Brevet FR2745231A1 — publié le 19970829

Composteur à molettes à mouvement programmable La présente invention concerne le secteur technique des dispositifs de numérotation automatique par impression dans ou sur une pièce, généralement métallique, d'un code de numérotation ou autre sans enlèvement de matière. De tels dispositifs sont connus dans leur principe général. On connaît deux principales familles d' équipements, d'une part les petites machines à positionnement manuel, dont l'inconvénient est précisément leur manipulation manuelle donc fastidieuse lorsque la numérotation change fréquemment, ou pour chaque pièce différente, et d'autre part les machines sophistiquées à commande numérique, beaucoup plus coûteuses, comportant notamment le mouvement d'un moyen d'impactage ou de gravage selon deux axes. I1 n'existe donc pas de dispositif intermédiaire qui offrirait à la fois la souplesse de manipulation des machines programmables, et un coût relativement modéré accessible aux entreprises dont les besoins en ce domaine restent modestes. Une tentative a été effectuée avec le brevet DE 37 02 540 qui vise également les machines intermédiaires et qui sera discuté ci-dessous. L'invention résoud ce problème par un dispositif mécanique dont la conception et le mouvement des pièces sont originaux, et donnent accès de manière techniquement simple, donc peu coûteuse, à une programmation complète soit pas-à-pas, soit quelconque, avec de plus une possibilité d'affichage du numéro imprimé en vue du contrôle par l'opérateur. Par "numéro", on entend ici tout type de marquage, soit numérotation soit marquage alphanumérique ou autres, symboles divers etc.... Les dispositifs connus comportent en règle générale des molettes disposées côte à côte et coaxiales. Les caractères à imprimer sont en saillie sur le pourtour. Une roue dite " à rochet " est positionnée entre chaque molette, et est accolée à et solidaire en rotation de ladite mollette. Cette roue à rochet comporte des encoches ou éléments analogues de prise qui sont activés par coopération avec des systèmes de type poussoir. En activant le poussoir, on fait pivoter la roue et par conséquent la molette jusqu'au caractère choisi. On opère de même pour chaque molette de manière à composer l'ensemble du "numéro" à marquer. Entre chaque caractère, sur le pourtour de la molette, est affiché le caractère qui sera imprimé, avec en général un décalage angulaire de 90" pour permettre une lecture aisée. Le brevet DE 31 22 392 décrit un dispositif qui ne comporte pas de roue à rochet. Un vérin fait pivoter la pièce 15 tandis qu'un poussoir 20 manoeuvre la pièce 18 en position engrenée ou non. Un dispositif pivotant 21 constitue un système de recherche d'origine mais aussi de blocage. La molette 10 ne peut tourner que dans un seul sens. Ainsi, toute recherche de nouveau numéro est obligatoirement longue. Dans un système plus récent, DE 37 02 540, ce dispositif a été abandonné alors que ce brevet vise, comme la présente invention, le marché des composteurs ou numéroteurs de classe " intermédiaire " . On conçoit aisément que le problème, dans ces systèmes antérieurs connus, réside dans la multiplicité d'opérations manuelles à effectuer, surtout lorsque l'incrémentation numérique n'est pas de plus ou moins une unité. On peut évidemment songer à automatiser ce genre d'appareil, mais il subsistera un temps de manipulation long et des difficultés et complexités techniques évidentes en raison dans la plupart des cas de la disposition roue à rochet / poussoir ( ou tout système analogue ) ou de l'inconvénient majeur d'une rotation pas à pas dans un sens imposé. L'invention sera décrite plus en détail dans ce qui suit, mais naturellement à titre non limitatif. La Fig. 1 représente un système de l'art antérieur avec roue à rochet destinée à être mise en rotation par un système à poussoir ou analogue. La Fig. 2 représente un mode préféré de l'invention. La Fig. 3 représente une vue en perspective ( non à l'échelle ) de la réalisation selon la Fig. 2. La Fig. 4 représente un sytème optique