Brevet FR2663567A1 — publié le 19911227

MACHINE TRIEUSE D'OBJETS La présente invention est relative à une machine trieuse d'objets qui forme d'abord un courant continu d'objets à partir d'un ensemble disposé en vrac et qui effectue ensuite un tri de ces objets selon leur orientation, c'est-à-dire qu'elle recircule les objets mal orientés pour ne laisser sortir qu'une suite d'objets les uns derrière les autres avec une orientation rigoureusement prédéterminée De telles machines trieuses sont avantageusement utilisées, par exemple, pour apporter automatiquement des pièces à usiner avec une orientation correcte dans une machine-outil, lesquelles pièces sont normalement reçues en vrac Ces machines trieuses peuvent également alimenter des machines d'assemblage, de conditionnement et/ou de contrôle Un type de machine trieuse d'objets connu comprend un plateau interne tournant agencé de telle sorte qu'il amène les objets les uns derrière les autres sur une couronne concentrique également tournante Des éléments de sélection disposés au- dessus de cette couronne ne laissent alors sortir que les objets correctement orientés. L'exposé US 3 882 998 divulgue un premier exemple de ce type de machine dans laquelle le plateau interne est supérieur à la couronne externe et dont l'élément de sélection en forme de cylindre vertical surmonte le plateau interne de manière excentrée. J Toutefois, compte-tenu de la conception du chemin de sortie sélectif, il est nécessaire que le plateau et la couronne soient dans des plans différents, autre que horizontal, ce qui complique l'implantation au sol de la machine De plus, il n'est nullement prévu que les pièces recirculées du fait de leur mauvaise orientation soient ramenées vers le plateau interne De ce fait, si les réglages initiaux, notamment des inclinaisons, ne sont pas corrects, alors la couronne devient rapidement surchargée en objets. L'exposé FR 2 310 164 divulgue un second exemple de ce type de machine dans laquelle le plateau interne inférieur tournant est garni sur son pourtour d'une bande amenée à passer par-dessus une rampe fixe pour lever les objets vers la couronne concentrique supérieure Des forces de frottement apparaissent entre la bande mobile et la rampe fixe créant des pertes mécaniques inutiles et pouvant remettre en cause la régularité du transport des pièces. Le but de la présente invention est une machine trieuse d'objets comprenant un plateau interne rigide inférieur tournant agencé de telle sorte qu'il amène les objets les uns derrière les autres sur une couronne concentrique horizontale supérieure également tournante, et au moins un élément de sélection disposé au- dessus du plateau et/ou de la couronne de manière à recirculer vers le plateau interne inférieur les objets mal orientés, laquelle machine se révèle plus performante par une meilleure régularité de l'apport des objets du plateau à la couronne et par une diminution des pertes mécaniques donc de la puissance moteur nécessaire De plus, il est souhaitable que la conception des organes constituant la machine permet de la rendre polyvalente pour un grand nombre d'objets différents, notamment grâce à des possibilités de réglage; et permet également leur réalisation à coût raisonnable grâce à leur relative simplicité de forme. Ces buts sont réalisés grâce à une machine dont le plateau interne est incliné d'un angle compris entre 50 et 250, par exemple 9 g, par rapport à la couronne concentrique horizontale, le bord supérieur du plateau étant au moins au niveau de la couronne, le bord inférieur du plateau restant toujours inférieur au niveau de la couronne Grâce à cet agencement et au faible angle d'inclinaison, les objets peuvent être entraînés sans impliquer de vitesse excessive pour le plateau du bord inférieur au bord supérieur o ils sont déchargés avec régularité sur la couronne par effet centrifuge. Avantageusement, le plateau interne est conique convexe, l'angle au sommet étant compris entre 155 et 179 Si l'angle complémentaire du cône du plateau est égal à l'angle d'inclinaison, alors la ligne supérieure du plateau se retrouve être à l'horizontale et à niveau avec la couronne supérieure, améliorant d'autant la régularité du transfert des objets du plateau à la couronne. Les machines trieuses du type envisagé peuvent comprendre un support cylindrique vertical solidaire d'une table fixe Sur la face extérieure latérale de ce support cylindrique est alors montée, au moyen d'un palier, une poulie d'entraînement qui supporte la couronne concentrique Par ailleurs, un arbre rotatif passant à l'intérieur du support cylindrique soutient en son extrémité supérieure le plateau interne Cet arbre rotatif est entraîné grâce à une poulie solidaire de son extrémité inférieure. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, le support cylindrique est surmonté d'une bride dont l'ouverture interne est oblique par rapport à la verticale, laquelle bride maintient un palier retenant l'arbre en position inclinée mais libre en rotation autour de son axe longitudinal De cette manière, le maintien en position inclinée du plateau s'effectue essentiellement au même niveau que la couronne, ce qui limite grandement tout effet parasite notamment de flexion le long d'un arbre trop long. Avantageusement alors, le corps du palier retenant l'arbre se présente sous la forme d'un cylindre sensiblement aussi long que la distance séparant le plateau interne de la poulie d'entraînement, l'arbre étant retenu dans l'axe du cylindre par au moins deux roulements disposés à chaque extrémité du cylindre La position verticale du palier, donc du plateau par rapport à la couronne, peut ainsi être modifiée selon les besoins propres à l'objet à trier après desserrage momentané de la bride. Avantageusement, la longueur du corps cylindrique du palier correspond à la longueur nécessaire pour traverser le support cylindrique plus la longueur du débattement maximum voulu pour le réglage vertical. Utilement, la bride est choisie dans une série ayant chacune un orifice interne d'inclinaison différente permettant ainsi d'adapter l'inclinaison finale du plateau par rapport à la couronne en fonction de l'objet et de son mode de triage la bride peut être installée sur une embase intercalaire horizontale, elle-même fixée au support cylindrique, la position de la bride sur l'embase étant réglable avant fixation En effet, en levant ou descendant le plateau interne le long d'une ligne inclinée, on décale également son centre de rotation par rapport à celui de la couronne, décalage que l'on peut alors annuler grâce à l'embase intercalaire Certaines applications spéciales peuvent aussi nécessiter un décalage volontaire Le conduit interne du support cylindrique peut présenter une section verticale conique pour laisser un meilleur espace de débattement au corps cylindrique de l'arbre. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et décrit par la figure annexée illustrant une vue en coupe verticale de la machine. Telle qu'illustrée sur cette figure, la base de la machine trieuse est constituée d'une table fixe 10 que traverse verticalement un support 20 sensiblement cylindrique Une poulie horizontale 52 libre en rotation est installée au moyen d'un double palier 50 autour de la face externe cylindrique du support 20 Cette poulie est entraînée grâce à une courroie 53 reliée à un moteur non représenté La face supérieure de cette poulie 52 supporte une pièce en forme de cuvette, dénommée dans la suite de l'exposé "couronne" 55, dont la bordure supérieure est plane En d'autres termes, la surface plane de la bordure supérieure de la cuvette présente elle- même la forme d'une couronne. Sur la face supérieure du support 20 est fixée, au moyen de plusieurs vis, une embase 25 c'est-à-dire un disque plan dont la périphérie de la face inférieure est rainurée pour correspondre au diamètre interne de la face supérieure du support 20 dans lequel il est engagé Il est à remarquer que la face inférieure de cette embase 25 aide à maintenir en place les paliers 50 de la couronne Cette embase 25 présente une ouverture transversale principale excentrée et plusieurs ouvertures transversales secondaires réparties autour de la première Sur cette embase 25 est fixée une bride 27 au moyen de vis traversant simultanément cette bride et les orifices secondaires de l'embase 25 Ces derniers orifices étant plus larges que le