Brevet FR2789374A1 — publié le 20000811

DISPOSITIF D'ACCUMULATION DYNAMIQUE D'OBJETS. La présente invention concerne le domaine des installations de manutention et de fabrication dans lesquelles des objets doivent être amenés à une cadence prédéterminée dans une position et un lieu donnés en vue d'un traitement ultérieur. L'invention s'applique plus particulièrement aux installations dans lesquelles des objets de deux types différents devant subir un traitement commun, par exemple un assemblage, doivent être amenés à cadence égale à une unique machine qui réalisera ledit traitement. A titre d'exemple, on peut citer une installation de conditionnement dans laquelle des récipients sont remplis puis fermés par un bouchon. Le récipient peut être en verre ou en matière thermoplastique tel que du PET. Le bouchon peut être en matière plastique, en liège ou encore métallique. Or, les bouchons sont généralement livrés en vrac et doivent être fournis à la boucheuse orientés dans un sens convenable et exempts de défaut. Le stockage en vrac est susceptible de déformer un bouchon ou provoquer l'emboîtement de deux bouchons, etc. Un bouchon abîmé risque de provoquer, soit le blocage de la boucheuse, qui se traduit par l'arrêt de l'ensemble de la chaîne jusqu'à la fin de l'incident et l'enlèvement du bouchon abîmé, soit le blocage d'appareils d'amenée des bouchons entre le stock en vrac et la boucheuse, qui se traduit par une rupture de l'alimentation en bouchons jusqu'au déblocage de l'appareil. Un tel arrêt est susceptible de diminuer fortement les performances de l'installation de conditionnement, et d'être nuisible à l'hygiène en raison du stockage de bouteilles remplies en attente de bouchons. Ce problème est encore plus crucial dans les installations de conditionnement dans des récipients en matière thermoplastique alimentés directement par une souffleuse qui effectue le moulage des récipients à partir de préformes préalablement chauffées. L'arrêt du chauffage des préformes et de la souffleuse suite à un incident sur la boucheuse, risque de se traduire par la mise erffusion des récipients et/ou leur collage aux parois des moules de la souffleuse qui nécessiterait alors le nettoyage de l'installation. On pourrait prévoir la perte de l'ensemble des récipients vides ou remplis entre le four de préchauffage et la boucheuse. Toutefois, cette perte porterait sur des centaines de récipients à chaque arrêt et nécessiterait le recyclage de leur contenu et des récipients eux-mêmes, ce qui entraînerait des coûts considérables. Pour éviter de tels incidents, on peut prévoir des stockages tampon de récipients en sortie de souffleuse, ce qui permet d'évacuer les récipients présents dans le four de préchauffage et dans la souffleuse après l'arrêt de la boucheuse. Toutefois, les récipients présentent un volume supérieur à celui des bouchons, d'o un dispositif de stockage de taille importante. Par ailleurs, ce stockage des récipients vides n'est pas souhaité pour les raisons d'hygiène évoquées plus haut. On préférera plutôt prévoir un stock tampon de bouchons en amont de la boucheuse pour continuer à alimenter celle-ci lorsqu'un incident sur un bouchon a été détecté en amont, par exemple dans une machine d'alimentation intermédiaire entre un stockage des bouchons en vrac et une ligne de manutention de bouchons convenablement orientés. Là encore, pour des raisons d'hygiène, on choisira de préférence un stockage dynamique des bouchons, le premier entré étant le premier sorti de façon à éviter le stockage prolongé de certains bouchons. Le document WO-A-99/01375 propose, à cet effet, un dispositif de stockage dynamique d'un nombre prédéterminé de bouchons et comprenant un barillet tournant autour d'un axe vertical et possédant sur sa face périphérique une multiplicité d'évidements verticaux parallèles, et une piste hélicoïdale fixe entourant le barillet sur toute la hauteur de celui-ci et propre à supporter des bouchons par ailleurs partiellement engagés individuellement dans les évidements du barillet, de manière à être