Brevet FR2796057A1 — publié le 20010112

La présente invention a pour objet un dispositif de manutention d'objets présentant un couvercle comportant un rebord périphérique. De façon plus précise, l'invention concerne un dispositif qui permet la manutention d'objets et de préférence la manutention simultanée de plusieurs objets, ces objets comportant un couvercle muni d'un rebord de fixation sur le reste de l'emballage. Le problème de la manutention de tels objets se pose notamment mais non exclusivement dans le domaine des industries agro- alimentaires et notamment dans les unités de conditionnement des ces produits. Ces produits sont souvent conditionnés dans des emballages qui peuvent consister par exemple en des pots en matière plastique obturés par un couvercle muni d'un rebord de fixation par clipsage, ce rebord se prolongeant par une jupe tronconique plus ou moins élastique. Sur la figure 1 annexée, on a représenté un pot de ce typé. Un tel pot 24 comporte un couvercle 26 raccordé au pot par clipsage de son rebord périphérique 28, le rebord 28 formant une jupe tronconique qui fait saillie hors du pot. De tels pots sont réalisés en un matériau plastique qui présente une élasticité plus ou moins grande. On comprend que la manutention de tels pots est délicate puisque le couvercle 26 est seulement clipsé sur le pot et que son rebord 28 fait saillie hors du corps du pot. Après le conditionnement de ces produits dans leurs emballages, il est nécessaire de placer ces objets dans des caisses ou dans des cartons en vue de la livraison de ces produits. Il est donc nécessaire de disposer un dispositif qui permet la saisie de ces objets à la fin des opérations d'emballage, ces objet se trouvant par exemple sur un tapis roulant, pour les placer à l'intérieur d'une caisse ou d'un carton. On connaît de tels dispositifs de manutention qui permettent de saisir ces objets à l'aide de griffes qui viennent prendre le bord de ces objets avec une certaine pression pour en permettre le déplacement. Ces systèmes à griffes présentent l'inconvénient de comporter un certain nombre de mécanismes mobiles qui rendent donc le dispositif plus complexe et qui en rendent le fonctionnement plus aléatoire. Cela est d'autant plus vrai si ces dispositifs de manutention doivent travailler à des cadences élevées ce qui est le cas dans le domaine d'activité considérée. En outre, dans le domaine des industries agro-alimentaires, il est nécessaire de pouvoir procéder aisément à un nettoyage complet des différentes installations utilisées. Les dispositifs de manutention à griffes de part la complexité de leurs formes se prêtent mal à un tel nettoyage. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de manutention d'objets présentant un couvercle comportant un rebord périphérique de forme mentionnée ci-dessus et notamment d'objets du type décrits ci-dessus qui soit d'une structure simplifiée tout en assurant une saisie efficace des objets en vue de leur manutention et qui permette de préférence mais non exclusivement la saisie simultanée de plusieurs objets en assurant de plus leurs positionnements relatifs. Pour atteindre ce but selon l'invention, le dispositif de manutention d'objets présentant un couvercle comportant un rebord périphérique se caractérise en ce qu'il comprend - un bâti ; - au moins deux extensions de préhension, présentant une première extrémité effilée et une deuxième extrémité de raccordement au bâti, lesdites extensions étant sensiblement parallèles entre elles, lesdites extensions définissant un volume apte à recevoir la périphérie du couvercle de l'objet; chaque extension comportant des moyens formant un relief par rapport à la partie courante de l'extension, 'ledit relief présentant un bord arrondi, lesdits reliefs étant tous sensiblement disposés dans un même plan orthogonal aux axes longitudinaux des extensions, les reliefs étant raccordés par une première surface de révolution de raccordement à l'extrémité effilée qui est continue et par une deuxième surface sensiblement de révolution de raccordement à la partie courante de l'extension, la section de ladite deuxième surface de raccordement par un plan contenant l'axe longitudinal de l'extension étant une courbe raccordée tangentiellement au bord arrondi du relief et à la partie courante de l'extension, ladite courbe ne présentant pas de point d'inflexion par quoi, lorsqu'un objet est engagé entre lesdites extensions, entre lesdits reliefs et le bâti, la périphérie du couvercle de l'objet est appliquée contre la partie courante des extensions ; des moyens d'éjection de l'objet hors du dispositif de