Brevet FR2657856A1 — publié le 19910809

La présente invention concerne un dispositif pour distribuer un à un des objets minces empilés. Ces objets peuvent être, notamment, des lettres (plis postaux ou autres), des chèques, des bordereaux, des cartes perforées et documents analogues. Des dispositifs de distribution d'objets empilés sont notamment utilisés, par exemple dans le domaine postal, dans les installations de tri ou d'oblitération automatique afin de prélever un à un les objets empilés et de les amener successivement à un convoyeur qui les conduit vers divers postes de traitement. Pour prélever un objet mince à partir d'une pile, il peut être fait appel à différentes techniques telles que le frottement d'un matériau adhérant sur l'objet mince, l'égrenage, l'application d'une dépression à l'objet ou toute combinaison de ces moyens. La technique de la dépression est celle qui permet d'assurer la préhension la plus efficace, tout en évitant de presser sur la pile. Les moyens de préhension par dépression peuvent être, par exemple, des courroies perforées (photocopieuses), des ventouses, ou un tambour perforé. L'invention concerne un dispositif de distribution par dépression du type à tambour perforé. Un dispositif de distribution de ce type est connu du document FR-A2 256 892. Dans ce dispositif connu, la pile d'objets minces à distribuer un à un est appuyée contre une surface plane pourvue d'une fenêtre dans laquelle fait légèrement saillie la paroi latérale perforée d'un tambour cylindrique rotatif à l'intérieur duquel est disposée une enceinte fixe reliée à une source de dépression. Ce dispositif a donné lieu à des réalisations dans lesquelles la paroi latérale cylindrique du tambour est perforée sur la totalité de sa circonférence et la préhension d'un objet en tête de la pile est obtenue en mettant, à l'instant voulu, l'enceinte fixe en communication avec la source de dépression. Sous l'effet de la dépression qui s'exerce à travers les perforations de la paroi latérale du tambour, et de la rotation de ce dernier, l'objet en question est entraîné en translation jusqu'à un poste de convoyage où il est happé.La cadence de distribution des objets à partir de la pile dépend essentiellement de la fréquence avec laquelle la dépression est appliquée à celui-ci. I1 est également nécessaire de commander avec précision la durée d'application de cette dépression de manière à assurer qu'à chaque cycle l'objet prélevé de la tête de la pile soit bien entraîné jusqu'au poste de convoyage, mais que l'objet suivant reste en position dans la pile. De ces différentes contraintes résulte un certain nombre d'exigences - La paroi latérale du tambour qui est en contact sensiblement tangent avec l'objet en tête de pile dans la fenêtre, doit présenter un très faible coefficient de frottement de manière à ne pas entraîner cet objet lorsque la dépression n'est pas appliquée au tambour. - En contrepartie de ce faible coefficient de frottement, la dépression appliquée à l'objet à travers les perforations doit être relativement forte, ce qui nécessite une source de dépression importante. - Des systèmes de commande et d'électrovannes relativement complexes doivent être prévus pour commander l'application de la dépression au tambour à l'instant et pour la durée voulus ; la conception et la réalisation de tels systèmes s'avèrent délicates lorsqu'il s'agit d'assurer une distribution à une cadence élevée de, par exemple, dix objets par seconde, cadence que l'on rencontre dans le domaine du tri ou de l'oblitération postale. En supposant que le tambour tourne à dix tours par seconde et qu'un objet est prélevé de la pile à chaque tour, ceci suppose l'établissement d'une dépression tous les dixièmes de seconde pour une durée de quelques dizaines de millisecondes. En raison de ces diverses contraintes, ces dispositifs connus de distribution s'avèrent complexes et coûteux et nécessitent un entretien permanent car les électrovannes fonctionnant à vitesse élevée sont fréquemment soumises à des défaillances. Ces dispositifs sont également bruyants et ils ne peuvent être installés que dans des locaux où, soit l'on dispose déjà d'une source de dépression élevée, soit il s'avère possible d'installer une telle source. Mais, dans cette dernière hypothèse, le prix de l'installation s'en trouvera grevé d'autant et pourra s' avérer prohibitif s'il s'agit d'alimenter un seul ou un petit nombre de dispositifs de distribution. L'invention vise à réaliser un dispositif de distribution un à un d'objets minces empilés qui soit de conception simple, peu coûteux, peu bruyant, et ne nécessite qu'une source de dépression relativement faible de manière à permettre son utilisation dans les lieux les plus divers. