Brevet FR2802518A1 — publié le 20010622

i DISPOSITIF DE SELECTION ET D'APPROVISIONNEMENT DE PRODUITS CYLINDRIQUES DE REVOLUTION La présente invention concerne un dispositif de sélection et d'approvisionnement de composants d'emballage, et plus particulièrement de composants d'emballage pour films photographiques, ayant une forme pratiquement cylindrique de révolution; ceci pour approvisionner une machine automatique disposée en aval du dispositif.10 Le bon fonctionnement et la productivité des machines automatiques sont des facteurs qu'il est important d'optimiser. Les machines de conditionnement automatique des bobines de films photographiques entrent dans cette catégorie; l'ensemble de la gestion du flux des composants assemblés par exemple sur une machine automatique doit se faire dans de bonnes conditions, de manière synchrone, avec un bon positionnement de ces composants à l'entrée de la machine, pour éviter les20 arrêts machine. Les conséquences des arrêts machine sont: augmentation du stress des opérateurs qui doivent intervenir rapidement, détérioration des composants ayant occasionné l'arrêt, voire de certains éléments mécaniques de la machine, et globalement, perte de productivité.25 Pour éviter ce genre de problèmes, des dispositifs ont été étudiés pour prévenir ces positionnements inadéquats de composants à l'entrée des machines automatiques: détrompeurs, détecteurs de positionnement, poka yoke, etc.30 Le brevet francais 2 637 876 décrit un dispositif pour transporter un flux de produits à emballer, comprenant le refoulement des produits mal positionnés. Le dispositif concerne par exemple des produits d'alimentation de forme plate pouvant être des biscuits.35 Le dispositif décrit concerne un moyen d'acheminement des produits plats avec un système mécanique d'expulsion des produits mal positionnés dans le flux, qui est basé sur 2 l'adoption de courbures du canal d'acheminement des produits plats selon une géométrie en forme de S, ayant pour effet de donner un mouvement dit "vertébral" au flux de produits à un certain niveau du canal d'acheminement.5 Une telle géométrie permet aux produits mal positionnés de se déplacer sur une trajectoire qui diverge par rapport au flux normal des produits correctement positionnés. Un désavantage du dispositif ainsi présenté est le principe assez complexe de la cinématique permettant l'évacuation10 des produits mal positionnés. De plus, le canal de guidage est calibré selon une seule direction, ce qui laisse par exemple la possibilité à un produit de se loger en mauvaise position sous un bloc de produits correctement positionnés.15 D'autre part, le dispositif a un encombrement substantiel dans l'environnement global du procédé, de par la géométrie, combinée dans trois dimensions, de l'ensemble du dispositif. Le brevet Européen EP-A-0 770 451 décrit un dispositif d'alimentation d'écrous spéciaux, ces derniers ayant une entrée pilote axiale et devant se présenter avec la même orientation, les uns derrière les autres, à la sortie du dispositif d'alimentation; ceci en vue d'alimenter une machine automatique. Un tambour rotatif25 entraîné par un moteur distribue, grâce à des aubes ascensionnelles, les écrous dans une goulotte d'alimentation, qui alimente par gravité la machine automatique de montage. La goulotte d'alimentation comprend trois parties principales successives: l'entrée30 pour récupérer les écrous tombant des aubes ascensionnelles, une section médiane o sont triés les écrous correctement positionnés d'une part et les écrous inversés ou mal positionnés d'autre part. Les écrous correctement positionnés circulent vers la troisième35 partie, appelée section de déchargement ou de sortie. Les écrous inversés ou mal positionnés sont évacués à nouveau vers le tambour d'alimentation, puis recyclés. Un 3 désavantage de ce système est sa complexité. Sa réalisation mécanique est donc coûteuse, avec des formes complexes du dispositif d'alimentation, et en particulier de la goulotte d'alimentation, ceci comparativement à la5 nature simple des produits acheminés. De plus, l'adaptation à d'autres produits de formes ou de dimensions différentes accentue encore le coût global, puisqu'il faut, dans ce cas, changer les différents composants de la goulotte d'alimentation, qui est10 spécifique à chaque type de produit; ceci