Brevet FR2792920A1 — publié le 20001103

L'invention a trait à une installation et à un procédé de convoyage de produits selon deux directions, notamment selon une direction horizontale et une direction verticale. Dans le domaine du conditionnement, il est connu de déplacer des produits selon deux directions globalement perpendiculaires, notamment lors de la mise en caisses ou "encaissage" de ces produits. En effet, à cette occasion, les produits doivent être déplacés dans un plan horizontal vers la boîte ou caisse destinée à les recevoir et introduits dans celle-ci selon une direction globalement verticale imposée par l'ouverture de la caisse, cette ouverture étant, le plus souvant, dirigée vers le haut. Certains dispositifs connus utilisent un moteur électrique pour le déplacement d'un chariot selon une direction globale- ment horizontale, alors que des vérins prévus sur ce chariot permettent de déplacer verticalement un ensemble muni de moyens de préhension des produits tels que des ventouses. Ces disposi- tifs connus nécessitent l'utilisation de deux motorisations distinctes, électrique pour l'une et pneumatique ou hydraulique pour l'autre, ce qui renchérit d'autant le prix de revient de ces dispositifs et augmente les risques de panne. En outre, les mouvements sont saccadés, car des accélérations et décéléra- tions importantes sont engendrées aux points de rebroussement des trajectoires. On a pu envisager d'utiliser un unique moteur dont l'arbre de sortie est relié à un élément muni d'organes de préhension grace à une came, de telle sorte que le mouvement transmis à cet élément est courbe, par exemple approximativement en forme d'arc de cercle ou de tronçon de sinusoïde. Ceci n'est pas satisfaisant dans la mesure o la trajectoire générée est telle que les produits en cours de déplacement et/ou les organes de préhension heurtent souvent les bords de l'ouverture de la caisse utilisée. En outre, des systèmes complexes de cames et de ressorts doivent être prévus, ce qui diminue la fiabilité de ces dispositifs. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une installation de convoyage qui permet, grâce à un seul moteur, d'obtenir deux mouvements selon des directions globalement perpendiculaires, ces mouve- ments étant décomposés de telle sorte qu'ils peuvent avoir lieu sans interférence avec l'environnement des produits, tels que les bords d'une caisse ou les poutres d'un bâti. Dans cet esprit, l'invention concerne une installation de convoyage de produits, comprenant un chariot mobile en transla- tion selon une première direction, et un sous-ensemble, muni d'au moins un organe de préhension et/ou d'accrochage de ces produits, solidaire du chariot et mobile selon une seconde direction globalement perpendiculaire à cette première direc- tion, caractérisée en ce que le chariot porte un moteur ou un motoréducteur dont l'arbre de sortie est équipé d'une première manivelle, apte à coopérer avec des moyens de guidage fixes pour le déplacement du chariot selon la première direction, et d'une seconde manivelle, apte à commander le sous-ensemble en déplacement selon la seconde direction. Grâce à l'invention, la rotation de l'arbre de sortie du moteur ou du moto-réducteur est utilisée par la première manivelle pour le déplacement du chariot selon la première direction, alors que la seconde manivelle est dédiée à l'en- traînement du sous-ensemble selon la seconde direction. Selon un aspect particulièrement avantageux de l'inven- tion, la première manivelle est apte à être en prise ou dégagée par rapport aux moyens de guidage fixes en fonction de la position angulaire de l'arbre de sortie. Grâce à cet aspect de l'invention, le mouvement de translation selon la première direction peut être interrompu lorsque la première manivelle est dégagée par rapport aux moyens de guidage fixes, alors que le mouvement de translation du sous- ensemble selon la seconde direction continue, car la seconde manivelle est en prise avec le sous-ensemble, indépendamment de la position angulaire de l'arbre de sortie. Cette disposition permet donc de dissocier, en fonction de la position angulaire de l'arbre de sortie, le mouvement du chariot, selon la première direction, du mouvement du sous-ensemble selon la seconde direction. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, les première et seconde manivelles s'étendent dans une même direc- tion radiale par rapport à l'arbre de sortie. L'installation comprend avantageusement des moyens de verrouillage en position du chariot au niveau des extrémités de sa course selon la première direction. Ces moyens de verrouil- lage permettent d'immobiliser le chariot lorsqu'il n'est pas commandé par la première manivelle en translation selon la première direction. Grâce à cette disposition, le chariot est maintenu dans une position telle que la première manivelle peut être mise en prise avec les moyens de guidage fixes rapidement et sans heurt lors d'une rotation ultérieure de l'arbre de sortie. En particulier, ces moyens de verrouillage sont actifs lorsque la première manivelle est dégagée par rapport aux moyens de guidage fixes et inactifs lorsque cette première manivelle est en prise par rapport à ces moyens de guidage fixes. Par exemple, les moyens de verrouillage comprennent au moins une glissière solidaire du sous-ensemble et apte à coopérer avec un organe solidaire d'un bâti fixe de l'installa- tion en fonction de la position du sous-ensemble dans son mouvement selon la seconde direction. L'invention concerne également un procédé de convoyage pouvant être mis en oeuvre avec l'installation telle que précédemment décrite et, plus spécifiquement, un procédé qui consiste à entraîner le chariot en déplacement selon la première direction grâce à la rotation, sur une fraction de tour, d'un arbre de sortie d'un moteur ou moto-réducteur porté par le chariot, et à entraîner le sous-ensemble en déplacement selon la seconde direction grâce à la rotation de l'arbre de sortie sur un tour sensiblement complet. Avantageusement, la fraction de tour utilisée pour l'entraînement du chariot correspond sensiblement à un demi- tour. On peut également prévoir que le procédé consiste à immobiliser le chariot en translation selon la première direc- tion lorsqu'il n'est pas entraîné par la rotation de l'arbre de sortie. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une installation de convoyage et de son procédé de mise en oeuvre conformes à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue simplifiée, en perspective d'une installation conforme à l'invention dans une première configuration; - la figure 2 est une représentation schématique de principe, en vue de face, des éléments essentiels de la machine dans la configuration de la figure 1; - les figures 3 à 10 sont des représentations analogues à la figure 1 alors que la machine est dans d'autres configurations et - la figure 11 est une représentation schématique de principe de la trajectoire d'un point du plateau mobile de l'installation des figures 1 à 10. L'installation représentée à la figure 1 est destinée à déplacer des produits ou objets 1, tels que des pots, d'un convoyeur à bandes 2 vers une caisse cartonnée 3 disposée sur un second convoyeur à bande 4. L'installation comprend un bâti formé de pieds 5 soutenant des poutres en C 6 entre lesquelles sont tendus deux rails 7, de support et de guidage en transla- tion selon une première direction X-X' horizontale, d'un chariot 8. Les poutres 6 supportent également un jeu de poutres verticales et longitudinales 9 sur lesquelles est fixée une platine 10 portant deux éléments allongés 11 formant ensemble une glissière 12 disposée selon une direction Z-Z', globalement perpendiculaire à la direction X-X', et verticale. Deux galets 13 et 13' sont montés pivotant à l'extrémité de deux pattes 14 et 14' respectivement sur les côtés gauche et droit du bâti et à proximité des poutres 6. Un moteur électrique 20 accouplé à un réducteur 21 est monté sur le chariot 8. Sur une première extrémité 22a de l'arbre de sortie 22 du réducteur 21 est fixée une manivelle 23 équipée d'un galet d'extrémité 23a. Le diamètre extérieur du galet 23a est légèrement inférieur à la largeur interne de la glissière 12. Une seconde manivelle 24 est montée sur l'extrémité opposée 22b de l'arbre 22 du réducteur 21 et est également équipée d'un galet 24a. Les manivelles 23 et 24 s'étendent dans la même direction radiale par rapport à l'axe central de l'arbre 22. En d'autres termes, les manivelles 23 et 24 sont parallèles entre elles et s'étendent toutes les deux vers le bas, c'est-à-dire en direction des objets 1, dans la configuration des figures 1 et 2. Le galet 24a soutient un plateau supérieur 25 relié par deux tiges verticales 26 à un plateau inférieur 27 équipé de ventouses à dépression 28 en nombre égal au nombre de pots 1 à déplacer. Les ventouses 28 sont reliées par un collecteur commun 29 à une source de vide non représentée. Les tiges 26 traversent deux manchons 30 solidaires du chariot 8 et aptes à servir de moyens de guidage en translation verticale pour le sous-ensemble formé des éléments 25 à 27. Deux glissières 31 et 31' sont montées sur des traverses verticales 32 et 32' tendues entre les plateaux 25 et 27 et s'étendant à proximité des manchons 30. La largeur interne de ces glissières leur permet d'accommoder