entraînés sur la trajectoire hélicoïdale définie par la piste lorsque le barillet tourne. Un bouchon est ainsi entraîné en rotation par le barillet tout en étant supporté par la piste hélicoïdale par rapport à laquelle il tourne en frottant, ce qui provoque sa descente le long de ladite piste. Le frottement de chaque bouchon sur l'hélice a pour effet l'usure à la fois du bouchon et de l'hélice, ce qui tend à créer de la poussière à proximité du dispositif de stockage dynamique. Cette poussière est nuisible à la longévité des organes mécaniques, à la propreté de l'installation et à l'hygiène, en particulier dans le domaine des produits alimentaires, pharmaceutiques ou cosmétiques. De plus, ce dispositif n'est pas modulaire et doit faire l'objet d'une fabrication particulière en fonction du nombre de bouchons que l'on souhaite y stocker. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus. La présente invention a pour but de proposer un accumulateur dynamique d'objets, de construction modulaire, évitant le frottement des objets et adapté à une asepsie stricte. Le dispositif d'accumulation dynamique d'objets, selon l'invention, comprend au moins un magasin et un moyen de déplacement supportant le magasin, chaque magasin comprenant une pluralité de logements dans chacun desquels peut être stocké un objet. Chaque magasin est indépendant et les logements sont séparés par des moyens de support individuels. On fixe ainsi sur le moyen de déplacement le nombre de magasins nécessaires au stockage du nombre d'objets souhaités. Avantageusement, chaque magasin comprend une bande transporteuse pourvue de moyens de support des objets. Un moyen d'entraînement en mouvement anime la bande transporteuse de façon qu'un déplacement donné du moyen de déplacement du dispositif d'accumulation entraîne un déplacement donné de la bande transporteuse. Dans un mode de réalisation de l'invention, le logement d'un objet comprend une paroi inférieure formée par son moyen de support, une paroi supérieure formée par le moyen de support d'un logement adjacent, une paroi latérale formée par la bande transporteuse et trois parois latérales formées par un corps de magasin. Avantageusement, chaque magasin comprend une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie prévues dans un corps de magasin, du côté opposé à la bande transporteuse. La bande transporteuse peut être formée par une courroie ou une chaîne. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un mécanisme d'indexation à came du mouvement de la bande transporteuse par rapport au mouvement du moyen de déplacement. Une came peut venir en prise entre deux moyens de support de chaque magasin. Avantageusement, les objets sont stockés en colonnes. Les moyens de support peuvent être formés par des palettes, des doigts ou encore des pinces, les pinces étant aptes à saisir un objet. Avantageusement, les magasins sont disposés sur la périphérie d'un disque tournant. Avantageusement, des moyens de saisie d'objets en sortie d'un magasin sont prévus. Le dispositif d'accumulation dynamique peut s'adapter à différents types d'objets, par exemple des récipients en verre ou en plastique, des bouchons ou tout autre objet que l'on souhaite stocker sur une ligne automatisée, dans le but d'éviter qu'une rupture d'alimentation amont de ces objets entraîne une interruption du mouvement et du travail de l'ensemble de la ligne. En cas d'interruption de l'alimentation en objets, l'accumulateur dynamique continue à fournir des objets en aval jusqu'à ce que lui-même soit vide. La capacité de l'accumulateur sera calculée en fonction des différents paramètres, tels que la cadence de la ligne, le temps mis pour résoudre un incident en amont de l'accumulateur ou encore, dans le cas de récipients devant être bouchés, du nombre de récipients disposés entre la boucheuse et la remplisseuse ou encore entre la boucheuse et le moyen de chauffage de préformes en matière plastique. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de face en élévation d'un magasin de dispositif d'accumulation conforme à l'invention; la figure 2 est une vue de côté correspondant à la figure 1; la figure 3 est une vue de dessus en élévation du dispositif d'accumulation conforme à l'invention; la figure 4 est une vue en perspective du dispositif d'accumulation conforme à l'invention; et la figure 5 est une vue de détail d'un moyen de support. Pour la description d'une installation de conditionnement, on se reportera au document WO-A-99/01375 dont le contenu est incorporé ci- après par référence. Le dispositif d'accumulation dynamique de capsules de bouchage tel qu'il est illustré sur les figures, est destiné à recevoir des bouchons tous orientés dans le même sens provenant, soit d'un stock de bouchons orientés, soit d'un distributeur assurant leur orientation à partir d'un stock en vrac, par l'intermédiaire d'une goulotte. Différents incidents sont susceptibles de se produire dans un distributeur et dans une goulotte, qui sont susceptibles d'interrompre l'amenée des bouchons au dispositif d'accumulation. En aval, le dispositif d'accumulation peut être relié à une boucheuse ou à toute autre machine utilisant les objets qui y sont accumulés. Le dispositif d'accumulation dynamique comprend un organe rotatif 1, se présentant sous la forme d'un disque monté en rotation autour d'un axe 2. L'organe rotatif 1 supporte un ou plusieurs magasins 3. Sur les figures, on a représenté un seul magasin de façon à en faciliter la compréhension. Toutefois, dans la pratique, on montera un nombre de magasins qui dépendra du nombre de bouchons à stocker dynamiquement. A titre d'exemple, on prévoira vingt quatre magasins chacun apte à stocker quinze bouchons, soit trois cent soixante bouchons au total. Chaque magasin 3 comprend un corps 4 réalisé en tôle ou en matériau plastique, de forme allongée, dont une extrémité est fixée sur le bord de l'organe rotatif 1. Le corps 4 comprend deux parois latérales 5 et 6, une paroi avant 7 et une paroi arrière 8. La paroi avant 7 est percée d'une première ouverture 9 et d'une deuxième ouverture 10 qui débordent toutes deux sur les parois latérales 5 et 6 en formant des échancrures, voir figure 2. Un premier axe 11 est fixé aux parois latérales 5 et 6, parallèlement aux parois avant 7 et arrière 8. Le premier axe 11 est disposé longitudinalement entre la première ouverture 9 et l'extrémité libre du corps 4 à l'opposé de l'organe rotatif 1. De façon similaire, un second axe 12 est fixé aux parois latérales 5 et 6, longitudinalement entre la deuxième ouverture 10 et l'organe rotatif 1. Entre ces deux axes 1 1 et 12, est montée et légèrement tendue une bande transporteuse 13 réalisée en feuillard métallique ou en matériau plastique et apte à se déplacer en tournant autour des axes 1 1 et 12. Bien entendu, entre la bande transporteuse 13 et chaque axe 1 1, 12, on pourra disposer un manchon et/ou des paliers ou tout autre organe mécanique permettant la rotation de la bande 13 selon un rayon adapté à ses caractéristiques. La bande transporteuse 13 supporte une pluralité de palettes 14 de forme plane, rectangulaires, s'étendant vers l'extérieur à partir de la bande 13 et réparties régulièrement sur la bande 13. En d'autres termes, chaque palette 14 est fixée sur la face externe de la bande 13 et se trouve disposée dans un plan perpendiculaire aux parois latérales 5 et 6, à la paroi avant 7 et à la paroi arrière 8 et parallèle aux axes 1 1 et 12, à l'exception toutefois des palettes 14 qui se trouvent aux deux extrémités de la bande 13 et qui pivotent autour de l'axe 1 1 ou de l'axe 12, passant ainsi du côté de la paroi avant 7 au côté de la paroi arrière 8 ou l'inverse. Un logement pour un objet à stocker est formé entre deux palettes consécutives 14, entre les parois 5, 6 et 7, et la bande 13 elle-même. Les palettes 14 peuvent être réalisées en matériau plastique, par exemple collées sur la bande 13, ou encore en tôle métallique ou en fil métallique. Dans ces deux derniers cas, les palettes 14 pourront s'accrocher au moyen de crochets latéraux sur la bande 13 dont les deux bords pourront être