servant à repérer le positionnement des molettes en conjonction avec un algorithme. La Fig. 5 représente un mode de réalisation préféré de l'invention. Sur la Fig. 2, on voit que chaque molette 1 porte sur son pourtour 2 non seulement les caractères 3 à imprimer, mais aussi des encoches 4 ou tout autre élément de prise ou d'entraînement mécanique. Toutes les molettes sont coaxiales autour de l'axe 5 lequel doit naturellement être capable de tenir en pression l'effort exercé par exemple par la presse. Selon le principe général non limitatif, chaque molette est encadrée par un élément comportant un bras pendulaire 6 dont sont solidaires deux bras latéraux 7 et 8 en forme de " fourchette ", dont chaque branche en forme de" U " , 9 et 10 , est terminée par un moyen 11, 12 d'engrènement, capable de coopérer mécaniquement avec les encoches 4 pour entraîner la molette 1 en rotation lorsque le moyen 11 ou 12 se déplace verticalement dans un sens ou l'autre. Naturellement, la disposition schématique représentée pour la compréhension peut prendre, en pratique industrielle, toutes les formes accessibles à l'homme du métier, par exemple géométrie en une seule pièce et analogues. Notamment, les moyens 11, 12 d'engrènement coopérant mécaniquement avec les encoches 4 peuvent être manipulés par des moyens différents du bras pendulaire décrit ci dessus, et par exemple chacun par un moyen mécanique disctinct, la condition étant que le double mouvement pendulaire " I " et vertical ' v ' décrit ci-dessous soit possible, et également, de manière tout-à-fait préférée, qu'un des deux moyens 11 ou 12 soit toujours engrené, afin d'éviter l'entraînement de la molette dont la position vient d'être fixée par la molette dont on fixe ensuite la position, cf. ci-dessous, par friction notamment. Tout moyen capable de faire pivoter chaque molette, pas à pas, et de manière réversible, c.a.d. en sens horaire ou anti-horaire pour chaque molette, indépendamment des autres molettes, remplit les nécéssités de l'invention, laquelle couvre donc tous ces moyens. Pour opérer ce mouvement vertical d'indexation de haut en bas ou de bas en haut, le bras est fixé autour d'un axe 13 parallèle à l'axe des molettes. Cet axe 13 est capable d'être déplacé verticalement dans les deux sens, selon une amplitude fixe v Par ailleurs, le bras pendulaire est capable de pivoter vers l'extérieur ou l'intérieur de la molette, d'où son appellation de" pendulaire " , avec une amplitude fixe I L'amplitude 1 et la géométrie de l'ensemble sont calculés pour que au moins l'un des moyens 1 1 ou 12 soit toujours engagé dans une encoche 4. Ceci a pour but de positionner la molette pour l'indexation choisie et très accessoirement de la bloquer avant l'action de la presse, sous réserve de l'action d'un moyen de blocage en position distinct, par un moyen quelconque accessible à l'homme de métier, par exemple un vérin engageant une dent dans une encoche 4 après le positionnement. Pour des raisons d'encombrement, il serait préférable qu'un tel moyen soit disposé vers l'intérieur du dispositif pour ne pas en augmenter le gabarit. Par ailleurs, I'amplitude v et la géométrie de l'ensemble, et notamment le rayon des molettes, etc.... sont calculés pour que chaque déplacement du bras d'amplitude v fasse pivoter la molette d'un demi-pas, c.a.d. d'un arc angulaire égal à la moitié de celui qui serait nécéssaire pour passer d'un caractère initial au suivant ou au précédent. Selon l'invention, on va alors combiner les deux mouvements pour opérer de manière rationnelle, donc programmable et rapide, le changement des caractères. On comprend que une amplitude v vers le bas suivie d'une amplitude v vers le haut et sans mouvement pendulaire va faire effectuer à la molette une rotation de 1/2 pas moins 1/2 pas, soit donc un double mouvement donnant un résultat neutre: le caractère en position de marquage n'a pas été modifié. Une amplitude v vers le bas, puis un mouvement pendulaire ( lequel va donc changer le côté de la molette où l'encoche est engrenée par le moyen 11 ou 12 ) , puis une