Brevet FR2686314A1 — publié le 19930723

Dispositif de remplissage de caisses avec des objets fragiles en vrac. DESCRIPTION la présente invention a pour objet un dispositif de remplissage de caisses avec des objets fragiles en vrac. Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication d'appareils distributeurs de manutention et de remplissage de caisses par des objets distribués en continu par tout système d'alimentation. Une des applications principales de l'invention est le remplissage automatique en continu de caissettes ou cartons d'emballage pour des objets fragiles tels que des fruits ou légumes, en provenance d'un convoyeur à plateaux ou à godets, ayant permis de les trier individuellement suivant tout critère propre auxdits objets, et de les séparer en différentes catégories prédéterminées, en fonction d'un ou des critères retenus, de telle façon que chaque caissette ou carton d'emballage ne contienne qu'une seule de ces catégories. On connaît en effet différents systèmes de remplissage adaptés à cette application, dont le plus courant à ce jour est basé sur une manutention manuelle des fruits et légumes : ceux-ci sont en effet, d'une manière connue, déposés par le convoyeur multiplateaux ou multigodets ci-dessus, vers différentes sorties constituées de convoyeurs à bandes, placés perpendiculairement, en fonction des catégories retenues et définies pour chaque objet, grâce à toute mesure adaptée et réalisée à un endroit de l'installation. A l'extrémité de chacun de ces convoyeurs de sortie1 qui peuvent être plusieurs dizaines, pour un même convoyeur multiplateaux d'alimentation générale, un plan légèrement incliné reçoit les objets qui s'y accumulent alors par catégorie propre à chaque sortie, contre un rebord fermant 11 extrémité inférieure du plan incliné. Un convoyeur situe au-dessous de ce plan incliné, amène des caissettes ou cartons vides, qui sont alors remplis manuellement par les objets pris un par un depuis le plan incliné, pour être déposés dans la caissette ou carton jusqu'à son remplissage. La personne effectuant ce transfert saisit alors la caissette ou carton plein pour la déposer sur un autre convoyeur situé derrière elle et qui évacue ceux-ci ou celles-ci. Ces opérations manuelles sont parmi les rares opérations nécessitant encore une personne en permanence dans les chaînes de distributeurs, de manutention, de convoyage et de tri d'objets en continu, quand ceux-ci sont fragiles : en effet si ce n1 était pas le cas, un transfert par chute directe sans assistance depuis les convoyeurs de sortie, équipés ou non d'un plan incliné vers le fond des caissettes ou cartons, serait suffisant. Une telle solution est bien sûr écartée dans le cas d'objets fragiles1 et pour supprimer alors le transfert manuel, divers fabricants ont imaginé différents systèmes comme celui décrit dans la demande de brevet FR. 2.476.601 du 20 Février 1981 déposé par la société FMC Corporation sous priorité d'une demande américaine, et intitulée "appareil et procédé pour remplir une caisse d'articles de forme arrondie et de dimensions variées, tête de transport à dépression et..." ce document décrit un appareil utilisant de nombreuses ventouses articulées, permettant de saisir par dépression des objets, pour les soulever d'un transporteur d'accumulation, les déplacer et les déposer en douceur dans le fond d'une caisse.Ce système est très complexe, nécessite de nombreux dispositifs de translation, des pièces mécaniques multiples et un contrôle fréquent, car une perte d'adhérence de ventouse ferait chuter un objet, et outre la détérioration de celui-ci, perturberait le fonctionnement des systèmes. D'autres équipements ont été développés en utilisant la flottabilité des objets, tels que le sont les fruits et les légumes, dont l'eau assure alors, d'une part, un effet d'amortissement qui contrôle les chocs, et d'autre part, les fonctions de convoyage et d'empilage par circulation vers, dans et/ou à travers la caisse à remplir : on peut citer dans ce domaine la demande de brevet FR. 2.335.400 déposée le 17 Décembre 1976 par la société GREEF MACHINEBOWN sous priorité d'un dépôt aux PAYS BAS, et celle FR. 1.577.776 du 30 Juin 1969 de la société CARLSEN EARL W. sous priorité américaine, et bien d'autres, mais dont la complexité et l'importance des installations les réservent au remplissage de grands récipients tels que les