crénelés pour favoriser l'accrochage des palettes 14. La bande transporteuse 13 pourrait également être remplacée par une ou deux chaînes transporteuses. La paroi arrière 8 est pourvue d'une ouverture 15 qui s'étend également en formant des échancrures dans les parois latérales 5 et 6. A titre de variante, on pourrait prévoir que le corps 4 soit pourvu d'une face arrière ouverte. L'ouverture 15 est prévue à une hauteur proche de celle de l'ouverture 10 et de l'axe 12. L'ouverture 15 est de hauteur supérieure à la distance séparant deux palettes 14 consécutives. Une came fixe 16 solidaire d'un bâti fixe non représenté, fait saillie dans l'ouverture 15 entre deux palettes consécutives 14. La came 16 est de forme circulaire, de diamètre adapté à celui de l'organe rotatif 1, de façon à ne pas entrer en contact avec le corps 4 tout en restant en permanence en prise entre deux palettes 14. La came 16 est avantageusement de section rectangulaire à épaisseur constante avec une surface supérieure 16a et une surface inférieure 16b. La came 16 est légèrement hélicoïdale, de façon que l'une des deux surfaces 1 6a, 1 6b soit apte à agir sur une palette 14 en tant que surface de came lors de la rotation du magasin 3 entraînée par celle de l'organe rotatif 1. Sur la figure 2, on voit que la came 16 possède deux extrémités opposées 17 et 18, décalées en hauteur, de façon que lors du passage du magasin 3, une palette 14 puisse passer, selon le sens, soit de la surface supérieure 1 6a du côté de l'extrémité 17 à la surface inférieure 1 6b du côté de l'extrémité 18, soit l'inverse. En d'autres termes, le décalage en hauteur des extrémités 17 et 18 est supérieur ou égal à la somme de la distance entre deux palettes 14 et de l'épaisseur d'une palette 14. En pratique, on prévoira que les extrémités 17 et 18 soient sensiblement alignées, la came 16 faisant 360 d'angle et commandant en permanence la position de la bande transporteuse 13 sans créer de frottements excessifs. En fonctionnement, l'organe rotatif 1 est entraîné en rotation par un moteur ou tout autre moyen non représenté. Chaque magasin 3 se déplace ainsi par rapport à la came 16. Tous les magasins 3 sont en prise avec la même came 16. Dans un sens de rotation, la coopération de la came 16 et des palettes 14 provoquera la remontée des palettes 14 du côté de la paroi arrière 8 et leur descente du côté de la paroi avant 7, ce qui permet d'alimenter le magasin en bouchons 19 par la première ouverture 9 et de fournir les bouchons 19 en sortie par la deuxième ouverture 10. Une goulotte d'alimentation, non représentée, pourra être montée à proximité de la première ouverture 9 en étant adaptée à la rotation des magasins 3. Un tour complet de l'organe rotatif 1 provoque, pour un magasin 3 donné, un mouvement de la bande transporteuse 13 sur une hauteur égale à la somme de la distance séparant deux palettes 14 et de l'épaisseur d'une palette 14. Chaque bouchon 19 supporté par une palette 14 va donc descendre progressivement dans le magasin 3 et, après avoir quitté l'ouverture 9, se trouver enfermé dans le logement formé entre les parois latérales 5 et 6, la paroi avant 7, la bande transporteuse 13, la palette 14 qui supporte le bouchon 19 et la palette adjacente supérieure. Lorsque l'on considère la deuxième ouverture 10, la rotation de l'organe rotatif 1 sur un tour provoque l'arrivée d'un nouveau bouchon 19 supporté par une palette 14, qui peut alors être extrait du magasin 3 par des moyens appropriés qui seront décrits ci-dessous. Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 3, le dispositif d'accumulation est pourvu d'un guide de maintien 20 fixe disposé sur un secteur angulaire par exemple de l'ordre de 90 , sensiblement au niveau de la deuxième ouverture 10 et qui empêche tout bouchon 19 de sortir de son logement sur ledit secteur angulaire, ce qui permet le maintien en place d'un bouchon 19 qui se trouve déjà complètement disposé dans la deuxième ouverture 10, voir le magasin 3 dessiné en trait fin. Le guide de maintien 20 présente la forme d'une barre en arc de cercle de diamètre très légèrement supérieur au cercle décrit par les magasins 3 et est centré sur l'axe 2. Le dispositif d'accumulation comprend également un guide de sortie 21 disposé sensiblement au même niveau que le guide de maintien 20. Le guide de sortie 21 est de forme plane avec une pointe effilée 22 disposée de façon qu'elle fasse saillie dans l'ouverture 10 d'un magasin 3 pour venir en contact avec un bouchon 19 qui s'y trouve. La plus faible distance entre la pointe 22 et l'axe 2 sera très légèrement supérieure à la distance entre la partie de la bande transporteuse 13 du côté des bouchons 19 et l'axe 2. Dans le sens de rotation de l'organe 1, la pointe 22 se trouve à proximité de l'extrémité aval du guide de maintien 20. Le guide de sortie 21 présente un bord convexe 2ladu côté de l'axe 2 et un bord concave 2lb à l'opposé. Le bord concave 21b est circulaire et centré sur un axe 23 parallèle à l'axe 2 et disposé à l'extérieur de l'organe 1. Sous le guide de sortie 21, est prévu un plateau 24 apte à supporter les bouchons 19. Ainsi, lors de la rotation de l'organe rotatif 1, un bouchon 19 présent sur une palette 14 dans l'ouverture 10 est d'abord retenu par le guide de maintien 20 puis vient en contact avec le bord concave 21b du guide de sortie 21 à proximité de la pointe 22 qui l'écarte progressivement de l'axe 2 en lui faisant quitter la palette 14. Le bouchon 19 passe alors sur le plateau 24. Un disque tournant 25 monté sur l'axe 23 est de diamètre tel qu'il fait saillie dans l'ouverture 10 d'un magasin 3. Le disque 25 est pourvu d'une échancrure semi-circulaire 26 prévue pour venir entourer un bouchon 19 dans l'ouverture 10 et garantir ainsi son entraînement en rotation le long du bord concave 2 1b du guide de sortie 21 et sur le plateau 24. Bien entendu, l'échancrure 26 peut être plus ou moins profonde et présenter des bords arrondis à la façon d'un engrenage pour favoriser la prise de contact avec un bouchon 19. Pour faciliter encore le transfert des bouchons 19 des magasins 3 au disque 25, la came 16 peut présenter une succession de portions planes et de portions hélicoïdales de façon que le mouvement de la bande 13 et du bouchon 19 vers le bas s'interrompe sur un faible secteur angulaire, par exemple de l'ordre de 10 , lors de la prise de contact du bouchon 19 avec le guide 21, c'est-à-dire lorsque le magasin 3 est aligné entre les axes 2 et 23. En fonctionnement, le bouchon 19 qui se trouve sur la palette 14 dans l'ouverture 10 est retenu radialement par le guide de maintien 20 tout en entrant progressivement dans l'échancrure 26 du disque 25, voir le magasin 3 dessiné en trait fort. Puis il vient en contact avec le bord concave 21b du guide de sortie 21 qui le maintient dans l'échancrure 26 en empêchant tout mouvement radial tendant à l'éloigner de l'axe 23. Le bouchon 19 passe alors progressivement de la palette 14 au plateau 24 et est ainsi progressivement pris par le disque 25 qui forme le moyen de sortie de l'accumulateur, voir dessin en trait mixte. Pour que l'engrènement se passe de façon satisfaisante, les vitesses tangentielles des magasins 3 au niveau des bouchons 19 et du disque 25 seront égales. L'adaptation des vitesses de rotation de l'organe rotatif 1 et du disque 25 pourra être effectuée par des moyens mécaniques tels qu'une courroie avec un rapport de vitesse angulaire adapté, ou encore par des moyens électriques tels que des moteurs à vitesse commandée. Tel qu'il est représenté, le disque 25 comprend une unique échancrure 26. Toutefois, on utilisera en pratique un disque 25 pourvu d'un grand nombre d'échancrures 26 régulièrement réparties à des distances égales à celles séparant deux magasins 3 consécutifs. Sur la figure 5, est illustré un mode de réalisation des moyens de support de bouchons. La bande transporteuse 13 supporte une pluralité de tels moyens de support, constitués chacun par une pince 27 à deux branches élastiques entre lesquelles un bouchon 19 peut être enserré. Dans ce cas, une branche serait disposée au-dessus du bouchon 19 