Appareil pour orienter bout à bout des articles entremlés
La présente invention a pour objet un appareil pour orienter bout à bout des articles entremlés, des bouteilles par exemple.
Un tel appareil peut tre utilisé pour manipuler des articles relativement légers qui doivent tre orientés et dressés au cours d'une opération à haute vitesse.
Cet appareil peut tre employé, par exemple, pour orienter des bouteilles vides en matière plastique et les dresser sur un transporteur qui les conduit à une machine assurant leur remplissage et leur bouchage.
L'appareil comprend une cuvette dans laquelle les bouteilles vides sont disposées au hasard. La cuvette comprend une piste en spirale partant de son fond et le long de laquelle les bouteilles montent quand la cuvette vibre. La piste est disposée à la périphérie de la cuvette et des moyens permettent d'engager les bouteilles se déplaçant le long de la piste de manière à les orienter bout à bout.
On peut utiliser des unités de discrimination à cellule photo-électrique associées à la cuvette et à la piste en spirale de cette dernière pour détecter l'orientation longitudinale des bouteilles quand elles avancent le long de la piste. Si l'on désire que les bouteilles avancent le fond en avant, chaque unité de discrimination peut détecter un défaut d'orientation des bouteilles. Si une bouteille passe dans la première unité de discrimination le col en avant, des moyens peuvent tre actionnés pour renverser son orientation, ces moyens comprenant par exemple des tuyères agencées de manière à diriger un courant d'air contre la bouteille pour l'inverser.
Il peut arriver qu'une bouteille avance le col en avant et passe ainsi devant une seconde unité de discrimination. Celle-ci peut comprendre des moyens agencés pour éliminer toute bouteille mal orientée hors de la piste et la renvoyer dans le fond de la cuvette vibrante. Les moyens de retrait peuvent comprendre des tuyères envoyant un courant d'air contre la bouteille mal orientée pour la souffler hors de la piste. Ainsi, la seconde unité de discrimination agit comme contrôle de l'opération effectuée par la première unité.
Quand les bouteilles atteignent l'extrémité de la piste, elles peuvent entrer dans l'extrémité supérieure ouverte d'une glissière qui les conduit sur une plateforme élastique disposée à proximité de l'extrémité inférieure ouverte de la glissière. Cette plate-forme reçoit les bouteilles le fond en bas et sert à amortir et à contrôler le rebond de chaque bouteille. Le but de ce contrôle est de permettre à un mécanisme d'engager et de saisir les bouteilles afin de les maintenir en position dressée et de les transporter à distance de l'extrémité inférieure de la glissière. Ce mécanisme peut comprendre deux courroies sans fin disposées parallèlement l'une à l'autre et tournant autour d'axes verticaux.
Les bouteilles qui rebondissent sont prises entre les courroies mobiles, emportées en une file unique et déposées sur un transporteur qui assure à son tour le déplacement des bouteilles dressées en une seule file.
Il est évident qu'on pourrait faire avancer les bouteilles le col en avant et que les unités de discrimination pourraient tre agencées dans ce but.
On cherche donc à obtenir un appareil actionné automatiquement capable d'orienter des articles disposés au hasard et de les dresser sur un transporteur de manière que ces articles soient déplacés à une vitesse relativement élevée nécessaire pour une production en masse.
L'appareil faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend une cuvette com portant une piste en spirale conduisant du fond à la partie supérieure de la cuvette et agencée pour faire monter les articles bout à bout quand une vibration est impartie à la cuvette, des moyens disposés le long de la piste et agencés pour engager les articles et assurer leur avance bout à bout en file unique, des moyens de commande sensibles audit faisceau, contre un article sur la piste afin de le retourner bout à bout, un projecteur de faisceau lumineux, et des moyens de commande sensibles audit faisceau, associés auxdits moyens de production de force et agencés de manière à actionner ces derniers pour appliquer la force seulement à un article qui avance le long de la piste dans une mauvaise orientation longitudinale.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en perspective.
La fig. 2 en est une vue en plan, avec arrachements.
La fig. 3 est une vue en plan, à plus grande échelle, d'une partie représentée à la fig. 2, montrant un article correctement orienté.