par exemple si les dimensions internes liées à l'épaisseur et aux cotes sur plat des écrous varient. Les systèmes d'approvisionnement de produits ou de composants dans des flux automatisés doivent être fiables, afin de ne pas générer d'arrêts imprévus des installations, soit par manque de produits ou composants, soit pour de mauvaises conditions de fonctionnement. Le bon positionnement des produits ou composants, juste avant l'entrée dans une machine automatique, et ceci par exemple20 selon une orientation correcte prédéfinie, est un critère essentiel, car de cette bonne orientation desdits produits ou composants, dépendront les résultats industriels et économiques en terme de qualité, délais, productivité de l'installation. Des problèmes répétitifs dus à des arrivées et des positionnements aléatoires des produits, selon une orientation incorrecte, peuvent conduire à des blocages et à des arrêts de la machine automatique. La présente invention concerne un dispositif qui permet d'obtenir une sélection ainsi qu'un approvisionnement systématique et régulier de produits pratiquement cylindriques de révolution. Selon un mode de réalisation, les produits pratiquement cylindriques de révolution sont des composants d'emballage destinés à35 protéger des films photographiques. Ces produits, ayant une forme pratiquement cylindrique de révolution doivent se présenter unitairement, dans une orientation correcte, à l'entrée d'une machine automatique. Cette orientation correcte prédéfinie correspond à une position de l'axe des produits qui est pratiquement perpendiculaire à l'axe du flux normal suivi par les produits, pour approvisionner la5 machine automatique. Le dispositif de l'invention comprend: - une goulotte coudée, calibrée selon deux directions perpendiculaires entre elles et toutes les deux perpendiculaires à l'axe du flux normal des produits, prévue pour maintenir et sélectionner, un par un, des produits pratiquement cylindriques de révolution selon l'orientation correcte prédéfinie, et les laisser passer un par un selon la direction du flux; - une ouverture pour dévier par effet mécanique de gravité, suivant une trajectoire différente du flux normal, les produits pratiquement cylindriques de révolution qui sont positionnés selon une orientation de leur axe pratiquement parallèle à celle du flux normal; - un canal interne calibre, qui assure une fonction régulatrice de la cadence d'approvisionnement de la machine automatique. Un des avantages majeurs du dispositif objet de l'invention est de sélectionner systématiquement, et un par un, les produits cylindriques de révolution pour approvisionner, avec la bonne orientation, la machine automatique. Les avantages indirects apportés par le dispositif, au processus global de production dans lequel30 il s'intègre, sont substantiels; on supprime notamment les arrêts imprévus de la machine automatique et on maintient la cadence rapide de production de cette machine pendant le temps disponible de production. Le coût du dispositif, purement mécanique, est relativement faible,35 comparativement au coût global généré par les problèmes rencontrés sans l'intégration dudit dispositif dans le flux des produits. Disposé dans le flux des produits, juste avant la machine automatique, le dispositif permet d'éviter des arrêts inopinés plus ou moins longs de la machine automatique, en cours de production. Ces arrêts impliquent5 aléatoirement des interventions rapides des opérateurs; ce qui génère un stress inutile pour ces derniers. D'autre part, les arrêts sont prolongés si des éléments internes à la machine ont été détériorés; les produits ou composants d'emballage incriminés, et causes de problèmes, sont mis10 au rebut. L'invention présentée élimine ces problèmes et diminue les coûts de production, tout en améliorant les conditions de travail et la productivité globale du procédé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux figures du dessin annexé. La figure 1 représente une perspective de l'ensemble du dispositif revendiqué, aux éléments de fixation ou de raccordement près.20 La figure 2 représente un flux normal d'un ensemble de produits cylindriques de révolution, selon la bonne orientation, dans le dispositif. La figure 3 représente un flux anormal d'un ensemble de produits cylindriques de révolution, dans le dispositif. La