remontée du bras d'amplitude v va se traduire par une rotation de la molette de 1/2 pas dans un sens , puis ( à cause du changement de côté de l'encoche engrenée ) à nouveau d'un 1/2 pas dans le même sens, soit au total 1 pas : le caractère a changé du caractère initial au suivant immédiat. Naturellement, un mouvement 1 dans un sens, puis v, puis 1 dans l'autre sens peuvent créer par analogie évidente un retour en arrière d'un caractère vers le caractère le précédant immédiatement. Ainsi, la simple combinaison de deux mouvements élémentaires pilotant un bras lui même mécaniquement très simple suffit pour passer d'un caractère à un autre dans les deux sens, ou rester au neutre. Ceci représente l'une des originalités les plus importantes de l'invention, car autorisant pour la première fois sur une machine intermédiaire une optimisation radicalement améliorée de la programmation. Tous les affichages de caractères sont donc possibles. Ainsi, par "molette", on désigne aussi toute pièce capable d'être mise en rotation et fixée en position par le double mouvement selon l'invention, circulaire ou non, par exemple comportant des méplats, sur le pourtour de laquelle sont présents tous signes, textes, symboles, pictogrammes, logos etc... Selon l'invention, une "molette " s'étend également aux roues à rochet, qui peuvent être manipulées par le moyen de l'invention opérant le double mouvement décrit. Par ailleurs, étant donné que les éléments mécaniques sont extrèmement simples, et que leurs mouvements sont élémentaires, I'ensemble peut être facilement piloté par un système numérique tout en restant à un coût de fabrication remarquablement faible. Il va de soi que le dispositif selon l'invention peut être disposé selonune orientation générale quelconque, par exemple selon une disposition inclinée ou autre, de façon notamment à s'intégrer à des machines spécifiques. Chaque molette comporte un moyen de repérage de sa position par rapport à au moins un des caractères. Par moyen de repérage, on entend tout moyen capable de permettre le repérage de la position de la molette considérée par rapport à un repère qui sera de préférence l'un des caractères. Le mode de positionnement initial peut être décrit comme suit. Selon une variante, chaque molette sera percée d'un orifice, par exemple au voisinage de sa périphérie ( orifice 14 ). Un système de repérage optique 17 sera capable de détecter le passage d'un rayon lumineux ou analogue 16 lorsque, évidemment, tous les orifices 14 seront en coïncidence. Un tel système semble logique, mais est difficile à utiliser avec un nombre important de molettes ( 4, 5, ... 10 ), lequel nombre peut évidemment être quelconque. Une variante tout à fait préférée de l'invention consiste donc à munir les molettes d'orifices 14 pour tous les caractères( cf. Fig 4 ) sauf un. Le caractère sans orifice " associé " est évidemment connu pour chaque molette, ce qui permet d'utiliser des jeux différents de molettes pour passer d'un numérotage simple à un texte ou à un code alpha numérique etc.... Si l'on se réfere à la Fig. 5, on voit que les molettes sont a priori, au départ, dans une position aléatoire. ce peut être la position d'arrêt précédente, ou résulter d'un changement de molettes etc... ou simplement du montage du dispositif. On a disposé un système optique ( générateur G, rayon 16 et capteur ou détecteur I ) qui peut être remplacé par tout moyen équivalent. Le système logique vérifie dans une première phase si le rayon lumineux passe ou non, c.a.d. parvient au détecteur ou non. S'il est bien détecté, on passe à la phase trois. Dans le cas contraire, où le rayon ne passe pas, le système va faire tourner ensemble (donc, opération très simple ) toutes les molettes jusqu'à ce que le rayon passe. Considérant qu'un seul orifice fait défaut sur chaque molette, I'opération sera évidemment très rapide. Ceci ne donne pas encore au système la connaissance du numéro de départ. La phase trois consiste dans ce but à faire pivoter une molette, logiquement la première, toutes les autres restant fixes, jusqu'à