La fig. 4 est une vue en plan semblable à celle de la fig. 3, montrant un article mal orienté.
La fig. 5 est une coupe schématique d'organes représentés à la fig. 2.
La fig. 6 est une coupe d'un détail.
La fig. 7 est une coupe d'un autre détail.
La fig. 8 est une coupe, à plus grande échelle, d'organes représentés à la fig. 1.
L'appareil représenté est destiné à l'orientation bout à bout de bouteilles B, et se présente sous une forme relativement compacte. I1 comprend un coffre de base 10 qui supporte une cuvette vibrante 12 dans laquelle les bouteilles B sont placées au hasard. Un moteur électrique et d'autres organes utilisés pour faire vibrer la cuvette 12 sont logés dans le coffre
10 et ne sont pas représentés.
Le coffre de base 10 supporte aussi une trémie d'alimentation 14 contenant une réserve de bouteilles
B à envoyer dans la cuvette 12. La trémie 14 présente un canal d'alimentation 16 qui conduit les bouteilles B dans la partie centrale de la cuvette 12.
Une porte 18 est montée sur ce canal et peut tre commandée à la main ou automatiquement pour régler le débit d'alimentation des bouteilles de la trémie à la cuvette.
Le coffre 10 supporte encore une première unité de discrimination 20 et une seconde unité de discrimination 22 adjacentes à la cuvette 12. Ces unités sont diamétralement opposées par rapport à la cuvette 12.
Une glissière 24 reçoit les bouteilles le fond en
avant. Elle est montée sur le coffre 10, de mme qu'un mécanisme 26 destiné à prendre les bouteilles
dressées à l'extrémité de la glissière et à les transporter à partir de cette extrémité. Le mécanisme 26 est monté en avant du coffre 10 sur une console 28 fixée à ce dernier.
La cuvette 12 (fig. 2) est ouverte à sa partie supérieure et comprend une paroi latérale mince.
Elle comporte une piste 30 en spirale qui s'étend vers le haut depuis son fond et qui est disposée à proximité de ladite paroi latérale. Cette piste s'élève jusqu'à la partie supérieure de la cuvette 12, les spires présentant un diamètre croissant. La piste comprend deux spires complètes à partir de sa zone de départ 32 au fond de la cuvette 12 jusqu'à son extrémité 34 à la partie supérieure de cette cuvette. Quand la cuvette 12 vibre, selon la technique connue et à une fréquence déterminée, le groupe de bouteilles B disposées au hasard dans le fond de la cuvette est orienté et les bouteilles commencent à monter le long de la piste 30, orientées bout à bout.
Quand les bouteilles se déplacent le long de cette piste vers le haut, elles engagent la paroi latérale de la cuvette 12 par le fait que la piste 30 (fig. 6 et 7) est inclinée vers le bas et vers l'extérieur en direction de cette paroi latérale.
La largeur de la section droite de la piste est supérieure à la largeur ou au diamètre des bouteilles
B à leur partie la plus large. Par conséquent, il est possible qu'initialement il existe plus d'une file de bouteilles montant le long de la piste. En d'autres mots, il peut y avoir une ou plusieurs bouteilles montant sur la piste côte à côte avec d'autres bouteilles disposées en une simple file et bout à bout.
Comme on cherche à ce que les bouteilles se déplacent en une simple file et bout à bout, des moyens disposés dans la trajectoire des bouteilles sont agencés de manière que seules les bouteilles constituant ladite file puissent passer. Ces moyens comprennent un plateau 36 (fig. 2) supporté par la paroi latérale de la cuvette 12 dans un plan horizontal et qui s'étend au-dessus de la piste 30 dans une zone de cette dernière. Le plateau 36 est placé au-dessus de la piste 30 à une distance telle que les bouteilles peuvent passer sous le plateau seulement si elles sont couchées. Le plateau 36 comporte un bord incliné 38 disposé de manière à diriger les bouteilles qui peuvent tre debout, sur l'une ou l'autre de leurs extrémités, vers l'intérieur de la cuvette et hors de la piste, de manière que ces bouteilles tombent de la piste et rejoignent le fond de la cuvette.
