Brevet FR2606302A1 — publié le 19880513

PROCEOE ET INSIALLATION POER TRIER DES OBJETS SUESTANTIELLEFENT SPER:IQUES L'obtertionr! d'objets parfaitemenr.t sphériques est toujours une cpçration délicate quel que soit le procédé de fEbricaticr utilisé. Cn est donc amneré à prévoir ure opération de triage qui est elle- nire très délicate puisque bien scuvent les différences de sphéri- cité sor.t faibles. Lcrsque les objets doiver.t avoir une sphéricité gçécrétrique- ment parfaite, ou lorsqu'ils scnt de taille si petite que l'ceil hLirain re pcurrait pas distinguer les différences qui sor.t 'pourtant les critères du triage, cn est obligé de faire appel à des disposi- tifs complexes, coûteux et délicats. Lorsqu' au contraire les cbjets sont relativemret volumineux, et lorsque simultanément l'on re recherche pas la perfection gèci,é- trique de la sphéricité des objets, le tri est effectué par des cOpérateurs qui jugent visuellem.er.t. des objets que l'or. déplace devant eux et qu'ils sélecticnnent soit pcur les disposer à la main dans des réceptacles destinés aux objets jugés imparfaits soit pour les laisser contirnuer leur déplacerint jusqu'à Ln lieu d'évacua- tior.. C'est le cas, par exemple, des galets que l'on ramasse è l'état naturel dans des gisefents et qui sont utilisés dans cer- taines industries. Sars entrer ici dans des détails qui ne font pas partie de l'inventicr puisqu'il s'agit de li mé.nière d'utiliser ces galets, or. rappellera simpleir-rt qu'ils doivent être aussi sphériques que possible mais que cette perfectior est irpossible à cbtenir éoffmé- triquenent parlant, s'agissant d'objets ncturels dor.t les fornes arrondies résultent d'urne usure et d'bre ernsicfr pcursuivies pen- daft des siècles voire des millénaires. Er. outre, ces galets cfnstituent unr matière première relati- vern.rt bcn marché dor.t or!n ne pourrait pas surcharger le prix en les soumettant G des traitements ccompleyes au mcyen de machires chères e; omliquées. La présente invention concerne un procédé et une installation qui permettent d'effectuer une opération de triage par des moyens entièrement mécaniques et automatiques dont le fonctionnement n'est pas couteux. A cette fin, l'invention a pour objet un procédé pour trier des objets substantiellement sphériques afin de les séparer en fonction de leur degré plus ou moins grand de sphéricité, caracté- risé en ce qu'on les prélève d'un stock o ils sont en vrac, par tous moyens permettant de les isoler les uns des autres afin qu'ils soient tous indépendants, qu'on les soumet pendant un temps court à une force de valeur avantageusement réglable comprise entre une valeur inférieure qui tend à ne faire rouler que les seuls objets parfaitement sphérique sur un plan sur lequel on les pose et une valeur supérieure qui tend à les faire rouler tous indistinctement, qu'on dirige ceux qui ont roulé sur le plan, vers un lieu de grou- page d'o ils doivent être évacués pour utilisation et ceux qui n'ont pas roulé, vers un autre lieu de groupage, soit en vue d'un recyclage o ils doivent être soumis à une force supérieure à la précédente, soit en vue de leur mise au rebut. Selon d'autres caractéristiques de ce procédé: - on soumet les objets à une force de valeur croissante et l'on dirige les objets qui ont roulé, vers des lieux de groupage différents selon la valeur de la force qui a provoqué leur roule- ment; - la force utilisée est la gravité et l'on déplace les objets triés sur un plan incliné, selon une direction différente de celle de la pente dudit plan; - on soumet les objets triés à une force tendant à les faire rouler sur un plan et, simultanément, à des secousses; - on déplace les objets à trier de bas en haut sur un plan incliné de haut en bas; - on déplace les objets à trier longitudinalement sur un plan incliné latéralement; - le plan a une inclinaison croissante dans le sens selon le- quel on déplace les objets; L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comprend un transporteur à bande fermée en boucle et reliée cinéma- tiquement à un moteur afin de pouvoir &tre entrainée en mouvement continu par rapport à un chassis, le plan du brin supérieur de la bande étant incliné par rapport à l'horizontale et des moyens étant prévus pour poser les objets à trier à une extrémité de la bande. Selon d'autres caractéristiques de cette installation: - le plan du brin supérieur de la bande est incliné dans le sens longitudinal de ladite bande; - la bande est munie de moyens de séparation pour créér des couloirs longitudinaux parallèles, des objets à trier devant être placés en file indienne dans chaque couloir utilisé; - le plan du brin supérieur de la bande est incliné dans le sens transversal de ladite bande, les objets à trier devant être placés en une seule file indienne sur ladite bande; - la bande du transporteur est associée.