Brevet FR2789607A1 — publié le 20000818

Installation de triage d'objets par transporteurs et poste d'aiguillage. La présente invention a pour objet une installation de triage d'objets par transporteurs et poste d'aiguillage. Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication d'appareils distributeurs, de manutention et de convoyage d'objets en continu. L'application principale de l'invention est de trier en continu des objets fragiles, tels que des gros fruits et légumes comme les ananas, les melons,... qui sont de forme extérieure pseudo-sphérique, ou ceux informes, tels que les brocolis, groupes de raisin, afin de les regrouper par exemple, par calibre. La présente invention peut également s'appliquer à des procédés de triage qui ne soient pas uniquement liés au poids, mais également à des triages dimensionnels, qualitatifs, colorimétriques, etc. A ce jour, compte tenu de la fragilité des produits à trier, soit l'ensemble de la manutention et du tri est effectuée à la main, ce qui prend du temps et coûte cher, soit on utilise des moyens de transport de type convoyeurs mais le long desquels les fruits ou légumes s'entrechoquent et chutent en particulier pour passer de l'un à l'autre, ce qui les abme et peut les rendre impropres à la consommation. Certes, différents systèmes ont été développés pour atténuer ces risques de chute et de choc, et certains ont pu faire l'objet de dépôt de demande de brevet, tels que par exemple - le brevet européen EP 568763, dont la délivrance a été publiée le juin 1996 et concernant un "appareil pour la sélection automatique et le calibrage de fruits et analogues", pour séparer et peser des fruits bulbeux et des produits végétaux de forme et de taille variées, à l'aide de convoyeurs motorisés d'un ensemble de plateaux recevant lesdits produits à peser, disposés en séquence, et de châssis supportant les plateaux et reliés au convoyeur; - le brevet FR 2332818 publié le 24 juin 1977, intitulé "dispositif pour transporter, sélectionner et calibrer des fruits agricoles et/ou horticoles" en fonction de leur couleur et/ou de leur grosseur, à l'aide en 2 2789607 particulier d'une courroie transporteuse munie d'une suite de réceptacles destinée chacune à recevoir un fruit séparé, et au moins deux courroies de guidage coopérantes, entraînées sensiblement à la même vitesse que la courroie transporteuse, et munies de cavités correspondant aux réceptacles de celle-ci; - le certificat d'utilité FR 2553308 publié le 19 avril 1985 et intitulé "dispositif d'alimentation pour calibreuse" comprenant en particulier un plateau tournant sur lequel sont disposés en vrac les objets à aligner et une pluralité de moyens de guidage oscillants, alimentant des tapis transporteurs qui déposent lesdits objets un par un dans des conteneurs réceptacles. L'ensemble de ces dispositifs comporte certes des réceptacles propres à chaque objet à transporter, mais ces réceptacles étant fixés et entraînés par des chaînes assurant leur déplacement, n'évitent cependant pas le frottement, le roulement ou le glissement et des contraintes mécaniques irrégulières sur les fruits ou légumes ainsi manipulés; par ailleurs, chacun de ces dispositifs est spécifique d'un type de fruit ou légume à transporter et/ou à calibrer et ne peut pas être adapté à toute forme de légumes; de plus, leur performance en nombre d'objets traités dans un temps donné, est limité par la complexité et l'encombrement des postes d'aiguillage qui nécessitent, selon la cadence de tri souhaitée, d'agrandir la longueur des installations, ce qui prend beaucoup de place et n'est pas forcément possible suivant la surface disponible. Le problème posé est donc de réaliser des installations de triage d'objets fragiles dans lesquelles on puisse d'une manière automatique et très rapidement trier des objets, quels que soient le type de tri, la nature ou la forme des objets, qu'elle soit pseudo-sphérique ou informe, et cela sans chute ni choc, ni contrainte mécanique irrégulière et utilisant des moyens simples d'aiguillage qui permettent une grande rapidité dans ledit triage en aiguillant, même si les objets se présentent proches les uns des autres et à grande vitesse, chaque objet correspondant au type de tri souhaité vers la sortie correspondante, et suivant