Brevet FR2804668A1 — publié le 20010810

DISPOSITIF ROTATIF AUTOMATIQUE DE MANUTENTION D'OBJETS ET MACHINE DE MANUTENTION UTILISANT UN TEL DISPOSITIF DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne la manutention d'objets, individuellement ou par lots, d'un poste de travail, de stockage, d'emballage, de désemballage, d'expédition vers un autre poste équivalent. Elle concerne, en particulier, la manutention lots d'objets identiques, tels que des récipients en particulier, des récipients comprenant des produits alimentaires, comme, par exemple, des pots de crème ou autres produits laitiers. Toutefois, l'invention peut trouver des applications dans la manutention d'articles très divers Art antérieur et problème posé Dans le domaine des industries agro- alimentaires, le conditionnement de nombreux produits, s'effectue dans des récipients comportant un couvercle muni d'un rebord de fixation sur le corps de l'emballage On pense, en particulier, à des pots en matière plastique obturés par un couvercle muni d'un rebord de fixation par clipsage, ce rebord se prolongeant souvent par une jupe tronconique plus ou moins élastique. Ces objets sont souvent présentés par lots, horizontaux, parfois à plusieurs étages. La fermeture est effectuée manuellement ou par des machines. L'efficacité de cette fermeture est mise à l'épreuve lors de la prehension et du relâchement des objets dans des caisses transport. Le but de 1 invention est de proposer une machine capable de prendre, les uns après les autres, des lots d'objets prépositionnés et de les transférer à un poste d'emballage ou conditionnement, par exemple dans une caisse, afin expédier cette dernière une fois qu'elle est fermée. Dans cette optique, un deuxième but de l'invention est également de mettre au point un dispositif automatique rotatif de manutention pour transférer un lot d'objets d'un poste à un autre, à savoir un poste d'emballage. Résumé de l'invention A cet effet, un premier objet principal de l'invention est un dispositif rotatif de manutention automatique tournant autour d'un arbre central vertical et possédant au moins un moyen de transfert excentré par rapport à l'arbre vertical, monté tournant autour d'un axe vertical transfert et répartis angulairement autour de arbre central vertical dans le cas où il sont plusieurs, pour saisir dans une première position déterminée, à un premier poste de travail, un objet ou un lot d'objets, transférer cet objet ou ce lot d'objets vers un deuxième poste de travail et le ou les déposer dans une deuxième position déterminée. Le dispositif comprend principalement - un carter rigide monté tournant autour de l'arbre central vertical et s'étendant radialement pour porter le les moyens de transfert ; des moyens moteurs pour entraîner en rotation le carter ; et - un premier système de transmission de mouvement rotation doté d'un rapport de transmission déterminé fonction des positions déterminées à respecter aux deux postes de travail, où les objets sont saisis et déposés, pour entraîner en rotation, le ou les moyens de transfert ' partir de la première position déterminée, en fonction du premier poste de travail, dans la deuxième position déterminée, en fonction du deuxième poste de travail. Dans 1a réalisation préférentielle selon l'invention, le premier système de transmission de mouvement rotation comprend - une première roue dentée centrale solidaire de l'arbre central vertical ; - une première roue dentée satellite, à chaque moyen de transfert, montée tournante, par rapport au carter, autour d'un axe vertical de transfert et pouvant être solidaire chacune du moyen de transfert ' elle se trouve ; et une chaîne de transmission engrenant avec la première roue dentée centrale et la roue dentée satellite de chaque moyen de transfert, le rapport d'engrènement entre la roue dentée centrale et les roues dentées satellites étant déterminé en fonction des positions déterminées à obtenir à chaque poste de travail. Le rapport d'engrènement R1 du système de transmission du mouvement de rotation est, de preférence, dans un rapport 2/3, soit Rl = 2/3. Le dispositif se complète avantageusement d' deuxième système de transmission d'un mouvement rotation avec un rapport d'engrènement différent celui du rapport du premier système de transmission mouvement rotation, pour orienter chaque moyen transfert dans la deuxième position déterminée, deux systèmes de transmission de mouvement de rotation étant débrayables pour être alternativement embrayés débrayés en fonction des positions déterminées à obtenir à chaque poste de travail. Ce rapport de transmission R2 est de préférence égal R2 = 1. On obtient ce débrayage et cet embrayage systèmes de transmission de mouvement de rotation utilisant des éléments de