Brevet FR2677002A1 — publié le 19921204

La présente invention est relative à un dispositif pour maintenir une pièce mobile, à volonté, dans une première ou une deuxième position, et la faire passer alternativement d'une position à l'autre. L'invention a été mise au point pour résoudre un problème d'aiguillage rapide pour la manutention et le tri d'objets plats, tels que des lettres, convoyées par pincement entre deux courroies, dans une installation de tri postal. Cependant, 1' invention peut trouver des applications dans des domaines très divers de la technique. Dans une installation de tri postal, après lecture de l'adresse et définition de la case de tri dans laquelle la lettre doit être classée, cette lettre est envoyée à travers un système de convoyage rapide, pourvu d'un certain nombre d'aiguillages, qui achemine la lettre jusqu a la case correspondante. Chaque aiguillage doit rester dans une certaine position pendant tout le temps du défilement de la lettre, et éventuellement, si plusieurs lettres sont destinées à la même case, ou au même groupe de cases, pendant tout le temps du passage de ces lettres. Ensuite, l'aiguillage doit prendre une deuxième position correspondant au passage de lettres ayant une autre destination. La vitesse de défilement des lettres doit être la plus élevée possible, et le temps pendant lequel l'aiguillage doit effectuer son changement de position correspond à l'intervalle existant entre deux lettres successives, intervalle qui, lui aussi, doit être le plus réduit possible. Il y a donc besoin de pouvoir faire passer un aiguillage d'une première position à une seconde position en un temps aussi court que possible, le temps pendant lequel l'appareillage est immobilisé dans une position étant, quant à lui, variable dans de très grandes proportions. L'aiguillage, ou plus précisément la pièce mobile de l'aiguillage, doit présenter une faible inertie. Cependant, elle doit avoir une robustesse suffisante pour fonctionner sans incident pendant un temps important, car le mauvais fonctionnement d'une pièce d'aiguillage risque d'entraîner une immobilisation de longue durée de l'ensemble de l'installation. En outre, la pièce d'aiguillage doit être immobilisée de façon sûre dans chacune de ses positions extrêmes, en évitant tout rebondissement et toute vibration susceptible de perturber le passage des objets. Dans d'autres domaines de la technique, on éprouve le besoin d'un dispositif qui permette de maintenir une pièce mobile dans une première ou une deuxième position pendant un temps variable, et pour faire passer cette pièce rapidement d'une de ces positions à l'autre. On peut par exemple citer des appareils pour illuminer un objet pendant un temps variable et bien déterminé à l'avance. La présente invention a pour but de fournir un tel dispositif, qui soit d'une grande simplicité, comprenne peu de pièces mobiles, et soit susceptible d'atteindre des vitesses opératoires très élevées. Pour obtenir ce résultat, 1 invention concerne un dispositif pour maintenir une pièce mobile à volonté dans une première ou une deuxième position, et la faire passer alternativement d'une position à l'autre, ce dispositif comprenant une pièce de came qui peut tourner autour d'un axe en étant entraînée par un moteur, un suiveur de came lié à la pièce mobile et apte à suivre un tracé de came fermé porté par la pièce de came et comprenant deux parties d'arrêt, et deux parties actives, le suiveur de came étant immobile lorsque, pendant la rotation de la pièce de came, ledit suiveur est dans une partie d'arrêt, et ledit suiveur de came se déplaçant de façon correspondante au passage de la pièce mobile d'une position à l'autre, ce dispositif ayant pour particularité que le moteur peut s'arrêter quand le suiveur de came est dans chacune des parties d'arrêt, et la longueur de chaque partie d'arrêt est supérieure à la somme des longueurs des trajets parcourus par le suiveur pendant que le moteur s'arrête à partir de la vitesse qu'il atteint à la fin du déplacement de la pièce mobile d'une position vers l'autre, et pendant que le moteur démarre pour passer à la vitesse qu'il atteint au début du déplacement de la pièce mobile d'une position vers l'autre. Suivant une modalité intéressante, la pièce mobile est un volet d'aiguillage d'une installation de manutention et tri d'objets plats, la pièce de came est solidaire de l'arbre du moteur, et le suiveur de came est solidaire du volet d'aiguillage. On obtient ainsi un nombre minimum de pièces en mouvement, et une réduction correspondante de l'inertie. Suivant une réalisation préférée, la pièce de came est un disque plat, perpendiculaire à l'arbre du moteur, et dans lequel est creusée une rainure formant le tracé de came, et comportant deux arc de cercle de rayon différent, centrés sur l'arbre du moteur et correspondant aux parties d'arrêt, et deux parties de raccordement correspondant aux parties actives, et le moteur est capable d'atteindre une vitesse angulaire proche du maximum et de revenir à l'arrêt sur des angles de rotation qui, additionnés, sont inférieurs à l'angle correspondant auxdits arcs de cercle. L'invention fournit encore une installation de tri d'objets équipés d'un dispositif tel qu'on vient de le décrire, cette installation ayant pour particularité qu'elle comprend une électronique de commande qui détecte l'arrivée du bord avant d'un objet avant lequel l'aiguillage doit être changé de situation, et commande la mise en action du moteur à un instant qui précède l'arrivée dudit bord avant à l'aiguillage d'un intervalle de temps qui dépasse légèrement le temps que met le suiveur de came à atteindre la nouvelle partie d'arrêt. Avantageusement, cette électronique de commande est conçue pour adapter la vitesse du moteur pendant que le suiveur de came est dans une des parties d'arrêt, en fonction des commutations de la pièce mobile qu'il est nécessaire d'effectuer. