débouchant à la périphérie du corps 4 La partie cylindrique cir- culaire 16 sert de logement à un boisseau 18 allongé Ce boisseau joue le rôle d'une vanne Elle est montrée ici dans une position ouverte Elle permet le passage de l'air en provenance de l'extérieur à travers les ouvertures 6 en direction de la source d'aspiration Les ouvertures 6 défilent devant l'orifice 9. Une pédale 20, articulée sur un axe 21 parallèle à l'axe du tambour, comporte un patin-22 affleurant le paquet 23 d'objets plats 1 empilés dans le réceptacle 10 Un manche 24 de la pédale 20, situé du même côté du patin 22 par rapport à l'axe 21, vient solliciter un détecteur 25 Cette pédale 20 est maintenue en position d'équilibre par un ressort de rappel 26 Le détecteur 25 peut être d'un type électromécanique Un jeu de détecteurs 27 et 28, par exemple d'un type photoélectrique, détermine les instants de passage des objets 1 à la sortie du convoyeur 2 Les signaux élec- triques élaborés par les détecteurs 25, 27 et 28 sont dirigés sur un circuit de pilotage 29, par exemple d'un type électronique En fonction des indications reçues, le circuit de pilotage 29 commande la mise en service de moteurs d'un jeu de moteurs 30 Ces moteurs non représentés commandent notamment la rotation du boisseau 18 ainsi que l'avancement des moyens de transport du réceptacle 10. 2 É 38797 -4 - Le fonctionnement du dispositif -de l'invention est décrit maintenant Le convoyeur 2 est disposé sur le côté du tambour 3 Sa sortie est orientée dans une direction oblique par rapport à la surface des objets déjà empilés dans le réceptacle Il dirige l'objet 1 à empiler pour l'insérer entre le paquet d'objets 23 et le-tambour 3. A sa sortie du convoyeur 2 l'objet 1 occulte la cellule photoélec- trique du détecteur 27 et ce détecteur 27 envoie une impulsion au circuit de pilotage 29 Après une temporisation correspondant à la durée nécessaire pour que le front avant de l'objet 1 vienne s'insérer entre le paquet 23 et le tambour 3, le circuit de pilotage 29 envoie un ordre aux moteurs de basculement du boisseau 18 Ce boisseau 18 tourne alors dans le sens de la flèche F 5, d'une position fermée à la position ouverte présentée sur la figure 1 Dans ces conditions, la source d'aspiration reliée à l'évidement 5 aspire la face postérieure du front avant de l'objet plat à empiler Cette face est dite postérieure par rapport au sens d'avancement qu'elle aura dans -le réceptacle 10 Comme le tambour tourne en permanence il entraîne l'objet 1 à empiler en direction de la rive de taquage 11 L'orifice 9 a un développement sur le pourtour du corps 4 limité de l'ordre de deux à trois fois la largeur du pas de répartition des ouvertures 6 sur le tambour 3 Dès que les ouvertures 6 du tambour 3 ayant participé à l'aspiration de l'objet à empiler ont dépassé la limite de l'orifice 9 elles ne sont plus en liaison avec la source d'aspiration Le front avant de l'objet 1 qui était alors plaqué en un contact roulant sur ces ouvertures actives du tambour se décolle naturellement. Le tambour continue son action jusqu'à ce que le front avant de l'objet à empiler vienne en butée sur la rive de taquage Il La durée de cette action élémentaire est limitée par une temporisation tenant compte de la vitesse de rotation du tambour 3 et de la distance séparant la rive de taquage Il et le diamètre de ce tambour parallèle à cette rive de taquage Cette temporisation est fonction du temps mis par le front avant de l'objet à empiler pour franchir la distance séparant l'orifice 9 de la rive de taquage 11. Z 538797 - A ce moment le circuit de pilotage envoie un ordre, contraire au précédent, au moteur actionnant le boisseau 18 de manière à inter- rompre l'aspiration. On voit ici les particularités de l'invention D'une part le réglage de la durée de l'action d'aspiration permet d'obtenir un taquage uniforme de tous les objets à empiler D'autre part à cet effet, l'action d'empilage exercée par le tambour doit être courte. Aussi, de manière à ne pas être pénalisée par les temps de montée de la mise en aspiration, l'invention a-t-elle prévu, de disposer le boisseau 18 directement en aval de la face intérieure 8 du tam- bour 3 Dans ces conditions, le temps de montée de la mise en aspiration est réduit à la durée de la mise au vide du volume intérieur du boisseau 18 Ce volume étant faible cette action est donc rapide Par ailleurs, lors de la fermeture de-la vanne, l'inter- ruption de l'aspiration est de même très rapide Il découle de cette particularité que le réglage de la durée d'aspiration est précis. Lors de son avancement le pli 1 empilé vient frotter sous le patin 22 de la pédale 20 Sous cette action cette pédale 20 tourne autour de son axe 21 dans le sens de la flèche F 4 L'extrémité du manche 24 de cette pédale vient exciter le détecteur 25 Ce détec- teur 25 élabore à cet instant un ordre en direction du circuit de pilotage 29 Ce circuit de pilotage 29 commande alors l'action des moteurs des moyens de transport 12, 13 et 14 Le déplacement de ces moyens de transport