solidarisation temporaire des roues satellites de ces moyens de transfert sur un corps de ces derniers. Dans la réalisation préférentielle des moyens de transfert, ceux-ci sont constitués d'un corps sur lequel est monté une des roues dentées satellites de chaque système de transmission et comportant au moins un évidemment vertical à travers lequel peut coulisser une barre support de moyens de préhension et une barre de commande de relâchement du ou des objets par les moyens de préhension. Il est très intéressant d'utiliser au moins un tendeur de chaîne placé entre la roue dentée centrale et au moins une roue dentée satellite. Un deuxième objet principal de l'invention est une machine de manutention d'objets pour transférer d'un premier poste, dit de préhension, vers un deuxième poste, dit d'emballage, au moins un objet, au moyen d'au moins deux moyens de transfert placés chacun à l'extrémité d'un dispositif rotatif de manutention automatique, tel qu'évoqué dans les paragraphes précédents. Dans l'utilisation préférentielle de la machine selon l'invention avec les moyens de préhension, ceux ' sont constitués d'un ensemble de pinces pour saisir lot de pots groupés et la machine comprend des moyens commande de la barre de support des moyens de préhension et de la barre de commande de relâchement. Les moyens de commande de la barre support sont, de préférence, constitués de portions de piste circulaire horizontale mobiles en translation verticale actionnés par des moyens moteurs pour descendre les moyens de préhension différents postes de travail et les monter pour transferts d'un poste à l'autre et sur lesquelles glissent une plaque de transfert solidaire de la barre de support des moyens de préhension. Liste des figures Les ets de l'invention, leurs caractéristiques avantages, seront mieux compris à la lecture de la description suivante, accompagnée de trois figures qui représentent respectivement - figure 1, en coupe longitudinale, le dispositif rotatif selon l'invention ; - figure 2, en vue de dessus, le carter étant ouvert, le dispositif de rotation selon l'invention ; et - figure 3, en vue frontale, le carter étant ouvert, une machine selon l'invention, sans son carter et utilisant dispositif rotatif des figures 1 et 2. Réalisation préférée de l'invention En référence à la figure 1, le dispositif rotatif de manutention automatique est monté tournant autour d'un arbre central 1 vertical fixe. Il comprend, entre autre, un carter 10 de forme allongée, placé horizontalement et monté tournant autour de l'arbre central 1, grâce à deux paliers à roulements à billes 12, éventuellement complétés d'une butée à billes. En effet, le dispositif rotatif est entraîné en rotation grâce à un moteur 2 monté fixe par rapport à l'arbre central 1, au moyen d'un bras de soutien 3. I1 entraîne en rotation une roue dentée motrice 4 qui s'engrène avec une roue dentée d'entraînement 11 montée fixe sur le carter 10, et plus précisément sur la paroi supérieure 19 de celui-ci. Le dispositif de rotation porte, à chacune extrémités du carter 10, un moyen de transfert 20 d' ets. Ceci explique que, dans la réalisation decrite sur cette figure 1, le dispositif de rotation utilisé sur une machine de manutention automatique de lots d'objets, à savoir des pots contenant des denrées alimentaires, telles que des laitages. Ces pots étant manutentionnés par lots, chaque moyen transfert 20 comprend plusieurs pinces 22 capables saisir chacune un pot ou une partie du lot de pots se trouvent alors plus ou moins solidarisés entre Il est facile de comprendre que si ces pinces 22 sont montées coulissantes verticalement par rapport carter 10, il est possible, grâce à la rotation de dernier, de transporter d'un endroit placé autour de l'arbre central 1 un lot d'objets vers un autre endroit placé sur le même cercle. En d'autres termes, il est possible de transporter un lot d'objets de droite à gauche de l'arbre central 1 et simultanément de gauche à droite, à l'aide des deux moyens de transfert 20, représentés sur cette figure. Un élément principal du dispositif de rotation selon l'invention est constitué par un système de transmission destiné à faire tourner les moyens de transfert 20 par rapport au carter 10. Mais, le carter 10, représenté sur cette figure 1, comprend deux systèmes d'entraînement pour obtenir deux possibilités de rotation différentes pour les moyens de transfert 20, en fonction de l'utilisation de ce système, mais un seul pourrait suffire. Sur cette même figure 1, on remarque que les moyens de transfert 20 possèdent chacun un corps 25 monté tournant par rapport au carter 10 du dispositi rotation, au moyen de deux roulements 15 dont bague inférieure est montée fixe sur le carter 10 dont la bague extérieure est montée sur