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de distribution un à un d'objets minces empilés comprenant une surface d'appui d'une pile d'objets, pourvue d'une fenêtre, un tambour à paroi perforée sensiblement cylindrique monté rotatif derrière ladite fenêtre, et des moyens pour commander l'application d'une dépression à l'intérieur du tambour de manière à entraîner un à un lesdits objets au moyen dudit tambour, sous l'effet de ladite dépression, ce dispositif étant remarquable en ce que la paroi du tambour est pourvue de perforations dans au moins une zone limitée de sa circonférence, et en ce que lesdits moyens comprennent une buse fixe placée à proximité immédiate de la surface intérieure de ladite paroi et de forme adaptée pour appliquer à ladite surface intérieure une dépression sur une aire limitée comprise dans ladite fenêtre. Grâce à cet agencement, c'est la rotation même du tambour qui commande l'application de la dépression à l'objet prélevé d'une pile lorsque la zone de la paroi comportant des perforations se présente devant la buse. La buse est de préférence connectée en permanence à une source de dépression mais, en variante, si l'on souhaite limiter la consommation d'air, le flux d'aspiration peut être commuté en synchronisme avec la rotation du tambour au moyen d'une vanne pour appliquer une dépression à la buse uniquement lorsque la zone perforée de la paroi du tambour défile devant celle-ci. De préférence, cette zone est limitée à un secteur angulaire, c'est-à-dire qu'elle est comprise entre deux génératrices du tambour, et elle s'étend sensiblement sur toute la hauteur de la paroi du tambour. Les perforations sont préférentiellement disposées en rangées parallèles faiblement inclinées par rapport aux génératrices du tambour. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi du tambour présente dans sa zone pourvue de perforations un rayon extérieur, supérieur à celui de la partie de paroi dépourvue de perforations. En dehors de sa zone perforée, le rayon extérieur du tambour est choisi de manière que la surface extérieure de sa paroi ne soit pas en contact avec les objets à prélever à tour de rôle de la pile, ce qui permet de diminuer considérablement les risques d'entraînement accidentel. En outre, il est préférable que la surface extérieure de la paroi présente un coefficient de frottement élevé dans la zone pourvue de perforations et un faible coefficient de frottement en dehors de cette zone. En effet, pour une force donnée d'entraînement de l'objet en tête de pile, la dépression à appliquer à la buse est -d'autant plus faible que le coefficient de frottement de la paroi du tambour dans la zone perforée est plus élevé. I1 en résulte une réduction de la puissance requise de la source de dépression et, par conséquent, du coût global et du niveau de bruit du dispositif. La zone de la paroi présentant des perforations est de préférence recouverte par un revêtement adhérant, par exemple en élastomère. I1 existe en effet de nombreux élastomères présentant un coefficient de frottement élevé. I1 est à noter que le volume global des perforations peut être choisi de manière à supprimer à peu près complètement tout problème de balourd du tambour. Selon une caractéristique de l'invention, la buse présente une embouchure étroite de forme sensiblement rectangulaire, orientée parallèlement à une génératrice de la paroi du tambour, dont la largeur périphérique est au moins égale à une ou plusieurs fois la plus grande dimension en section transversale des perforations et dont la hauteur est au moins égale à celle de la zone de la paroi présentant des perforations. Lorsque cette configuration est combinée avec une disposition des perforations en rangées parallèles adjacentes et faiblement inclinées par rapport aux génératrices du tambour, on peut obtenir que, pendant la phase de prélèvement d'un objet, la section totale de passage du flux d'air offerte par les perforations soit à peu près constante.Cette buse est de préférence placée au droit de la région où les objets à prélever sont à peu près tangents à la paroi du tambour pour des raisons évidentes d'efficacité. L'ensemble de ces dispositions contribue également à une limitation de la puissance de la source de dépression puisqu'a peu près la totalité du flux d'air d'aspiration sert à maintenir l'objet prélevé appliqué contre la paroi du tambour. Cette efficacité du phénomène d'aspiration peut encore être améliorée par des dispositions consistant, par exemple, à réaliser la buse sous forme d'une fente ménagée dans une pièce dont une portion de surface cylindrique délimite avec la surface intérieure de la paroi du