manutention ; et des moyens pour déplacer verticalement et horizontalement ledit bâti. On comprend que grâce à la présence des reliefs prévus sur chaque extension de préhension il est possible d'engager la périphérie du couvercle de l'objet entre ces tiges pour en assurer la saisie. Grâce à la forme particulière, notamment de la deuxième surface de raccordement entre les reliefs et la partie courante des extensions. de préhension, on peut obtenir la libération des objets saisis grâce au moyen éjecteur sans risquer d'altérer l'objet, par exemple sans risquer de désolidariser le couvercle du reste de l'objet, tout en maintenant le positionnement de l'objet. En effet, lors de cette éjection, la deuxième surface de raccordement provoque la déformation élastique progressive du rebord du couvercle jusqu'à sa libération. Selon un premier mode de réalisation adapté au cas où les objets sont cylindriques, les extensions de préhension sont des tiges, chaque tige étant munie d'un relief en forme de boursouflure. Selon un premier mode de mise en oeuvre du premier mode de réalisation adapté au cas où la périphérie du couvercle de l'objet est élastiquement déformable, les tiges de préhension sont maintenues orthogonales au bâti et de préférence le dispositif comporte un éjecteur mécanique, l'éjection de l'objet se faisant de façon convenable grâce à la présence de la deuxième surface de raccordement entre la partie courante de la tige de préhension et les moyens formant nervures, cette surface de raccordement permettant la déformation élastique de la périphérie lors de la libération de l'objet. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre plus particulièrement adapté au cas où le rebord périphérique de l'objet n'est pas élastique, les tiges de préhension sont montées élastiquement par rapport au bâti de telle manière que, lors de la libération des objets sous l'effet des moyens éjecteurs, un déplacement relatif latéral des extrémités des tiges de préhension permet la libération des objets par rapport au dispositif de préhension. Selon un deuxième mode de réalisation, les extensions de préhension sont des plaques disposées en regard l'une de l'autre et munies de reliefs sur au moins une partie de leur longueur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles - la figure 1, déjà décrite, montre en coupe partielle un pot pour la saisie duquel l'invention est particulièrement bien adaptée; - la figure 2 est une vue simplifiée illustrant le principe du dispositif de manutention selon l'invention selon un premier mode mise en oeuvre ; - la figure 3 est une vue de détail montrant l'extrémité d'une tige de préhension ; - les figures 4a à 4c montrent l'étape de maintien d'un objet à rebord périphérique déformable dans le dispositif de manutention et les étapes de libération de cet objet par rapport au dispositif de manutention ; - la figure 5 montre une vue partielle du dispositif dans le cas où celui-ci est destiné à manutentionner des objets dont le rebord périphérique est relativement rigide ; - la figure 6 est une vue de dessus simplifiée montrant un dispositif de manutention complet, selon le premier mode de réalisation, permettant la saisie d'une pluralité d'objets ; - la figure 7 est une vue de dessus illustrant la mise en place d'une pluralité d'objets à l'aide du dispositif de manutention dans une caisse en carton ; et - la figure 8 montre en perspective un deuxième mode de réalisation du dispositif de saisie dans le cas où la périphérie du couvercle de l'objet est rectangulaire. En se référant tout d'abord à la figure 2, on va décrire le principe du dispositif de manutention selon un premier mode de réalisation de l'invention particulièrement adapté à la manutention de pots tels que représentés sur la figure 1. Ce dispositif est constitué par un bâti 10 de préférence en forme de plaque sur lequel sont fixées des tiges de préhension telles que 12. Sur la figure 2, on a représenté quatre tiges de préhension qui sont toutes identiques et qui sont disposées dans ce cas particulier au sommet d'un carré. Chaque tige comporte une première extrémité effilée 14 et une deuxième extrémité 16 de fixation sur le bâti 10. Les tiges 12 sont parallèles entre elles et orthogonales à la plaque 10. A proximité de leurs extrémités effilées 14 chaque tige comporte des moyens formant nervures annulaires 18 qui seront appelées ultérieurement "boursouflures". Les boursouflures 18 constituent donc ainsi une saillie ou un relief par rapport à la partie courante des tiges de préhension 12. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de manutention est également équipé d'une plaque d'éjection 20 fixée à l'extrémité d'une tige mobile 22 qui permet le déplacement de la plaque 20 parallèlement à l'axe des tiges de préhension 12. Cette plaque permet l'éjection de l'objet et, dans la phase de manutention, son maintien horizontal. Sur cette figure, on voit que les différentes boursouflures 18 des tiges de préhension sont disposées sensiblement dans un même plan orthogonal aux axes des tiges 12. Sur cette figure, on a représenté en pointillés un objet 24 par exemple un pot de conditionnement de crème alimentaire ou analogue avec son couvercle 26 raccordé au pot 24 par un rebord périphérique en saillie 28 qui est élastiquement déformable et qui est représenté sur la figure 1. Le dispositif complet comprend en outre des moyens de déplacement vertical du bâti 10 pour les opérations de saisie et de libération des objets et des moyens de déplacement horizontal du bâti 10 pour la manutention proprement dite des ob)ets. En se référant maintenant à la figure 3, on va décrire plus en détail le mode de réalisation de l'extrémité active de la tige de préhension 12 selon le premier mode de réalisation. Comme on l'a déjà expliqué la tige 12 comporte à son extrémité effilée 14 une boursouflure annulaire 18 faisant saillie hors de la paroi latérale de la tige 12 cette boursouflure présentant un bord de forme générale arrondie 30. L'extrémité effilée 14 de la tige est raccordée au bord arrondi 30 de la boursouflure 18 par une surface de raccordement 32 régulière par exemple en forme de tronc de cône ou de portion de tore de telle manière que l'on ait une continuité dans l'augmentation du diamètre de la tige entre la pointe de la partie effilée et la boursouflure 18. La partie courante 34 de la tige est raccordée au bord arrondi 30 de la boursouflure par une deuxième surface de raccordement 36. La section de la surface de raccordement 36 par un plan contenant l'axe X, X' de la tige 12 est une courbe qui est raccordée tangentiellement en A au bord arrondi de la boursouflure 18 et en B à la partie courante de la tige 12. La courbe 36 présente une forme régulière dépourvue de points d'inflexion. II est important que la courbe 36 et donc la surface de raccordement présentent un rayon de courbure régulier afin d'éviter qu'il ne se forme un gradin immédiatement au-dessus de la boursouflure 18. En se référant aux figures 4a à 4c on comprendra mieux comment le dispositif selon l'invention permet d'obtenir de façon efficace la saisie d'un objet tel que le pot 24 et son éjection. Pour saisir le pot 24, il suffit d'abaisser verticalement l'ensemble du dispositif représenté sur la figure 2, le couvercle du pot 24 étant centré par les extrémités effilées 14 des tiges. Par l'abaissement du dispositif les boursouflures 18 provoquent la déformation élastique du rebord 28 du couvercle qui "passe au-dessus" des boursouflures 18 des tiges reprenant ainsi sa forme initiale. La jupe du rebord 28 du couvercle restant plaquée contre la tige. C'est ce qui est représenté sur la figure 3a. Dans cette position, le pot 24 est efficacement maintenu entre les tiges 12 par appui du rebord 28. Sur les tiges, le rebord est de plus au-dessus des boursouflures 18. L'objet peut être manutentionné à l'aide du dispositif. On comprend que le maintien de l'objet est beaucoup plus sûr que dans les systèmes de manutention dans lesquels la saisie de l'objet est obtenue par coincement ou pincement de l'objet. On comprend également qu'un même dispositif de manutention peut être utilisé pour des objets, notamment des pots tels que représentés sur la figure 1, dès lors que leur diamètre est le même, indépendamment de la hauteur de la partie formant le couvercle. Lorsque l'on veut libérer le pot 24 du dispositif de manutention on provoque la descente de la plaque d'éjection 20 qui vient ainsi appuyer sur la face supérieure du pot 40. Grâce à la forme particulière de la surface de raccordement 36 entre la partie courante de la tige 12 et la boursouflure 18 et grâce au fait que la jupe du couvercle est restée plaquée sur la partie courante des tiges, la descente du pot et de son couvercle sous l'action de l'éjecteur provoque la déformation élastique localisée du bord du couvercle au niveau de cette surface de raccordement comme le montrent les figures 4b et 4c. La déformation élastique localisée par pliage du rebord du pot se poursuit jusqu'à ce que le rebord du couvercle ait franchi complètement la boursouflure 18.A ce moment le pot 24 est libéré du dispositif de manutention. Le mode de réalisation représenté sur la figure 1 est bien adapté au cas où la périphérie