Un ressort 40 est monté au-dessous du plateau 36, dans la trajectoire des bouteilles, de manière à engager chacune d'elles quand elle se déplace le long de la piste. Ce ressort 40 pousse les bouteilles en mouvement vers le bord intérieur de la piste mais non au-delà de ce bord, si les bouteilles sont disposées en une seule file. Si une bouteille avance côte à côte avec une autre, elle est poussée vers l'intérieur de la piste et hors de celle-ci et revient dans le fond de la cuvette.
La plateau 36 et le ressort 40 sont disposés dans la cuvette et sur la piste 30 de manière à agir sur des bouteilles se déplaçant le long de la piste après que celle-ci a tourné de près d'un tour.
Les bouteilles passant au-delà du plateau 36 et du ressort 40 passent ensuite en regard de la première unité de discrimination 20 qui est disposée le long de la piste approximativement à un tour et quart du point de départ de cette dernière. Cette unité comprend, dans une enveloppe 42, deux lampes 44 et 46 qui sont supportées au-dessus de la piste 30 à distance de celle-ci, sur des bras 48 et 50, respectivement. Les bras 48 et 50 sont réglables sur des axes 52 et 54 autour desquels ils peuvent pivoter sur la piste 30, les axes étant montés sur des moyens réglables 56 qui permettent le réglage des axes et des lampes radialement à l'extérieur et à l'intérieur de la piste et le long de celle-ci.
L'unité 20 comprend un écran ajouré 58 qui remplace une section du plancher de la piste 30 dans cette première unité. Une ouverture 60 (fig. 3 et 6) ménagée dans cet écran correspond à la lampe 44, de sorte que le faisceau émis par celle-ci se projette à travers cette ouverture sur un dispositif photosensible 62, une cellule photoélectrique par exemple. Une autre ouverture 64 ménagée dans l'écran 58 est associée à la lampe 44 de manière que le faisceau de celle-ci se projette à travers l'ouverture 64 sur un autre dispositif photosensible.
Les détails de la construction des lampes et des dispositifs photosensibles sont bien connus, de mme que l'emploi de ces dispositifs pour actionner d'autres dispositifs. Par exemple, les dispositifs 62 sont connectés dans un circuit électrique comprenant un relais qui, lorsqu'il est excité, ouvre une soupape commandée par solénoïde et commandant à son tour des tuyères à air.
Une conduite d'air 66 (fig. 2) est connectée à ladite soupape à solénoide (non représentée) et à une tuyère 68 disposée au-dessous d'une ouverture dans l'écran 58 et dirigée vers le haut. Une seconde conduite d'air 70 est également connectée à la soupape et à une tuyère 72 qui est supportée sur la piste 30 dans la première unité de discrimination.
Les tuyères réglables 68 et 72 (fig. 5) sont disposées de manière qu'un jet d'air provenant de la tuyère 68 et dirigé contre une bouteille B qui se déplace le long de la piste 30, le col en avant, heurte ladite bouteille de bas en haut et vers l'avant. La bouteille étant poussée en avant, elle entre dans le jet d'air produit par la tuyère 72 qui continue à faire tourner cette bouteille comme représenté en lignes mixtes à la fig. 5. Ainsi, L'unité de discrimination comprend des moyens capables d'exercer une force contre la bouteille sur la piste pour lui donner une secousse ou la faire tourner bout à bout si elle n'est pas disposée dans l'orientation désirée. Un écran 73 (fig. 2) est monté à la périphérie intérieure de la piste 30 à proximité de l'unité 20 pour empcher les bouteilles déplacées dans cette unité de tomber dans la cuvette 12.
Les lampes 44 et 46, les ouvertures 60 et 64 dans l'écran et les deux dispositifs photosensibles 62 sont disposés dans l'unité de discrimination 20 de manière à produire le jet d'air décrit ci-dessus seulement si une bouteille présentant le col en avant est détectée, cette orientation n'étant pas celle désirée. La bouteille représentée à la fig. 3 est disposée le fond en avant, ce qui est l'orientation correcte. Elle interrompt tout d'abord la transmission du faisceau lumineux entre la lampe 44 et son dispositif 62 correspondant (ouverture 60), puis la transmission entre la lampe 46 et le dispositif photosensible associé (ouverture 64).
