Brevet FR2698621A1 — publié le 19940603

Dispositif d'entraînement d'objets pas à pas le long d'un chemin de translation déterminé, notamment adapté au déplacement et au guidage de bouteilles La présente invention se rapporte à un dispositif d'entraînement d'objets pas à pas le long d'un chemin de translation déterminé. Dans le but de diminuer leur prix de revient, on cherche, de plus en plus, à automatiser les processus de fabrication des produits manufacturés ; cette automatisation oblige à prévoir des dispositifs d'entraînement à la fois fiables et peu onéreux, de nature à permettre le transport des objets semi-finis en cours de fabrication entre les différents postes de traitement. La présente invention a pour objet de proposer un tel dispositif ; de manière non limitative de l'invention, celui-ci est tout spécialement adapté au transport de bouteilles entre différents postes de traitement notamment des postes de remplissage, d'obturation, notamment au moyen de capsules, et, le cas échéant des postes de conditionnement. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte - un châssis principal fixe portant le chemin de translation, - un vérin de commande solidaire du châssis principal et dont la tige est déplaçable en va-et-vient essentiellement parallèlement au chemin de translation, - un chariot d'entraînement mobile en translation essentiellement parallèlement au chemin de translation et susceptible de coopérer avec la tige du vérin, - des palettes de guidage articulées autour d'un axe solidaire du chariot d'entraînement et dirigées perpendiculairement au chemin de translation, - ces palettes de guidage étant mobiles en rotation entre une première position ou position d'entrane- ment dans laquelle elles sont en prise avec les objets situés sur le chemin de translation et susceptibles de déplacer ces objets conjointement au chariot d'entraînement, et une seconde position ou position de retrait dans laquelle elles sont indépendantes de ces objets, et - des moyens de commande susceptibles de subdiviser chacune des courses de va-et-vient de la tige du vérin en quatre phases, à savoir - une première phase dans laquelle les palettes de guidage passent de la position de retrait à la position d'entraînement, le chariot d'entraînement restant fixe, - une seconde phase dans laquelle les palettes de guidage restent en position d'entraînement et le chariot d'entraînement se déplace dans un premier sens d'un pas déterminé de façon à déplacer de ce meme pas les objets situés sur le chemin de translation, - une troisième phase dans laquelle les palettes de guidage passent de la position d'entraînement à la position de retrait, le chariot d'entraînement restant fixe, et - une quatrième phase dans laquelle les palettes de guidage restent en position de retrait et le chariot d'entraînement se déplace du pas déterminé dans un second sens opposé au premier de façon à reprendre sa position initiale Compte tenu de cette configuration, il est clair que, parmi les quatre phases susmentionnées, une seule est "motrice" et correspond à un déplacement des objets semi-finis, à savoir la seconde phase ; pendant les trois autres phases, les objets se trouvent au droit d'un poste de travail où ils peuvent subir les opérations nécessaires à la suite de leur fabrication. Selon une autre caractéristique de l'invention, la commande du mouvement du chariot d'entraînement est effectuée par l'intermédiaire d'une tige de liaison dont les extrémités sont respectivement articulées sur la tige du vérin de commande et sur le chariot d'entraînement et dont la rotation dans chaque sens est limitée respectivement par une butée solidaire du chariot d'entraînement. La tringle susmentionnée constitue donc l'organe qui permet la liaison fonctionnelle du chariot d'entraînement et de l'organe moteur, à savoir le vérin de commande. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une tringle de manoeuvre susceptible de se déplacer en translation le long du chariot d' entraînement essentiellement parallèlement au chemin de translation et dont une extrémité est articulée à la partie médiane de la tige de liaison. Cette tringle coopère avec les palettes de guidage auxquelles elle est respectivement reliée par une série de biellettes de sorte que sa translation, dans un sens, entraîne la rotation de ces palettes entre leur position d'entraînement et leur position de retrait tandis que sa translation dans l'autre sens, entraîne la rotation des palettes en sens inverse entre leur position de retrait et leur position d1 entraînement. La tringle de manoeuvre correspond à un organe essentiel du dispositif conforme à l'invention compte tenu du fait que la décomposition susmentionnée de chacune des courses de va-et-vient de la tige du vérin de commande en quatre phases n'est possible que grâce à la présence et à la configuration de cette tringle. Selon l'invention, l'une des butées ou première butée coopère, de préférence, avec l'extrémité opposée à la tige de liaison de la tringle de manoeuvre dont il limite la course de rotation parallèlement à la rotation de la tige de liaison ; la seconde butée est, de préférence, située à l'extrémité opposée du chariot d'entraînement où elle coopère directement avec la tige de liaison. Au moins l'une des butées, notamment la première butée peut avantageusement être réglable de façon à régler la course de la tringle de manoeuvre et, par suite, la position angulaire des palettes de guidage en position d'entraînement et, le cas échéant, en position de retrait. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les moyens de commande sont constitués par un frein solidaire du châssis principal et susceptible d'augmenter la résistance au déplacement du chariot d'entraînement de façon à empêcher ce déplacement lorsque la tige de liaison n'est pas en prise avec l'une des butées. Ce frein, dont l'intensité peut, de préférence, être réglée, constitue en fait l'organe essentiel de l'invention : en effet, grâce à sa présence, chaque demi-course du vérin de commande est subdivisée en, d'une part, une première partie dans laquelle la tige de liaison n'est pas en prise avec l'une des butées, et par suite, la tringle de manoeuvre n'est pas en fin de course et se déplace donc seule, le chariot d'entraînement restant immobile, et, d'autre part, une seconde partie dans laquelle, suite à la coopération de la tige de liaison avec l'une des butées, la tringle de manoeuvre se trouve en fin de course, et présente par suite une résistance au déplacement supérieure à celle du chariot d'entraînement, provoquant, par suite, le déplacement d'un pas de ce dernier. Compte tenu de cette configuration, le réglage de la première butée entraîne parallèlement un réglage du pas du mouvement du dispositif ; il est essentiel, conformément à l'invention, de faire en sorte que celui-ci corresponde à l'espacement entre les différents postes de traitement. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une barre longitudinale fixée au châssis principal essentiellement parallèlement au chemin de translation et faisant office de rail de guidage pour le chariot d' entraînement. Des paliers fixés à ce dernier sont de nature à faciliter ce coulissement. Dans sa configuration la plus fréquente, la barre longitudinale est de forme cylindrique, auquel cas il faut faire en sorte d'éviter toute rotation du chariot d' entraînement. A cet effet et selon une autre caractéristique de l'invention, la barre longitudinale coopère avec une plaque en forme de ruban fixée notamment au moyen de brides à ses extrémités et faisant office de chemin de roulement pour deux galets solidaires du chariot d' entraînement. Les caractéristiques du dispositif qui fait l'objet de l'invention, seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue frontale schématique du dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est un schéma explicitant le mouvement du vérin, - la figure 3 est une coupe du dispositif représenté sur la figure 1 selon l'axe III-III, - la figure 4 est une coupe du dispositif représenté sur la figure 1 selon l'axe IV-IV, - les figures 5a, 5b, 5c et 5d sont des vues de dessus du dispositif représenté sur la figure 1 correspondant respectivement aux quatres phases du du mouvement de va-et-vient du vérin de commande. Les figures correspondent au déplacement de bouteilles le long de quatre postes de travail correspondant chacun à une palette de guidage ; il ne s'agit, bien entendu, là que d'un exemple qui ne doit, en aucune manière, être considéré comme limitatif de l'invention. Selon les figures, les bouteilles 1 se déplacent selon un mouvement pas-à-pas le long d'un chemin de translation 2 défini sur un châssis principal fixe 3. Le châssis principal 3 porte également un vérin 4 dont la tige 5 est susceptible de se déplacer en va-et-vient selon un axe