tambour une région de forte perte de charge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un dispositif de distribution suivant l'invention ; La figure 2 est une vue à plus grande échelle et en élévation latérale d'un tambour équipant le dispositif de distribution de la figure 1 ; La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2 ; et La figure 4 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne IV-IV de la figure 3. En se reportant à la figure 1, une pile 1 d'objets minces à distribuer est disposée sur un plateau 2 comprenant un fond incliné 3, une paroi latérale 4 et une paroi frontale 5. Les objets de la pile 1 reposent par leur tranche inférieure sur le fond 3, sont en butée par une tranche d'extrémité contre la paroi latérale 4 et sont en appui par l'objet en tête de pile contre la surface intérieure a de la paroi frontale 5. Dans la paroi frontale 5 est ménagée une fenêtre rectangulaire 6 derrière laquelle est placé un tambour d'entraînement rotatif 7. Ce tambour, qui sera décrit plus en détail dans la suite, présente une paroi latérale sensiblement cylindrique qui s'étend partiellement dans la fenêtre 6 et dont une partie de la circonférence est adaptée pour faire saillie au-delà de la surface intérieure a de la paroi frontale 5 à chaque tour du tambour et venir ainsi en contact avec l'objet la en tête de la pile. Une partie intérieure au tambour 7 est reliée à une source de dépression 8 par une canalisation 9. En se reportant également aux figures 2 à 4, le tambour proprement dit 7 est constitué par une jupe ou une paroi latérale 10 sensiblement cylindrique portée par un voile 11. Le tambour 7 coiffe une pièce cylindrique massive 12 présentant en son centre un alésage axial 13 traversé par un arbre 14 monté à rotation dans des paliers 15 et 16 et dont l'extrémité supérieure est fixée au voile 11. L'arbre 14 est mû par des moyens non représentés de manière à entraîneur le tambour 7 en rotation autour de la pièce fixe cylindrique 12. La paroi latérale 10 du tambour est partagée en deux parties ou secteurs inégaux 10a et lOb. La partie lova, qui est recouverte de préférence par un revêtement adhérant, par exemple en élastomère, présente sur toute sa surface un réseau de perforations qui la traversent de part en part. La partie 10b est de préférence métallique et totalement dépourvue de perforations.Les parties 10a et 10b ont le même rayon intérieur, mais le rayon extérieur Ra de la partie 10a est légèrement supérieur au rayon extérieur Rb de la partie lOb. La différence entre les rayons R a et R b est choisie de telle sorte que la surface extérieure de la partie 10a vienne en contact avec l'objet la au sommet de la pile 1 au cours de son passage à travers la fenêtre 6 et que, par contre, la surface extérieure de la partie 10b ne soit, elle, normalement jamais en contact avec l'objet la. Le matériau dont est constituée la partie 10a est choisi de manière que la surface extérieure de celle-ci présente un coefficient de frottement élevé.Au contraire, la surface intérieure du tambour comme la surface extérieure de la partie 10b est polie ou traitée de toute autre manière appropriée de façon à présenter le coefficient de frottement le plus faible possible. Le revêtement en élastomère est fixé sur la partie 10a de paroi cylindrique par tout moyen approprié, par exemple par collage. La partie 10a est délimitée par un secteur angulaire restreint dont l'angle 0, pour un rayon Ra donné, détermine la distance sur laquelle le pli la prélevé de la pile est entraîné par le tambour 7. Les perforations 17 qui traversent la partie 10a de paroi sont réparties à peu près sur toute la hauteur de celle-ci et sont alignées en rangées parallèles qui sont légèrement inclinées par rapport aux génératrices de la partie 10a de paroi. Les perforations 17 sont de préférence orientées radialement et décalées en quinconce d'une rangée à l'autre. La pièce cylindrique 12 présente une surface extérieure 18 disposée à une certaine distance de la surface intérieure de la paroi 10 du tambour 7, sauf sur une partie de sa circonférence où la pièce 12 présente un bossage 19 dont la surface extérieure 19a est à proximité immédiate de la surface intérieure de la partie 10a de paroi. Ce bossage 19 est délimité par un secteur angulaire p plus petit que le secteur angulaire 0. La pièce cylindrique 12 comporte une fente 20 taillée à partir de la surface 19a sensiblement selon le plan bissecteur du secteur angulaire p. Cette fente 20 présente du côté de la surface 19a une embouchure rectangulaire 21 et son fond communique avec un perçage 22 au moyen duquel elle est reliée à la source de dépression 8 par l'intermédiaire de la liaison 9. La fente 