caisses palettes. Une autre approche du problème est d'accepter la chute des objets, mais d'en limiter les effets en aménageant les récipients de réception pour qu'ils amortissent cette chute : on peut citer dans ce domaine la demande de brevet FR. 2.595.652 DU 14 Mars 1986 de Monsieur LEMERCIER, décrivant un "amortisseur de chute destiné à éviter les lésions subies par des produits fragiles tels que les pommes de terre ou fruits lors de leur chargement dans une benne" et comportant une toile suspendue par des sandows aux parois de celle-ci, ainsi que la demande EP. 188.478 du 04 Juillet 1985 de Monsieur Hecht Gunther déposée sous priorité allemande et décrivant une installation de remplissage de récipients flexibles dont la partie inférieure est ramenée alors à la hauteur de la partie supérieure par un dispositif élévateur, qui redescend ensuite au fur et à mesure du remplissage, en déroulant les parois du conteneur souple. Ces derniers dispositifs nécessitent des récipients spécifiques, non adaptés à l'application particulière des caissettes et cartons d'emballage pour fruits et légumes, qui sont de petites dimensions, qui doivent pouvoir être manutentionnés à la main pour la distribution aux consommateurs, qui doivent être empilables et dont le coût doit être très réduit. Le problème posé est en effet de pouvoir remplir d'une manière automatique, sans intervention permanente d'un opérateur, des récipients standards de dimensions réduites, tels que des caissettes ou cartons d'emballage, avec des objets fragiles, tels que des fruits ou des légumes, à partir d'une alimentation en vrac par convoyeur sans chute, pouvant endommager les objets et sans système complexe de manutention de ces objets. Une solution au problème posé est un dispositif de remplissage de caisses, amenées vides une par une par un convoyeur avec des objets fragiles, alimentés par un convoyeur situé au-dessus du premier. Le dispositif suivant l'invention comporte, à l'extrémité de ce convoyeur d'alimentation desdits objets un plan incliné en-dessous de l'horizontale, et placé de telle façon qu'il constitue un prolongement de la surface de transport du convoyeur : ce plan incliné est constitué d'une partie rigide s'étendant vers le bas jusqu a une hauteur "h" au-dessus du convoyeur de caisses, supérieure à celle des caisses qu'il transporte, et d'une partie souple liée à la précédente, et qui s'étend au moins jusqu'au fond desdites caisses en position de début de remplissage. D'une manière préférentielle, le dispositif suivant l'invention comporte en combinaison avec ledit plan incliné ci-dessus, un système à bascule placé sous ledit plan incliné d'alimentation d'objets: ce système est composé d'un support pouvant recevoir et soulever une desdites caisses, d'un bras de levage de ce support permettant d'assurer l'inclinaison de celui-ci et de la caisse depuis le niveau du convoyeur, qui amène et y transfère ladite caisse, jusqu a un angle (aO) de début de remplissage, et de tout moyen faisant contrepoids sur ledit bras au poids du support et de la caisse, à tout stade de son remplissage par lesdits objets. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif comporte dans le prolongement du convoyeur d'amenée des caisses vides, au delà du support inclinable pour le remplissage desdites caisses, une surface de réception de ces caisses une fois remplies et évacuées dudit support. De préférence, ladite partie souple dudit plan incliné est constituée d'une brosse en forme de pinceau plan. Le résultat est de nouveaux dispositifs de remplissage de caisses avec des objets fragiles en vrac, dont l'application principale est celle du remplissage de caissettes ou de cartons d'emballage avec des fruits ou des légumes, et qui répondent au problème posé et aux inconvénients des systèmes existants cités cidessus. En effet, un tel dispositif suivant l'invention, associé à un système de commandes d'alimentations, d'une part, desdits objets par catégories depuis un convoyeur à plateaux ou à godet, et suivant une quantité en volume ou en poids donné et, d'autre part, des caisses et/ou cartons d'emballage à remplir par lesdits objets, permet de remplir ceux-ci, ou celles-ci, de ladite quantité donnée, puis de les évacuer automatiquement sans intervention manuelle; durant toute la phase de remplissage, les objets roulant sur un plan incliné, les uns derrière les