Brevet FR2695920A1 — publié le 19940325

DISPOSITIF VIBRANT DE DISTRIBUTION SELECTIVE DE PIECES ELEMENTAIRES. La présente invention concerne le domaine de la présentation, à un poste de prise en charge quelconque, de pièces élémentaires, distribuées une à une, en respectant une orientation pré-déterminée en fonction de la phase d'intervention ultérieure devant intervenir sur chacune des pièces élémentaires. Dans de nombreux domaines, il est nécessaire, voire impératif, de pouvoir présenter, à poste fixe, des pièces élémentaires, suivant une même orientation prédéterminée, de façon à permettre le déroulement en continu d'une phase d'intervention sur chacune d'elles. Cette exigence est présente dans tous les processus d'intervention automatique, qu'il s'agisse d'un processus de fabrication, de montage, d'assemblage, de traitement, etc. La technique antérieure a proposé plusieurs solutions pour répondre à l'exigence ci-dessus et parmi celles-ci, l'une d'elles, plus particulièrement appropriée aux pièces élémentaires de faibles dimensions et encombrement, consiste à mettre en oeuvre des moyens permettant de trier, d'orienter et d'acheminer, de façon individuelle, des pièces élémentaires à partir d'un lot déposé en vrac. Parmi les solutions proposées, l'une d'elles consiste à recourir à l'intervention d'un dispositif vibrant en forme de récipient ou bol, apte à contenir le lot de pièces élémentaires en vrac et capable, à partir de vibrations appliquées aux pièces, de les sélectionner, de les pré-orienter et de les faire cheminer individuellement le long d'une rampe hélicoïdale les amenant à un poste de distribution. Des dispositifs de ce type comprennent généralement un socle supportant le récipient par l'intermédiaire d'un système élastique de couplage et d'un générateur de vibrations. De tels systèmes sont largement connus dans la technique et peuvent faire intervenir différentes structures qui ont toutes pour effet d'appliquer au bol des vibrations orientées. Le récipient ou bol comporte une paroi périphérique cylindrique ou tronconique inversée sur la face intérieure de laquelle est rapportée, ménagée ou pratiquée au moins une piste hélicoidale d'inclinaison montant depuis le fond du bol jusqu'audessus ouvert de ce dernier, à partir duquel une reprise des pièces correctement orientées est assurée. De tels dispositifs permettent certainement de répondre au moins pour partie au problème posé mais connaissent des limites d'utilisation et de fonctionnement pour les raisons suivantes. La structure de tels dispositifs implique généralement de disposer le générateur de vibrations au niveau du fond du bol et coaxialement à l'axe de révolution de la paroi de ce dernier. La forme généralement évasée ou tronconique inversée du bol a pour conséquence que le diamètre de chaque spire de la piste croît au fur et à mesure de l'élévation. n en résulte automatiquement une perte de la maîtrise des vibrations générées en raison de l'accroissement de la distance radiale entre l'axe de génération des vibrations et la partie locale de la paroi du bol supportant la piste. Au fur et à mesure de leur cheminement ascendant, les pièces élémentaires ne sont alors plus soumises aussi efficacement aux vibrations chargées de les faire progresser, de maintenir leur pré-orientation ou éventuellement, d'assurer leur éjection en cas de mauvaise orientation. Un autre inconvénient tenant à la structure généralement adoptée, réside dans la forme évasée qui confère, à chaque spire considérée, un diamètre notablement plus important que la spire immédiatement inférieure. Cette disposition a pour conséquence que chaque pièce élémentaire qui, pour des raisons quelconques, est éjectée d'une spire, tombe par gravité sur les pièces élémentaires de la spire immédiatement inférieure en perturbant leur ordonnancement, leur orientation, voire, en provoquant la chute d'une partie de ces dernières dans le fond du bol. La conséquence immédiate est bien entendu, la limite de capacité qui en résulte pour le dispositif de fournir à l'unité de temps, un nombre élevé et sensiblement constant de pièces élémentaires correctement orientées et présentées. Un autre inconvénient particulièrement important de la structure retenue, réside dans l'architecture