Brevet FR2870531A1 — publié le 20051125

La présente invention concerne un appareil de rangement, en file, d'un flux d'objets sensiblement identiques arrivant en vrac, par exemple des flacons sortant de fabrication ou de remplissage, qu'il faut ensuite traiter individuellement à une étape aval, par exemple pour y apposer un bouchon ou une étiquette. Dans le cas particulier de flacons ou récipients équivalents, il faut en outre que ceux-ci restent debout. D'une façon générale, le rangement d'objets arrivant en vrac peut s'effectuer en faisant converger leurs diverses trajectoires par passage dans un canal en entonnoir,. c'est-à-dire une trémie. Toutefois, les objets sont susceptibles de se coincer mutuellement en travers du canal, en formant des poutres ou voûtes transversales. La présente invention vise à proposer une solution permettant de limiter le risque de bourrage évoqué ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne un appareil de rangement en file d'objets sensiblement identiques arrivant en vrac sur un convoyeur dans une zone amont d'une bande de transport des objets à une vitesse de transport déterminée dans une direction de sens aval déterminée, couplée à des moyens moteurs de transport et limitée latéralement par deux rives de confinement convergeant vers une zone aval de la bande de transport, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens moteurs d'entraînement longitudinal d'au moins l'une des rives, montée longitudinalement mobile, à une vitesse présentant, selon la direction de transport de sens aval, une composante de vitesse différente de la vitesse de transport. Ainsi, si les objets forment une poutre transversale, la rive longitudinalement mobile exerce, sur le flanc de 2870531 2 l'objet en contact en bout de poutre, une force latérale de frottement dirigée vers l'arrière ou l'avant (composante de vitesse respectivement inférieure, voire même de sens opposé, ou bien supérieure à la vitesse de transport) par rapport à la force d'entraînement en transport de la bande de transport qui s'exerce sur la surface de pose de l'objet, c'est-à-dire avec une résultante s'exerçant sensiblement au centre de sa surface de pose. Il se crée ainsi un couple de forces qui tend à faire tourner l'objet et donc à entraîner de même en rotation, mais en sens opposé, l'objet voisin. De ce fait, ces deux objets tendent à rompre leur alignement relatif dans la poutre. On notera que, alors que la force de transport est liée au poids de l'objet, donc constante, la force latérale de mise en rotation est une force de pression dont l'intensité, et donc l'effet, tend à croître à mesure que la poutre se déplace vers la zone aval, de largeur réduite. Dans le cas d'objets de section horizontale non circulaire, leur rotation provoque en outre un changement de position des deux objets ci-dessus de la poutre, favorisant la désagrégation de celle-ci. L'inégalité de vitesses évoquée ci-dessus peut être réglée en fonction du type des objets, par exemple leur taille, leur forme et le matériau les constituant. En particulier, si la dite composante de vitesse de l'au moins une rive longitudinalement mobile est inférieure à la vitesse de transport, il peut être prévu que les moyens moteurs d'entraînement longitudinal soient agencés pour entraîner l'au moins une rive longitudinalement mobile dans une direction de sens sensiblement opposé au sens aval de la direction de 2870531 3 transport, ceci afin de fournir une force de frottement à effet maximal de mise en rotation. De façon avantageuse, l'au moins une rive longitudinalement mobile est en outre montée mobile latéralement et couplée à des moyens amortisseurs de rappel vers une position de trajet longitudinal de repos. La rive est ainsi mobile dans deux directions perpendiculaires, ce qui évite tout point fixe d'appui des objets dans une direction quelconque et favorise ainsi la rupture des poutres. Avantageusement, les rives présentent un bord inférieur situé à une hauteur déterminée par rapport à un plan d'extension de la bande de transport, la bande de transport présentant de préférence une