provoque la décompression du paquet 23 jusqu'à ce que le frottement exercé par le patin 22 sur le nouvel objet empilé soit insuffisant pour contrer l'effort de rappel du ressort 26 Dans ce cas, la pédale 20 reprend sa position de repos et interrompt l'action des moteurs des moyens de transport L'asser- vissement ainsi décrit peut avoir une tout autre allure Notamment si les objets à empiler sont de dimensions homogènes entre eux, on peut supprimer la pédale 20 ainsi que le détecteur 25, cet ensemble étant remplacé par une action séquentielle supplémentaire produite par le circuit de pilotage 29 et initialisée par l'impulsion du détec- teur 27 Cette action séquentielle a alors pour effet de faire 2538797, -6 - avancer les moyens de transport d'un cran dont l'amplitude corres- pond à l'épaisseur des objets à empiler. Une autre particularité de l'invention réside dans le fait que le paquet d'objets 23 est empilé dans un réceptacle 10 s'étendant sensi- blement horizontalement Le maintien vertical de -ces objets 1 dans la pile horizontale du côté des organes d'empilage est essentiel- lement exercé par les génératrices du tambour en contact avec ce paquet Lorsqu'aucun objet n'est approché ou entre l'approche de deux objets, la source d'aspiration n'étant plus reliée aux ouver- tures 6, la face extérieure 7 de ce tambour glisse sans frottement sur les objets 1 empilés Elle réalise leur maintien vertical A cet effet, cette face 7 est préférentiellement lisse. Sur la figure 2 on distingue une coupe du tambour 3 et du corps 4 de l'empileur dans -un plan perpendiculaire aux faces des objets empilés On remarque que l'axe XX' de rotation du tambour est parallèle à l'axe YY' de rotation du boisseau 18 dans son loge- ment 16 Le boisseau 18 tourne ainsi sur lui-même alternativement selon les commandes du circuit de pilotage 29 dans le sens de la double flèche F 5 Dans une variante les ouvertures 6 sont des fentes pratiquées selon des génératrices du tambour sur tout son pourtour. Dans une autre variante de l'invention les ouvertures 6 pratiquées dans le tambour sont des trous Ces trous peuvent être distribués sur toute la hauteur du tambour en une pluralité d'alignements, paral- lèles à un certain nombre de génératrices particulières du tambour, ces génératrices particulières étant régulièrement réparties selon un pas donné tout autour du tambour Dans une variante préférée, les trous seront distribués sur une pluralité d'alignements hélicoïdaux décalés les uns des autres selon un pas donné sur toute la périphérie de ce tambour. La raison de ces distributions particulières des ouvertures réside dans la nécessité de réduire le bruit occasionné par le passage de l'air pendant les durées d'aspiration La disposition des trous selon des alignements hélicoïdaux décalés a pour effet de casser le rythme d'apparition de ce bruit lié au pas de répartition des trous Ainsi, en 2538797, 7 - face de l'orifice longitudinal 9, la répartition verticale des trous n'est plus uniforme Dans ces conditions il est possible de réduire le développement de l'orifice 9 à une largeur inférieure au pas de décalage des alignements hélicoïdaux La figure 2 montre enfin la courroie 13 du moyen de transport du réceptacle 10 Cette cour- roie 13 sert ainsi de support horizontal aux paquets 23 empilés. La figure 3 montre en coupe un moyen accessoire de maintien de l'invention Ce moyen accessoire est une came 31, elle est visible par ailleurs sur la figure 1 à la sortie du convoyeur 2 Cette came 31 comporte deux doigts 32 en forme de virgule, solidarisés sur un arbre 33 pouvant tourner autour d'un axe ZZ' parallèle à l'axe du tambour Ces deux doigts sont espacés verticalement pour appuyer en deux endroits sur la face postérieure des objets empilés La rotation s'effectue dans le sens de la flèche F 6 (figure 1) L'arbre 33 est entraîné par un moteur, non figuré, également commandé par le circuit de pilotage 29 Le fonctionnement de cette came est le suivant: lorsque le front avant d'un objet occulte le photodé- tecteur 28, ce photodétecteur 28 émet une impulsion électrique en direction du circuit 29 Ce circuit actionne le moteur de la came 31 pour qu'elle effectue un tour sur elle-même La vitesse et l'instant de passage de cette came 31 sont calculés pour que son extrémité s'efface devant le front avant de l'objet à empiler qui arrive, et pour que dans un mouvement tournant continu elle vienne plaquer le front arrière de l'objet qui vient d'être empilé sur le paquet 23. Cette came 31 a ainsi deux fonctions Une première fonction: elle permet au f ront avant d'un objet nouvellement approché de venir sans encombre s'insérer entre le tambour 3 et le paquet 23 à proximité de l'orifice 9 En effet, selon la nature des objets et leur conformation, les fronts arrières des objets empilés peuvent s'écar- ter en éventail dans la pile et gêner ainsi l'insertion d'un nouvel objet La came 31 n'est nécessaire que lorsque la sortie du con- voyeur 2 est peu inclinée par rapport à la normale à la rive de taquage 1 l Une