dite "fermée" qui peut qualifier la piste hélicoïdale en forme de rampe prévue sur la surface périphérique intérieure de la paroi constitutive du bol. Une telle disposition a pour conséquence, comme cela peut être très souvent constaté, qu'une pièce élémentaire formant, pour des raisons quelconques, une butée par coincement ou arrêt de son cheminement, introduit par la poussée des pièces élémentaires situées en amont dans le sens de progression, une tendance ou une résultante dirigée radialement vers l'extérieur qui conduit à un coincement bloquant le fonctionnement du dispositif malgré les vibrations appliquées. La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant une nouvelle structure de dispositif vibrant pour distribution sélective de pièces élémentaires pré-orientées. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le dispositif vibrant de distribution sélective de pièces, du type comprenant un socle porteur, un bol ouvert sur le dessus et monté sur le socle par l'intermédiaire d'un système élastique, un générateur de vibrations orientées interposé entre le socle et le bol et au moins une piste prévue sur le bol pour constituer une rampe d'acheminement hélicoïdal montant de la base vers le dessus ouvert, est caractérisé en ce que: - le bol comporte intérieurement au moins une paroi de révolution dont l'axe vertical s'élève à partir du fond du bol; - la paroi est pourvue sur sa surface périphérique extérieure d'au moins une rampe; - la rampe est raccordée en partie haute de la paroi à une glissière aboutissant à l'extérieur du bol. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation d'un dispositif vibrant conforme à l'invention. La fig. 2 est une élévation illustrant plus précisément l'objet de l'invention. La fig. 3 est une vue en plan prise selon la ligne ffi-Ill de la fig. 1. Les fig. 4 à 6 sont des vues analogues à la fig. 2 illustrant trois variantes de réalisation du même élément constitutif. La fig. 7 est une coupe-élévation analogue à la fig. 1 et illustrant une variante. La fig. 8 est une coupe-élévation analogue aux fig. 1 et 7 mais illustrant une autre variante de réalisation. La fig. 9 est une vue en plan prise sensiblement selon la ligne Ix - IX de la fig. 8. La fig. 10 est une coupe partielle prise sensiblement selon la ligne X - X de la fig. 3. La fig. 1 montre un dispositif vibrant de distribution sélective de pièces élémentaires orientées devant être fournies à un poste d'intervention automatique. Un tel dispositif comprend un socle 1 massif, susceptible de reposer par des pieds et/ou tampons 2 à caractère amortisseur sur un support 3. Le socle 1 délimite de préférence, à partir de son dessus, un compartiment 4 à partir du fond duquel s'élève, sur un axe de référence x-x', un générateur de vibrations 5 par exemple du type électro-aimant, susceptible d'être alimenté à partir d'une prise de raccordement 6 s'ouvrant par exemple sur la périphérie extérieure du socle 1. Le socle 1 supporte un récipient 7 destiné à recevoir un lot en vrac de pièces élémentaires à distribuer sélectivement à un poste d'intervention. Le récipient 7 est normalement porté par le socle 1 par un système 8 de couplage élastique, faisant intervenir des barrettes 9 en forme de lames inclinées présentant une même orientation et liant le socle 1 au récipient 7 en laissant subsister, dans le cas de réalisation illustrée, un entre-fer ou un faible intervalle entre le générateur S et une contre-masse 10 portée ou formée par le fond du récipient 7. Selon l'invention, le récipient 7 est constitué par un bol 20 de préférence, de forme générale cylindrique d'axe y-y', coaxial à l'axe x-x'. Le bol 20 comporte un fond 21 qui forme ou comporte la contre-partie 10 complémentaire à l'électroaimant 5. Selon l'invention, le bol 20 comporte intérieurement et s'élevant à partir du fond 21, une paroi 22 de révolution dont l'axe vertical est confondu avec l'alignement des axes y- y' et x-x'. Dans l'exemple de réalisation, la paroi 22 est de forme cylindrique et peut être constituée de toute façon convenable et en tous matériaux et comporter éventuellement un dessus fermé. n doit être considéré que la paroi 22 pourrait être remplacée par un corps de même forme et massif. De préférence, la paroi 22 est