à des guides éventuel- lement réglables, permettant de donner au brin supérieur de ladite bande au moins deux inclinaisons différentes, la plus faible étant du côté amont par rapport au sens du mouvement de la bande et la plus forte du côté aval; - l'installation comporte un générateur de secousses associé à la bande du transporteur. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci-après faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exempele in- dicatif et non limitatif. La figure 1 est une vue schématique en perspective montrant une installation mettant en oeuvre le procédé conforme à l'inven- tion, cette installation comprenant un transporteur à bande incli- née longitudinalement. La figure 2 est une vue schématique d'une installation mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention, l'installation compre- nant un transporteur à bande inclinée latéralement. La figure 3 est une vue schématique d'une installation du même type que celle de la figure 2 et associée à des moyens permettant de donner à la bande trois inclinaisons différentes et croissantes dans le sens du déplacement de ladite bande. En se reportant à la figure 1, on voit une installation conforme à l'invention qui comprend un châssis 1 portant des rou- leaux 2 et 3 dont l'un et relié cinématiquement à un moteur élec- trique 4, une bande 5 étant engagée sur les rouleaux 2 et 3 afin que lorsque le moteur 4 est en marche la bande 5 soit entraînée dans le sens des flèches F1, F2 et F3 pour le brin supérieur 5a et dans le sens des flèches F3, F4 et F1 pour le brin inférieur 5b, ainsi que cela est connu en soi. Par rapport à l'horizontale symbolisée par la ligne H, le plan dans lequel se trouve le brin supérieur 5a fait un angle x de sorte qu'il est incliné de bas en haut dans le sens amont-aval considéré par rapport au sens dans lequel on déplace le brin supérieur 5a. Tout objet posé sur le brin supérieure Sa est donc soumis à la force de la gravité qui tend à les faire tomber dans le sens amont- aval et cela d'autant plus nettement que l'angle x est grand et que le poids des objets est important. On a représenté ici le cas du triage de galets naturels que l'on pose par tout moyen connu a l'entrée de l'installation c'est- à-dire à l'extrémité ament correspondant au cylindre d'entraînement 2. Les galets A sont donc entraînés selon le sens de la flèche F2 et s'ils sont médiocrement sphériques ils présenteront des méplats dont l'un au moins sera selon toute probabilité posé sur la bande 5, puisque tout objet tend à se trouver en équilibre stable et non en équilibre instable, de sorte qu'un tel galet sera entrainé jusqu'à l'extrémité aval de la bande malgré la force de gravité antagoniste. Les galets ainsi entraînés sont envoyés vers un lieu de groupage soit parce qu'ils tombent sur un transporteur qui les y conduit, soit parce qu'ils tombent dans des réceptacles tels que des containers ou des wagonnets que l'on déplace de temps à autre, soit parce qu'on les retire de la bande. Les galets tels que A1 qui sont suffisamment sphériques c'est- à-dire dont les méplats sont trop peu marqués pour les empêcher de rouler, se déplacent dans le sens amont-aval sous l'effet de la force de gravité et tombent selon la flèche F5 dans un réceptacle B. Naturellement, le réceptacle B peut être remplacé par un transporteur à rouleaux qui évacue les galets recueillis et les amène dans un lieu de groupage d'o ils seront ensuite repris pour être transportés jusqu'au lieu d'utilisation. Les galets qui ont parcouru toute la longueur du brin 5a peu- vent soit être recycles dans une installation o ils subissent une force de gravité supérieure à la précédente, soit être stockés en vue de leur élimination ou d'une utilisation différente des précé- dentes. On peut, en effet, prévoir un triage en plusieurs qualités selon la force qu'il a fallu développer pour obliger les galets à rouler. Les galets A totalement défectueux seront toujours entrainés jusqu'à l'extrémité du brin supérieur 5a car leurs frottements sur celle-ci seront plus importants que la force de gravité qui tend à développer un couple de basculement, tandis que les galets plus proche de la sphéricité rouleront à l'encontre de la force d'en- traInement de la bande lorsque l'angle x aura une certaine valeur. On pourra ainsi mettre dans le commerce des galets de qualités différentes et donc de prix différents alors qu'actuellement on constate que tous les galets sélectionnés comme corrects sont en fait de sphéricités inégales car il est impossible à l'oeil