un procédé continu et avec une installation très compacte permettant une adaptation à 3 2789607 différentes surfaces de bâtiment et dimensions d'installation, même avec une capacité de triage élevée. Une solution au problème posé est une installation de triage d'objets comportant au moins deux transporteurs sur lesquels sont transportés lesdits objets et dont le second est disposé transversalement au premier dit de distribution, et un poste d'aiguillage disposé à l'intersection des deux dits transporteurs et apte, soit à laisser passer lesdits objets sur le premier transporteur, soit à les orienter sur le second; suivant la présente invention, les au moins deux transporteurs assurent une continuité de surface de transport, les bords de leur surface adjacente étant situés quasiment et au mieux au même niveau, et ladite installation comporte des réceptacles libres et indépendants aptes à recevoir chacun au moins un objet, et ayant une jupe extérieure dont le bord inférieur s'appuie sur la surface desdits transporteurs pour y être entraîné, et un espace creux entre ladite jupe et une partie centrale recevant l'objet. Ledit transporteur transportant et distribuant les réceptacles est d'une largeur plus étroite que celle de ces réceptacles et chaque poste d'aiguillage est composé d'au moins un ergot escamotable ou proéminent au passage desdits réceptacles, et situé sur le côté dudit transporteur et à l'intérieur de la surface couverte par la largeur des réceptacles et extérieure à celle du transporteur, afin de se loger quand il est proéminent au passage d'un réceptacle dans l'espace creux de celui-ci, afin de le bloquer et le faire pivoter vers la sortie correspondant au second transporteur souhaité. Dans un mode particulier de réalisation, l'installation de triage d'objets suivant l'invention comporte au moins un poste de détermination d'une caractéristique de chaque objet correspondant au type de tri souhaité, et au moins deux postes d'aiguillage orientant lesdits objets en fonction de leur caractéristique ainsi déterminée par rapport à des critères de tri prédéterminés, vers les seconds transporteurs qui ne reçoivent des réceptacles portant des objets qu'ayant la même caractéristique de tri. De préférence, pour les objets fragiles tels que ceux cités en introduction, dont la forme extérieure comprend au moins une partie pseudo-sphérique, lesdits réceptacles comportent une partie conique 4 2789607 creuse centrale, dont la plus grande base est orientée vers le haut pour y recevoir ladite partie pseudo-sphérique des objets fragiles. Dans un mode de réalisation préférentiel, lesdits réceptacles sont de forme extérieure circulaire et les jupes comportent une partie supérieure légèrement conique et évasée vers le bas, suivie d'un épaulement et d'une partie inférieure cylindrique verticale. Le résultat est un nouveau type d'installation de triage d'objets répondant au problème posé puisque, le long de toute l'installation suivant l'invention, les objets sont portés, immobilisés par rapport à leur réceptacle et protégés par celui-ci, et ne peuvent donc pas subir le moindre choc; de plus, la particularité de la forme en creux inférieur des réceptacles et leur combinaison avec des postes d'aiguillage à ergots, permet comme décrit ci-après, de simplifier la réalisation de ces postes et les opérations d'aiguillage, de rendre celles-ci très rapides et de prendre très peu de place, ce qui permet de rapprocher les sorties entre les seconds transporteurs correspondants, diminuant ainsi la longueur de l'installation. Celle-ci peut être également automatisée comme cela existe dans beaucoup d'installations connues de triage ou de calibrage, mais ici suivant une caractéristique particulière et essentielle de l'invention, chaque réceptacle est indépendant et libre, et ne reçoit qu'un seul objet ou groupe d'objets à trier, et lesdits réceptacles étant tous identiques, permettent une meilleure efficacité des opérations. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent des exemples de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif: d'autres réalisations sont possibles, dans le cadre de la portée et de l'étendue de l'invention, en particulier: - en changeant la forme des réceptacles et de leur partie centrale pour l'adapter au type d'objet que l'on veut transporter, - en utilisant différents appareils de détermination de caractéristiques de chaque objet en fonction du type de tri souhaité, qui s 2789607 en dehors du poids, peut être basé sur d'autres critères, tels que dimensionnel, qualitatif, couleur, etc. La figure 1 est une vue en coupe verticale et transversale d'un réceptacle d'objet suivant la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe de trois réceptacles empilés, du type de celui représenté sur la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des schémas en vue de dessus d'un type d'installation suivant l'invention. Les figures 5 sont des vues axiales en coupe partielle AA' de la figure 4C, de l'installation représentée sur une quelconque des figures 4 ou 5. D'une manière connue, les installations de triage d'objets 2 comportent au moins deux transporteurs 92, 14 transportant lesdits objets 2 qui sont posés sur leur surface, dont les seconds 14 sont disposés transversalement au premier dit de distribution 92, et des postes d'aiguillage 13 disposés à l'intersection de chaque transporteur dit de sortie ou d'évacuation 14 avec le transporteur de distribution 92, et aptes soit à laisser passer lesdits objets sur celui- ci, soit à les orienter vers le transporteur d'évacuation 14 correspondant. L'installation comporte également au moins un poste de détermination 10 de la caractéristique de chaque objet 2 correspondant au type de tri souhaité, et en fait au moins deux postes d'aiguillage 13 orientant lesdits objets 2 en fonction de leur caractéristique ainsi déterminée par rapport à des critères de tri prédéterminés, vers lesdits seconds transporteurs 14 de sortie ou d'évacuation, et qui ne reçoivent des réceptacles portant des objets qu'ayant alors la même caractéristique de tri. Les objets hors norme et ne correspondant à aucun critère de tri, sont envoyés sur une sortie 14 spécifique, en général la dernière en bout du transporteur 92 de distribution. Suivant la présente invention, l'ensemble des moyens transporteurs ou convoyeurs 7, 9, 14, constituant l'installation, assurent une continuité de surface de transport, les bords des surfaces adjacentes de transport de deux moyens transporteurs consécutifs étant situés quasiment et au mieux à un même niveau; ladite installation comporte 6 2789607 des réceptacles 1 libres et indépendants, aptes à recevoir chacun un seul objet 2 qui peut être fragile, ou même un groupe d'objets, et à conserver celui-ci le long de toute l'installation depuis leur poste de chargement jusqu'à celui de déchargement; lesdits réceptacles 1 sont des coupelles, de forme extérieure préférentiellement circulaire, et comportant une jupe extérieure 4 dont le bord inférieur s'appuie sur la surface 6 de chacun desdits transporteurs pour y être entraînée, et un espace creux ouvert vers le bas 15, de préférence périphérique, entre ladite jupe 4 et une partie centrale 3 recevant l'objet 2. De plus, comme représenté sur les figures 1 et 2, lorsque les objets fragiles peuvent avoir une forme extérieure comprenant au moins une partie pseudo-sphérique 21 tel qu'en particulier, dans l'application principale de l'invention, les melons, les ananas, etc., lesdits réceptacles 1 comportent une partie creuse conique 3 centrale dont la plus grande base est ouverte et orientée vers le haut pour y recevoir ladite partie pseudo ou quasi sphérique des objets fragiles 2. L'angle a formé par les parois de la partie conique 3 avec la surface d'appui 6 peut être de l'ordre de 35 à 45 , de préférence 40 , ce qui, avec un diamètre externe "d"de ladite coupelle de 160 à 190 mm, de préférence 175 mm par exemple, pour une hauteur h de 40 à 50 mm, de préférence 45 mm au moins, permet de recevoir des objets 2 dont la forme quasi- sphérique peut être d'un rayon de R1=40 mm à R2=90 mm; le rayon maximum étant en fait limité par le diamètre extérieur "d" de la coupelle pour que l'objet ne déborde pas de celle-ci et soit ainsi protégé des chocs avec les parois de l'installation et/ou avec un autre objet qui se déplacerait dans un autre réceptacle proche. Par ailleurs, lesdites coupelles 1, du fait de leur jupe extérieure 4 et de l'espace creux 15 entre ladite jupe 4 et la partie conique centrale 3 permet l'empilage desdites