et l'autre en dessous, de façon que le guide de sortie 21 de la figure 6 puisse passer entre les deux branches et garantir la sortie du bouchon. Entre la pince 27 et la bande transporteuse 13, est prévu un galet en nylon 28 à faible coefficient de frottement et qui est prévu pour entrer en contact avec la came 16. Le galet 28 étant rotatif, le contact entre la came 16 et le moyen de support s'effectue sans frottement, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie, l'usure des pièces en contact et de diminuer la production de poussière. Sur les figures, on a représenté un magasin 3 disposé par rapport à l'organe rotatif 1, de façon que la bande transporteuse 13 tangente le disque 25. On pourrait aussi concevoir, en variante, de disposer les magasins 3 avec les axes 11 et 12 perpendiculaires à l'axe 2 et disposés radialement. Le moyen de sortie pourrait alors être formé par un pion de poussée commandé par une came. On pourrait aussi concevoir de faire fonctionner l'accumulateur dans différentes positions avec son axe 2 vertical ou horizontal. Dans tous les cas, on dispose d'un accumulateur à magasin rotatif à bande ou chaîne de support de bouchons à entraînement indexé. Grâce à l'invention, le stockage dynamique de bouchons se fait sans frottement du bouchon pendant son stockage, ce qui évite tant l'usure et une possible détérioration du bouchon que l'usure de la pièce sur laquelle il frotte et réduit de façon importante la production de poussière, d'o une meilleure hygiène et une réduction de la durée et du coût du nettoyage. Enfin, l'organe rotatif 1 pourrait être remplacé par une bande ou une chaîne d'entraînement, permettant de s'adapter à des trajectoires non circulaires et d'optimiser l'encombrement de l'accumulateur. Les magasins seraient alors supportés par une ou plusieurs chaînes ou bandes. Il REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accumulation dynamique d'objets, comprenant au moins un magasin (3) et un moyen de déplacement (1) supportant ledit magasin, chaque magasin comprenant une pluralité de logements dans chacun desquels peut être stocké un objet (19), caractérisé par le fait que chaque magasin (3) est indépendant et que les logements sont séparés par des moyens de support individuels. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque magasin comprend une bande transporteuse (13) pourvue de moyens de support des objets. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen d'entraînement en mouvement de la bande transporteuse de façon qu'un déplacement donné du moyen de déplacement du dispositif d'accumulation entraîne un déplacement donné de la bande transporteuse. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le logement d'un objet comprend une paroi inférieure formée par son moyen de support, une paroi supérieure formée par le moyen de support d'un logement adjacent, une paroi latérale formée par la bande transporteuse et trois parois latérales formées par un corps (4) de magasin. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que chaque magasin comprend une ouverture d'entrée (9) et une ouverture de sortie (10) prévues dans un corps de magasin du côté opposé à la bande transporteuse. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la bande transporteuse est formée par une courroie ou une chaîne. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend un mécanisme d'indexation à came du mouvement de la bande transporteuse par rapport au mouvement du moyen de déplacement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une came (16) vient en prise entre deux moyens de support d'objet dans chaque magasin. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les objets sont stockés en colonnes. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de support sont formés par des palettes (14), des doigts, ou des pinces. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les magasins sont disposés sur la périphérie d'un disque tournant. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de saisie (26) d'un objet en sortie d'un magasin.