deuxième fonction consiste à participer au maintien du paquet d'objets 23 dans le réceptacle 10 Sur la figure 1 la 2538797, 8 - came 31 est représentée en position travail, cette position n'est pas sa position de repos La position de repos est telle que l'orientation de la came est sensiblement inclinée par rapport à la normale aux faces des objets du paquet 23. D'une manière préférée dans Pinvention, la distance séparant l'extrémité du convoyeur 2, se trouvant sensiblement à la hauteur du détecteur 27, de l'orifice 9 est inférieure à la longueur des objets à empiler Cette longueur étant mesurée perpendiculairement à la rive de taquage 11 La différence entre ces deux longueurs est inférieure à la distance séparant l'orifice 9 de la rive de taquage 1. Ceci permet à la came 31 de repousser les fronts arrières des objets à empiler sans qu'ils s'accrochent à la sortie du convoyeur 2 et qu'ils ne puissent pas ainsi provoquer de bourrages. Le dispositif d'empilage d'objets plats selon l'invention a été réalisé Après une phase d'ajustage concernant notamment les réglages des temporisations il a été constaté un fonctionnement en empilage de plis postaux dans lequel des incidents de bourrage ne sont pas apparus et dans lequel les tolérances de taquage des objets empilés contre la rive de taquage Il était inférieures aux tolérances admissibles par des organes de traitement automatiques d'objets empilés tels que des dépileurs par exemple. 2538797 È -9 - REVENDICATIONS 1 Dispositif d'empilage d'objets plats ( 1) approchés sur leur chant par un convoyeur ( 2), ce dispositif comportant un tambour ( 3) tournant sur lui-même en permanence autour d'un corps ( 4) cylin- drique fixe et creux sensiblement orthogonal au sens d'arrivée des objets et dont les génératrices sont sensiblement parallèles à la surface de ces objets, ledit tambour étant muni sur toute sa périphérie d'une pluralité d'ouvertures ( 6) régulièrement réparties pour permettre le passage de l'air entre ses faces extérieure ( 7) et intérieure ( 8), ledit corps étant muni d'un circuit d'aspiration dont une extrémité débouche sur un orifice ( 9) dudit corps pour coopérer successivement avec lesdites ouvertures pendant leur passage devant cet orifice et assurer ainsi la prise par aspiration des objets approchés et leur conduite vers un réceptacle ( 10) o ils sont empilés, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 12,13,14) mobiles de maintien des objets sur chant pour que la face exté- rieure ( 7) du tambour soit en regard en permanence de la pile ( 23) des objets empilés dans le réceptacle, des moyens ( 2) d'insertion desdits objets agencés pour diriger chaque objet entre ladite pile et ladite face extérieure du tambour, des moyens de commande ( 18) d'aspiration insérés dans ledit circuit, et des moyens ( 29) de pilotage pour que Paspiration soit limitée dans le temps entre l'instant d'insertion de chacun de ces objets et l'instant de la fin de mise en place de ces objets dans le réceptacle. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens mobiles de maintien comportent des moyens de trans- port ( 12,13,14)et des moyens ( 20,21,22,24 et 25) de contre-réaction pour asservir en position ces moyens de transport à l'épaisseur de la pile des objets empilés dans le réceptacle. 3 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que les moyens mobiles de maintien comportent des moyens de transport et des moyens de pilotage pour commander séquentiellement le dépla- cement de ces moyens de transport au rythme de l'arrivée des plis à empiler. - 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens d'insertion comportent un con- voyeur ( 2) dont la sortie est orientée dans une direction oblique par rapport aux faces des objets empilés dans le réceptacle et compor- tent une came ( 31) actionnée par les moyens de pilotage pour coopérer au maintien des objets empilés et pour repousser le front arrière des objets empilés lors de leur empilage. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens de commande d'aspiration compor- tent une vanne ( 18) disposée directement en aval de l'orifice du corps creux. 6 Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la vanne comporte un boisseau ( 18) de forme allongée pouvant basculer dans un logement ( 16) pratiqué dans ce corps creux. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les ouvertures ( 6) comportent une pluralité de trous distribués sur une pluralité d'alignements hélicoïdaux réguliè- rement décalés les uns par rapport aux autres selon un pas donné sur le pourtour du tambour pour contribuer ainsi à réduire le bruit d'aspiration. 8 Dispositif selon Pune quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les ouvertures ( 6) comportent une pluralité de trous distribués sur une pluralité de génératrices régulièrement réparties les unes par rapport aux autres selon un pas donné sur le pourtour du tambour. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les ouvertures ( 6) sont des fentes orientées selon les génératrices du tambour.