L'invention est relative au domaine des installations de tri d'articles, plus particulièrement des convoyeurs motorisés permettant de dévier les articles par rapport à sens de déplacement général.

Dans les installations de tri d'articles, par exemple des colis ou des paquets, différents types de convoyeurs permettent d'acheminer les articles d'un ou plusieurs points d'entrée vers une ou plusieurs destinations. Ces convoyeurs peuvent avoir une fonction uniquement de transport ou de déviation des articles vers les possibles voies de transport ou destinations. Ces derniers utilisent des différents mécanismes pour aboutir à une déviation d'un article ou d'un flux d'articles.

On connaît des convoyeurs dans lesquels alternent des rouleaux acheminant les articles dans le sens de déplacement général et des courroies entraînées transversalement par rapport au sens de déplacement général. Les supports des courroies sont montés mobiles dans le sens vertical pour sélectivement venir au contact des articles. En position haute, les courroies agrippent les articles et les dévient de leur trajectoire initiale. Cet exemple de convoyeur ne peut dévier les articles que dans une direction perpendiculaire au sens général de transit de l'installation de tri, ce qui limite les architectures possibles des installations de tri.

La présente invention vise donc à pallier l'inconvénient précité, en proposant notamment un dispositif de déviation augmentant le nombre de possibilités de déviation des articles.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de déviation d'articles par rapport à un sens de déplacement général des articles comprenant :

- un plan support définissant une pluralité d'ouvertures,

- une pluralité de billes de déviation, chaque bille de déviation étant disposée dans l'une des ouvertures et montée rotative par rapport au plan support autour d'un axe de rotation,

- au moins un rouleau disposé sous le plan support pour entraîner les billes de déviation, le rouleau s'étendant selon une direction transversale sensiblement parallèle au plan support et sensiblement perpendiculaire au sens de déplacement général des articles, et

- une pluralité d'actionneurs, chaque actionneur étant adapté pour déplacer sélectivement l'axe de rotation d'une des billes de déviation en rotation autour d'un axe de direction par rapport au plan support entre une pluralité de positions, l'axe de direction passant par le centre de la bille de déviation et formant un angle aigu avec l'axe de rotation, l'axe de rotation et l'axe de direction définissant un plan formant un angle d'inclinaison avec une direction normale au plan support, la pluralité de positions de l'axe de rotation définissant une pluralité de valeurs possibles pour l'angle d'inclinaison.

Dans une mise en œuvre de l'invention, le dispositif de déviation met en œuvre des billes entraînées en rotation sur leur axe par des rouleaux d'entraînement pour acheminer les articles passant sur ces billes. Les billes sont montées libres sur leur axes et l'orientation desdits axes permet de gouverner la direction des articles passant sur ces billes. Ce dispositif de déviation est installé dans des installations de tri d'articles au niveau des intersections vers d'autres voies de transit ou vers des sorties.

Le dispositif de déviation selon l'invention permet d'atteindre des cadences élevées de déviation d'articles en raison d'une part par un changement de direction très rapide contrairement au système monte/baisse d'un transfert d'article, et d'autre part par un pilotage des rangées de billes avec un léger décalage permettant d'avoir des articles très proches les uns des autres sur le convoyeur.

Suivant certains modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :

- chaque actionneur comporte un arbre de rotation s'étendant selon l'axe de rotation, chaque bille de déviation étant montée rotative respectivement autour de l'un des arbres de rotation par rapport au plan support ;

- chaque organe actionneur comprend une coupelle, et un arbre de direction fixé sur la coupelle, l'arbre de direction s'étendant selon l'axe de direction et étant monté rotatif par rapport au plan support autour de l'axe de direction, l'arbre de rotation dudit actionneur étant fixé sur la coupelle ;

- l'axe de direction de chaque actionneur est sensiblement parallèle au rouleau ;

- l'angle aigu est compris entre 30° et 60° inclus, et vaut de manière préférée environ 45° ;

- chaque actionneur est adapté pour que les valeurs possibles de l'angle d'inclinaison s'étendent entre +90° et -90°, l'angle d'inclinaison étant orienté autour de l'axe de direction par rapport à la direction normale ;

- l'actionneur est entraîné en rotation autour de l'axe de direction par un actionneur mécanique ou électromagnétique ; et - les billes de déviation possèdent un coefficient de friction sur le rouleau supérieur ou égal à 0,3, et inférieur ou égal à 0,5.

L'invention a également pour objet, selon un autre aspect, une installation de tri d'articles, comprenant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus.

L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un procédé de déviation d'articles comprenant au moins les étapes suivantes :

- fourniture d'un dispositif tel que décrit ci-dessus,

- mise en rotation du rouleau autour de son axe par rapport au plan support pour entraîner billes de déviation en rotation autour de l'axe de rotation, l'une des billes de déviation supportant au moins l'un des articles, et

- rotation d'au moins l'un des actionneurs autour de l'axe de direction pour sélectionner une valeur de l'angle d'inclinaison et dévier ledit article dans un sens différent du sens de déplacement général.