x-x' situé essentiellement parallèlement au chemin de translation 2. Selon la figure 2, et comme il sera décrit plus en détail dans la suite de cet exposé, au cours de ce mouvement de translation, la tige 5 du vérin 4 passe constamment et sans interruption de la position A (position de repos) à la position C en passant par les positions intermédiaires B et B'. Selon les figures, une barre longitudinale cylindrique 6 est également fixée au châssis principal 3 essentiellement parallèlement au chemin de translation 2 des bouteilles 1 et à l'axe x-x' du vérin 4 ; une plaque 7 en forme de ruban est elle-même fixée à la partie inférieure de la barre longitudinale 6, au moyen de brides 8, 8' situées aux extrémités de cette barre, également parallèlement à l'axe x-x'. Selon les figures, la barre longitudinale 6 fait office de rail de guidage pour un chariot d'entraînement 9 dont la translation, selon un mouvement de va-et-vient, est commandée à partir de la tige 5 du vérin 4 d'une manière qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé. Deux paliers circulaires 10, 10' fixés à la partie inférieure du chariot d'entraînement 9 permettent ce coulissement. Selon les figures 1 et 4, le chariot d'entraînement comporte également une plaquette latérale 11, située à l'opposé du chemin de translation 2 et portant deux galets de roulement 12, 12' se déplaçant constamment par rotation sur la plaque 7 en forme de ruban. Compte tenu de la configuration susmentionnée, les galets de roulement 12, 12' coopèrent avec les paliers de coulissement 10, 10' pour permettre la translation du chariot d'entraînement 9 en excluant toute rotation de celui-ci autour de la barre cylindrique 6. Par ailleurs, et selon les figures 1 et 5a à 5d, le chariot 9 est articulé à l'une de ses extrémités 13 ou première extrémité à une première extrémité 14' d'une tige de liaison 14 dont la seconde extrémité 14" est elle-même articulée sur la tige 5 du vérin 4 (axe x-x'). La rotation de la tige de liaison selon la flèche a (figure 5b) ou selon la flèche b (figure 5d) est limitée par deux butées dont l'une 15 vient directement en prise avec la tige de liaison 14 tandis que l'autre 16 qui est réglable agit par l'intermédiaire d'une tringle de manoeuvre 17 articulée à la partie médiane de la tige de liaison 14 par l'une de ses extrémités 17' et susceptible de se déplacer en translation le long du chariot d'entraînement 9 parallèlement au chemin de translation 2 et à l'axe x-x'. Indépendamment de ce qui précède, le chariot d'entraînement 9 porte également des palettes de guidage 18 respectivement articulées autour d'un axe 19 essentiellement perpendiculaire au chemin de translation 2 et à l'axe x-x'. Comme il a déjà été indiqué, le nombre de quatre palettes qui a été choisi à titre d'exemple pour les figures, ne doit, en aucune manière être considéré comme étant limitatif de l'invention. Les palettes de guidage 18 sont également articulées sur la tringle de manoeuvre 17 par l'intermédiaire d'une série de biellettes 20 représentées schématiquement sur les figures. La configuration de cette série de biellettes 20 est telle que la translation selon les flèches c ou d de la tringle de manoeuvre 17 entraîne la rotation, selon les flèches e ou f, des palettes de guidage 18 entre, d'une part, une position d'entraînement représentée sur les figures 5b et 5c, dans laquelle elles sont en prise avec les bouteilles 1 situées sur le chemin de translation 2 et sont aptes de déplacer ces bouteilles et, d'autre part, une position de retrait, représentée sur les figures 5a et 5d, dans laquelle elles sont indépendantes des bouteilles 1. Selon la figure 5a, des tôles déflectrices 21 servent à maintenir les bouteilles 1 en position sur le chemin de guidage dans la position d' entraînement. Il est à noter que le mouvement selon les flèches a et b de la tringle de manoeuvre 17, commandé à partir de la tige 5 du vérin 4, est limité par les deux butées 15 et 16, dont l'une, la butée 16 vient directement en prise avec l'extrémité 17" de cette tringle opposée à l'extrémité 17' par laquelle elle est articulée sur la tige de liaison 14. Selon les figures 1 et 3, le dispositif représenté comporte, en outre, un frein 21 schématiquement constitué par deux plaquettes 22, 22' soumises à l'action d'un ressort 23 et venant en prise de part et d'autre d'une plaquette de freinage latérale 24 fixée à cet effet sur le chariot d'entraînement 