section transversale bombée. Les objets allongés, tels que des flacons, qui auraient accidentellement basculé peuvent ainsi s'échapper latéralement du convoyeur. De préférence, l'une au moins parmi la bande de transport et l'au moins une rive longitudinalement mobile présente une surface alvéolaire. Il n'y a ainsi pas de contact sur la totalité de la surface concernée, de fond ou latérale, de l'objet, de sorte que le coefficient de frottement peut être réduit à une valeur inférieure à un seuil haut, pour éviter de faire basculer les objets lorsque ceux-ci doivent présenter une position dressée. Pour mieux assurer un bon fonctionnellement, l'appareil peut comporter, dans une portion aval du convoyeur, un capteur optique, de détection de passages des objets, agencé pour commander la fermeture d'une barrière amont en cas d'absence de détection de passages pendant une 2870531 4 durée prédéterminée. La barrière peut alors être agencée pour occuper, entre une position d'ouverture et une position de fermeture, une pluralité d'au moins une position intermédiaire de fermeture partielle et le capteur optique est agencé pour mesurer un débit de passage des objets et pour réguler le débit par commande du déplacement de la barrière en position intermédiaire. Pour éviter l'existence d'un point fixe d'appui de poutres, évoquée cidessus, si l'au moins une rive longitudinalement mobile est unique, l'autre rive est alors de préférence montée mobile latéralement et couplée à des moyens moteurs de vibration latérale. Les vibrations constituent un apport d'énergie pour rompre les poutres. Avantageusement, une table vibrante, d'alimentation en objets du convoyeur, fait partie des moyens moteurs de vibration latérale. La table vibrante peut comporter une glissière aval, de déflexion d'une trajectoire d'alimentation en objets vers la direction de transport, agencée pour reculer latéralement sous la pression des objets, due par exemple à un bourrage. Le risque de bourrage en amont du convoyeur est ainsi limité, par l'absence de point d'appui fixe. La table vibrante peut se poursuivre par une platine, d'alimentation du convoyeur, présentant un bord aval sensiblement parallèle à l'une des rives et à une distance déterminée inférieure à une largeur déterminée des objets, le bord aval se poursuivant par exemple par un tronçon incliné par rapport à la dite rive. Les objets peuvent ainsi passer progressivement sur le convoyeur, en limitant le risque de basculement. 2870531 5 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée d'un appareil de rangement d'objets selon l'invention, en référence à la figure unique annexée, qui en est une vue de dessus. Pour la commodité de l'exposé de l'invention, l'appareil de rangement est ici considéré comme étant orienté dans sa position fonctionnelle prévue, c'est-à-dire avec des surfaces de pose sensiblement horizontales. Bien évidemment, les explications sont transposables au cas d'un tel appareil, en position fonctionnelle ou stocké, qui serait orienté différemment. L'appareil de rangement représenté, constituant une sorte de trémie horizontale, est essentiellement constitué d'un convoyeur 11, décrit plus loin. L'appareil comporte, dans cet exemple, en amont du convoyeur 11, une table vibrante d'alimentation 1 pour transporter un flux d'objets identiques 9, ici des flacons, sous l'effet de glissements provoqués par des vibrations suivant la flèche Fl. Les flacons 9, posés en position dressée, présentent un axe géométrique de symétrie vertical et une section horizontale transversale sensiblement circulaire, constante dans cet exemple, c'est-à-dire qu'ils présentent ici une forme cylindrique, avec un col de diamètre réduit. Deux flancs verticaux de guidage 8 limitent latéralement la surface utile de la table vibrante 1. Le flux de flacons 9 arrive donc en haut, sur la figure en vue de dessus, à la base de la flèche d'arrivée F1, et migre progressivement vers une platine 2, d'extrémité aval de la table vibrante 1, dont une zone aval surplombe un tronçon amont du convoyeur il. Au-delà, selon la direction de la flèche F1, d'un bord