figure 4 représente la section 4-4, selon la figure 3. La figure 5 représente un flux anormal de produits dans lequel un produit cylindrique de révolution mal orienté est dérivé. La figure 6 représente la section 6-6, mentionnée à la figure 5. Suivant l'invention, on dispose par rapport au flux des produits, en amont d'une machine automatique, le dispositif pouvant prendre la forme représentée schématiquement sur les figures 1 à 6. La description détaillée suivante fait référence aux différentes figures 6 du dessin; les éléments constitutifs de l'invention sont identifiés par des repères chiffrés, identiques pour chacune des figures. Le dispositif 10 comprend une goulotte coudée calibrée 30, avec deux ailes 31, 32, formant entre elles un angle obtus A compris entre 120 et 150 degrés. Cette goulotte représente le corps central du dispositif. Dans un mode de réalisation particulier, elle peut être en tôle inoxydable et de forme extérieure rectangulaire, avec un10 angle A de 135 degrés entre les ailes 31 et 32. La partie interne de cette goulotte comprend un canal rectangulaire calibré 33, de préférence coaxial avec la forme extérieure de la goulotte. Ce canal interne est calibré de manière à faire cheminer les produits cylindriques selon15 l'orientation correcte recherchée 62, à savoir axe des produits pratiquement perpendiculaire à l'axe du flux de ces produits. L'axe des produits qui cheminent dans le canal calibré 33 reste dans une tolérance d'orientation de plus ou moins cinq degrés, par rapport à sa position20 nominale, perpendiculaire à l'axe du flux. Le canal présente une entrée conique de quelques degrés, pour faciliter l'entrée des produits dans l'aile supérieure 31 de la goulotte 30. Le canal est calibré suivant sa section rectangulaire, dans deux directions, selon la longueur et25 selon la largeur de cette section, pour obtenir un ajustement glissant avec les produits cylindriques; cet ajustement est matérialisé par exemple sur la figure 6 entre un produit bien orienté 62 et l'aile inférieure 32 de la goulotte 30. On a utilisé un jeu, entre le canal30 interne calibré 33 et un produit bien orienté 62, correspondant à un ajustement dit "glissant", égal à 3 à 4% de la valeur des dimensions hors tout du diamètre et de la longueur dudit produit 62. Les produits cylindriques orientés comme le produit 62 cheminent par gravité depuis35 l'aile 31 en direction de l'aile 32. Le calibrage selon deux directions perpendiculaires permet d'une part de ne laisser passer les produits qu'un par un dans le canal 7 calibré en évitant la modification de leur orientation, et d'autre part d'avoir un effet régulateur sur le flux des produits, en atténuant l'effet de gravité ou les à-coups éventuels générés par le système d'approvisionnement des produits situé en amont du dispositif 10 décrit. Le cheminement ou flux normal de produits successifs bien orientés est représenté par exemple sur les figures 2 et 6. La partie inférieure de la goulotte 30 comprend une o ouverture 60, de forme rectangulaire, située principalement au niveau inférieur de l'aile 31 et sur quasiment toute la longueur de la partie inférieure de l'aile 32; cette ouverture permet d'éliminer les produits accidentellement mal orientés dans la portion du canal15 calibré 33 appartenant à l'aile 31 de la goulotte 30. Un produit est mal orienté lorsque son axe est pratiquement parallèle au déplacement du flux normal desdits produits. Un exemple de produit mal orienté 61 est représenté sur la figure 3. Lorsque le produit mal orienté arrive au niveau de l'ouverture rectangulaire 60, il est éliminé par gravité, comme l'indique la figure 5, car la longueur de l'ouverture est supérieure à la longueur maximale des produits cylindriques approvisionnés et la largeur de l'ouverture est légèrement inférieure à la longueur25 minimale des produits, mais supérieure au diamètre maximum de ceux-ci. L'ouverture empiète un peu au niveau inférieur de l'aile 31 pour éviter tout coincement ou tout ralentissement dus à un produit mal orienté le long du canal calibré, lorsqu'il sort du flux normal par30 l'ouverture 60. La figure 4 présente différents positionnements d'un produit mal orienté 61, dans le canal rectangulaire calibré 33 de l'aile 31 de la goulotte. Si le produit mal orienté 61 se trouve dans une position centrale