autres, donc sans chute, jusqu' au fond des caisses, puis au fur et à mesure de son remplissage jusqu a la surface supérieure des objets déjà stockés, en parcourant toujours la même distance de "chute" douce ne subissent aucune lésion ni dommage. La simplicité du mécanisme d'équilibrage de caisses, en combinaison avec celle du plan incliné dont la partie souple autorise le passage des caisses en-dessous de celui-ci, permet, d'une part une réalisation peu encombrante, fiable et donc peu coûteuse, et d'autre part, une adaptation très simple à tout type d'objets et à toute forme de caisses ou cartons, sans imposer des contraintes de réalisation particulière pour celle-ci en dehors des dimensions maximum admissibles, du fait des dimensions initiales des convoyeurs : il suffit de changer le réglage du contrepoids suivant la densité des objets et de la quantité voulue, et de rajouter des systèmes simples de guidage pour centrer éventuellement des caisses de différentes dimensions et canaliser les objets dans celles-ci depuis le plan incliné. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description et la figure ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de la présente invention, en particulier en changeant le type des systèmes d'alimentation des fruits d'une part et de caissettes d'autre part, et/ou en modifiant le système de bascule des caisses durant le remplissage. La figure unique jointe est une vue de profil d'un dispositif suivant l'invention particulièrement adapté à l'application de remplissage de caissettes ou cartons d'emballage par des fruits ou légumes. Ce dispositif comprend d'une manière connue un premier convoyeur 15 à plateaux ou à godets, défilant dans un plan et une direction perpendiculaire au plan de la figure et qui, en fonction de catégories définies et retenues pour la sélection desdits objets grâce à toute mesure adaptée et réalisée à un endroit de l'installation, libère, par basculement du plateau ou godet, l'objet porté par celui-ci et le fait glisser par tout moyen 16 adapté, sans chute et sans lésion pour l'objet, jusqu'à des sorties constituées par des convoyeurs 4 perpendiculaires à la direction principale du convoyeur 15. Cette combinaison de convoyeurs multi-plateaux/multi-godets avec des convoyeurs de sortie est déjà connue par ailleurs et ne demande donc pas une description complémentaire. De même, en-dessous de ces convoyeurs de sortie 4, d'autres convoyeurs 3 amènent des caissettes ou cartons vides 1, depuis tout point d'alimentation de celles-ci, ou ceux-ci, dont l'objet n'entre pas non plus dans le cadre de la présente invention, jusqu'à l'extrémité desdits convoyeurs de sortie desdits objets 4. Dans la présente invention, les deux convoyeurs associés d'alimentation 3 des caisses 1 d'une part, et 4 des objets 2 d'autre part, sont situés l'un au-dessus de l'autre, et dans la présente réalisation préférentiellement pour simplifier les dispositifs mécaniques, ils sont parallèles l'un à l'autre mais dans d'autres réalisations ils pourront être par exemple perpendiculaire ou se couper suivant tout angle donné : le convoyeur 4 d'objets 2 comporte à son extrémité un plan incliné en-dessous de l'horizontale et placé de telle façon qu'il constitue un prolongement de sa surface de transport 4; ce plan incliné est constitué d'une partie rigide 5 s'étendant vers le bas, jusqu'à une hauteur "h" au-dessus du convoyeur 3, supérieure à celle des caisses 1 qu'il transporte, et d'une partie souple 6 liée à la précédente et qui s'étend au moins jusqu'au fond desdites caisses 12 en position de début de remplissage. L'inclinaison du plan incliné 5, 6 doit être suffisante pour assurer la descente par gravité des objets, mais pas trop forte pour que ceux-ci glissent ou roulent dessus sans choc, ni risque de lésions. D'une manière préférentielle, cette dite partie souple 6 dudit plan incliné, est constituée d'une brosse en forme de pinceau plan, d'une rigidité suffisante dans le plan longitudinal pour que lesdits objets, tels que fruits ou légumes roulant ou glissant sur ledit plan incliné, soient maintenus par cette surface de poils constituant la brosse jusqu'au fond de ladite caisse 12 en position de remplissage, mais également soit suffisamment souple latéralement pour permettre le passage desdits objets à travers les poils, au fur et à mesure du remplissage de ladite caisse. Pour aider ce