coupelles 1 les unes sur les autres, tel que représenté sur la figure 2. Pour assurer un meilleur empilage, et stabilité de celui-ci, les jupes extérieures 4 des coupelles 1 peuvent comporter une partie supérieure 42 légèrement conique et évasée vers le bas, suivie d'un épaulement 41 et d'une partie inférieure verticale 43. De plus, cette partie inférieure verticale 43 qui est donc de forme cylindrique, évite le 7 2789607 chevauchement des coupelles 1 les unes sur les autres quand elles sont stockées les unes contre les autres dans les zones 82 d'accumulation et 8j d'attente. La partie conique centrale 3 comporte également une ouverture inférieure 5 correspondant à sa plus petite base et située très proche de la surface 6 au niveau du bord inférieur de la jupe 4: le diamètre de cette ouverture 5 est de 30 à 40 mm pour les dimensions de coupelle données précédemment, et limite suivant l'angle ca de la partie conique centrale, le diamètre minimum RI des objets 2. L'intérieur de ladite partie conique 3 est de préférence garni d'une feuille de mousse pour mieux protéger l'objet fragile 2, dont la partie pseudo-sphérique 21 est posée dans ladite partie conique o il sera maintenu sans possibilité de se déplacer par rapport à la coupelle 1. Dans le cas o le critère de tri desdits objets fragiles est celui du poids, lesdits réceptacles 1 sont de poids identique et le poste de détermination 10 de la caractéristique de chaque objet, correspondant au type de tri souhaité, est un dispositif de pesage permettant de trier lesdits objets 2 par catégorie de poids. Les réceptacles 1 sont préalablement chargés suivant tout procédé ou moyen, tel que manuel, non représenté sur les figures jointes, chacun avec un seul objet ou groupe d'objets. Ils sont ensuite entraînés le long de l'installation qui est constituée, suivant la figure 3, d'un transporteur ou tapis ou convoyeur, d'alimentation 7 qui est suivi dans le cas de tri au poids, d'un moyen ou tapis de pesage 10 en continu, totalement isolé du précédent et plus rapide que ce dernier, afin de pouvoir séparer les réceptacles qui pourraient se toucher, et assure ainsi la pesée de chaque réceptacle 1 individuellement avec grande précision. Il est également possible de disposer d'un bras de retenue 11 en amont de ce poste de pesage 10, arrêtant ainsi les réceptacles 1 dans une zone 81 d'attente à l'extrémité du transporteur d'alimentation 7, et les libérant un par un a une distance donnée. Le poste de détermination 10 de la caractéristique de chaque objet 2 correspondant au type de tri souhaité, tel que par un tapis de pesage en continu, est suivi du transporteur ou tapis 92 isolé du précédent, ayant 8 2789607 une certaine longueur, déterminant une zone 91 de distribution des réceptacles 2, et le long duquel sont disposés les dispositifs d'aiguillage ou d'évacuation 13 permettant de pousser hors du transporteur 92 les réceptacles 1, en fonction de leur caractéristique par rapport au critère de tri prédéterminé, tel que leur poids par exemple, soit en fonction du calibre de l'objet ou du fruit qu'ils transportent, mais d'autres critères peuvent être retenus. L'installation suivant l'invention permet un nombre de calibres non limitatifs: suivant la figure 3, trois sorties de convoyeur 14 sont représentées mais d'autres pourraient être rajoutées à leur suite sur la droite de la figure, et les tapis 14 pourraient également être disposés à une distance plus rapprochée que celle représentée. La commande des dispositifs d'évacuation ou d'aiguillage 13 est assurée par une unité centrale de gestion non représentée, recevant les informations du dispositif de détermination de la caractéristique souhaitée 10, tel que le poids, et commande également l'ouverture du bras 11. Suivant le mode de représentation des figures 3, 4 et 5, les transporteurs 14 alimentés par les postes d'aiguillage ou d'évacuation 13, chacun pour une catégorie d'objets 2 correspondant à une caractéristique de tri donnée, sont des convoyeurs à rouleaux, disposés transversalement par rapport à celui 92 de distribution, en provenance du poste de détermination 10 de la caractéristique de chaque objet 2 correspondant au type de tri souhaité; ces convoyeurs à rouleaux sont inclinés de haut en bas respectivement depuis lesdits