les galets 13. On note O l'angle de rotation de l'arbre 22 à partir de la position de la figure 2. L'angle O est l'angle de direction des manivelles 23 et 24 par rapport à la verticale. Le fonctionnement est le suivant: Dans la position des figures 1 et 2, l'angle 8 est nul et les manivelles 23 et 24 sont toutes deux dirigées vers le bas, c'est-à-dire parallèlement à la direction Z-Z', de telle sorte que la manivelle 23 est dégagée par rapport à la glissière 12, alors que le galet 24a de la manivelle 24 supporte le plateau dans une position basse telle que les ventouses 28 viennent au contact des pots 1. Les ventouses sont mises en dépression et rendues solidaires des pots 1 qui sont ainsi liés au plateau 27 pour la suite de la manoeuvre. Dans cette position, le moteur 20 est mis en marche, de telle sorte que l'arbre 22 est entraîné en rotation R dans le sens trigonométrique à la figure 2. Les extrémités libres des manivelles 23 et 24 sont alors déplacées en direction de la partie centrale de l'installation, de telle sorte que le galet 24a de la manivelle 24 est soulevé en parcourant un arc de cercle centré sur l'arbre 22, ce qui entraîne un mouvement de soulèvement des plateaux 25 et 27, comme représenté par la flèche F1 à la figure 3. Dans cette configuration, la manivelle 23 est déplacée dans l'espace sans interférence avec un autre élément et l'angle 6 vaut 45 . Comme la glissière 31 est solidaire du plateau 25, le déplacement du plateau 25 dans le sens de la flèche F1 a pour effet de déplacer également la glissière 31 vers le haut, de telle sorte qu'il se produit un mouvement relatif de cette glissière 31 par rapport au galet 13. La poursuite de la rotation R à partir de la configuration de la figure 3 permet d'atteindre la configuration de la figure 4 dans laquelle l'angle O vaut 90 et les manivelles 23 et 24 sont orientées selon une direction sensiblement horizontale, c'est-à-dire parallèlement à la direction X-X'. Ce mouvement résulte dans une élévation supplémentaire du galet 24a, ce qui a pour effet de soulever les plateaux 25 et 27, comme repré- senté par la flèche F2, les pots 1 étant soulevés dans les mêmes proportions par les ventouses 28. Le mouvement vertical du plateau 25 selon la flèche F2 a également pour effet de soulever la glissière 31 par rapport au galet 13 à un point tel que la glissière 31 se libère du galet 13 lorsqu'elle parvient dans la configuration de la figure 4. Dans cette configuration, le galet 23a de la manivelle 23 parvient au niveau de l'extrémité inférieure 12a de la glis- sière 12. Le positionnement du galet 23a par rapport à l'extré- mité 12a de la glissière 12 dépend uniquement de la position du chariot 8 sur les rails 7, puisque la longueur de la bielle 23 et la position de la glissière 12 sont prédéterminées. Or, la coopération de la glissière 31 et du galet 13 permet de définir avec précision la position du chariot 8 puisque cette coopéra- tion conduit à une immobilisation du chariot 8 sur les rails 7 selon la direction X-X'. En d'autres termes, l'utilisation de la glissière 31 et du galet 13 garantit que le galet 23a de la manivelle 23 est correctement positionné pour pénétrer sans heurt dans la glissière 12 lorsque la manivelle 23 est amenée en position horizontale. Le mouvement qui vient d'être décrit et qui a permis de passer de la position des figures 1 et 2 à celle de la figure 4 correspond uniquement à un mouvement de translation vertica- le, selon la direction Z-Z', des ventouses 28 et des produits 1 grâce à l'actionnement du moteur 20, aucun mouvement horizon- tal du chariot 8 ou des plateaux 25 et 27 n'étant généré. La poursuite de la rotation R de l'arbre 22 permet alors de passer à la configuration de la figure 5 dans laquelle l'angle 0 vaut 135 . Le galet 23a de la manivelle 23 coulisse dans la glissière 12, alors que la glissière 31 a été libérée du galet 13. Le coulissement du galet 23a dans la glissière 12 permet de constituer un point fixe pour la manivelle 23 par rapport à la direction X-X'. Compte tenu de la longueur prédéterminée de la manivelle 23, le mouvement de coulissement du galet 23a dans la glissière 12 induit un déplacement du chariot 8 selon la direction X-X' comme représenté par la flèche F3 à la figure 5. Par ailleurs, le plateau 25 continue à être soulevé par le galet 24a de la manivelle 24, de telle sorte que le mouvement vertical selon la direction Z-Z' se poursuit, comme représenté par la flèche F4 sur cette figure. La poursuite de la rotation R permet d'atteindre la configuration de la figure 6 dans laquelle l'angle 9 vaut 180 . L'axe de rotation 22 des manivelles 23 et 24 est alors situé au niveau de l'axe