Brevet FR2771313A1 — publié le 19990528

MACHINE DE TRI DE PAQUETS OU D'OBJETS DIVERS, ET PROCEDE DE DECHARGEMENT MIS EN OEUVRE DANS CETTE MACHINE. La présente invention est relative à une machine de tri, par exemple pour le tri de paquets ou d'objets par destination postale, ou pour la préparation de commandes, ou pour tout autre application de tri, du genre comportant un carrousel comportant une pluralité de petits convoyeurs transversaux, communément appelés "bandes transversales", disposés successivement, les uns à côté des autres, et se déplaçant le long d'une structure fixe de guidage constituée en boucle fermée. Elle vise également le procédé d'actionnement des bandes transversales des installations de ce type. L'activité logistique connaît depuis quelques années une ère d'automatisation, justifiée par un souci d'amélioration de la productivité, une augmentation importante des flux, et un besoin de flexibilité des installations. En particulier, dans le domaine de l'acheminement des paquets ou colis, des machines appelées machines de tri ou trieurs sont développées pour effectuer automatiquement le tri de paquets par destination. Pour les plus grandes cadences, au dessus de 10.000 paquets triés par heure, il existe plusieurs technologies dont les plus répandues sont les trieurs à godets, les trieurs à peignes, les trieurs à plateaux appelés trieurs gravitaires, ou les trieurs à bandes transversales, communément appelés trieurs "cross belt" Cette dernière catégorie a pour caractéristique d'effectuer un déchargement positif et non gravitaire du paquet: le paquet transporté par le trieur est posé sur une bande transversale, orientée perpendiculairement au sens de déplacement du paquet sur le trieur. Pour décharger le paquet, on actionne la bande transversale, ce qui communique au paquet un mouvement relatif précis et contrôlé par rapport au trieur, appelé déchargement positif. Le déchargement positif présente l'avantage de garantir un temps de déchargement constant et une direction de déchargement identique quels que soient le poids du paquet, sa forme, son adhérence. Ceci permet, d'autre part, d'avoir un déchargement contrôlé, donc de décharger plus vite et de réduire le pas des sorties, ou de décharger moins vite et de trier des pièces plus fragiles. Enfin, en actionnant la bande transversale pendant l'injection, il est possible de positionner parfaitement le paquet sur le carrousel avant le déchargement. Les trieurs à bandes transversales sont principalement constitués par une chaine sans fin de bandes transversales reliées les unes aux autres et se déplaçant le long d'une structure fixe se présentant sous forme de boucle fermée pouvant avoir des longueurs et configurations variables et comportant au moins un rail de guidage. Ces trieurs à bandes transversales adoptent communément la technologie du moteur électrique individuel embarqué pour actionner chaque bande transversale. Les moteurs sont alimentés par un rail électrique sur lequel frottent des balais, ou par un circuit d'alimentation embarqué alimenté par une ou plusieurs dynamos elles-mêmes embarquées. Cette technologie présente l'inconvénient commercial d'être plus chère que les trieurs gravitaires à débit égal. De plus, les trieurs à bandes transversales ont un coût de maintenance qui est environ le double de celui des trieurs gravitaires. En effet, la puissance nécessaire au déchargement est telle qu'elle occasionne, pour les petits moteurs embarqués, des courants d'appel très importants qui provoquent une usure rapide des contacts. La présente invention a pour objectif de proposer une nouvelle technologie pour motoriser les bandes transversales, moins chère à l'achat que celle utilisant des moteurs électriques, et requérant un coût de maintenance proche de celui d'un trieur gravitaire. Selon l'invention, I'énergie cinétique nécessaire pour actionner les bandes transversales et obtenir le déchargement des paquets est prélevée sur l'énergie d'entraînement de la chaine mobile de la machine de tri , plus précisément, la motorisation des bandes transversales est obtenue par la mise en contact d'une roue d'entraînement liée à la bande transversale par une transmission, contre une surface fixe du chassis du trieur appelée rail. Le mouvement d'avance de la chaine mobile du trieur communique à la roue se trouvant en contact avec le rail , I'énergie cinétique nécessaire pour faire tourner la bande transversale, reliée à cette roue, et donc pour décharger le paquet. On comprend que le système selon l'invention ne comporte que des composants mécaniques simples qui garantissent une maintenance