postes d'aiguillage 13 o leur bord supérieur est au niveau de celui de la surface 6 du convoyeur 92, vers par exemple des postes de déchargement 19; pour chaque transporteur de sortie 14, lesdits réceptacles 1 contiennent tous des objets ayant la même caractéristique de tri et le transporteur 14 correspondant comprend une zone tampon 82 d'accumulation desdits réceptacles qui, dans le cas de convoyeurs à rouleaux, y glissent par leur poids jusqu'à venir s'accumuler 82 en attente par exemple d'être déchargés 19 de leur objet 2. Selon la présente invention, après la zone d'attente 8, des réceptacles chargés 1 sur le transporteur d'alimentation 7, et le poste de 9 2789607 détermination 10 de la caractéristique de chaque objet 2 correspondant au type de tri souhaité, le transporteur 92 qui amène lesdites coupelles ou réceptacles 1 vers les postes d'aiguillage ou dispositifs d'évacuation 13, est d'une largeur plus étroite "1" que celle "d" de ces réceptacles. Chaque poste d'aiguillage 13 est composé d'au moins un ergot 18 escamotable ou proéminent au passage desdits réceptacles, et situé sur le côté dudit transporteur 92 et à l'intérieur de la surface couverte par la largeur "d" des réceptacles 1 et extérieure à celle de la largeur "1" dudit transporteur 92. Chaque ergot 18 est légèrement décalé par rapport à l'axe de la sortie ou du transporteur correspondant, légèrement en amont par rapport au sens d'entraînement du transporteur de distribution 92 Les réceptacles 1, libérés par exemple à une fréquence constante par le bras de retenue 11, passent d'abord sur le moyen de détermination de la caractéristique des objets 2 correspondant au type de tri souhaité, tel que le pesage pour des calibrages donnés, et associe a un détecteur de présence 121. Le relevé de ladite caractéristique des objets 2 est alors communiqué à l'unité centrale de gestion définie précédemment, de telle sorte que chaque réceptacle 1 est repéré, en fonction du type de tri souhaité, tel que le poids de son chargement 2, et peut être alors distribué vers la sortie ou convoyeur 14 préalablement défini, correspondant audit tri. L'entrée dudit transporteur 92 de distribution est dotée également d'un détecteur de présence 12, couplé à un encodeur 122: cet encodeur entraîné par exemple par l'axe du tambour du transporteur 92 envoie un signal à intervalles angulaires réguliers vers l'unité centrale de gestion 12; ces intervalles angulaires du tambour sont alors convertis en intervalles linéaires réguliers, lesquels permettent de graduer virtuellement la bande dudit transporteur 92 et de calculer pour chaque réceptacle 1 la distance entre le détecteur de présence 12, et la sortie 14 à laquelle le contenant ou réceptacle 1 chargé, détecté, doit être évacué. Ainsi, en fonction de la vitesse d'entraînement dudit transporteur 92 relevé grâce à l'encodeur 122, et du repérage de chacun desdits réceptacles 1 par le détecteur 121, quand ceux, destinés à la sortie 14 2789607 correspondant à leur tri, se présentent devant ladite sortie, l'ergot 18 préalablement escamoté (figures 4A, 4B, 5B), laissant alors passer les autres réceptacles, et placé en face de la sortie ou du transporteur d'évacuation 14 correspondant, est activé et émerge au-dessus de la surface du transporteur 92 et sous le réceptacle 1 correspondant: il se bloque alors sous la jupe dudit réceptacle, fait pivoter celui-ci (figures 4C, 5A), qui continue en effet d'être entraîné par le transporteur 92, jusqu'à être pris en charge par le transporteur d'évacuation 14; l'ergot 18 est alors à nouveau escamoté pour libérer ledit réceptacle 1 (Figure 4D) et est prêt à, soit laisser passer les réceptacles suivants, soit à prendre en charge un réceptacle destiné à la même sortie 14. Chaque ergot escamotable 18 peut être complété par un détecteur de présence 121 placé en amont dudit ergot 18, afin d'augmenter la précision du déclenchement de l'émergence de celui-ci. De tels postes d'aiguillage 13, en plus de leur simplicité, prennent peu de place et du fait de la rapidité d'émergence ou de sortie et de rentrée des ergots 18, peuvent être disposés très près les uns des autres et accepter une grande cadence de distribution des réceptacles 1 par le transporteur 92. Ceci permet, d'une part de réduire la dimension de