une roue dentée satellite 14. Cette dernière est elle-même montée tournante par rapport au corps 25, au moyen d'un roulement 16. Par contre, celle-ci et le corps peuvent être solidarisés l'un par rapport à l'autre, moyen d'un élément de fixation temporaire, tel qu' clavette, une vis ou un boulon 26. Cette roue satellite constitue un élément du système de transmission. Le système de transmission se complète par roue dentée centrale 13, fixée sur l'arbre central 1, dans le même plan qu'une roue satellite 14 de chaque moyen de transfert 20. Une chaîne d'entraînement, non représentée, est placée autour de la roue satellite 14 de chaque moyen de transfert 20 et de la roue centrale 13 placées dans le même plan. La figure 2 montre l'intérieur du dispositif de rotation en vue de dessus ou de dessous. On y distingue une roue satellite 14 de chacun moyens de transfert, les roues dentées centrales 13 33 des premier et deuxième systèmes de transmission, barre support 21, les barres de commande de relâchement 23 et les systèmes de fixation temporaire 26 de chacune des roues dentées satellites 14 sur le corps 25 des moyens de transfert 20. La chaîne de transmission 9 passe autour des deux roues dentées satellites 14 et autour de la roue dentée centrale 13 qui est de plus petit diamètre que la roue dentée centrale 33 du deuxieme système de transmission. On distingue également sur cette figure plusieurs dispositifs tendeurs 17, placés entre la roue dentée centrale 13 du premier système de transmission et les deux roues dentées satellites 14 correspondantes. En effet, il s'avère indispensable de tendre la chaîne de transmission 9, notamment lorsqu'elle est utilisée avec le premier système de transmission, où le nombre dents de la roue dentée centrale 13 est inférieur nombre de dents de la roue dentée centrale 33 du deuxieme système de transmission. Dans le premier système de transmission, roue dentée centrale 13 a le même nombre de dents les roues dentées satellites 14. Ceci a pour effet lors de la rotation du carter 10, autour de l'arbre central 1, la roue dentée centrale 13 étant fixe, la chaîne de transmission 9 entraîne en rotation chacune des roues dentées satellites 14 et donc les corps 25 des moyens de transfert, et ceci à 1a même vitesse de rotation. De ce fait, lorsque le carter 10 tourne de 180 , chaque moyen de transfert tourne sur lui-même, par rapport au carter 10 d'un demi-tour, c'est-à-dire de 1 . Dans ce cas, les objets saisis par les pinces de prehension, repérées 22 sur la figure 1, vont se retrouver dans une position identique une fois que moyen de transfert 20 qui les déplace aura tourné 180 autour de l'arbre central 1. Au contraire, en utilisant une roue dentée centrale 33 de grande dimension, les roues dentées satellites 14, étant de plus petit diamètre et ayant donc un nombre de dents moins important, effectuent rotation supérieure à 180 , alors que le carter 10 tourne que de 180 autour de l'arbre central 1. A titre d'exemple, si la roue dentée centrale 33 comporte cent vingt dents et les roues dentées satellites 14, quatre vingt dents, ces dernières effectueront une rotation de sur elles-mêmes, c'est-à-dire par rapport carter 10, alors que ce dernier n'aura effectué 'une rotation de 180 autour de l'arbre central 1. Pour généraliser, si on veut maintenir les objets saisis par les pinces 22 des moyens de transfert 20 dans la même position, d'un poste de travail à l'autre, le nombre de dents de la roue dentée centrale 13 doit être égal au nombre de dents des roues dentées satellites 14. Par contre, si l'on veut faire tourner moyens de transfert 20 sur eux-mêmes, d'une position l'autre, de 90 , le nombre de dents des roues dentées satellites 14 doit être diminué d'un tiers. exemple, si la roue dentée centrale 33 du deuxieme système de transmission est plus grande et comporte 120 dents et si les roues dentées satellites 14 comprennent toujours 80 dents, lors d'une rotation de 180 des carters 10, chacun des moyens de transfert tourne sur lui-même de 270 et propose donc une position perpendiculaire par rapport à la position avant la rotation. On peut également envisager des combinaisons différentes avec un seul ou plus de deux moyens de transfert, par exemple 3, 4 ou N. Ceci dépend nombre de postes de travail à alimenter ou desservir, de l'emplacement de ceux-ci autour de l' central, de la diversité des opérations à effectuer à chaque poste, de la cadence de transfert à assurer. On peut envisager une répartition inégale des moyens de transfert autour de l'axe central. En revenant à la figure 1, on s'aperçoit 'en disposant deux systèmes de transmission, dans un même carter 10, il est possible de choisir entre deux rapports d'engrènements différents, c'est-à-dire deux changements de