humain de juger des différences aussi faibles qu'on peut le faire en réglant d'une manière précise la valeur de l'angle x. Outre la sphéricité, les galets dont l'industrie a besoin peu- vent être de diamètres différents et dans ce cas on comprend, bien entendu, que l'angle x est fonction de la masse des galets triés. Plus les galets sont petits, plus l'angle x doit être faible et plus son réglage doit être précis. Naturellement, un galet posé sur le brin 5a à l'extrémité de celui-ci roulera d'aval en amont d'autant plus vite que sa sphéri- cité sera bonne puisque si elle est géométriquement parfaite il est impossible à ce galet de rester stable sur un plan incliné selon l'angle x et l'on peut dire que ce galet-ne séjourne pratiquement pas sur le brin 5a D'autres galets présentant seulement de très faibles méplats pourront effectuer un petit parcours sur le brin 5a avant d'être finalement entraînés par la gravité et de rouler d'aval en amont. Si l'on disposait tous les galets triés sur toute la largeur du brin 5a, sans aucun alignement, il deviendrait possible que des galets A entraînés en rotation plus tradivement que d'autres vien- nent rencontrer ceux-ci et provoquer leur roulement vers le récep- tacle B alors que précisément le ou les galets ainsi entraînés n'auraient pas dû être sélectionnés. Pour éviter cela, on prévoit des moyens de séparation consti- tués ici par des cloisons fixes 6, 7 et 8 posées au-dessus du brin a afin de constituer des couloirs longitudinaux parallèles permet- tant de disposer les galets A à trier en file indienne dans chaque couloir utilisé. On peut en effet, prévoir de ne pas utiliser tous les couloirs lorsque la production ou les commandes représentent un volume infé- rieur à la capacité de triage de l'installation. Selon le principe qui a été expliciter plus haut, les galets de très bonne sphéricité ne séjournent pas sur le brin 5a et sont tout de suite emportés par la force de gravité vers le réceptacle B de sorte qu'on élimine le risque qu'un tel galet en rencontre un autre et l'entraîne avec lui dans son roulement. Mais comme il est possible que d'autres galets de sphéricité correcte commencent leur course après avoir effectué un certain parcours sur le brin 5a, orn peut régler l'arrivée de galets à trier selon un rythme tel que l'cr élimine pratiquement tous les risques d'entraînement d'un mauvais galet par un bon. On peut en effet déterminer expérimentalement quel est le temps de séjour sur le brin supérieur 5a pour un galet susceptible d'être entrainé tardivement par la force de gravité et ne poser dans un couloir déterminé le galet suivant qu'après écoulement de ce temps minimal. On peut renforcer cette précision en prévoyant que le brin 5a incliné selon l'angle x a une longueur donnée et est entrainé à une vitesse telle qu'un galet médiocre est déjà arrivé à l'extrémité aval du brin 5a lorsqu'il pourrait encore être brusquement entrainé en rotation par la gravité, une autre bande transporteuse pouvant être prévue en aval de la bande 5. En se reportant maintenant à la figure 2, on voit un autre mode de réalisation de l'invention selon lequel il est absolument impossible qu'un galet soit entraîné par un autre. Tous les éléments correspondant à ceux déjà décrits en regard de la figure 1 portent le même numéro mais dans l'ordre des dizaines au lieu de l'ordre des unités. Selon ce mcde de réalisation, la bande 15 est très étroite par rapport à la bande 5 car sa largeur correspond à peu près à celle du couloir compris entre les cloisons 6 et 7 ou 7 et 8. En outre, la bande 15 n'est pas inclinée longitudinalement comme dans le cas de la figure 1 mais transversalement selon un angle y par rapport à l'horizcntale H. De la sorte, le brin supérieur 15a est toujours entraîné dans le sens des flèches F1, F2, F3 tandis que le brin 15b est entraîné dans le sens des flèche F3, F4, F1, mais les galets de bonne sphé- ricité sont entraînés dans le sens de la flèche F6 c'est-à-dire vers le côté le plus bas du brin supérieur 15a et tombent, ici, sur le brin supérieur 20a d'un tapis transporteur 2C entraînÉ dans le sens des flèches F7, F8, F9, F10 pour que les galets A1 soient dirigés vers un lieu de groupage en vue de leur utilisation. Les galets qui n'ont pas été entraînés vers le côté le plus bas du brin 15a continuent leur déplacement avec ce dernier et tombent à l'extrémité aval de la bande 15 sur un transporteur 30 qui les entraîne selon la flèche F11 vers un lieu de groupage. Sur la partie gauche de la figure 2, on distingue une goulotte qui schématise des moyens de distribution de galets a trier pour les poser à l'extrémité amont du brin supérieur 15a mais il doit être bien compris que