montée amovible sur le fond 21 qui est lié au socle 1 par les moyens 5 et 8 décrits précédemment. Selon une disposition constructive de l'invention, la paroi 22 ou le corps analogue présente dans sa surface périphérique extérieure 23 au moins une piste hélicoïdale continue 24 prenant naissance à partir du fond 21 pour s'élever selon une spirale ascendante de faible inclinaison en direction du dessus 25 de la paroi. La fig. 2 montre que la piste 24 comprend une amorce 26 se développant dans le plan du dessus 21 pour constituer une section d'entrée à partir de laquelle se développe la spirale ascendante dont la section droite transversale est choisie, comme cela est largement connu dans la technique des bols vibrants, pour être conjuguée et correspondre à celle au moins partielle des pièces élémentaires devant être triées, sélectionnées, orientées et distribuées. li doit bien entendu être retenu que la surface périphérique extérieure 23 peut comporter plusieurs pistes hélicoïdales 24 qui sont alors toutes imbriquées sans se croiser en se développant sur toute la hauteur de la paroi 22, pour s'ouvrir sur le dessus 25 en relation avec une glissière 27. Comme cela est illustré par la fig. 3, la glissière 27 aboutit à l'extérieur du bol 20 pour permettre un raccordement approprié avec un convoyeur 28 chargé d'acheminer les pièces élémentaires orientées vers le poste ultérieur d'intervention, non représenté au dessin. La fig. 3 montre qu'il peut être avantageux, le cas échéant, de faire déboucher la glissière 27 dans une piste annulaire 29 chargée de conduire les pièces élémentaires vers le convoyeur 28. Une telle disposition est particulièrement favorable lorsque la paroi 22 comporte plusieurs pistes hélicoïdales 24, tel que cela est représenté à la fig. 3 montrant, en traits mixtes, l'existence de trois pistes aboutissant chacune à une glissière supérieure 27l, 272 et 273. Le dispositif vibrant décrit ci-dessus, présente la particularité de délimiter, à l'intérieur du bol 20 et par l'intermédiaire de la paroi 22, un volume annulaire 30 défini à la base par le fond 21 et destiné à recevoir, en tant que stockage temporaire, les pièces élémentaires déversées en vrac qu'il convient de trier, sélectionner, orienter et distribuer. Lorsque de telles pièces ont été déversées, le générateur 5 est alimenté de manière à soumettre le récipient 7 à des vibrations orientées qui ont pour effet de conduire les pièces élémentaires reposant sur le fond 21 en direction radiale centripète, de façon à provoquer automatiquement l'engagement successif de chaque pièce dans la ou les entrées 26 conduisant à la ou aux rampes 24. Les vibrations orientées imposent alors aux pièces élémentaires un cheminement ascendant le long de la ou des rampes 24 jusqu'à l'arrivée dans la glissière 27. Une telle disposition structurelle permet de disposer, en raison du rayon relativement restreint de la paroi 22 par rapport au bol 7, d'une application plus maitrisée des vibrations ordonnées, et, par conséquent, de contrôler plus efficacement la sélection des pièces élémentaires dans l'entrée 26 ainsi que leur progression le long de la piste 24 qui se comporte comme une rampe élévatrice jusqu'à la glissière 27. Une pré-sélection plus précise peut donc intervenir par la maîtrise des vibrations générées qui sont appliquées de façon plus constante qu'avec les dispositifs connus dans lesquels le générateur de vibrations central doit transmettre des vibrations à une paroi périphérique relativement éloignée en distance radiale. Un autre élément important de la structure ci-dessus réside dans le fait que le volume 30 est de type annulaire, ce qui permet de mieux répartir les pièces élémentaires en une nappe moins compacte que l'amas résultant du déversement d'un lot de pièces au centre du fond d'un bol de structure traditionnelle dans lequel la ou les pistes d'élévation sont ménagées sur la surface interne d'une paroi périphérique. Par ailleurs, la délimitation de la piste 24 à la surface extérieure de la paroi 22 permet de disposer d'une structure angulairement ouverte vers l'extérieur en considérant un observateur occupant l'axe x-x'- y-y'. De la sorte, même si la longueur effective de la piste hélicoïdale 24 est occupée par les pièces