comprise35 entre les deux rebords de guidage 64 des produits bien orientés 62, il passe directement par l'ouverture 60. Si le produit mal orienté 61 se trouve dans une des positions 8 extrêmes représentées sur la figure 4, c'est-à-dire à l'aplomb du rebord 64, il glisse dans le canal 33 et vient toucher l'un des rebords 64, mais ne s'appuyant que sur l'un de ses côtés, il est déséquilibré selon l'une des5 directions D1 ou D2, et de ce fait glisse dans l'ouverture 60. Des rapports dimensionnels judicieusement établis entre les dimensions de la section rectangulaire du canal calibré 33, celles des chanfreins 63 et des rebords 64, celles du diamètre et de la longueur des produits10 cylindriques, génèrent une sortie des produits mal orientés 61, par l'ouverture 60, dans des conditions qui ne perturbent pas le flux normal des produits bien orientés 62. Par exemple, la longueur des produits cylindriques est égale à au moins une fois et demi le15 diamètre desdits produits. De plus, la sortie des produits mal orientés 61 est facilitée par la force de gravité et la pente relative du rebord 64 par rapport à un plan horizontal, représentée par l'angle A moins 90 degrés. La partie supérieure de la goulotte comprend une liaison permettant le raccordement avec le système d'approvisionnement situé en amont. Dans un mode de réalisation particulier, la partie supérieure de la goulotte comprend une embase rectangulaire 34, qui reçoit coaxialement une platine d'entrée 20; cette dernière est25 solidarisée par exemple à la goulotte 30 par quatre boulons non représentés et passant au travers des trous 35. La géométrie de la platine d'entrée 20 est caractérisée par un passage interne type entonnoir de section rectangulaire, pour recevoir et guider,30 généralement selon la bonne orientation, les produits cylindriques qui arrivent par gravité; ce guidage est réalisé grâce à des éléments coniques rapportés 21, judicieusement positionnés pour favoriser le guidage des produits cylindriques entrants en maintenant leur axe35 pratiquement perpendiculaire à l'axe du flux normal d'une part, et au plus petit côté de la section rectangulaire calibrée de la goulotte d'autre part. Une gaine d'entrée 40 est raccordée à la platine d'entrée 20, coaxialement à celle-ci. La géométrie de la section interne de la gaine permet de guider le cheminement des produits cylindriques, en maintenant leur5 axe pratiquement perpendiculaire à l'axe du flux normal, tout en permettant de visualiser le cheminement depuis l'extérieur, afin de pouvoir éventuellement prévenir ou localiser rapidement un problème dans le flux des produits cylindriques, problème qui soit de nature à perturber le10 cheminement normal de ceux-ci. Dans un mode de réalisation particulier, la gaine 40 comprend un enrobage de fils métalliques cylindriques, fixés par exemple sur la platine 20 avec des vis 22 représentées schématiquement; la section interne de la15 gaine sera réalisée pour épouser sensiblement la forme de la section axiale des produits cylindriques de révolution cheminant par gravité à l'intérieur; ainsi, les produits circulent facilement dans la gaine d'une part, et d'autre part le jeu entre les produits et l'enrobage de fils20 métalliques ne permet pas un retournement ou changement d'orientation dudit produit dans la gaine. Une condition supplémentaire de bon écoulement du flux des produits est que la section interne de la gaine ne présente aucune protubérance qui puisse perturber le cheminement et25 l'orientation des produits cylindriques. Bien entendu, le raccordement de cette gaine 40 avec d'autres éléments, en amont de celle-ci, et ne faisant pas partie du dispositif décrit, doit respecter la dernière condition présentée. Côté sortie du dispositif 10, une gaine de sortie 50 se raccorde sur celui-ci à l'extrémité de l'aile 32, coaxialement à celle- ci pour pouvoir continuer à guider l'acheminement des produits cylindriques sortants du dispositif et allant vers la machine automatique. Dans un mode de réalisation particulier, la gaine 50 comprend des fils métalliques cylindriques raccordés par soudage sur l'aile 32 du dispositif. Toutes les exigences concernant la géométrie de la section interne et l'enrobage de la gaine de sortie sont identiques à celles de la gaine d'entrée. L'invention a été décrite en faisant référence à un