position différents pour les moyens de transfert 20, d'une position de travail à l'autre. Bien entendu, lorsqu'un des deux systèmes des transmissions est en prise avec les moyens de transfert c'est-à-dire avec leur corps 25, l'autre système transmission ne doit pas être en prise. Dans ce but, utilise des moyens de fixation temporaire 26 permettent de débrayer ou d'embrayer l'un ou l'autre moyens de transmission, tels qu'une goupille, ou un goujon. I1 est donc ainsi possible de changer rapport de rotation sans effectuer de montage ou demontage mécanique à l'intérieur du carter, les deux systèmes étant déjà présents. En référence à la figure 3, le dispositif rotatif de manutention automatique est utilisé sur une machine de manutention du type manège, c'est-à-dire avec plusieurs postes de transfert pivotant autour d'un axe central, en l'occurrence l'arbre central 1 du dispositif rotatif selon l'invention. Le carter supérieur de la machine a été enlevé pour mieux montrer les organes de commande de la machine et, en particulier, du dispositif rotatif. L'ensemble est installé dans un bâti 5 de la machiné autour de deux postes de travail, symbolises par deux tables, un poste gauche de travail 6G et poste droit de travail 6D. Sur le poste gauche de travail se trouve un lot de pots 30, placés en deux étages provenant d'une chaîne de fabrication et de remplissage de ces pots 30. Sur le poste droit de travail 6D se trouve une caisse de transport 31, ouverte, dans laquelle figure un même lot de pots 30. Dans la partie gauche de la machine, moyen de transfert 20G comportant des pinces 22 descendu pour saisir les pots 30. On obtient cette descente au moyen d'une piste horizontale 32, décrivant un arc de cercle de 180 , placée au-dessus du dispositif rotatif et montée mobile en translation verticale par coulissement sur une colonne 33. Ces montées et descentes sont obtenues au moyen d'un moteur électrique de descente 34 actionnant une manivelle dont l'extrémité entraîne en montée et en descente pièce support de piste 36 pour faire monter et descendre la piste horizontale 32. Ainsi, un patin transfert 37, auquel est solidaire la barre support des moyens de préhension, peut glisser sur cette piste horizontale 32, notamment lorsque celle-ci est position haute. Lorsque les pinces 22 sont en position basse, elles saisissent le lot de pots 30. Lorsque la piste horizontale 32 est remontée, le lot est également remonté et le transfert d'un poste à l'autre peut avoir lieu par la rotation du carter 10. Sur l'autre poste droit de travail 6D, les pots 30 sont déposés dans une caisse d'expédition 31, grâce à une nouvelle descente de la piste 32 à l'actionnement d'un levier 38, pivotant autour d'un horizontal et manceuvré par un vérin 39. Le levier 38 appuie sur une plaque de relâchement 40 solidaire des barres de commande de relâchement 23 qui appuient, par leur tête 24 (voir figure 1) sur l'étage supérieur des pots 30 à relâcher. Le levier 38 et le vérin 39 qui l'actionne ont été représentés sur la partie gauche de la machine. En fait, ils agissent au moment où les pots 30 sont déposés dans la caisse d'expédition 31. On comprend que, selon la forme des caisses d'expédition 31 dans lesquelles les objets, en l'occurrence des pots 30, sont déposés, en fonction de la direction de manutention de ces caisses d'expédition il est possible d'orienter le lot de pots 30 de différentes manières, grâce aux différents systèmes de transmission qui peuvent être utilisés à l'intérieur du carter 10. Avec l'utilisation d'un tel dispositif rotatif de manutention automatique, de préférence utilisé sur une machine, telle qu'elle vient d'etre decrite, il est possible de procéder à la manutention objets entre plusieurs postes de travail, tout se préservant la possibilité de changer le positionnement des objets d'un poste de travail à un autre, en utilisant tel ou tel système de transmission ayant un rapport d'engrènement déterminé. L'utilisation de corps cylindriques 25 à l'intérieur desquels peuvent coulisser des barres de préhension, de support et de commande de relâchement et dont les extrémités sont supportées et commandées au moyen de portions de piste circulaire mobile en translation verticale permet de fournir des moyens de transfert mécaniquement économiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif rotatif de manutention automatique tournant autour d'un arbre central (1) vertical et possédant au moins un moyen de transfert (20) excentré par rapport à l'arbre central (1) vertical, monté tournant autour d'un axe vertical de transfert pour saisir, dans une première position déterminée, à un premier poste de travail (6G), un obj ou un lot d'objets (30), transférer cet objet ce d'objets (30) vers un deuxième poste de travail ( et déposer le ou les objets (30) dans une deuxième position déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend principalement - un carter (10) rigide et monté tournant autour de l'arbre central (1) et s'étendant radialement pour porter le moyens de transfert (20) ; - des moyens moteurs (2, 3, 11) pour entraîner en rotation le carter (10) ; et - un premier système de transmission mouvement de rotation doté d'un rapport de transmission déterminé en fonction des positions déterminées à respecter aux deux postes de travail (6G et 6D), où les objets (30) sont saisis et déposés, pour entraîner en rotation, le moyens de transfert partir de la première position déterminée, en fonction du premier poste de travail (6G), dans la deuxième position déterminée, en fonction du deuxième poste travail (6D). 2. Dispositif rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux moyens de transfert (20), excentrés par rapport à l'axe central (1) vertical, montés tournant chacun autour d'un axe vertical de transfert et repartis autour de l'arbre central (1) vertical. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier système de transmission de mouvement de rotation comprend - une première roue dentée centrale (13) solidaire de l'arbre central (1) vertical ; - une première roue dentée satellite (14) pour chaque moyen de transfert (20), montée tournante rapport au carter (10), autour d'un axe vertical de transfert et pouvant être solidaire chacune du moyen de transfert où elle se trouve ; - une chaîne de transmission (9) engrenant avec la première roue dentée centrale (13) et la première roue dentée satellite (14) de chaque moyen de transfert, le rapport d'engrènement entre les roues dentées satellites (14) avec la roue dentée centrale ( étant déterminé en fonction des positions déterminées obtenues à chaque poste de travail (6G, 6D). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport d'engrènement (R1) du premier système de transmission du mouvement de rotation est dans un rapport 2/3, soit Rl = 2/3 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième système de transmission du mouvement de rotation à l'intérieur du carter (10) avec un rapport d'engrènement different de celui du premier système de transmission de mouvement rotation, pour orienter chaque moyen de transfert dans la deuxième position déterminée, les deux systèmes de transmission de mouvement de rotation étant débrayables pour être alternativement embrayés débrayés, en fonction des positions déterminées a obtenir à chaque poste de travail (6G, 6D). 6. Dispositif selon la revendication 1 4, caractérisé en ce que le rapport d'engrènement d' des systèmes de transmission est égal à 1 pour obtenir des positions identiques aux différents postes travail (6G, 6D). 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'embrayage et le débrayage des systèmes de transmission de mouvement de rotation font au moyen d'éléments de solidarisation temporaire (26) d'une roue satellite (14) de chaque moyen transfert (20) sur un corps (25) de ces moyens de transfert. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transfert (20) comprennent un corps (25) sur lequel est montée roue dentée satellite (14) de chaque système transmission et comportant au moins un évidemment vertical à travers lequel peuvent coulisser une barre support (21) de moyens de préhension et une barre de commande de relâchement (23) du ou des objets (30) par les moyens de préhension. 9. Dispositif de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque système de transmission, un tendeur de chaîne (17) placé entre la roue dentée centrale (13) et au moins roue dentée satellite (14). 10. Machine de manutention d'objets pour transferer d'un premier poste (6G), par exemple de préhension, vers un deuxième poste (6D), par exemple d'emballage, au moins un objet (30) au moyen d'au moins deux moyens de transfert (20) placés chacun à l'extrémité d'un dispositif rotatif de manutention automatique selon l'une des revendications précédentes. 11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de préhension sont constitués d'un ensemble de pinces (22) pour saisir lot de pots (30) groupés, la machine comprenant moyens commande de la barre support (21) des moyens de préhension et de la barre de commande de relâchement (23). 12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens de commande de la barre support (21) sont constitués de portions de piste circulaire horizontale (32), mobiles en translation verticale par des moyens moteurs pour descendre les moyens préhension aux différents postes de travail (6G, et les monter pour les transferts d'un poste à l'autre et sur lesquelles glisse une plaque transfert (37) solidaire de la barre de support (2 des moyens de préhension.