élémentaires, aucun risque de coincement ou de bloquage ne peut intervenir dans le cas où, pour une raison ou pour une autre, une pièce est immobilisée. En effet, dans un tel cas, la poussée des pièces situées en amont dans le sens de progression, fait naître une résultante radiale dirigée vers l'extérieur qui provoque l'évacuation automatique de l'une ou de plusieurs des pièces élémentaires qui retombent naturellement par gravité dans le volume annulaire 30. La fig. 4 montre une variante de réalisation dans laquelle la paroi 22 présente une surface extérieure 23l en forme de volume tronconique, normalement orienté pour que la petite base soit dirigée vers le haut. La fig. 5 montre une même disposition mais à partir d'une surface 23 troncpyramidale inversée, de manière que la petite base soit située dans le plan du fond 21. Une telle disposition permet, le cas échéant, d'assurer la chute des pièces élémentaires mal orientées ou naturellement évacuées directement dans le volume annulaire 30 sans risque d'interférence sur les pièces élémentaires cheminant le long de la ou des spires immédiatement inférieures. La fig. 6 montre un exemple de réalisation selon lequel la surface extérieure 233 représente un volume hyperboloïdal de révolution centré sur l'axe y-y'-x-x'. Une telle surface 233 peut bien entendu comporter aussi une ou plusieurs pistes 24. La Fig. 7 montre une variante de construction dans laquelle le fond 21 comprend une partie centrale 40 supportant la paroi 22 en étant lié au socle 1 comme dit précédemment. Le fond 21 comprend aussi une partie annulaire 41 portée directement par le socle 1, avec ou sans liaison avec la partie centrale 40. La partie annulaire est destinée à recevoir le lot de pièces déposées en vrac et devant être triées et sélectionnées par la rampe ou piste 24 de la paroi 22. Selon cette variante, le fond 21 comprend encore une partie annulaire extérieure 42 concentrique et sans contact avec la partie 41. La partie 42 est liée au socle par un système de couplage élastique 43 faisant intervenir des lames inclinées 44 ou encore, de façon connue des tiges horizontales. La partie 42 est aussi liée au socle 1 par au moins un générateur de vibrations qui peut être le même que le générateur 5 ou un ou des organes différents 45. La partie annulaire 42 supporte, à proximité de son bord intérieur, une paroi 46, par exemple cylindrique, tubulaire, coaxiale à la paroi 22 qu'elle entoure à distance. La paroi 46 comporte, sur sa surface périphérique extérieure, au moins une piste hélicoïdale 47 d'un type identique ou différent de celui de la piste 24. La partie 42 est bordée par une enveloppe 48 qui définit un volume de réception annulaire à même de recevoir sur la partie 42 un lot de pièces en vrac devant être sélectionnées par la piste 47 qui est soumise à des vibrations propres. Un même dispositif fait ainsi intervenir deux systèmes de tri, de sélection et de distribution mettant tous deux en oeuvre une piste ménagée selon l'invention sur la face périphérique extérieure d'une paroi porteuse. Lorsque la partie 42 est liée au socle par un système de couplage élastique propre, il peut être prévu de le réaliser de façon telle qu'il permette d'orienter la piste 47 en sens inverse de la piste 24 comme illustré par la Fig. 7. I1 peut aussi être envisagé de mettre en oeuvre un seul générateur de vibrations affecté à l'un des systèmes de couplage et transmettant indirectement par le socle 1 des vibrations à l'autre système. La Fig. 8 montre que les moyens selon l'invention peuvent avantageusement faire intervenir une association des structures traditionnelles en réalisant un dispositif de distribution sélective de pièces élémentaires pré-orientées comprenant la paroi 22 décrite précédemment, ainsi que le bol 20 qui serait alors conçu ou réalisé pour comporter sur sa surface périphérique intérieure une ou plusieurs pistes 50 aboutissant, comme cela est illustré par la fig. 9, par une glissière 51 dans la piste 29 dans laquelle débouchent également la ou les glissières 27. pourrait aussi être retenu de faire comporter à une enveloppe périphérique à la fois une piste extérieure et une piste intérieure. Bien que cela ne soit pas décrit, il est évident qu'il est possible de prévoir, le long