tout autre moyen de dépose peut être utilisé, notamment avec une installation du type de celle représentée sur la figure 1 pour laquelle il est avantageux de prévoir une distribu- tion rythmée et donc plus mécanisée qu'une simple goulotte 40. En se reportant à la figure 3, on voit une installation du type de celle qui vient d'être décrite en regard de la figure 2, c'est-à-dire qu'elle comprend une bande inclinée latéralement alors qu'elle est déplacée longitudinalement. Selon ce mode de réalisation, le brin supérieur qui constitue le plan sur lequel les objets à trier sont posés a une inclinaison croissante. Sur cette figure 3, les mêmes éléments que ceux de la figure 2 portent les mêmes numéros mais dans l'ordre des centaines. La bande 115 a une largeur faible, comme celle de la bande 15, et audessus de ses marges latérales, se trouvent des galets 200 accouplés à un cylindre 201 situé sous le brin supérieur 115a, cet ensemble étant associé à une paire de vérins 202 et 203 dont les tiges 204 et 205 peuvent être plus ou moins sorties par rapport au corps desdits vérins 202 et 203 ainsi que cela est connu en soi. Un peu plus en aval, se trouve un autre ensemble identique au premier et comprenant des galets 300 et 301 situés au-dessus des parties marginales du brin supérieur 115a et associés à un cylindre 302 situé sous ledit brin supérieur 115a, ainsi que des vérins 303 et 304 munis de tiges extensibles 305 et 306. A l'extrémité aval de la bande 115, le rouleau de renvoi 113 est monté à l'extrémité de tiges 400 et 401 de vérins 402 et 403, ces trois paires de vérins permettant de soulever et d'abaisser la bande 115 et tout particulièrement le brin supérieur 115a, et constituent des moyens moteur qu'il est avantageux d'associer à des guides (non représentés) que l'homme de métier sait réaliser pour qu'en actionnant les vérins, soit dans le sens du soulèvement, soit dans le sens de l'abaissement de leurs tiges, on puisse obtenir un réglage suffisamment précis de l'inclinaison du brin 115a par rap- port à l'horizontale. On peut ainsi obtenir à volonté soit une inclinaison constante qui rend cette installation analogue à celle de la figure 2 soit, comme représenté, donner une inclinaison différente. La situation représentée sur la figure 3 correspond à l'angle ypour l'axe du cylindre moteur 112 et pour l'axe du rouleau 202 de sorte qu'entre ces deux transversales le brin 115a a une inclinai- son constante et égale à l'angle y. Les galets de sphéricité convenable A1 sont donc entrainés par la gravité vers le côté le plus bas de la bande 115 et tombent sur un transporteur 500 qui les conduit vers un lieu de groupage selon la flèche F12. Entre le rouleau transversal 202 et le rouleau transversal 302, l'angle d'inclinaison est plus grand que l'angle ycar la tige 306 du vérin 304 a été remontée pour que le cylindre 302 soulève le bord du brin 115a opposé à celui au-dessus duquel doivent être évacués les galets triés comme corrects. Les galets A2 qui n'ont pas roulé lorsqu'ils ont été soumis à la gravité correspondant à l'inclinaison selon l'angle y, tels que les galets A1, ont continué à se déplacer selon la flèche F2 en même temps que le brin supérieur 115a et on suppose ici que l'angle selon lequel le brin 115a est incliné entre les rouleaux 202 et 302 est suffisart pour que la force de gravité surmonte la force de résistance due aux frottementx des galets sur la bande 115, de sorte que ces galets A2 tombent latéralement hors du brin supérieur a sur un transporteur 600 qui les entraîne selon la flèche F13 vers un lieu de groupage. Les galets qui n'ont roulé ni en regard du transporteur 500 ni Z606302 en regard du transporteur 600 parviennent, sur le brin supérieur a, dans la zone comprise entre le rouleau transversal 302 et le cylindre aval 113 o ledit brin supérieur 115a est incliné d'un angle encore supérieur au précédent et sur lequel les galets subis- sent donc une force de gravité supérieure alors que leur résistance au roulement due aux frottements reste constante et s'ils présen- tent une sphéricité encore convenable compte tenu de leur masse, de l'angle d'inclinaison et de l'application auquelle ils sont desti- nés, ces galets A3 roulent transversalement vers le bord le plus bas du brin supérieur 115a et tombent sur un transporteur 700 qui les entraîne selon la flèche F14 vers un autre lieu de groupage. Enfin, les galets qui n'ont été évacués par-aucun des trans- porteurs 500, 600 et 700 tombent selon la flèche F15 à l'extrémité aval du brin supérieur 115a et tombent sur un transporteur 800 qui les entraîne selon la flèche F16 vers un autre lieu de groupage. Ainsi, grâce à l'invention, on peut trier des objets