du couvercle de l'objet à manutentionner présente une déformabilité élastique. Lorsque l'objet à manutentionner comporte un couvercle dont la périphérie est moins déformable le dispositif de manutention est modifié comme cela est représenté en vue partielle sur la figure 5. Chaque tige de préhension 12 comporte toujours une boursouflure 18 avec ces surfaces de raccordement 32 et 36 identiques à celles qui sont représentées sur la figure 2. La modification consiste dans le fait que l'extrémité de fixation 16 de la tige 12 sur le bâti constitué par la plaque 10 n'est pas rigide mais qu'il est constitué par un système élastique 50. Ainsi sous l'effet d'une contrainte l'axe X, X de la tige 12 peut se désaxer légèrement par rapport à la perpendiculaire à la plaque 10. II en résulte un écartement des tiges 12 les unes par rapport aux autres. Cet écartement relatif permet la libération de l'objet 24 sous l'effet de l'abaissement de la plaque d'éjection 20. Bien entendu, dans les modes de réalisation simplifiés décrits jusqu'ici, le dispositif de manutention pourrait ne comporter que 3 tiges. II faut également préciser que l'écartement entre les tiges doit être tel que l'objet doit pouvoir être contenu librement au-dessus des boursouflures 18 avec la jupe du couvercle plaquée sur la partie courante des tiges. En revanche, cet écartement doit être tel que la périphérie du couvercle ne puisse pas franchir librement les boursouflures. Il faut également souligner que grâce à la forme particulière de la boursouflure 18 et de la surface de raccordement 36, le couvercle de l'objet peut être complètement engagé entre les tiges au-delà des boursouflures. Cette caractéristique, outre le fait qu'elle assure une saisie efficace de l'objet, permet la saisie successive de plusieurs objets à l'aide du dispositif représenté sur la figure 1. II suffit de donner aux tiges une longueur suffisante, c'est-à-dire supérieure à une fois la hauteur h d'un objet pour saisir deux objets, ou encore supérieure à deux fois la hauteur h d'un objet pour pouvoir en saisir 3. Sur la figure 6, on a représenté un dispositif complet de manutention. II comprend le bâti 60 et une pluralité de tiges 12 disposées selon une matrice de n lignes et p colonnes. On comprend qu'un tel dispositif permet la saisie simultanée de (n-1) x (p-1) objets. Lorsqu'on veut mettre en place dans une caisse ou extraire de celle-ci des objets, il peut être intéressant de prévoir que les tiges 12 aient des diamètres différents. C'est ce qui est illustré par la figure 7. On a représenté une caisse 70 avec deux de ses bords 72 et 74, la caisse contenant des objets cylindriques 24. On comprend que dans le coin 76 de la caisse, l'espace libre est réduit. On prévoirait une tige 12a de diamètre réduit. Le long d'un bord, par exemple dans la zone 78, l'espace libre est plus important. On prévoira une tige 12b de diamètre intermédiaire. Enfin, entre quatre objets, par exemple en 80, l'espace libre est encore plus important. On prévoira une tige 12c de diamètre supérieur. Dans une variante non représentée sur les figures, on peut prévoir que les tiges 12 munies de leurs boursouflures 18 soient montées pivotantes par rapport au bâti autour de leur axe longitudinal XX. Corollairement, les boursouflures n'occupent que des secteurs angulaires sur la périphérie de la partie courante de la tige. Par rotation de la tige, on peut ainsi faciliter l'opération de saisie ou d'éjection de l'objet. Dans les exemples de réalisation décrits précédemment, les moyens de préhension sont constitués par les tiges 12 munies de leurs boursouflures 18. Une telle disposition est bien adaptée au cas où les objets à saisir ont une forme générale ,cylindrique. Trois ou quatre tiges 12 permettent de saisir un objet. La figure 8 montre un mode de réalisation de l'invention particulièrement bien adapté à la saisie d'objets dont la périphérie du couvercle est rectangulaire. Le dispositif de manutention comprend un bâti 90 sur lequel sont fixées deux plaques de préhension 92 et 94 perpendiculaires au bâti 90 et parallèles entre elles. Sur leur bord libre, les plaques présentent sur au moins une partie de leur longueur une arête effilée de positionnement qui se prolonge verticalement par un relief 98 qui a, en section droite, la même forme que la boursouflure 18 complétée par ses surfaces de raccordement 32 et 36. Le relief 98 s'étend sur au moins une partie de la longueur de la plaque, à proximité de son bord libre. On comprend que les reliefs 98 des plaques 92 et 94 jouent exactement le même rôle avec les mêmes avantages que les boursouflures 18 et les