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et non limitative, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d'une installation de tri selon l'invention,

- la figure 2 est une vue détaillée d'une bille de déviation et d'un actionneur de l'installation représentée sur la figure 1 .

- la figure 3 est une vue du dessus du dispositif de déviation de l'installation représentée sur la figure 1 , les articles étant déplacés dans le sens de déplacement général (sans déviation),

- la figure 4 est une vue du dessus du dispositif de déviation représenté sur les figures 1 et 3, les articles étant déviés vers le côté gauche de l'installation par rapport au sens de déplacement général,

- la figure 5 est une vue du dessus du dispositif de déviation représenté sur les figures 1 , 3 et 4, les articles étant déviés vers le côté droit de l'installation par rapport au sens de déplacement général,

- la figure 6 est une vue en perspective d'une bille de déviation de l'installation représentée sur la figure 1 , la bille de déviation étant dans une position ne déviant pas les articles,

- la figure 7 est une vue en perspective de la bille de déviation représentée sur la figure 6, la bille de déviation étant dans une position déviant les articles vers la droite de l'installation par rapport au sens de déplacement général, - la figure 8 est une vue en perspective de la bille de déviation représentée sur les figures 6 et 7, la bille de déviation étant dans une position déviant les articles vers la gauche de l'installation par rapport au sens de déplacement général,

- la figure 9 est une vue en perspective d'une variante du dispositif de déviation selon l'invention, dans laquelle deux actionneurs sont couplés pour obtenir une même orientation des arbres de rotation, et

- la figure 10 est une vue en perspective d'une autre variante du dispositif de déviation selon l'invention, dans laquelle l'actionneur comprend un moteur embarqué pour orienter l'arbre de rotation.

En référence à la figure 1 , on décrit une installation de tri d'articles 10 (dont un seul est représenté sur la figure 1 ) comportant au moins un dispositif de déviation 1 .

Les articles 10 sont par exemple des colis ou des paquets.

Le dispositif de déviation 1 comprend un plan support 2 définissant une pluralité d'ouvertures 3, des billes de déviation 4, des rouleaux 5 d'entraînement des billes de déviation, et des actionneurs 6.

Dans chaque ouverture 3 se trouve une bille de déviation 4 associée à un actionneur 6 maintenu par un support 8 sous le plan support 2. Les ouvertures 3 sont par exemple sensiblement circulaires et avantageusement analogues les unes aux autres.

Le plan support 2 est par exemple sensiblement horizontal. On définit un repère orthogonal X, Y, Z dans lequel Z est une direction normale au plan support 2, X est une direction parallèle au un sens de déplacement général A des articles 10 localement sur le plan support, et Y est une direction transversale sensiblement parallèle au plan support. La direction normale Z est dans l'exemple sensiblement verticale.

Les billes de déviation 4 sont avantageusement analogues les unes aux autres. Les billes de déviation 4 sont par exemple en acier adhérisé, c'est à recouvert d'un revêtement augmentant leur pouvoir de friction. Leur centre est avantageusement fixe par rapport au plan support 2. Les billes de déviation 4 dépassent sensiblement des ouvertures 3 du côté supérieur du plan support 2, de sorte que les articles 10 situés au- dessus d'une des billes de déviation 4 sont au contact avec cette bille.

Par exemple, les billes de déviation 4 dépassent au-dessus du plan support 2 d'une fraction de leur rayon comprise entre 10% et 25%. Par exemple, pour une bille 4 de déviation de diamètre entre 30 et 50 mm, celle-ci dépasse au-dessus du plan support 2 de l'ordre de 5 à 10mm.

Les billes de déviation 4 sont montées rotatives par rapport au plan support 2 autour d'un axe de rotation 70. Sur l'exemple représenté en figure 1 , les billes de déviation 4 sont montées sur un arbre 7 de rotation. Chaque bille 4 peut être rendue solidaire de l'arbre 7 de rotation de différentes manières, notamment :

- en fixant deux demi-sphères (non représentées) l'une sur l'autre, pour former les billes de déviation 4, et en emprisonnant l'arbre 7 de rotation entre les deux demi- sphères, ou

- en enfilant la bille de déviation 4 sur l'arbre 7 de rotation et en la maintenant par une vis à tête bombée ou un anneau élastique (ou circlip) en bout d'arbre 7 de rotation servant de butée à la bille de déviation 4.

Dans cet exemple de mise en œuvre de l'invention, les billes de déviation 4 forment des rangées. Chaque rangée de billes 4 est en contact avec un rouleau 5 d'entraînement disposé sous le plan support 2. Les rouleaux 5 sont par exemple perpendiculaires au sens de déplacement général A et sont entraînés en rotation autour de leur axe longitudinal 50 par un moyen d'entraînement (non visible).