occultation du rayon. Ceci donne au système la connaissance de la position N de la molette responsable de l'interception. Celle ci est enregistrée, puis le système effectue un retour de ladite molette d'un pas pour autoriser à nouveau le passage du rayon. La molette est alors en position soit N + 1 soit N - 1 selon le sens de rotation. Cette position est la position définitive de départ pour cette molette et est enregistrée. Le système recommence la même opération avec chacune des molettes. L'opérateur peut alors afficher le numéro souhaité. Le système logique va alors calculer 1' "éloignement " de chaque nouveau caractère par rapport au caractère de départ de chaque molette, et, jouant sur la possibilité de mouvement avant ou arrière ou station au neutre, optimiser la rotation de chaque molette jusqu'au caractère choisi. La souplesse des mouvements autorisée par l'invention rend cette opération très rapide et facilement programmable. Naturellement, I'ordre de marquage peut venir, non pas d'un opérateur, mais d'un système extérieur tel qu'un horodateur, une horloge, un dispositif de mesure d'une donnée quelconque ( par exemple un dispositif de pesage ), voire un dispositif de reconnaissance de forme, un système à code barre, etc.... ou tout système capable , de par sa fonction, de générer un signal qui, convenablement codé et transmis par des moyens connus, donnera l'ordre au numéroteur selon l'invention de marquer le "numéro" ( au sens large défini ciaessus) approprié. Les moyens de commande D1 de l'arbre 13 dans le sens vertical ou D2 du bras 6 ,ou d'une des branches 9 ou 10, latéralement , sont quelconques et connus de l'homme de métier. Ils ont donc été volontairement représentés de manière symbolique sur la Fig. 3, de même que le moyen de blocage éventuel D3 , la presse P et la pièce à marquer E. Ainsi que cela a été précisé, l'encombrement doit être aussi faible que possible. Sur la Fig. 5 , on a représenté en plus du système optique des moyens de commande D4 de deux bras correspondant à deux molettes successives, ainsi qu'un moyen de rappel commun à ces deux molettes, D5. Pour ne pas encombrer le dessin, D5 a été représenté sur une molette différente, mais il va de soi que chaque couple de molettes successives porte ou coopère avec, chacune un moyen D4 de manoeuvre du bras et, conjointement, un moyen commun de rappel D5 . Les moyens D4 se situent en alternance de chaque côté des molettes, tandis que la disposition commune d'un seul moyen de rappel D5 supprime un point d'appui de ce moyen. Naturellement, tous ces moyens coopèrent avec ceux des autres figures, même s'ils ne sont pas représentés tous par commodité. Cela sera apparent à l'homme de métier, de même que la meilleure disposition des moyens pour réduire l'encombrement, et les adaptations du bras et des éléments formant "fourchette". L'invention s'applique à tout type d'industrie utilisant la fonction de numérotage ( au sens large ci-dessus ) et y compris par des moyens tels que l'encrage, ou le marquage à chaud, pour respectivement les papiers et cartons etc.... et les matières plastiques et analogues; en effet, selon l'invention, les fonctions des mouvements des pièces mécaniques et leurs mécanismes sont importants, et non les moyens de marquage qui peuvent être quelconques. Ceci pourra être facilement apprécié par l'homme de métier. REVENDICATIONS 1. Composteur à molettes à mouvement programmable, du type comprenant au moins une molette portant des caractères destinés à être imprimés dans une matière, entraînée en rotation par un moyen mécanique permettant de sélectionner le caractère voulu pour chaque molette, après quoi l'ensemble est soumis à l'action d'une presse, caractérisé en ce que chaque molette est mise en rotation par au moins un moyen mécanique capable de lui imprimer un mouvement rotatif pas à pas et de sens horaire ou anti-horaire, et est ensuite fixée en position par le même moyen mécanique ou un moyen distinct. 2. Composteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite molette comporte des encoches (4) sur son pourtour et en ce que ledit moyen mécanique consiste en deux moyens capables chacun indépendament d'engrener une encoche différente, et de lui imprimer un mouvement horaire ou anti horaire en position d'engrènement, I'un des moyens étant en position non engrenée et le second en position engrenée, ledit mouvement horaire ou anti-horaire élémentaire correspondant à un demi pas, le pas étant l'intervalle entre deux caractères voisins.. 3. Composteur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit mouvement horaire ou anti-horaire résulte de la combinaison d'au moins un mouvement vertical " v " et d'au moins un mouvement pendulaire ou latéral ( vers l'intérieur ou l'extérieur de la molette ) " I " d'au moins l'un desdits moyens d'engrènement. 4. Composteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque molette est encadrée par un élément comportant un bras pendulaire 6 dont sont solidaires deux bras latéraux 7 et 8 en forme de "fourchette", dont chaque branche en forme de" U ", 9 et 10, est terminée par un moyen 11, 12 d'engrènement, capable de coopérer mécaniquement avec les encoches 4 pour entraîner la molette 1 en rotation lorsque le moyen 11 ou 12 se déplace verticalement dans un sens ou l'autre. 5. Composteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que toutes les molettes sont coaxiales autour d'un axe 5 capable de supporter les contraintes de la presse. 6. Composteur selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que tous les bras pendulaires 6 sont montés pivotants autour d'un axe 13 parallèle à l'axe 5 des molettes. 7. Composteur selon la revendication 4, 5 ou 6 caractérisé en ce que le bras pendulaire, les bras latéraux les branches en "U" et les moyens d'engrènement sont formés en une seule pièce mécanique. 8. Composteur selon la revendication 4, 5 ou 6 caractérisé en ce que le bras pendulaire, les bras latéraux, les branches en "U" et les moyens d'engrènement sont formés en plusieurs pièces mécaniques. 9. Composteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que chaque molette comporte un moyen de repérage de sa position par rapport à au moins un des caractères. 10. Composteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que chaque molette est percée d'un orifice, par exemple au voisinage de sa périphérie (orifice 14 ) et en ce qu'un système de repérage optique 17 est capable de détecter le passage d'un rayon lumineux ou analogue 16 lorsque tous les orifices 14 sont en coïncidence. 11. Composteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que toutes les molettes sont munies d'orifices 14 pour tous les caractères sauf un, et en ce qu'un système de repérage optique 17 est capable de détecter le passage d'un rayon lumineux ou analogue 16 lorsque tous les orifices 14 sont en coïncidence. 12. Procédé de positionnement initial d'un composteur à molettes selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11 caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle un système logique vérifie si le rayon lumineux 16 est occulté ou non et, dans la négative, fait pivoter les molettes jusqu'à ce que le rayon ne soit plus occulté. 13. Procédé selon la revendication 1 1 ou 12 caractérisé en ce que le système logique fait ensuite pivoter une molette jusqu'à occultation, à nouveau du rayon, ce qui donne la position N de la molette responsable de l'occultation, laquelle est alors ramenée en position N+1 ou N-1 de non occultation, cette position N+1 ou N-1 étant la position initiale de ladite molette, qui est enregistrée, après quoi le système reproduit l'opération pour chaque molette, ce qui donne la position initiale du composteur. 14. Applications du composteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, ou du procédé selon la revendication 12 ou 13, à tout type de marquage, soit numérotation, soit marquage alpha numérique ou autres, symboles ou textes ou pictigrammes, logos , etc.... sans enlever de matière, sur tout support métallique ou non, carton, papier, matière plastique, par tout moyen tel que compostage, encrage, marquage à chaud.