surfaces de raccordement 32 et 36 des tiges 12. Sur la figure 8, on a représenté un objet para llélépipèdique rectangle 100 muni d'un couvercle 102 dont le rebord comporte une jupe 104 qui, au repos, s'écarte du corps de l'objet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manutention d'objets présentant un couvercle comportant un rebord périphérique, caractérisé en ce qu'il comprend - un bâti ; - au moins deux extensions de préhension, présentant une première extrémité effilée et une deuxième extrémité de raccordement au bâti, lesdites extensions étant sensiblement parallèles entre elles, lesdites extensions définissant un volume apte à recevoir la périphérie du couvercle de l'objet; chaque extension comportant des moyens formant un relief par rapport à la partie courante de l'extension, ledit relief présentant un bord arrondi, lesdits reliefs étant tous sensiblement disposés dans un même plan orthogonal aux axes longitudinaux des extensions, les reliefs étant raccordés par une première surface de raccordement à l'extrémité effilée qui est continue et par une deuxième surface de raccordement à la partie courante de l'extension, la section de ladite deuxième surface de raccordement par un plan contenant l'axe longitudinal de l'extension étant une courbe raccordée tangentiellement au bord arrondi du relief et à la partie courante de l'extension, ladite courbe ne présentant pas de point d'inflexion par quoi, lorsqu'un objet est engagé entre lesdites extensions, entre lesdits reliefs et le bâti, la périphérie du couvercle de l'objet est appliquée contre les extensions de préhension au-dessus des reliefs ; des moyens d'éjection de !'objet hors du dispositif de manutention ; et des moyens pour déplacer verticalement et horizontalement ledit bâti. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque extension de préhension est constituée par une tige dont la deuxième extrémité est raccordée au bâti. 3. Dispositif selon la revendication 2, pour des objets dont la périphérie du couvercle est élastiquement déformable, caractérisé en ce que les tiges sont maintenues orthogonales au bâti. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend n x p tiges disposées selon n lignes et p colonnes, n et p étant des entiers au moins égaux à 2, par quoi ledit dispositif peut saisir simultanément (n-1)x(p-1) objets. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que la longueur de la partie courante des tiges entre leur deuxième extrémité et les reliefs est supérieure à la hauteur des objets à manutentionner, par quoi plusieurs objets peuvent être saisis successivement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les reliefs ont la forme d'une "boursouflure" de révolution autour de l'axe des tiges. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'éjection comprennent des moyens formant plaque disposés orthogonalement à l'axe des tiges et des moyens pour déplacer, par rapport audit bâti, les moyens formant plaque selon la direction de l'axe des tiges entre la deuxième extrémité des tiges et sensiblement la première extrémité des tiges, par quoi les moyens formant plaque sont appliqués sur la face supérieure du couvercle des objets et permettent à ladite périphérie du couvercle de franchir la zone constituée par les moyens formant nervure par déformation élastique. 8. Dispositif de manutention selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 pour la saisie simultanée ou la dépose simultanée de nxp objets avec n et p supérieurs à 2 dans un emballage, caractérisé en ce que la position des tiges est adaptée aux dimensions des périphéries des couvercles des objets et en ce que le diamètre de chaque tige est adapté à l'espace libre entre les objets tels qu'ils sont disposés dans l'emballage ou tels qu'ils doivent être disposés dans l'emballage. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que chaque relief n'occupe que des portions de la périphérie de la tige et en ce que lesdites tiges sont montées rotatives autour de leur axe par rapport au bâti. 10. Dispositif selon la revendication 1, pour des objets dont la périphérie du couvercle est rigide, caractérisé en ce que lesdites tiges sont fixées sur ledit bâti par des systèmes élastiques pour permettre un pivotement de l'axe de la tige par rapport au bâti sous l'effet d'une contrainte appliquée à ladite tige à proximité de sa première extrémité 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites extensions de préhension sont des plaques sensiblement perpendiculaires au bâti et en ce que le relief s'étend sur au moins une partie de la plaque à proximité de son bord libre.