l'installation, et d'autre part d'améliorer l'efficacité de celle- ci. Lesdits ergots 18 peuvent être entraînés par des vérins pneumatiques ou être constitués d'un doigt métallique déplacé linéairement et verticalement par un électro-aimant 16 alimenté à la demande par ladite unité de gestion. Dans le cas de transporteur à bandes, tel que représenté en coupe sur les figures 5, la bande 6 du transporteur de distribution 92 est une bande continue qui est entraînée et supportée par des rouleaux 17 ayant la même largeur "1" et tournant autour d'axes YY' parallèles à la surface de transport. Pour assurer un meilleur guidage de ladite bande 6, celle-ci comporte au moins une rainure qui peut être médiane et qui est guidée par des gorges 20 réalisées dans lesdits rouleaux 17. REVENDICATIONS 1. Installation de triage d'objets (2) comportant au moins deux transporteurs (92, 14) sur lesquels sont transportés lesdits objets (2) et dont le second (14) est disposé transversalement au premier, dit de distribution (92), et un poste d'aiguillage (13) disposé à l'intersection des deux dits transporteurs et apte, soit à laisser passer lesdits objets sur le premier transporteur (9), soit à les orienter sur le second (14), caracterlsee en ce que: - les au moins deux transporteurs (92, 14) assurent une continuité de surface de transport, les bords de leur surface adjacente étant situés au A mieux au meme niveau; - et ladite installation comporte des réceptacles (1) libres et indépendants aptes à recevoir chacun au moins un objet fragile, et ayant une jupe extérieure (4), dont le bord inférieur s'appuie sur la surface (6) desdits transporteurs pour y être entraîné, et un espace creux (15) entre ladite jupe (6) et une partie centrale (3) recevant l'objet (2). 2. Installation de triage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le transporteur (92) transportant et distribuant lesdits réceptacles (1) est d'une largeur plus étroite (1) que celle (d) desdits réceptacles et chaque poste d'aiguillage (13) est composé d'au moins un ergot (18) escamotable ou proéminent au passage desdits réceptacles (1), et situé sur le côté dudit transporteur (92) et à l'intérieur de la surface couverte par la largeur des réceptacles (1) et extérieure à celle du transporteur (92). 3. Installation de triage suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'ergot (18) est un doigt métallique déplacé linéairement et verticalement par un électro-aimant (16). 4. Installation de triage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits réceptacles (1) sont de forme extérieure circulaire et les jupes (4) comportent une partie supérieure (42) légèrement conique et évasée vers le bas, suivie d'un épaulement (41) et d'une partie inférieure cylindrique verticale (43). 5. Installation de triage suivant l'une quelconque des revendication 1 à 4, pour des objets (2) dont la forme extérieure comprend au moins une partie pseudo-sphérique (21), caractérisée en ce que lesdits réceptacles (1) comportent une partie conique (3) creuse centrale, dont la 12 2789607 plus grande base est orientée vers le haut pour y recevoir ladite partie pseudo-sphérique desdits objets (2). 6. Installation de triage d'objets caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste de détermination (10) d'une caractéristique de chaque objet (2) correspondant au type de tri souhaité, et au moins deux postes d'aiguillage (13) orientant lesdits objets (2) en fonction de leur caractéristique ainsi déterminée par rapport à des critères de tri prédéterminés, vers les seconds transporteurs (14) qui ne reçoivent des réceptacles portant des objets qu'ayant la même caractéristique de tri. 7. Installation de triage suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'après chaque poste d'aiguillage (13) le transporteur (14) correspondant comprend une zone tampon (82) d'accumulation de réceptacles (1) contenant tous des objets ayant la même caractéristique de tri. 8. Installation de triage suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le poste de détermination (10) de la caractéristique de chaque objet (2) correspondant au type de tri souhaité, est un dispositif de pesage permettant de trier lesdits objets (2) par catégorie de poids et les réceptacles (1) ont un poids identique.