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise à 1 ' aide d'un exemple pratique, illustré avec les dessins parmi lesquels Figure 1 est une vue de dessus d'un aiguillage d'installation de tri postal. Figures 2A, 2B et 2C sont des vues de côté, schématiques, de l'aiguillage de la figure 1, en différentes positions. La figure 1 montre un volet d'aiguillage 1, qui peut pivoter autour d'un axe 2, fixe par rapport à un support d'aiguillage 3, lui-même fixe par rapport à une platinesupport 4, portée par le châssis, non représenté, de l'installation de tri postal. Les figures 2A à 2C montrent que le volet 1, en coupe, présente un bord arrondi entourant l'axe 2, alors que le bord opposé est relativement mince. L'échancrure centrale 5 dans le bord du volet 1 qui est à l'oppose de l'axe 2 est destinée à permettre le passage des courroies d'entraînement du courrier. Ces courroies d'entraînement ne sont pas représentées. Sur un de ces bords, le volet 1 porte un galet suiveur de came 6, d'axe parallèle à l'axe 2, et qui peut se déplacer dans une rainure 7, creusée à l'intérieur d'un disque 8 monté directement sur l'arbre 9 d'un moteur pas à pas 10, lui-même relié à la platine 4 par un support 11. La rainure 7, qui forme surface de came, a une largeur telle que le galet suiveur 6 peut s'y déplacer avec un faible jeu. Le tracé de la rainure 7 comprend quatre parties : une partie 7A qui est circulaire, et coaxiale à l'arbre 9, avec un grand rayon, une partie 7B, également circulaire et coaxiale à l'arbre 9, avec un rayon nettement plus petit, et deux parties de raccordement 7C et 7D, situées entre les parties 7A et 7B. L'amplitude angulaire des parties 7A et 7D est d'environ 105C pour chacune d'entre elles, alors que l'amplitude de chacune des parties 7C et 7D est d'environ 75". La flèche 12 montre la direction d'arrivée des lettres à trier, et on a représenté en 13 une partie de la surface sur laquelle reposent les lettres 14 en cours d'acheminement. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Supposons que la situation soit telle qu'elle est représentée à la figure 2A, c'est-à-dire avec le galet suiveur de came 6 se trouvant dans la partie 7A de la rainure 7, cette partie étant circulaire et à grand rayon. Un détecteur, non représenté, repère l'extrémité arrière de la dernière enveloppe qui doit passer avant le mouvement de l'aiguillage, et commande la mise en rotation du moteur 10, par exemple selon la flèche 15, à un instant déterminé pour que le galet suiveur 6 quitte la section 7A juste au moment où l'arrière de ladite enveloppe atteint le bord du volet 1 qui est à l'opposé de l'axe 2. Pendant cette période, le moteur 10 n'a à entraîner que le disque 8, et à vaincre les frottements du galet suiveur 6 dans la rainure 7, bien que sa vitesse augmente rapidement. A partir du moment où le galet-suiveur s'engage dans la section 7C qui suit, le moteur doit vaincre en outre l'inertie du volet 1 et celle de la partie arrière de la dernière lettre, quand elle est en contact avec le volet. Il en résulte une vitesse de rotation moins élevée du disque 6, mais celle-ci doit, nécessairement, rester suffisante pour que le galet suiveur 6 atteigne la partie circulaire 7B de la rainure 7 avant l'arrivée de la lettre suivante. Pendant que le galet parcourt la section 7C, le volet 1 s'écarte de l'axe du moteur 10. Cette situation intermédiaire est représentée à la figure 2B. En début de section 7C, l'énergie cinétique stockée dans l'inertie du disque 6 et du moteur 10 est transmise au volet, la vitesse du disque se réduisant. En fin de section 7C, l'énergie cinétique du volet 1 est transférée au disque 6 qui est réaccéléré. La figure 2C montre la situation après que le galetsuiveur 6 a pénétré dans la section 7B de la rainure. Aussitôt que le galet-suiveur pénètre dans la zone 7, le moteur 10 cesse d'être alimenté, ou est alimenté en sens inverse pour s'arrêter rapidement. La position du galet lors de l'arrêt du moteur n'est pas nécessairement au milieu de la section 7B. De même, la position d'arrêt du moteur ne correspond pas au moment où le galet 6 est au milieu de la section 7A. Cela est sans effet sur les positions d'arrêt de l'aiguillage. Le retour à la position initiale se fait de la même manière par une nouvelle rotation du moteur, sur sensiblement un demi-tour. On notera que le mode d'entraînement par galet