classique et peu onéreuse. Un autre avantage du système est de disposer sur la bande transversale d'une puissance importante. Dans tous les cas, I'énergie du déchargement, communiquée au paquet par le mouvement d'avance du trieur, est négligeable devant l'énergie d'entraînement du trieur. La vitesse de déchargement et l'accélération communiquée au paquet peuvent être aisément ajustées au besoin de l'application en modifiant les paramètres de la transmission (rapports, coefficients d'adhérence et de frottement, etc ), pour un déchargement positif optimisé. D'autre part, le système selon l'invention peut-être adapté à tout type de chaîne de manutention et de tri ; il peut donc être installé en lieu et place des bandes transversales à entrainement par moteurs électriques, ou des plateaux des installations actuelles. Un autre avantage du procédé et de la machine de tri selon l'invention réside dans le fait que la bande transversale peut accompagner le paquet ou l'objet lorsqu'il est injecté sur le trieur. Dans ce cas, I'énergie cinétique nécessaire pour la mise en marche de la bande transversale concernée, lors de l'injection d'un paquet, peut également être prélevée sur l'énergie d'entraînement de la chaine mobile de la machine de tri, comme indiqué précédemment. Un autre avantage offert par l'invention, est que le déchargement du paquet ou autre objet peut s'effectuer à droite ou à gauche par rapport à un sens de déplacement du carrousel. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma de principe du système d'entraînement de la bande transversale selon l'invention dans la phase où la bande transversale est immobile, et pour une configuration particulière où l'ensemble bande transversale + transmission, pivote avec la roue d'entraînement pendant la phase de déchargement. La figure 2 est un schéma de principe du système d'entraînement de la bande transversale selon l'invention, dans la phase où la bande transversale est immobile, et pour une autre configuration particulière où l'ensemble bande transversale + transmission ne pivote pas, et la roue d'entraînement est liée à la transmission par un arbre flexible. La figure 3 est une autre représentation schématique de la figure 1, dans la phase de déchargement du côté gauche du trieur où la roue est en contact avec le rail et entraîne la bande transversale. La figure 4 est une autre représention schématique de la figure 1, dans la phase d'après déchargement où la roue a échappé au rail et n'entraîne plus la bande transversale, après que le paquet ait été déchargé. On se réfère auxdits dessins pour décrire un exemple nullement limitatif, de mise en oeuvre du système et du procédé selon l'invention. Cet exemple illustre un déchargement à gauche de l'axe et du sens d'entraînement de la chaîne du trieur. Comme indiqué précédemment, une machine de tri ou trieur à bandes transversales comprend un carrousel principalement constitué d'une pluralité de petits convoyeurs à bande sans fin orientés transversalement par rapport au sens de déplacement du carrousel, cet ensemble mobile étant guidé le long d'une structure fixe comprenant au moins un rail et, de préférence, au moins deux rails parallèles. Afin de ne pas compliquer inutilement la description et les dessins, on a seulement représenté une petite portion du carrousel de la machine de tri, la portion représentée comprenant un seul petit convoyeur à bande sans fin 1, généralement appelé "bande transversale" sur laquelle repose un paquet P. La bande transversale 1 s'enroule sur un tambour moteur 2 et sur un tambour de renvoi 3, le châssis 4 de ladite bande étant relié à une chaine d'entraînement 5 composée de chariots ou maillons liés entre eux et dont la motorisation est assurée de manière connue en soi. La flèche F1 indique le sens de déplacement du carrousel , les flèches F2 et F3 indiquent, les deux sens de déchargement possibles, à gauche ou à droite, respectivement, de la bande transversale. Le carrousel se déplace le long d'une structure fixe par rapport au sol, cette structure fixe comprenant au moins un rail et, de préférence, deux rails parallèles 6A (rail gauche), 6B (rail droit). Selon le procédé de l'invention, I'énergie permettant l'entraînement de la bande sans fin 1 et le déchargement du paquet P posé sur le brin supérieur de ladite bande, est fournie par le déplacement du carrousel 1-5 le long de la structure fixe 6A-6B. La mise en oeuvre de ce procédé est réalisée, selon une autre disposition caractéristique de l'invention, en reliant le tambour moteur 2 de la bande transversale 1, au moyen d'une transmission, à une roue d'entraînement 7 