Ensuite, au cours du mouvement continu de la bouteille, la transmission est rétablie entre la lampe 46 et le dispositif 62 correspondant (ouverture 64) et, finalement, la transmission est rétablie entre la lampe 44 et le dispositif 62 associé (ouverture 60).
Dans cette succession de coupures et de rétablissements, le relais (non représenté) relié aux dispositifs photosensibles 62 n'est pas excité et il ne se produit aucun jet d'air au niveau des tuyères 68 et 72.
Cependant, si une bouteille avance de manière incorrecte, c'est-à-dire le col en avant comme représenté à la fig. 4, il se produit une succession différente d'événements. La transmission entre la lampe 44 et son dispositif photosensible est d'abord interrompue, puis celle entre la lampe 46 et son dispositif comme précédemment. Ensuite, la transmission de la lumière est rétablie d'abord pour la lampe 44, ce qui diffère de la succession précédente. Quand cela se produit, la soupape à solénoïde est ouverte pour produire le courant d'air qui fait tourner de bout en bout la bouteille mal orientée, de la manière décrite.
Il est évident qu'il est avantageux de déplacer les bouteilles une à la fois à travers la première unité de discrimination et de laisser un espace déterminé entre cette bouteille et la suivante. Cela est réalisé en montant une conduite d'air 74 et une tuyère 76 sur la piste 30 en avant de la première unité de discrimination. De l'air est continuellement dirigé à travers la tuyère réglable 76 sur les bouteilles passant au-dessous d'elle, de manière à pousser la bouteille de tte en avant des autres bouteilles et à distance de celles-ci dans la première unité de discrimination.
Après passage dans l'unité de discrimination 20, les bouteilles se déplacent d'approximativement 1800 sur la piste en spirale vers la seconde unité de discrimination 22. Cependant, avant d'atteindre cette unité, les bouteilles passent au-dessous d'un plateau 78, semblable au plateau 36 précédemment décrit, et qui est utilisé pour pousser hors de la piste toute bouteille qui n'avance pas longitudinalement. Autrement dit, toute bouteille qui n'a pas été placée correctement par la première unité de discrimination et qui est restée dressée en avançant le long de la piste est éliminée de la trajectoire normale par le plateau 78.
La seconde unité 22 comprend les mmes éléments que la première unité 20, de sorte qu'il est inutile de les décrire. En plus, une tuyère d'air fonctionnant de manière continue est disposée en avant de la seconde unité pour déplacer les bouteilles une à la fois dans cette dernière. La seule différence entre cette seconde unité et la première réside dans un arrangement différent des tuyères. Dans la seconde unité 22, une unique tuyère 80 (fig. 7) est utilisée pour agir quand une bouteille avance le col en avant.
La tuyère 80 est disposée en regard d'une ouverture ménagée dans la paroi latérale de la piste et de manière à diriger le courant d'air à travers la piste et vers l'intérieur de celle-ci, afin que le jet d'air engage et pousse toute bouteille mal orientée vers l'intérieur et hors de la piste, la bouteille tombant au fond de la cuvette.
Ainsi, les bouteilles se déplacent le long de la piste depuis la seconde unité de discrimination 22 en une seule file et bout à bout, le fond en avant.
Les bouteilles peuvent défiler rapidement le long de la piste et à travers les unités de discrimination à condition de pouvoir tre dressées et reprises par un autre appareil aussi rapidement qu'elles approchent de la glissière 24. Cette glissière (fig. 1, 2 et 8) présente une section droite rectangulaire et elle est ouverte à ses deux extrémités. Elle est montée sur le coffre de base 10 et sur la console 28 indépendamment de la cuvette vibrante 12, de manière à ne pas vibrer avec cette dernière. L'extrémité de l'ouverture supérieure communique avec l'extrémité supérieure 34 de la piste 30 et la glissière est inclinée depuis cette extrémité vers le bas et vers l'extérieur.
Elle comprend un plateau de fixation 82 (fig. 8) permettant de la fixer de manière réglable à un bâti 84 en forme de L monté sur la console 28 par des boulons 86. De cette façon, la position angulaire de la glissière peut tre réglée dans certaines limites.