remplissage avec un minimum de risque de chocs des objets les uns sur les autres malgré le plan incliné, et afin d'assurer un empilage en douceur desdits objets les uns sur les autres, le dispositif suivant l'invention permet de réduire la hauteur de "chute" douce des objets et de la maintenir constante pour tous, durant toute la durée de remplissage : il comporte pour cela, un système à bascule 7, placé sous ledit plan incliné d'alimentation d'objets 1, composé d'un support 8 pouvant recevoir et soulever une desdites caisses 12, d'un bras de relevage 7 de ce support permettant d'assurer l'inclinaison de celui-ci et de la caisse 12 depuis le niveau du convoyeur 3, qui amène et y transfère ladite caisse 12 jusqu a un angle aO de début de remplissage, et de tout moyen 10 faisant contrepoids sur ledit bras 7 aux poids du support 8 et de la caisse 12 à tout stade de son remplissage par lesdits objets 2. Ledit moyen 10 faisant contrepoids peut être soit un contrepoids mécanique tel que représenté sur la figure, mais également un système à ressort otu à vérin, dont il est possible d'assurer un réglage en fonction de la densité des objets et de la quantité que l'on veut déposer dans la caisse 12. Pour assurer ce dépôt en douceur, ledit moyen 10 faisant contrepoids doit être tel que l'angle d'inclinaison a du support 8 est une fonction du volume V d'objets ayant déjà rempli la caisse 12, de telle façon que l'extrémité inférieure de la partie souple 6 du plan incliné d'alimentation est toujours au moins en contact avec la couche supérieure des objets occupant ledit volume V. Ainsi le contrepoids doit assurer une force "F" de rappel d'un côté du bras 9 tel que le poids "p" de l'ensemble du mécanisme dont le support 8, mais également de la caisse 12 et du volume des objets déjà stockés dans la caisse 12, soit équilibré et permette le basculement progressif de la caisse 12 au fur et à mesure de l'augmentation dudit volume V, pour que l'extrémité des poils de la partie souple 6 soit toujours en contact avec la partie supérieure dudit volume. Les objets arrivant ainsi au fur et à mesure en vrac, roulant sur la partie souple 6 au-dessus des fruits ou légumes déjà stockés, et passant à travers les poils 6, remplissent de part et d'autre de ce plan incliné, ladite caisse. D'une manière connue, afin d'aider ce remplissage et d'accompagner les fruits ou légumes jusqu'à l'intérieur de la caisse 12, le dispositif suivant l'invention peut comporter, au-dessus dudit plan incliné, une brosse 14 à longs poils tournant dans le même sens que I'entraînement voulu desdits objets, de façon à accompagner ceuxci dans leur descente en douceur dans la caisse 12. Avant le remplissage et après celui-ci, ladite caisse 12 doit se retrouver au même plan que la surface d'entraînement du convoyeur 3 qui l'y a amené, grâce à une combinaison évidente et connue par tout homme du métier de ladite surface 3 et de la surface du plateau 8 celles-ci peuvent s'encastrer l'une dans l'autre, car il n'est pas nécessaire d'avoir une surface continue, ni pour l'un ni pour l'autre, puisque c'est le fond des caisses 1 qui assure le maintien des objets à l'intérieur de celles-ci. Pour maintenir lesdites caisses 12 sur le support 8 quand celuici est incliné pendant le remplissage et que les convoyeurs 4 et 3 sont parallèles, le dispositif suivant l'invention est tel que ledit convoyeur 3de caisse comporte des tasseaux 13 transversaux entraînés à la même vitesse que la surface sur lesquelles s'appuient lesdites caisses 1 situées au-dessus de cette surface, et à une hauteur inférieure à la hauteur desdites caisses pour assurer ce maintien de la caisse 12. Après un certain remplissage de celles-ci, le support 8 étant revenu à l'horizontale et le fond de la caisse ayant repris contact avec le système d'entraînement du convoyeur 3, un système de temporisation et de contrôle automatique du volume devant remplir la caisse 12 permet d'attendre la fin du remplissage s'il reste encore quelques fruits ou légumes sur le convoyeur 4; une fois ledit volume assuré, le convoyeur 15 arrêtant toute alimentation de sortie sur ce convoyeur 4, on redémarre le convoyeur 3 d'entraînement des caisses qui, par les tasseaux 13, assure I'entraînement des caisses 13 pleines vers une surface de réception 12 de celles-ci : elle sont ainsi évacuées du support 8 qu'elles maintiennent cependant horizontal