et came empêche tout mouvement oscillatoire ou rebondissement lorsque le volet atteint l'une ou l'autre de ses positions extrêmes. On notera aussi que ces positions extrêmes sont atteintes sans choc, et donc sans bruit, moyennant un tracé convenable de la rainure de came 7. L'enchaînement de deux transitions n'implique pas obligatoirement un arrêt du moteur dans les sections 7B ou 7A. En effet, si le volet 1 doit être commuté pour la lettre suivante, on peut parcourir la section 7B (ou 7A) à une vitesse uniforme (sans passer par un arrêt du moteur). Ceci permet une grande flexibilité de la commande du moteur qui peut être adaptée en fonction des commutations du volet 1 à réaliser. Dans le cas de lettres, par exemple, une vitesse de convoyage de 20 m/s est possible avec un espace entre les lettres de 80 mm (débit supérieur à 60 lettres par seconde). On a représenté en 20, sur la figure 1, un ensemble de capteurs optiques aptes à détecter les signaux de codage portés sur une lettre qui se dirige sur l'aiguillage, et le bord avant de la lettre qui la suit immédiatement. Les signaux de l'ensemble de capteurs 20 sont transmis à un organe électronique de commande 21. Celui-ci, au cas où le codage de lettre impose un changement de situation de l'aiguillage, commande la mise en action du moteur à un instant t0 tel que si t est le temps que met le galet 6 à atteindre la section 7B, s'il part de la section 7A, ou la section 7A s'il part de la section 7B, le bord avant de la lettre suivante parvienne au volet 1 à un instant to + t + dt, dt étant un intervalle de temps très court, mais non nul, choisi à l'avance. Dans le calcul intervient la vitesse de déplacement des enveloppes. Celle-ci est fournie à l'organe de commande par une mémoire 22, ou par un capteur de vitesse des enveloppes, ou de leurs moyens d'entraînement, non représenté. Bien entendu, d'autres dispositions sont possibles. Par exemple, le moteur 10 peut être disposé perpendiculairement à l'axe de pivotement 2 du volet, la came 7 étant alors tracée non plus sur un disque, mais sur une surface cylindrique de révolution. De toute façon, on observe la grande simplicité de l'appareillage et le nombre très réduit de pièces mobiles. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour maintenir une pièce mobile (1) à volonté dans une première ou une deuxième position, et la faire passer alternativement d'une position à l'autre, ce dispositif comprenant une pièce de came (8) qui peut tourner autour d'un axe en étant entraînée par un moteur (10), un suiveur de came (6) lié à la pièce mobile et apte à suivre un tracé de came (7) fermé porté par la pièce de came et comprenant deux parties d'arrêt (7A, 7b), et deux parties actives (7C, 7D), le suiveur de came étant immobile lorsque, pendant la rotation de la pièce de came, ledit suiveur est dans une partie d'arrêt, et ledit suiveur de came se déplaçant d'une façon qui correspond au passage de la pièce mobile d'une position à l'autre, caractérisé en ce que le moteur (10) peut arrêter quand le suiveur de came (6) est dans chacune des parties d'arrêt (7A, 7B), et la longueur de chaque partie d'arrêt est supérieure à la somme des longueurs des trajets parcourus par le suiveur pendant que le moteur s'arrête à partir de la vitesse qu'il atteint à la fin du déplacement de la pièce mobile d'une position vers l'autre, et pendant que le moteur démarre pour passer à la vitesse qu'il atteint au début du déplacement de la pièce mobile d'une position vers l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce mobile est un volet d'aiguillage d'une installation de manutention et tri d'objets plats, la pièce de came (8) est solidaire de l'arbre du moteur (10), et le suiveur de came (6) est solidaire du volet d'aiguillage (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce de came est un disque plat, perpendiculaire à l'arbre du moteur, et dans lequel est creusée une rainure (7) formant le tracé de came, et comportant deux arcs de cercle (7A, 7B) de rayon différent, centrés sur l'arbre du moteur et correspondant aux parties d'arrêt, et deux parties de raccordement (7C, 7D) correspondant aux parties actives, et le moteur (10) est capable d'atteindre une vitesse angulaire proche du maximum et de revenir à l'arrêt sur des angles de rotation qui, additionnés, sont inférieurs à l'angle correspondant auxdits arcs de cercle. 4. Installation de tri équipée d'un dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comprend une électronique de commande (20, 21) qui détecte l'arrivée du bord avant d'un objet avant lequel l'aiguillage doit être changé de situation, et commande la mise en action du moteur à un instant qui précède l'arrivée dudit bord avant à l'aiguillage d'un intervalle de temps qui dépasse légèrement le temps que met le suiveur de came (6) à atteindre la nouvelle partie d'arrêt. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'électronique de commande (20, 21) est conçue pour adapter la vitesse du moteur (10) pendant que le suiveur de came est dans une des parties d'arrêt (7A, 7B), en fonction des commutations de la pièce mobile qu'il est nécessaire d'effectuer.