diamètre des vis, il s'ensuit qu'il est possible d'ajuster dans une certaine plage la position horizontale de la bride 27 sur la face supérieure de la base 25. La particularité de la bride 27 est que son orifice interne, se situant au-dessus de l'orifice principal excentré de la base 25, est oblique par rapport à la verticale La surface supérieure de la bride 27 étant orthogonale à l'orifice interne, celle-ci se retrouve donc également inclinée par rapport à l'horizontale Cette bride 27, qui se présente sous la forme d'un anneau coupé dont on peut plus ou moins rapprocher les deux extrémités au moyen de vis 28, tient en son milieu par serrage un cylindre 30 constituant le corps d'un palier Ce palier comprend deux roulements, un inférieur 32 et un supérieur 34, tenant en position inclinée un arbre 39 libre en rotation autour de son axe longitudinal Cet arbre 39 soutient en son extrémité supérieure un plateau 40 interne à la couronne 55 L'arbre 39 et le plateau 40 sont entraînés en rotation au moyen d'une poulie 36 solidaire de l'extrémité inférieure de l'arbre 39, laquelle poulie est elle-même entraînée par des courroies 37 venant d'un second moteur non représenté. Le plateau interne 40 peut prendre la forme d'un disque Toutefois et tel que représenté sur la figure annexée, le plateau interne 40 est de préférence un cône convexe d'angle au sommet très large compris entre 155 et 179 En fait, si l'angle complémentaire de l'angle au sommet du plateau 40 est égal à l'angle d'inclinaison de l'arbre 39, alors la ligne supérieure de la surface conique se trouve être à l'horizontale, tel qu'illustré sur la partie droite de la figure. Comme on peut aisément le comprendre, l'angle d'inclinaison du plateau est uniquement imposé par l'orifice interne de la bride 27, l'orifice central de l'embase 25 et la surface interne du support 20 ne venant normalement pas en contact avec le corps cylindrique 30 Bien évidemment, l'épaisseur verticale de la bride oblique 27, c'est-à-dire sa hauteur, ainsi que l'épaisseur transversale du cylindre 30 constituant le corps de palier doivent être suffisantes pour éviter tout fléchissement sur l'arbre 39 pouvant être induit par l'action des courroies 37 sur les poulies 36 Ces calculs dimensionnels sont considérés comme connus de l'homme du métier. I Lors de l'installation de la machine trieuse, on règle d'abord la hauteur et l'inclinaison du plateau 40 par rapport à la couronne 55, et plus particulièrement la hauteur du bord supérieur du plateau 40 par rapport à la surface supérieure de la couronne, et ce en fonction de la pièce et de son mode de triage Le réglage de l'inclinaison du plateau permet alors de conserver le bord inférieur de celui-ci le plus bas possible au fond de la cuvette de la couronne 55 Ce bord supérieur est dans la majorité des cas mis à niveau avec la couronne 55 tel qu'illustré sur la partie droite de la figure, et les éléments de sélection 14 sont alors plutôt disposés au-dessus de cette couronne Dans les autres cas, ce bord est à un niveau au moins supérieur à celui de la couronne, notamment lorsque la sélection s'effectue au-dessus de ce bord de plateau, les pièces bien orientées étant alors basculées par les éléments de sélection 14 sur la couronne. Le réglage de l'inclinaison s'effectue en remplaçant la bride 27 par une autre choisie dans une série dont chacune a un orifice interne incliné avec un angle différent Si ces réglages deviennent fréquents, on peut envisager une bride plus complexe dont l'orifice interne traverse une boule également fendue verticalement d'un côté pour toujours permettre le serrage, laquelle boule est enchâssée dans la bride dont l'orifice interne est alors sphérique. Le réglage en hauteur s'effectue en déplaçant plus ou moins haut le cylindre 30 à l'intérieur de la bride 27 Si nécessaire, la position de la bride 27 dans le plan horizontal supérieur de l'embase 25 est également modifiée. Les objets à trier sont initialement mis en vrac sur le dessus du plateau interne et de préférence en sa partie inférieure. De par la rotation du plateau 40, ces objets sont dirigés vers sa périphérie puis, lorqu'ils atteignent le bord supérieur sont transférés par effet centrifuge