9. Le rôle de ce frein 21 est d'augmenter la résistance au déplacement du chariot 9, de façon à empêcher ce déplacement lorsque la tige de liaison 14 n'est pas en prise avec l'une des butées 15 et 16, et à favoriser alors le déplacement de la tringle de manoeuvre 17 selon les flèches c et d. Le mouvement du mécanisme susmentionné va être décrit ci-dessous plus en détail en se référant aux figures 2 et 5a à 5d La figure 5a représente la position de repos qui correspond à la position A de la tige 5 du vérin 4 telle que représentée sur la figure 2. Dans cette position, la tige de liaison 14 est en butée contre la butée 15 et les palettes de guidage 18 sont dans leur position de retrait dans laquelle elles sont indépendantes des bouteilles 1. Si, selon la figure 5b, on actionne la tige 5 du vérin 4 en direction de la position C (figure 2) selon la flèche D, la tige de liaison 14 se déplace angulairement selon la flèche a entraînant d'une part le déplacement selon la flèche d de la tringle de manoeuvre 17 en direction de la butée 16 et d'autre part la rotation selon la flèche f des palettes de guidage 18 qui viennent alors en prise avec les bouteilles 1 comme représenté sur la figure. Le chariot 9 reste alors immobile compte tenu de l'action du frein 21. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que l'extrémité 17" de la tringle de manoeuvre 17 vienne en prise contre la butée 16. Cette position, représentée sur la figure 5b, correspond à la position intermédiaire B de la tige 5 du vérin 4 (figure 2). Selon la figure 5c, à partir de cette position, la tige 5 du vérin 4 continue à se déplacer selon la flèche D, mais, par suite du blocage de la tringle de manoeuvre 17 contre la butée 16, le frein 21 ne peut plus empêcher le déplacement du chariot d'entraînement 9 le long de la barre longitudinale 6, et ce mouvement peut donc s'effectuer selon la flèche E. Parallèlement, les bouteilles 1 se trouvent poussées par les palettes de guidage 18 et se déplacent donc sur leur chemin de translation de la position représentée en pointillés sur la figure 5c à la position représentée en trait plein. Ce déplacement qui constitue la phase active du mouvement du dispositif se poursuit jusqu'à ce que la tige 5 du vérin 4 ait atteint la position C. Il correspond globalement à un déplacement des bouteilles 1 d'un pas P. Lorsque la tige 5 a atteint cette position limite, une électrovanne inverse la pression d'air agissant sur le vérin de commande 4, et la tige 5 de celui-ci se déplace alors en sens inverse selon la flèche F. Selon la figure 5d, la tige de liaison 14 peut alors se déplacer selon la flèche b jusqu'à venir en prise contre la butée 15, entraînant alors la translation selon la flèche c de la tringle de manoeuvre 17 et la rotation selon la flèche e des palettes de guidage 18 de la position représentée en pointillés à la position représentée en trait plein. Pendant ce mouvement, le frein 21 agit sur le chariot d'entraînement 9 de façon à empêcher tout déplacement de celui-ci. Lorsque la tige de liaison arrive dans la position représentée sur la figure 5d dans laquelle elle est en prise contre la butée 15, position qui correspond à la position B' de la tige 5 du vérin 4 (figure 2), le frein 21 ne peut plus bloquer le chariot d'entraînement 9 qui se déplace alors selon la flèche G jusqu'à la position initiale représentée sur la figure 5a qui correspond à la position A de la tige 5 du vérin 4. Au cours de ce mouvement, toute translation de la tringle de manoeuvre 17 se trouve exclue par suite de la position de la tige de liaison 14 en butée contre la butée 15, et les palettes de guidage 18 restent donc en position de retrait. Compte tenu de ce qui précède, il est clair que le mouvement du dispositif peut se décomposer en les quatre phases suivantes - Première phase - le chariot d'entraînement 9 reste fixe - les palettes de guidage 18 se déplacent de la position de retrait à la position d'entraînement. - Deuxième phase - le chariot d'entraînement 9 se déplace d'un pas P et - les palettes de guidage 18 restent en position d'entraînement pour déplacer les bouteilles 1 de ce même pas. - Troisième phase - le chariot d'entraînement 9 reste fixe et - les palettes de guidage 18 se déplacent de la position d'entraînement à la position de retrait. - Quatrième phase - les palettes de guidage 18 restent en position de retrait et - le chariot d'entraînement 9 se déplace d'un