20 forme une buse d'aspiration dont l'embouchure 21 a une largeur périphérique au moins égale à une ou plusieurs fois la plus grande dimension en section transversale des perforations 17.Ainsi, grâce au fait que les rangées parallèles de perforations 17 sont inclinées sur les génératrices (le décalage circonférentiel entre la perforation supérieure et la perforation inférieure d'une rangée représentant par exemple la distance séparant deux rangées adjacentes comme sur la figure 2 ou un multiple de cette distance), la section totale de passage du flux d'air d'aspiration offerte par les perforations 17 peut être à peu près constante lorsque la partie 10a défile devant la buse 20. En outre, la surface 19a du bossage 19 délimite avec la surface intérieure de la partie 10a du tambour 7, de part et d'autre de l'embouchure 21 de la buse, une région de forte perte de charge, de sorte qu'à peu près la totalité du flux d'air d'aspiration est contrainte de passer à travers les perforations 17 qui, à un instant donné de la rotation du tambour 7, se trouvent en regard de la buse 20. La pièce cylindrique 12 est montée de telle sorte que le plan bissecteur précité, qui est également le plan de symétrie de la fente 20, soit orienté perpendiculairement à la paroi frontale 5, c'est-à-dire que l'embouchure 21 de la buse se trouve placée au droit de la région où l'objet la à prélever est à peu près tangent et en contact avec la surface extérieure de la partie 10a de la paroi du tambour 7. Ces différentes caractéristiques géométriques, conjuguées avec le coefficient de frottement élevé du matériau dont est recouverte la partie 10a, permettent d'assurer assurer un entraînement des objets de la pile 1 en recourant à une source de dépression 8 de puissance relativement faible. A titre d'exemple, la valeur de la dépression peut être de l'ordre de 150 à 250 millibars, ce qui permet d'utiliser comme source de dépression des mécanismes du type de ceux que l'on rencontre dans les aspirateurs à usage privé ou semi-professionnel. Le dispositif de distribution selon l'invention ne nécessite donc pour son fonctionnement qu'une simple source d'alimentation électrique (le tambour 7 est de préférence mû par un moteur électrique) et non, comme dans les dispositifs de la technique antérieure, une source de dépression de type industriel. Le tambour 7 est entraîné en rotation à une vitesse qui détermine la cadence de distribution des objets empilés. Suivant les applications envisagées, cette vitesse pourra être constante ou variable. On constate à cet égard que le dispositif décrit permet de piloter très facilement la cadence de distribution par commande de la vitesse du moteur électrique d'entraînement du tambour alors que l'obtention du même résultat avec les dispositifs à électrovannes de la technique antérieure était beaucoup plus complexe. Le débit créé par la dépression qui règne dans la buse 20 est commuté une fois par tour du tambour 7. Ce tambour tourne dans le sens indiqué par les flèches F sur les figures. Lorsqu'une première rangée de perforations de la partie 10a vient en regard de la buse 20, le flux d'aspiration qui s'établit à travers ces perforations provoque l'entraînement de l'objet la qui se trouve en tête de la pile 1, et cet entraînement se poursuit de façon continue jusqu a ce que la dernière rangée de perforations 17 de la zone 10a passe devant la buse 20. A cet instant, l'objet la se trouve suffisamment dégagé de la pile 1 pour être happé par un convoyeur C (figure 1) qui l'amène à l'endroit voulu.Lorsque la rotation du tambour 7 se poursuit, la partie 10b de diamètre réduit qui défile dans la fenêtre 6 n'est plus en contact, que ce soit avec le dernier pli la dont l'extraction de la pile 1 est en cours d'achèvement par le convoyeur C, ou avec un nouvel objet qui a pris sa place en tête de pile. Il se peut néanmoins que la partie 10b non perforée du tambour vienne par inadvertance en contact avec l'objet en cours d'extraction ou le nouvel objet à extraire (ce type d'objet n'a pas toujours des caractéristiques géométriques rigoureusement définies, il peut s'agir par exemple de lettres plus ou moins déformées par leur contenu, et la pression exercée sur la pile d'objets peut fluctuer) ceci n'a pas d'incidence car la surface extérieure parfaitement lisse et à faible coefficient de frottement de la partie 10b du tambour ne permet pas d'entraîner un objet de la pile 1.Au tour suivant du tambour, la partie 10a entraîne le nouvel objet en tête de pile à son passage dans la fenêtre 6, et le phénomène se reproduit ainsi à chaque tour du tambour. Il ressort que ce qui précède que le dispositif de distribution décrit est de construction