jusqu a ce que la suivante y ait pris sa place, puis dudit convoyeur 3, en poussant éventuellement les caisses 13 déjà reposant sur ladite surface de réception, pour les amener vers d'autres convoyeurs d'évacuation. Ainsi quand la caisse 13 remplie prend la place de la caisse précédente sur cette surface de réception 12 la distance entre les tasseaux 13 est telle que la caisse suivante vide 1 est en même temps entraînée sur ledit support 8, qui, la caisse étant vide, se relève en position aO de remplissage en attente de recevoir d'autres objets de même catégorie tels que fruits ou légumes en provenance du convoyeur d'alimentation principal 15. L'opération peut alors recommencer sans l'intervention de quelque manière que ce soit d'une personne extérieure. Afin d'assurer une meilleure répartition des objets tels que les fruits ou légumes à l'intérieur de la caisse 12, car la largeur du convoyeur d'alimentation 4 peut être égale à celle de la largeur des caisses mais également peut être d'une largeur plus étroite, et les fruits ou légumes peuvent arriver dans toute position latérale perpendiculaire à la figure, il est préférable que ledit système à bascule 7 étant monté en rotation sur un axe 11, soit associé à tout moyen lui transmettant des mouvements de vibration "douce" perpendiculairement à l'axe des convoyeurs 3 et 4, afin d'assurer la répartition des objets d'une manière homogène dans les caisses 12 en couches successives. REVENDICATIONS 1. Dispositif de remplissage de caisses (1), amenées vides une par une par un convoyeur (3) avec des objets fragiles (2), alimentés par un convoyeur (4) situé au-dessus du premier, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'extrémité de ce convoyeur (4) d'alimentation un plan incliné en-dessous de l'horizontale, et placé de telle façon qu'il constitue un prolongement de la surface de transport du convoyeur (4), lequel plan incliné est constitué d'une partie rigide (5) s'étendant vers le bas jusqu'à une hauteur "h" au-dessus du conyoyeur (3), supérieure à celle des caisses (1) qu'il transporte, et d'une partie souple (6) liée à la précédente, et qui s'étend au moins jusqu'au f9nd desdites caisses (12) en position de début de remplissage. 2. Dispositif de remplissage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système à bascule (7), placé sous ledit plan incliné d'alimentation d'objets (1), composé d'un support (8) pouvant recevoir et soulever une desdites caisses (12), d'un bras de levage (7) de ce support (8) permettant d'assurer l'inclinaison de celui-ci et de la caisse (12) depuis le niveau du convoyeur (3), qui amène et y transfère ladite caisse (12), jusqu'à un angle (aO) de début de remplissage, et de tout moyen (10) faisant contrepoids sur ledit bras (7) aux poids du support (8) et de la caisse (12) à tout stade de son remplissage par lesdits objets (2). 3. Dispositif de remplissage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit système à bascule (7) est monté en rotation sur un axe (11) et associé à tout moyen lui transmettant des mouvements de vibration, perpendiculairement à l'axe de déplacement des convoyeurs (3 et 4). 4. Dispositif de remplissage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie souple (6) dudit plan incliné est constituée d'une brosse en forme de pinceau plan. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, dans le prolongement à convoyeur (3) de caisses, au delà du support (8) inclinable pour le remplissage desdites caisses, une surface de réception (12) de ces caisses (13) une fois remplies et évacuées dudit support (8). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit convoyeur (3) de caisses comporte des tasseaux (13) transversaux entraînés à la même vitesse que la surface sur laquelle s'appuient lesdites caisses (1), et situés au-dessus de cette surface, à une hauteur inférieure à celle desdites caisses, pour assurer le maintien de chaque caisse (12) sur ledit support (8) de relevage pendant son remplissage. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moyen (10) faisant contrepoids est tel que l'angle d'inclinaison (a) du support (8) est une fonction du volume V d'objets ayant déjà remplis la caisse (12) de telle façon que l'extrémité inférieure de la partie souple (6) du plan incliné d'alimentation est toujours au moins en contact avec la couche supérieure des objets occupant ledit volume V.