Les bouteilles B pourraient tomber librement à travers la glissière 24. Toutefois, il est avantageux d'accélérer l'opération en forçant les bouteilles à travers la glissière à une vitesse accélérée. On utilise pour cela une conduite d'air 88 se terminant par une tuyère 90 adjacente à l'extrémité supérieure de la glissière, la tuyère étant dirigée vers le bas pour accélérer la chute des bouteilles à travers la glissière.
On fait passer de préférence un courant d'air continu à travers cette tuyère.
Une plate-forme élastique 92 est disposée à proximité de l'extrémité inférieure ouverte de la glissière 24 pour recevoir les bouteilles tombant à travers cette dernière, le fond en avant. La plate-forme comprend un plateau 94 portant un tampon 96 qui reçoit les bouteilles qui tombent et qui peut tre fait de liège ou de toute autre matière élastique durable. Le plateau 94 présente une jupe montée sur une cheville 98 qui s'étend horizontalement depuis l'extrémité inférieure d'un bras réglable 100. Ainsi, quand une bouteille heurte le tampon 96 (fig. 8), le plateau 94 peut pivoter dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, d'un angle limité, afin d'amortir et de contrôler le rebond de la bouteille.
Les moyens limitant ce mouvement de pivotement du plateau 94 comprennent une butée verticale 102 réglable qui est vissée dans une partie avant 104 d'une bride disposée à l'extrémité inférieure du bras 100. Une autre butée réglable 106 est vissée dans une partie arrière 108 de cette bride, de manière à engager la partie arrière du plateau 94 et à limiter le pivotement de ce dernier dans le sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre. Un autre réglage est possible au moyen d'un contrepoids 110 qui est fixé de manière réglable sur le plateau 94 et qui peut tre avancé ou reculé dans la position d'équilibre désirée. Le bras 100 est monté de manière réglable sur une console 112 qui est elle-mme montée de manière réglable sur le bâti 84 sur lequel elle peut tre avancée ou reculée.
On voit à la fig. 8 que l'amplitude du réglage de la plate-forme 92 est relativement grande. Cela est important pour assurer le contrôle du rebond des bouteilles, de manière que celles-ci puissent tre saisies quand elles sont en position verticale et éloignées du voisinage de la glissière et de la plate-forme d'amortissement des rebonds. La position relative de la glissière 24 et de la plate-forme 92 est telle qu'elle permet à une bouteille tombant à travers la glissière de heurter le tampon 96 avec la partie arrière de son fond. Ainsi, la bouteille rebondit en avant et vers le haut, sous l'action de la plate-forme, approximativement dans la position représentée en lignes mixtes à la fig. 8.
Le mécanisme 26 de prise et de transport des bouteilles comprend deux courroies sans fin 114 parallèles l'une à l'autre et tournant autour d'axes verticaux. Les courroies 114 sont faites en caoutchouc mousse ou toute autre matière élastique tendre et sont disposées de manière à tourner autour de leurs axes au-dessus de la plate-forme 92, de manière qu'une bouteille rebondissant puisse tre saisie entre les parties adjacentes parallèles des courroies. Ces dernières sont entraînées par une chaîne 116 commandée par un moteur électrique 118 monté sur le côté de la console 28, les arbres de support des courroies et d'autres organes pouvant tre réglés les uns par rapport aux autres.
C'est ainsi que les courroies sont supportées de manière que l'espacement entre elles puisse tre modifié en tournant des boutons de commande 120 fixés à des vis de commande, et que la longueur effective des courroies peut tre réglée en tournant des arbres 122.
De préférence, les parties adjacentes des courroies 114 ne sont pas exactement parallèles mais divergent légèrement vers l'avant. Ainsi, quand les bouteilles sont portées en avant à distance de la glissière et de la plate-forme, entre les courroies 114, la distance entre les courroies augmentant, les bouteilles dressées peuvent glisser vers le bas, le fond en avant (fig. 8). Ce glissement se poursuit jusqu'à ce que les bouteilles reposent sur un transporteur 124 à courroie sans fin disposé entre les courroies de prise 114 et au-dessous de ces dernières.
Finalement, les bouteilles sont dressées, disposées en une file unique et déposées ainsi sur le transporteur 124 qui les conduit, par exemple, à une machine de remplissage.