particulièrement simple et donc peu coûteux à fabriquer, tout en offrant une très grande fiabilité puisque la seule pièce mobile est le tambour rotatif. Toutefois, sans affecter fondamentalement cet avantage, une vanne commandée en synchronisme avec la rotation du tambour peut être prévue sur la liaison 9 si l'on souhaite limiter la consommation d'air pendant les phases de la rotation du tambour au cours desquelles la partie perforée 10a ne défile pas devant la buse 20. A titre d'exemple, un tambour ayant un diamètre 2Ra de 105 mm dans sa partie 10a d'angle au centre e de l'ordre de 90" à 100 , un diamètre 2Rb de 100 mm dans sa partie 10b et tournant à 10 tours par seconde permet de distribuer dix objets minces par seconde avec un pas de 330 mm entre chaque objet et une vitesse de défilement en sortie de 3,3 m/s. En variante, le tambour 10 peut comporter plusieurs parties 10a pourvues de perforations, par exemple deux parties diamétralement opposées. Le nombre de zones ou parties perforées est une question de choix à faire par l'homme du métier en fonction de critères tenant à l'application envisagée. En tout état de cause, la longueur développée de chaque partie perforée 10a doit être inférieure à la longueur minimale des objets entraînés pour éviter l'entraînement simultané de deux objets. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n' est qu'un exemple et l'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution un à un d'objets minces empilés, comprenant - une surface d'appui d'une pile d'objets, pourvue d'une fenêtre, - un tambour à paroi perforée sensiblement cylindrique monté rotatif derrière ladite fenêtre, et - des moyens pour commander l'application d'une dépression à l'intérieur du tambour de manière à entraîner un à un lesdits objets au moyen dudit tambour, sous l'effet de ladite dépression, caractérisé en ce que - la paroi (10) du tambour (7) est pourvue de perforations (17) dans au moins une zone limitée (10a) de sa circonférence, et - lesdits moyens comprennent une buse fixe (20) placée à proximité immédiate de la surface intérieure de ladite paroi (10) et de forme adaptée pour appliquer à ladite surface intérieure une dépression sur une aire limitée comprise dans ladite fenêtre (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une source (8) appliquant de manière permanente une dépression à ladite buse (20). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ladite zone (10a) est comprise entre deux génératrices du tambour (7). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites perforations (17) sont réparties sensiblement sur toute la hauteur de la paroi (10) du tambour (7). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites perforations (17) sont disposées en rangées parallèles inclinées par rapport aux génératrices de la paroi (10a) du tambour. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite paroi (10) présente dans ladite zone (lova) pourvue de perforations un rayon extérieur (Ra) supérieur à celui (Rb) de la partie (lOb) de paroi (10) dépourvue de perforations. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface extérieure de la paroi représente un coefficient de frottement élevé dans ladite zone (lova) pourvue de perforations et un faible coefficient de frottement en dehors de ladite zone. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite paroi est recouverte, dans ladite zone (10a) pourvue de perforations, d'un revêtement adhérant en matière élastomère. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite buse (20) présente une embouchure étroite (21) de forme sensiblement rectangulaire orientée parallèlement à une génératrice de la paroi du tambour, dont la largeur périphérique est au moins égale à une ou plusieurs fois la plus grande dimension en section tranversale desdites perforations (17) et dont la hauteur est au moins égale à celle de ladite zone (10a) de la paroi présentant des perforations. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite buse (20) est constituée par une fente ménagée dans une pièce (12) dont une portion de surface cylindrique (19a) délimite avec la surface intérieure de ladite paroi (10) une région de forte perte de charge. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite pièce (12) est un cylindre de support du tambour (7), présentant un bossage (19) constituant ladite portion de surface cylindrique et un perçage (12) de mise en communication de ladite fente (20) avec une source de dépression (8). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit tambour (7) est constitué par une jupe fermée par un voile solidaire d'un arbre d'entraînement (14) monté à rotation à travers un alésage (13) dudit cylindrique (12).