longitudinal A-A' de la glissière 12. Dans cette position, les manivelles 23 et 24 sont sensiblement verticales et dirigées vers le haut, le galet 24a soulevant ainsi le plateau 25 dans une position de point mort haut. Dans la configuration de la figure 6, le mouvement des plateaux 25 et 27, des ventouses 28 et des objets 1 est sensiblement horizontal, comme représenté par la flèche F5, car le mouvement du galet 24a dans cette configuration est à tangente sensiblement horizontale. La poursuite de la rotation R induit un déplacement supplémentaire du chariot 8 vers la droite des figures, comme représenté à la figure 7, alors que le galet 24a entraîné par la rotation de la manivelle 24 entame un mouvement circulaire de descente autour de l'axe de l'arbre 22. Dans la configura- tion de la figure 7 o l'angle 0 vaut 225 , le chariot subit un mouvement de translation horizontale, représenté par la flèche F6, alors que les plateaux 25 et 27 subissent un mouvement de descente verticale, comme représenté par la flèche F7. La configuration de la figure 7 est symétrique de celle de la figure 5 par rapport à l'axe A-A'. La poursuite de la rotation R permet d'atteindre la configuration de la figure 8 qui est symétrique de celle de la figure 4 par rapport à l'axe A-A' et dans laquelle l'angle 0 vaut 270 . Le galet 23a de la manivelle 23 parvient au niveau de l'extrémité inférieure 12a de la glissière 12 dont il se dégage par le mouvement de rotation R. A cet instant, la glissière 31' coiffe le galet 13', de telle sorte que le chariot 8 est immobilisé en translation sur les rails 7 selon la direction X-X' à l'extrémité de la course du chariot 8. Les plateaux 25 et 27 poursuivent un mouvement de descente représenté par la flèche F8, le plateau 25 étant toujours en appui sur le galet 24a qui poursuit son mouvement en arc de cercle centré sur l'arbre 22. La poursuite de la rotation R permet d'atteindre la position de la figure 9, qui est symétri- que de celle de la figure 3 par rapport à l'axe A-A', et dans laquelle l'angle 0 vaut 315 . La manivelle 23 et déplacée sans interférence avec d'autres éléments. Le mouvement de descente des éléments 25 à 28 en direction de la caisse 3 est poursuivi, comme représenté par la flèche F9. Ce mouvement est sensible- ment vertical, ce qui évite les interférences entre les objets 1 et les bords 3a de l'ouverture de la caisse. La poursuite du mouvement de rotation R permet d'atteindre la position de la figure 10 dans laquelle l'angle 0 vaut 360 . Les objets 1 sont posés sur le fond 3b de la caisse 3, le plateau 25 ayant atteint une position de point mort bas correspondant à celle des figures 1 et 2. Lors du mouvement uniquement descendant des plateaux 25 et 27, tel que représenté aux figures 8 à 10, le chariot 8 est fermement immobilisé par rapport aux rails 7 par la coopération de la glissière 31' avec le galet 13' Lorsque les objets 1 sont en place dans la caisse 3, les ventouses 28 sont alimentées en air, ce qui permet de libérer les pots 1. Le mouvement de retour de l'installation à la position des figures 1 et 2 est effectué en actionnant le moteur 20 en sens inverse, de telle sorte qu'une rotation de l'arbre 22 dans le sens horaire aux figures 2 à 10 permet de déplacer le chariot 8 selon la direction X-X' et les plateaux 25 et 27 selon les directions X-X' et Z-Z' en passant successivement par les configurations des figures 10 à 2. Le déplacement des plateaux 25 et 27, lorsque la manivelle 23 est libérée de la glissière 12, est essentiellement verti- cal, du fait du guidage obtenu par les tiges 26 et les manchons , bien qu'il existe un mouvement de glissement entre le plateau 25 et le galet 24a dans une direction horizontale, puisque le galet 24a a un mouvement circulaire, avec une composante verticale et une composante horizontale. Le mouvement qui a été décrit entre les configurations des figures 1 et 2 d'une part, et 10 d'autre part, correspond à une rotation de l'arbre 22 sur 3600. On comprend que les 90 premiers degrés de rotation de l'arbre 22 correspondent au passage de la configuration des figures 1 et 2 à la configura- tion de la figure 4. Les 180 suivant correspondent à l'engage- ment du galet 23b dans la glissière 12 et au passage de la configuration de la figure 4 à celle de la figure 8, alors que les 90 restant correspondent au mouvement vertical descendant des plateaux de la configuration de la figure 8 à celle de la figure 10. Ceci apparaît schématiquement à la figure 11 o à été représentée la trajectoire d'un point du chariot 25 dans le repère du bâti de l'installation en fonction de l'angle de rotation de l'arbre 22. Cette trajectoire comprend deux tronçons rectilignes