aval de la platine 2870531 6 2, le trajet du flux de flacons 9 aboutit au convoyeur 11 présentant une direction de déplacement selon une flèche d'évacuation F2, ici inclinée à environ 90 degrés sur la direction de la flèche d'arrivée F1. La platine 2 comporte une arête d'extrémité aval comportant un tronçon rectiligne 3 orienté sensiblement parallèlement à la direction de la flèche F2 et un tronçon 4 horizontal incliné, ici d'environ 25 à 30 degrés, sur le tronçon rectiligne 3. A la table vibrante 1 est associée une barrière mobile de contrôle du flux, sous la forme d'un couteau transversal 5, commandé en coulissement de translation horizontale et comportant à ce effet, en partie haute, une crémaillère longitudinale entraînée par un moteur 6. Le moteur 6 est commandé par un capteur optique 29, décrit plus loin, situé au niveau d'un tronçon aval du convoyeur 11, pour détecter individuellement les flacons 9. En position reculée du couteau 5, le flux atteint une bande-glissière aval de flanc souple 7, s'étendant de façon longitudinale dans un plan vertical et prolongeant le flanc 8, de droite par rapport au flux selon la flèche Fl. La bande-glissière 7, tendue élastiquement en boucle par un galet, est disposée obliquement en travers de la table vibrante 1 et de la platine 2 pour défléchir le flux, afin que sa direction initiale selon la flèche Fl s'oriente quelque peu vers une direction finale selon la flèche F2 de direction de transport du convoyeur 11. La bande-glissière 7, réduisant la largeur aval du passage du flux, constitue une glissière de sécurité qui offre, par recul latéral, une surface d'expansion pour la zone utile de la platine 2 limitée par ailleurs par le flanc 8 opposé, de gauche, en cas de compression excessive due à un bourrage des flacons 9. Cela évite le blocage des flacons 9 à ce niveau. Le convoyeur 11 comporte une bande ou courroie de transport souple 12 sensiblement horizontale, montée en boucle dans deux plans sensiblement horizontaux, qui est entraînée, par un moteur 20 associé à des dispositifs de couplage pour l'entraînement et de mise sous tension 21, 22 selon deux axes horizontaux opposés, à une vitesse V2 orientée selon la flèche F2, vers la droite sur la figure. Le plan supérieur, dans lequel s'étend la moitié utile courante de la bande de transport 12 visible sur la figure, est situé à un niveau légèrement inférieur au niveau de la platine 2. En variante, la bande de transport 12 est montée en une boucle s'étendant en totalité dans sensiblement un plan horizontal et déterminée par au moins deux axes verticaux. La bande de transport 12 peut alors être constituée par une courroie souple d'entraînement en boucle entraînant un chapelet de plaques de transport latérales jointives, ou partiellement en recouvrement mutuel si le convoyeur 11 présentait, en vue de dessus, une courbe dans la bande de transport 12. La bande de transport 12 est bordée par deux rives de confinement respectivement de gauche 13 et de droite 14, sensiblement verticales, qui présentent des directions d'extension convergentes pour former un entonnoir ou canal de largeur aval réduite à la valeur du diamètre d'un flacon 9, avec une légère marge de jeu. L'angle de convergence est d'environ 3 à 5 degrés dans cet exemple. Les deux rives 13 et 14 sont ici surélevées, c'est-à-dire que leur bord inférieur est à une distance verticale du niveau de la bande de transport 12, supérieure au diamètre d'un flacon 9. Un flacon 9 qui aurait basculé et serait en position couchée peut ainsi être évacué en roulant latéralement par gravité du convoyeur 11. La rive de gauche 13 est constituée par une pièce rigide en forme de bande métallique vibrant selon la flèche double V3 dans un plan sensiblement horizontal, c'est-à-dire dans une direction transversale par rapport à la flèche F2 d'écoulement des flacons 9. Précisément ici, la pièce de rive de gauche 13 est à cet effet solidaire de la table vibrante 1. La rive de droite 14 est une bande ou courroie souple entraînée en défilement, montée en boucle et tendue entre une poulie de renvoi d'axe vertical 23 et une