montée de façon à pouvoir être mise en contact avec le rail de la structure fixe ou avec l'un des rails 6A ou 6B de ladite structure. Cette roue est exécutée dans un matériau présentant un coefficient de frottement élevé ou peut être munie d'un bandage réalisé dans un tel matériau. Selon l'exemple de réalisation illustré aux figures 1, 3 et 4, la roue d'entraînement 7 est reliée à une poulie menante 8 par l'intermédiaire d'un arbre 9 muni d'un coupleur élastique 9a ayant pour fonction d'atténuer l'accélération communiquée au paquet P au moment où la roue d'entraînement 7 vient se coller contre le rail 6A ou 6B. La poulie menante 8 est reliée à une poulie menée 10 au moyen d'une courroie 11, lesdite poulies 8 et 10 ayant leurs axes orientés orthogonalement. La poulie menée 10 est accouplée au tambour moteur 2 par l'intermédiaire d'un arbre 12. Selon le mode d'exécution illustré, I'arbre 9 de la roue d'entraînement 7 est monté entre les rails 6A, 6B, avec une aptitude de basculement axial, à gauche ou à droite, selon flèches F4 et F5, de sorte que ladite roue peut être amenée au contact de l'un ou l'autre rail 6A, 6B ou être positionnée à une légère distance desdits rails (par exemple de l'ordre de 2 à 5 mm). Dans ce cas, la roue d'entraînement est dimensionnée de sorte que son diamètre soit légèrement inférieur à la distance séparant les faces en regard des rails 6A et 6B. D'autre part, le châssis 4 de la bande transversale 1, la transmision 8, 10, 11, 12 et l'arbre 9 de la roue d'entraînement 7 peuvent être reliés de manière à basculer simultanément, à droite ou à gauche, par exemple suivant un angle de l'ordre de 5". Dans ce but, I'arbre 9 et le châssis 4 peuvent être soutenus par un arbre oscillant horizontal 13 luimême supporté par une structure 14 rigidement solidaire du chariot 5 (figure 1) de la chaine d'entraînement. Selon le mode d'exécution représenté à la figure 2, I'ensemble constitué par la bande transversale 1 et la transmission 8, 10, 11, 12 est fixe par rapport au chariot 5, tandis que seule la roue d'entraînement 7 est montée avec une aptitude de basculement par rapport audit chariot 5, ladite roue 7 étant reliée à la poulie menante 8 par l'intermédiaire d'un arbre flexible 9' (la roue 7 et l'arbre flexible 9' sont représentés dans la position de repos et dans une position active, respectivement). Dans ce cas, le palier 15 dans lequel est montée l'extrémité inférieure de l'arbre 9' est porté par un arbre oscillant horizontal 16 supporté par une structure 17 rigidement solidaire du chariot 5, tandis que l'ensemble bande transversale 1-transmission 8, 10, 11, 12, est supporté par une structure 14' rigidement solidaire dudit chariot. En se référant aux figures 1, 3 et 4, on comprend que le carrousel 1-5 étant en mouvement et se déplaçant suivant la flèche F 1 - lorsque la roue d'entraînement 7 se trouve à distance des rails 6A et 6B, elle ne tourne pas et la bande d'entraînement 1 n'est pas actionnée (figure 1), - lorsque la roue d'entraînement 7 est basculée et vient en appui contre l'un des rails (rail gauche 6A, selon la figure 3), elle se trouve entraînée en rotation, ce qui provoque la mise en rotation de la poulie menante 8, de la poulie menée 10 via la courroie 11, et du tambour moteur 2 relié à ladite poulie menée par l'intermédiaire de l'arbre 12 , la rotation du tambour 2 met en mouvement la bande transversale 1 dont le brin supérieur ou surface supérieure réceptrice se déplace dans la direction du basculement de la roue d'entraînement. Le paquet P préalablement identifié, se déplace avec la bande transversale et se trouve déchargé à son emplacement de destination lorsqu'il franchit l'extrémité de ladite bande transversale (à gauche selon la figure 3). Après la course nécessaire pour décharger le paquet P, la roue d'entraînement 7 quitte le rail 6A, elle n'est plus entrainée en rotation et la bande transversale 1 s'immobilise (figure 4). Un déchargement sur la droite de l'axe et du sens d'entraînement de la chaine du trieur, met en oeuvre une cinématique tout à fait symétrique de celle décrite ci-dessus. Le déplacement ou le basculement en position active de la roue d'entraînement 7 provoquant le déchargement du paquet peut être déclenché au moyen d'un actuateur ou déclencheur (non représenté), ou par tout autre système électro-mécanique bien connu dans le domaine des automatismes industriels. Son retour en position neutre peut être assuré par des moyens similaires ou équivalents. REVENDICATIONS 1. - Procédé d'actionnement des bandes transversales des installations de tri du genre comportant un carrousel comprenant une pluralité de petits transporteurs transversaux communément appelés "bandes transversales" et se déplaçant le long d'une structure fixe de guidage constituée en boucle fermée, caractérisé en ce que l'on utilise le déplacement du carrousel (1-5) le long de la structure fixe de guidage (6A-6B) comme source d'énergie cinétique permettant l'entraînement des bandes transversales (1). 