et verticaux et un tronçon courbe intermé- diaire. Le passage de la configuration des figures 1 et 2 à celle de la figure 10 a lieu par une rotation sur un tour complet de l'arbre 22, c'est-à-dire par un mouvement uniforme sans point de rebroussement ou variation brusque, ce qui permet d'augmen- ter sensiblement la vitesse de déplacement des produits sans diminution de la durée de vie de l'installation. De plus, dans la configuration des figures 1 et 2 d'une part, et 10 d'autre part, c'est-à-dire aux deux points morts bas de la trajectoire des plateaux 25 et 27, le mouvement du galet 24a est à tangente horizontale, de telle sorte qu'il se produit une décélération naturelle des ventouses 28 lors de leur accostage sur les pots 1 d'une part, et lors du contact de ces pots avec le fond 3b de la caisse 3 d'autre part. Le fait d'entraîner le chariot en déplacement selon la direction X- X' grâce à la rotation de l'arbre 22 sur 180 seulement permet de dissocier le mouvement de translation horizontale du chariot 8, qui a lieu sur 180 , du mouvement de translation verticale du sous-ensemble 25- 27, qui a lieu sur 360 , puisque le galet 24a est en permanence en contact avec le plateau 25. il REVENDICATIONS 1. Installation de convoyage de produits (1) comprenant un chariot (8) mobile en translation selon une première direction (X-X') et un sous ensemble (25-27), muni d'au moins un organe (28) de préhension et/ou d'accrochage desdits produits, porté par le chariot et mobile selon une seconde direction (Z-Z') globalement perpendiculaire à ladite première direction, caractérisée en ce que ledit chariot (8) porte un moteur (20) ou un moto-réducteur (20, 21) dont l'arbre de sortie (22) est équipé d'une première manivelle (23), apte à coopérer avec des moyens de guidage fixes (12) pour le déplacement dudit chariot selon ladite première direction (X-X'), et d'une seconde manivelle (24), apte à commander ledit sous-ensemble (25-27) en déplacement selon ladite seconde direction (Z-Z'). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite première manivelle (23) est apte à être en prise ou dégagée par rapport aux moyens de guidage fixes (12) en fonction de la position angulaire (0) dudit arbre de sortie (22). 3. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que ladite seconde manivelle (24) est en prise avec ledit sous-ensemble (25-27) indépendamment de la position angulaire (O) dudit arbre de sortie (22). 4. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que lesdites première (23) et seconde (24) manivelles s'étendent dans une même direction radiale (8) par rapport audit arbre de sortie (22). 5. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (13, 13', 31, 31') de verrouillage en position dudit chariot (8) au niveau des extrémités de sa course selon ladite première direction (X-X'). 6. Installation selon les revendications 2 et 5, caracté- risée en ce que lesdits moyens de verrouillage (13, 13', 31, 31') sont actifs lorsque ladite première manivelle (23) est dégagée par rapport auxdits moyens de guidage fixes (12) et inactifs lorsque ladite première manivelle est en prise par rapport auxdits moyens de guidage fixe. 7. Installation selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de verrouillage compren- nent au moins une glissière (31, 31') solidaire dudit sous ensemble (2527) et apte à coopérer avec un organe (13, 13') solidaire d'un bâti fixe (6) en fonction de la position dudit sous-ensemble dans son mouvement selon ladite seconde direction (Z-Z'). 8. Procédé de convoyage de produits (1) grâce à un chariot (8) mobile en translation selon une première direction (X-X') et à un sous-ensemble (25-27), muni d'au moins un organe (28) de préhension et/ou d'accrochage desdits produits, solidaire dudit chariot et mobile selon une seconde direction (Z-Z') globalement perpendiculaire à ladite première direction, caractérisé en ce qu'il consiste à entraîner ledit chariot (8) en déplacement selon la première direction (X-X') grâce à la rotation (0), sur une fraction de tour, d'un arbre de sortie (22) d'un moteur (20) ou moto-réducteur (20, 21) porté par ledit chariot et à entraîner ledit sous-ensemble (25-27) en déplacement selon ladite seconde direction (Z-Z') grâce à la rotation dudit arbre de sortie sur un tour sensiblement complet. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite fraction de tour utilisée pour l'entraînement dudit chariot correspond sensiblement à un demi-tour. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il consiste à immobiliser ledit chariot (8) en translation selon ladite première direction lorsqu'il n'est pas entraîné par la rotation dudit arbre de sortie (22).