poulie motrice opposée 24. La rive de droite 14 est ici montée sur une série de dispositifs amortisseurs 15. Les dispositifs amortisseurs 15 sont ici des doigts rotatifs d'axe vertical rappelés vers une position de repos par des ressorts non dessinés, autorisant un recul latéral temporaire de la rive de droite 14, avec rappel élastique vers la position de repos, c'est-à-dire vers la ligne droite de trajectoire prévue. La rive de droite 14 présente une vitesse V4 dont la composante vectorielle selon la flèche F2, ou la direction de la vitesse V2, est différente, ici inférieure, du vecteur de vitesse de transport V2. En d'autres termes, la rive de droite 14 présente une vitesse relative ici négative par rapport à la bande de transport 12. La vitesse relative négative de la rive 14 peut correspondre à une vitesse absolue, par rapport au châssis de l'appareil, de mêmes direction et sens que la vitesse V2, mais de valeur absolue inférieure, ou, de préférence comme ici, à une vitesse absolue de sens opposé, ici vers la gauche. En 2870531 9 effet, la vitesse absolue V4 est ici négative par rapport au sens de la vitesse V2 de la bande de transport 12. Il s'agit donc ici d'une rive de ralentissement d'un flanc de flacon 9 en contact, qui ainsi tend à provoquer une rotation du flacon 9. Pour la rigueur de l'exposé, il convient de remarquer que les directions des vitesses V2 et V4 ne sont pas ici strictement parallèles puisque, dans cet exemple, la bande de rive gauche 13 s'étend parallèlement à la direction de la vitesse V2, si bien que la direction d'extension de la rive de droite 14 se trouve être légèrement inclinée sur la direction de la vitesse V2, du fait de la convergence du canal de rangement ainsi défini. Le capteur optique 29, représenté de façon très schématique, comporte une source lumineuse émettant, depuis ici la rive de gauche 13, un faisceau lumineux vers un miroir (non représenté) placé au niveau de la rive de droite 14, pour renvoyer le faisceau incident vers une cellule réceptrice photosensible du capteur optique 29 située sur la rive de gauche 13. En variante, le miroir est omis et la source lumineuse et la cellule réceptrice sont séparées et disposées en regard pour former une fourche optique. Le faisceau est situé dans un plan horizontal correspondant au niveau des cols des flacons 9, si bien que la détection du passage des flacons 9 et, le cas échéant, leur comptage s'effectuent en détectant des créneaux ou impulsions de lumière correspondant aux espaces longitudinaux respectifs séparant les cols successifs. Le fonctionnement de l'appareil va maintenant être exposé plus en détails. Comme on l'aura compris, l'appareil de rangement représenté transforme le flux amont de flacons 9, arrivant 2870531 10 en vrac sur la table vibrante 1, en un flux aval linéaire en sortie du convoyeur 11. Le flux aval est ici constitué par une ligne ou rangée de flacons 9, du fait que le canal de sortie présente une largeur correspondant au diamètre d'un flacon 9. En variante, il pourrait être prévu que le canal de sortie soit plus large, par exemple pour que les flacons 9 puissent se ranger en quinconce, c'est-à-dire selon deux rangées ou plus quelque peu imbriquées. Dans un tronçon amont, de chargement du convoyeur 11, les flacons 9 qui passent au niveau de l'arête longitudinale 3 basculent légèrement en tombant partiellement sur la bande de transport 12 située légèrement au-dessous, c'est-à-dire à une distance représentant une fraction du diamètre d'un flacon 9. Un tronçon de partie avant, en arc de cercle, de la surface de pose circulaire d'un flacon 9 vient ainsi reposer sur la bande de transport 12 et un tronçon arrière reste temporairement sur la platine 2 car la distance de l'arête longitudinale 3 à la rive de droite 14 est inférieure au diamètre des flacons 9. La rive de droite 14, en regard de l'arête longitudinale 3, empêche le renversement latéral du flacon 9 lors de son basculement. Ensuite, comme le poids du flacon 9 s'exerce essentiellement sur la bande de transport 12, celle-ci entraîne par frottement le flacon 9 et le fait ainsi tomber totalement hors de la platine 2, qui présente à cet effet un coefficient de frottement minimal. Les flacons 9 arrivant au niveau de l'arête oblique 4 basculent de même latéralement par rapport à la direction F2 de la vitesse V2, mais basculent aussi vers l'avant (F2), du fait de l'inclinaison de l'arête oblique 4. 