selon des degrés beaucoup plus précis qu'actuellement par le seul jugé d'un opérateur et on obtient des produits inconnus jusqu'à ce jour sur le marché et qui peuvent avoir des débcuchés nouveaux. Pour accélérer le processus de triage, on peut associer le transporteur à bande à un générateur de secousses (non représenté) de tout type connu de l'homme de métier et dont cn peut régler la fréquence et l'amplitude en fonction des objets que l'on a à trier. De même, on pourrait utiliser plusieurs dispositifs successifs permettant d'effectuer un triage étagé ce qui, dans le cas d'une installation de la figure 1, supposerait plusieurs bandes transpor- teuses placées en série les unes à la suite des autres avec des inclinaisons longitudinales dont l'angle x est croissant et dans le cas d'installations de la figure 3 suppose également des transpor- teurs à bandes successifs montés en série et selon des inclinaisons différentes dans le sens transversal. On peut également prévoir plusieurs installations côte à côte et faire passer successivement les galets à trier d'un dispositif à l'autre. RE V E ND I C AT I ONS 1- Procédé pour trier des objets substantiellement sphériques afin de les séparer en fonction de leur degré plus ou moins grand de sphéricité, caractérisé en ce qu'on les prélève d'un stock o ils sont en vrac, par tous moyens permettant de les isoler les uns des autres afin qu'ils soient tous indépendants, qu'on les sourmet pendant un temps court à une force de valeur avantageusement régla- ble comprise entre une valeur inférieure qui tend-à ne faire rouler que les seuls objets parfaitement sphérique sur un plan sur lequel on les pose et une valeur supérieure qui tend à les faire rouler tous indistinctement, qu'on dirige ceux qui ont roulé sur le plan, vers un lieu de groupage d'o ils doivent être évacués pour utili- sation et ceux qui n'ont pas roulé, vers un autre lieu de groupage, soit en vue d'un recyclage o ils doivent être soumis à une force supérieure à la précédente, soit en vue de leur mise au rebut. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet les objets à une force de valeur croissante et l'er dirige les objets qui ont roulé, vers des lieux de groupage diffé- rents selon la valeur de la force qui a provoqué leur roulement. 3- Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la force utilisée est la gravité et l'on déplace les objets triés sur un plan incline, selon une direction différente de celle de la pente dudit plan. 4- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet les objets triés à une force tendant à les faire rouler sur un plan et, simultanément, à des secousses. - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on déplace les objets à trier de bas en haut sur un plan incliné de haut en bas. 6- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on déplace les objets à trier longitudinalement sur un plan in- cliné latéralement. 7- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le plan a une inclinaison croissante dans le sens selon lequel on déplace les objets. 8- Installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus caractérisée en ce qu'elle ccnprend un transporteur à bande (5-15) fermée en boucle et reliée cinématiquement à un moteur (4-14) afin de pouvoir être entrâinée en mouvement continu par rapport à un châssis (1), le plan du brin supérieur (5a - 15a) de la bande (5- 15) étant incliné par rapport à l'horizontale (H) et des moyens étant prévus pour poser les cbjets à trier (A) à une extrémité de la bande (5- 15). 9- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le plan du brin supérieur (5a) de la bande (5) est incliné dans le sens longitudinal de ladite bande (5). - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la bande (5) est munie de moyens de séparation (6-7-8) pour créér des couloirs longitudinaux parallèles, des objets à trier (A) devant être placés en file indienne dans chaque couloir utilisé. 11- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le plan du brin supérieur (15a) de la bande (15) est incliné dans le sens transversal de ladite bande (15), les objets à trier (A) devant être placés en une seule file indienne sur ladite bande (15). 12- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la bande (15) du transporteur est associée à des organes éven- tuellement réglables (200 à 403), permettant de donner au brin supérieur (15a) de ladite bande (15) au moins deux inclinaisons différentes, la plus faible étant du côté amont par rapport au sens du mouvement de la bande (15) et la plus forte du côté aval. 13- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un générateur de secousses assccié à la bande du transporteur.