sur la couronne 55 Au-dessus de la couronne sont judicieusement disposés un ou plusieurs éléments de sélection 14, de telle sorte qu'une pièce mal orientée se retrouve en déséquilibre au bord interne de la couronne 55 et retombe à l'intérieur sur le plateau interne 40 tel que représenté sur la partie gauche de la figure Seules les pièces ayant une bonne orientation, donc passant sans encombre toutes les chicanes, sont par la suite récupérées par une plaque verticale de dégagement. Comme on a pu le constater à la lecture de cet exposé, toutes les forces de frottement potentielles dues à des pièces mobiles sont atténuées par des roulements ou paliers, ce qui diminue l'énergie nécessaire au bon fonctionnement de la machine De plus, de par la forme originale du plateau, les objets à trier sont transférés très régulièrement sur la couronne extérieure Le tri est effectué au-dessus de la couronne et/ou du plateau de manière à ramener au point de départ les pièces initialement mal orientées, ce qui évite tout encombrement au niveau des éléments de sélection et assure donc une bonne efficacité de la machine De nombreuses améliorations peuvent être apportées à cette machine dans le cadre de cette invention. REVENDICATIONS 1 Machine trieuse d'objets comprenant un plateau interne rigide tournant ( 40) agencé de telle sorte qu'il amène les objets ( 1) les uns derrière les autres sur une couronne concentrique horizontale également tournante ( 55), et au moins un élément de sélection ( 14) disposé au-dessus du plateau et/ou de la couronne de manière à recirculer vers le plateau interne ( 40) les objets mal orientés, caractérisée en ce que le plateau interne ( 40) est incliné par rapport à la couronne concentrique ( 55), le bord supérieur du plateau étant au moins au niveau de la couronne, le bord inférieur du plateau restant toujours inférieur au niveau de la couronne. 2 Machine trieuse d'objets selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau interne ( 40) est incliné d'un angle compris entre 50 et 250 par rapport à la couronne concentrique horizontale ( 55). 3 Machine trieuse d'objets selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau interne ( 40) est conique convexe d'angle au sommet compris entre 155 et 1790. 4 Machine trieuse d'objets selon l'une des revendications précédentes comprenant un support cylindrique vertical ( 20) solidaire d'une table fixe ( 10); une poulie d'entraînement ( 52) montée au moyen d'un palier ( 50) sur la face extérieure latérale du support cylindrique ( 20), laquelle poulie ( 52) supporte la couronne j 1 l concentrique ( 55) ; un arbre rotatif ( 39) passant à l'intérieur du support cylindrique ( 20), soutenant en son extrémité supérieure le plateau interne ( 40) et entraîné grâce à une poulie ( 36) solidaire de son extrémité inférieure, caractérisée en ce que le support cylindrique ( 20) est surmonté d'une bride ( 27) dont l'ouverture interne est oblique par rapport à la verticale, laquelle bride maintient un palier ( 30,32,34) retenant l'arbre ( 39) en position inclinée mais libre en rotation autour de son axe longitudinal. Machine trieuse d'objets selon la revendication 4, caractérisée en ce que le corps du palier retenant l'arbre ( 39) est un cylindre ( 30) sensiblement aussi long que la distance séparant le plateau interne ( 40) de la poulie d'entraînement ( 36), l'arbre ( 39) étant retenu dans l'axe du cylindre par au moins deux roulements ( 32,34) disposés à chaque extrémité du cylindre, la position verticale du palier pouvant être modifiée après desserrage de la bride ( 27). 6 Machine trieuse d'objets selon la revendication 4, caractérisée en ce que la bride ( 27) est installée sur une embase intercalaire horizontale ( 25) elle même fixée au support cylindrique ( 20), la position de la bride ( 27) sur l'embase ( 25) étant réglable avant fixation. 7 Machine trieuse d'objets selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bride ( 27) est choisie dans une série ayant chacune un orifice interne d'inclinaison différente. 8 Machine trieuse d'objets selon la revendication 4, caractérisée en ce que le conduit interne du support cylindrique ( 20) présente une section verticale conique.