2870531 11 Les bandes souples de transport 12 et de rive de droite 14 sont ici en un même matériau plastique présentant un faible coefficient de frottement par rapport au matériau des flacons 9, qui est ici du verre. A cet effet, la surface des bandes souples de transport 12 et de rive de droite 14 est matériau plastique alvéolaire, pour limiter la surface de contact. Chaque flacon 9 subit, au niveau de sa surface de pose, ici circulaire, une force d'entraînement à la vitesse V2 fonction de sa masse et toutefois limitée en fonction du coefficient de frottement. Par ailleurs, tout flacon 9 entraîné à la vitesse V2 et en contact avec la rive de droite 14, de mise en rotation du flacon 9, subit, sur une zone de flanc située à la hauteur de celle-ci, une force de freinage, tendant à le faire tourner autour d'un axe sensiblement vertical et aussi à le renverser en arrière. Si plusieurs flacons 9 portés par la bande de transport 12, par exemple les flacons 91, 92 et 93, se trouvent sensiblement alignés transversalement à la direction de transport selon la flèche F2, ils risqueraient de former une voûte ou poutre transversale bloquée dans cette position par ici un flacon 94 lui-même bloqué par un amas d'autres flacons 9. Toutefois ici, le flacon 93, pressé au contact de la rive de droite 14, en reçoit donc une force latérale de freinage et de mise en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, susceptible de s'accroître à mesure que le canal se rétrécit. Le flacon voisin 92 subit donc, de la part du flacon 93, une force de mise en rotation en sens opposé à celui de la rotation de ce dernier, ce qui tend ainsi à propulser vers l'avant le flacon 92 par rapport au flacon 93, rompant ainsi la voûte. La mise en rotation ci2870531 12 dessus du flacon 93 est facilitée par le fait que les flacons 9 sont de section horizontale arrondie et même circulaire dans cet exemple. Toutefois, l'appareil peut aussi traiter des objets à facettes, même si le traitement d'objets de section arrondie offre les meilleures garanties de déblocage. En outre, les vibrations latérales de la rive de gauche 13 libèrent cycliquement latéralement les flacons 91, 92, 93 constituant une voûte ou poutre, si bien que le flacon 91, resté au contact de la rive de droite 14, peut tourner et entraîner en rotation le flacon voisin 92. Dans le cas d'objets de section non circulaire, c'est-à-dire arrondis voire à facettes, la libération ci-dessus permet à l'objet (91) tendant à tourner sous l'action de la rive de droite 14 et tendant donc à occuper une largeur accrue, de repousser latéralement l'objet voisin (92). Les objets (91) et (92) changeant ainsi de positions et d'orientations relatives, la poutre tend ainsi à se désagréger. Pour faciliter l'évacuation par gravité de flacons 9 accidentellement renversés, la bande de transport 12 présente une section transversale bombée, si bien que les axes des flacons 9 renversés tendent à s'aligner longitudinalement, les flacons 9 pouvant ainsi rouler latéralement sous l'une quelconque des rives 13 et 14 surélevées. En cas de détection d'une absence de passage aval des flacons 9, traduisant un bourrage en amont du capteur optique 29, c'est-à-dire en cas d'absence de progression d'un compteur de flacons 9 pendant une durée prédéterminée, ou d'absence de remise à zéro d'un temporisateur commandé par la cellule réceptrice, le capteur optique 29 commande de couper le flux amont de flacons 9. En position de fermeture du couteau 5, une arête d'extrémité avant du couteau 5 occupe une position légèrement écartée d'une extrémité amont de la rive de gauche 13, et légèrement en avant de cette dernière selon la direction de la flèche F1, afin d'éviter de coincer un flacon 9, ce qui pourrait provoquer son éjection à grande vitesse par effet de coin. Le capteur optique 29 peut aussi être prévu pour une régulation progressive du flux d'entrée, c'est-à-dire en commandant une avance partielle du couteau 5, par exemple pas à pas, en fonction d'un débit de sortie ainsi mesuré. 