pas P en sens inverse de son déplacement au cours de la seconde phase. REVENDICATIONS 1") Dispositif d'entraînement pas à pas d'objets (1) le long d'un chemin de translation (2) déterminé, notamment adapté au déplacement et au guidage de bouteilles, au droit de différents postes de traitement tels que des postes de remplissage ou de fermeture par des capsules, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte - un châssis principal fixe (3) portant le chemin de translation (2), - un vérin de commande (4) solidaire du châssis principal (3) et dont la tige (5) est déplaçable en va-et-vient essentiellement parallèlement au chemin de translation (2), - un chariot d'entraînement (9) mobile en translation essentiellement parallèlement au chemin de translation (2) et susceptible de coopérer avec la tige (5) du vérin (4), - des palettes de guidage (18) articulées autour d'un axe (19) solidaire du chariot d'entraînement (9) et dirigées perpendiculairement au chemin de translation (2), - ces palettes de guidage (18) étant mobiles en rotation entre une première position ou position d'entraînement dans laquelle elles sont en prise avec les objets (1) situés sur le chemin de translation (2) et susceptibles de déplacer ces objets (1) conjointement au chariot d'entraînement (9), et une seconde position ou position de retrait dans laquelle elles sont indépendantes de ces objets (1), et - des moyens de commande susceptibles de subdiviser chacune des courses de va-et-vient de la tige (5) du vérin (4) en quatre phases, à savoir - une première phase dans laquelle les palettes de guidage (18) passent de la position de retrait à la position d'entraînement (9), le chariot d'entraînement restant fixe, - une seconde phase dans laquelle les palettes de guidage (18) restent en position d'entraînement et le chariot d'entraînement (9) se déplace dans un premier sens d'un pas (P) déterminé de façon à déplacer de ce même pas les objets (1) situés sur le chemin de translation (2), - une troisième phase dans laquelle les palettes de guidage (18) passent de la position d'entraînement à la position de retrait, le chariot d'entraînement (9) restant fixe, et - une quatrième phase dans laquelle les palettes de guidage (18) restent en position de retrait et le chariot d'entraînement (9) se déplace du pas déterminé dans un second sens opposé au premier de façon à reprendre sa position initiale. 2") Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une tige de liaison (14) dont les extrémités (14", 14') sont respectivement articulées sur la tige (5) du vérin de commande (4) et sur le chariot d'entraînement (9) et dont la rotation dans chaque sens est limitée respectivement par une butée (15, 16) solidaire du chariot d'entraînement (9). 3") Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une tringle de manoeuvre (17) susceptible de se déplacer en translation le long du chariot d'entraînement (9) essentiellement parallèlement au chemin de translation (2) et dont une extrémité (17') est articulée à la partie médiane de la tige de liaison (14), cette tringle (17) coopérant avec les palettes de guidage (18) auxquelles elle est respectivement reliée par une série de biellettes (20) de sorte que sa translation entraîne la rotation de ces palettes (18) entre leur position d'entraînement et leur position de retrait. 4") Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une des butées (16) ou première butée est réglable et coopère avec l'extrémité (17") de la tringle de manoeuvre (17) opposée à la tige de liaison (14). 5") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués par un frein (21) solidaire du châssis principal (3) et susceptible d'augmenter la résistance au déplacement du chariot d'entraînement (9) de façon à empêcher ce déplacement lorsque la tige de liaison (14) n'est pas en prise avec l'une des butées (15, 16). 6") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une barre longitudinale (6) notamment cylindrique fixée au châssis principal (3) essentiellement parallèlement au chemin de translation (2) et faisant office de rail de guidage pour le chariot d'entraînement (9). 7") Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la barre longitudinale (6) coopère avec une plaque (7) en forme de ruban fixée notamment au moyen de brides (8, 8') à ses extrémités et faisant office de chemin de roulement pour deux galets (12, 12') solidaires du chariot d'entraînement (9).