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie fournie par le déplacement du carrousel (1-5) pour l'entraînement de chaque bande transversale (1) est prélevée au moyen d'une roue d'entraînement (7) susceptible d'être amenée au contact d'au moins un rail (6A ou 6B) de la structure fixe de guidage et reliée au tambour moteur (2) de ladite bande transversale (1), par l'intermédiaire d'une transmission (8-9-10-11 - 12), de manière à réaliser l'entraînement de la surface supérieure de ladite bande transversale dans au moins une direction, et, par conséquent, le déchargement du paquet (P) transporté sur au moins l'un des côtés du carrousel. 3. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie fournie par le déplacement du carrousel (1-5) pour l'entraînement de chaque bande transversale (1) est prélevée au moyen d'une roue d'entraînement (7) susceptible d'être amenée au contact de l'un ou l'autre de deux rails parallèles (6A ou 6B) de la structure fixe de guidage et reliée au tambour moteur (2) de ladite bande transversale (1), par l'intermédiaire d'une transmission (8-9-10-11-12), de manière à réaliser l'entraînement de la surface supérieure de ladite bande transversale dans l'une ou l'autre de deux directions opposées, et, par conséquent, le déchargement du paquet transporté (P), d'un côté ou de l'autre du carrousel. 4. - Procédé suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la roue d'entraînement (7) est mise au contact avec le rail (6A ou 6B) assurant son entraînement en rotation, au moment où la bande transversale (1) transportant un paquet identifié (P) arrive à destination, et s'éloigne dudit rail (6A ou 6B) lorsque le paquet (P) est déchargé. 5. - Machine de tri de paquets ou d'objets divers, du genre comportant un carrousel comprenant une pluralité de petits transporteurs transversaux communément appelés "bandes transversales" et se déplaçant le long d'une sructure fixe de guidage constituée en boucle fermée, et comprenant au moins un rail (6A, oB), caractérisée en ce que le tambour d'entraînement (2) de chaque bande transversale (1) est reliée, par l'intermédiaire d'une transmission (8-9-10-11-12), à une roue d'entraînement (7) susceptible d'être amenée au contact dudit rail, de manière à réaliser l'entrainement de la surface supérieure de ladite bande transversale dans au moins une direction et, par conséquent, le déchargement du paquet (P) transporté, sur au moins l'un des côtés du carrousel. 6. - Machine de tri selon la revendication 5, caractérisée en ce que la structure fixe de guidage comporte deux rails (6A, 6B) et en ce que la roue d'entraînement (7) est susceptible d'être amenée au contact de l'un ou l'autre desdits rails, de manière à réaliser l'entraînement de la surface supérieure de la bande transversale (1) dans l'une ou l'autre de deux directions opposées et, par conséquent, le déchargement du paquet transporté (P) d'un côté ou de l'autre du carrousel. 7. - Machine de tri selon la revendication 6, caractérisée en ce que la roue d'entraînement (7) est disposée entre les rails fixes (6A, 6B) et montée avec une aptitude de basculement axial en direction de l'un ou l'autre desdits rails (6A, 6B) 8. - Machine de tri selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, suivant laquelle chaque bande transversale (1) est supportée par un chariot ou maillon (5) d'une chaine d'entraînement, caractérisée en ce que ladite bande transversale (1) et la transmission (8-10-11-12) constituent un ensemble fixe par rapport audit chariot ou maillon (5), tandis que la roue d'entraînement (7) est supportée par ce dernier avec une possibilité de basculement axial. 9. - Machine de tri suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la roue d'entraînement (7) est reliée à la transmission (8-10-11-12) par l'intermédiaire d'un arbre flexible (9'). 10. - Machine de tri, selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, suivant laquelle chaque bande transversale (1) est supportée par un chariot ou maillon (5) d'une chaine d'entrainement, caractérisée en ce que l'ensemble constitué par ladite bande transversale (1), la transmission (8-10-11-12) et la roue d'entraînement (7) est monté avec une aptitude de basculement par rapport audit chariot ou maillon.