2870531 14 Revendications 1. Appareil de rangement en file d'objets sensiblement identiques (9) arrivant en vrac sur un convoyeur (11) dans une zone amont d'une bande (12) de transport des objets (9) à une vitesse de transport déterminée (V2) dans une direction de sens aval déterminée (F2), couplée à des moyens moteurs de transport (20) et limitée latéralement par deux rives de confinement (13, 14) convergeant vers une zone aval de la bande de transport (12), caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens moteurs (24) d'entraînement longitudinal d'au moins l'une (14) des rives, montée longitudinalement mobile, à une vitesse (V4) présentant, selon la direction de transport de sens aval (F2), une composante de vitesse différente de la vitesse de transport (v2). 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la dite composante de vitesse de l'au moins une rive longitudinalement mobile (14) est inférieure à la vitesse de transport (V2). 3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel les moyens moteurs d'entraînement longitudinal (24) sont agencés pour entraîner l'au moins une rive longitudinalement mobile (14) dans une direction (V4) de sens sensiblement opposé au sens aval de la direction de transport (F2). 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'au moins une rive longitudinalement mobile (14) est en outre montée mobile latéralement et couplée à des moyens amortisseurs (15) de rappel vers une position de trajet longitudinal de repos. 2870531 15 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les rives (13, 14) présentent un bord inférieur situé à une hauteur déterminée par rapport à un plan d'extension de la bande de transport (12). 6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel la bande de transport (12) présente une section transversale bombée. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'une au moins parmi la bande de transport (12) et l'au moins une rive longitudinalement mobile (14) présente une surface alvéolaire. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, comportant, dans une portion aval du convoyeur (11), un capteur optique (29), de détection de passages des objets (9), agencé pour commander la fermeture d'une barrière amont (5) en cas d'absence de détection de passages pendant une durée prédéterminée. 9. Appareil selon la revendication 8, dans lequel la barrière (5) est agencée pour occuper, entre une position d'ouverture et une position de fermeture, une pluralité d'au moins une position intermédiaire de fermeture partielle et le capteur optique (29) est agencé pour mesurer un débit de passage des objets (9) et pour réguler le débit par commande du déplacement de la barrière (5) en position intermédiaire. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'au moins une rive longitudinalement mobile (14) est unique et l'autre rive (13) est montée mobile latéralement et couplée à des moyens moteurs de vibration latérale. 11. Appareil selon la revendication 10, dans lequel une table vibrante (1) , d'alimentation en objets (9) du 2870531 16 convoyeur (11), fait partie des moyens moteurs de vibration latérale. 12. Appareil selon la revendication 11, dans lequel la table vibrante (1) comporte une glissière aval (7), de déflexion d'une trajectoire (F1) d'alimentation en objets (9) vers la direction de transport (F2), agencée pour reculer latéralement sous la pression des objets (9). 13. Appareil selon l'une des revendications 11 et 12, dans lequel la table vibrante (1) se poursuit par une platine (2), d'alimentation du convoyeur (11), présentant un bord aval (3) sensiblement parallèle à l'une des rives (13, 14) et à une distance déterminée inférieure à une largeur déterminée des objets. 14. Appareil selon la revendication 13, dans lequel le bord aval (3) se poursuit par un tronçon (4) incliné par rapport à la dite rive (13, 14).