mode de réalisation particulier de celle-ci, mais il est bien entendu que des variantes, notamment sur les matières, dimensions et formes utilisées peuvent être réalisées. On prévoit par exemple des gaines d'entrée et de sortie en plastique transparent, fixées ou emboîtées sur la platine d'entrée 20; une goulotte coudée 3010 articulée au niveau de l'intersection des ailes 31 et 32. La représentation divulguée ne doit pas être interprétée de manière restrictive et limitative. Le domaine de l'invention est traduit au travers des revendications jointes, et toutes les variantes, à15 l'intérieur de ce domaine, sont couvertes par les revendications. REVENDICATIONS 1 - Dispositif (10) pour approvisionner une machine automatique avec des produits pratiquement cylindriques de révolution, selon une orientation correcte prédéfinie (62) qui correspond à une position de l'axe des produits pratiquement perpendiculaire à l'axe du flux normal suivi par lesdits produits, permettant d'introduire lesdits produits dans la machine automatique, et caractérisé en ce que ledit dispositif (10) comprend: une goulotte coudée (30), calibrée suivant un canal interne (33), selon deux directions perpendiculaires entre elles et toutes les deux perpendiculaires à l'axe du flux normal des produits, prévue pour maintenir et sélectionner, un par un, des produits pratiquement cylindriques de révolution selon l'orientation correcte prédéfinie (62), et les laisser passer un par un selon la direction du flux; - une ouverture (60) pour dériver par effet mécanique de gravité, suivant une trajectoire différente du flux normal, les produits pratiquement cylindriques de révolution qui sont positionnés selon une orientation de leur axe (61), pratiquement parallèle à celle du flux normal; 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal interne calibré (33) assure une fonction régulatrice de la cadence d'approvisionnement de la machine automatique. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la goulotte coudée calibrée comprend: deux ailes (31), (32), présentant un angle obtus (A), et dans lequel le canal interne (33) est calibré selon deux directions perpendiculaires entre elles et toutes les deux perpendiculaires à l'axe du flux normal des produits; la section du canal interne est calibrée aux dimensions du diamètre et de la longueur des produits acheminés, de manière à permettre un cheminement de type glissant, des produits dans le canal calibré, avec leur axe restant perpendiculaire à l'axe du flux normal. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que: l'ouverture (60) est rectangulaire et est située principalement, suivant sa longueur, au niveau inférieur de l'aile (32) de la goulotte coudée calibrée; la longueur de cette ouverture est supérieure à la longueur maximale des produits acheminés et la largeur de cette ouverture est légèrement inférieure à la longueur minimale des mêmes produits, mais supérieure au diamètre maximum de ceux- ci. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par: une platine d'entrée (20), fixée coaxialement avec la goulotte coudée calibrée, en amont de cette dernière, dans le sens du flux normal des produits; la platine (20) comprenant: un trou central de section rectangulaire, avec une entrée conique pour guider les produits entrants vers la goulotte coudée calibrée, et pour maintenir les produits avec leur axe perpendiculaire à l'axe du flux normal et perpendiculaire au plus petit côté de cette section rectangulaire. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par: une gaine d'entrée (40), se raccordant sur la platine d'entrée en amont de celle- ci dans le sens du flux normal des produits, et dont la section interne permet, de par sa forme, l'acheminement des produits entrants dans le dispositif, en maintenant leur axe pratiquement perpendiculaire à l'axe du flux normal, et en permettant de visualiser le cheminement de ces produits. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par: une gaine de sortie (50), se raccordant sur la sortie (32) de la goulotte coudée calibrée, dont la section interne permet l'acheminement des produits sortants du dispositif (10) suivant le flux normal, en conservant la bonne orientation sélectionnée, et permettant de visualiser le cheminement des produits cylindriques vers la machine automatique.