du trajet de la ou des pistes 24, des moyens connus, aptes à assurer un contrôle d'orientation des pièces élémentaires ou encore un contrôle dimensionnel lorsque cela est nécessaire. La précision de sélection procurée par la structure ci-dessus permet d'envisager de reporter, sur le segment extérieur de la rampe 24 et par exemple préalablement au transporteur-convoyeur 28, un poste de calibrage dimensionnel 60 chargé de mesurer les pièces convenablement orientées pour sélectionner et refuser celles qui présentent une ou plusieurs mesures excédant les paramètres retenus. Dans un tel cas, il peut être prévu d'adapter, sous ou latéralement au poste de calibrage 60, un convoyeur ou tapis de reprise 61 chargé d'évacuer les pièces rebutées vers un circuit extérieur. Le poste de calibrage 60 peut être situé différemment de l'exemple montré à la fig. 3 et par exemple en amont de chaque embranchement entre la glissière 27 et la rampe 29. Les fig. 3 et 10, montrent à titre d'exemple, un poste de calibrage 601 comportant un réceptacle 62 de toute forme appropriée, adapté à l'extérieur ou à l'intérieur du bol 20 qui présente, en relation avec le réceptacle, une ouverture 64 s'ouvrant dans la rampe 29. Un palpeur 65 est disposé dans la rampe 29 pour éjecter, dans le sens de la flèche fi et à travers l'ouverture 64, tous les corps qui ne correspondent pas à une pièce élémentaire simple. Les corps éjectés sont reçus dans le réceptacle 62 qui est prolongé par un conduit 66 recyclant lesdits corps à l'intérieur du volume 30. Pour favoriser la séparation de pièces restées liées entre elles par leur facteur de forme, il peut être prévu de disposer dans le réceptacle un générateur de chocs, tel qu'un mobile 70 tournant, placé sur la trajectoire des corps éjectés qui sont ainsi projetés, soit contre les parois, soit contre un obstacle spécifique pour provoquer leur séparation. Une arrivée d'air comprimé 71 peut aussi être prévue pour favoriser le recyclage des pièces séparées et/ou provoquer la rotation du mobile 70. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Dispositif vibrant de distribution sélective de pièces pré-orientées, du type comprenant un socle porteur (1), un bol (7) ouvert sur le dessus et monté sur le socle par l'intermédiaire d'un système élastique (8), un générateur de vibrations orientées (5) interposé entre le socle et le bol et au moins une piste (24) prévue sur le bol pour constituer une rampe de cheminement hélicoïdal montant de la base vers le dessus ouvert caractérisé en ce que: - le bol comporte intérieurement au moins une paroi de révolution (22) dont l'axe vertical y-y' s'élève à partir du fond du bol (21), - la paroi est pourvue sur sa surface périphérique extérieure d'au moins une rampe (24), - la rampe est raccordée en partie haute de la paroi à une glissière (27) aboutissant à l'extérieur du bol. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi (22) définit un volume cylindrique. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi définit un volume tronconique. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi définit un volume hyperboloïdal de révolution. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fond (21) supporte plusieurs parois (22, 46) pourvues chacune, d'au moins une piste hélicoïdale (24, 47). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un système de couplage élastique (8, 43) et un générateur de vibrations (5, 45) propre à chaque paroi qui est associée à un fond annulaire extérieur spécifique (41, 42). 7 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond (21) supporte une paroi possédant une piste (50) ménagée sur sa face intérieure. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque piste traverse, directement ou indirectement, un poste de calibrage (60) situé extérieurement ou sur le bol. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le poste de calibrage (60) comporte une fenêtre d'évacuation (64) débouchant au-dessus d'un réceptacle (62) dont le fond est raccordé à un tube de recirculation (66) s'ouvrant dans le bol au-dessus du plateau fouetteur. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le poste de calibrage comporte intérieurement un générateur de chocs (70) disposé en amont d'un tube de recirculation.