Comme visible sur la figure 6, chaque actionneur 6 est adapté pour déplacer sélectivement l'axe de rotation 70 d'une des billes de déviation 4 en rotation autour d'un axe de direction 60.

Les actionneurs 6 sont par exemple mécaniquement indépendants les uns des autres.

Selon une variante, plusieurs actionneurs 6 sont mécaniquement couplés pour obtenir une même orientation des arbres de rotation 7 correspondants, c'est-à-dire pour paralléliser les axe de rotation 70.

L'axe de direction 60 est par exemple sensiblement transversal et forme avec l'axe de rotation 70 un angle aigu a avantageusement constant.

L'angle aigu a est compris entre 30° et 60° inclus, et vaut de préférence sensiblement 45°.

L'axe de direction 60 et l'axe de rotation 70 définissent ensemble un plan P formant un angle d'inclinaison β avec la direction normal Z. L'angle d'inclinaison β est orienté autour de l'axe de direction 60.

L'angle d'inclinaison β prend sélectivement des valeurs comprises dans une plage allant de -90° (figure 7) à +90° (figure 8), en passant par 0° (figure 6). L'actionneur 6 est avantageusement adapté pour toutes les valeurs entre -90° et +90° soient possibles.

Dans l'exemple représenté, le plan P est parallèle à la direction normale Z lorsque l'angle d'inclinaison β vaut 0°. Le plan P est parallèle au plan support 2 lorsque l'angle d'inclinaison β vaut -90° ou +90°.

Chaque actionneur 6 comprend un arbre de rotation 7 autour duquel l'une des billes de déviation 4 est montée librement rotative par rapport au plan support 2, un arbre de direction 62, et une coupelle 61 jouant le rôle de pièce intermédiaire entre l'axe de rotation 7 et l'arbre de direction 62. Sur la figure 2, l'arbre de rotation 7 est fixé sur la coupelle 61 de sorte que l'axe de direction 60 passe par le centre de la bille de déviation 4 et croise en ce point l'axe de rotation 70 avec l'angle aigu a.

L'actionneur 6 permet d'orienter l'arbre de rotation 7 en tournant autour de l'axe de direction 60 par rapport au plan support 2. Cette rotation est réalisée par des moyens de rotation, par exemple une courroie, un mécanisme électromagnétique ou un mécanisme de crémaillère.

Avantageusement, la rotation de l'actionneur 6 fait pivoter l'arbre de rotation 7 sur 360° autour de l'axe de direction 60.

Suivant l'angle d'inclinaison β du plan P défini par la rotation de l'actionneur 6, les articles 10 sont acheminés dans un sens C, D (figures 4 et 5) formant un angle Λ par rapport au sens de déplacement général A. Les valeurs +90° et -90° de l'angle d'inclinaison β sont privilégiés pour obtenir une déviation maximale.

Avantageusement, les articles 10 ne sont pas déviés lorsqu'ils passent sur les billes de déviation 4 ayant un angle d'inclinaison β d'environ 0° (plan P sensiblement perpendiculaire au plan support 2).

Selon un exemple de mise en œuvre de l'invention, l'arbre de rotation 7 peut prendre toutes les positions par rotation de l'actionneur 6 autour de l'axe de direction 60. Les valeurs +90° et -90° de l'angle d'inclinaison β définissent deux directions opposées de déviation des articles 10. Une multitude de positions, c'est-à-dire de valeurs de l'angle d'inclinaison β, sont utilisables pour affiner les orientations des articles 10 lors de leur déviation.

Le dispositif 1 permet d'atteindre des cadences élevées de déviation d'articles grâce au changement de direction très rapide, contrairement au système classique « monte/baisse » permettant le transfert d'un article.

Selon l'invention, l'actionneur 6 change l'angle d'inclinaison β très rapidement, ce qui entraîne un changement d'orientation de l'axe de rotation 70 des billes de déviation 4 par rapport au plan support 2 tout aussi rapide. Les articles 10 sont alors envoyés sur le dispositif 1 avec une cadence plus importante et sont traités plus rapidement par le dispositif.

Pour avoir des cadences de tri plus élevées sur le dispositif 1 , il est possible de piloter les rangées de billes de déviation 4 au plus juste et donc d'avoir des articles 10 très proches les uns des autres sur le plan support 2. Dès qu'un article 10 n'est plus en contact avec une rangée de billes de déviation 4, les actionneurs 6 de ladite rangée se remettent en position initiale ou toute autre position pour accueillir l'article 10 suivant. Le petit pas entre les différentes rangées permet ainsi de traiter des articles 10 plus proches les uns des autres dans le sens de déplacement, et donc de traiter plus d'articles dans un temps identique ou plus court.

Sur les figures 3 et 6, le dispositif 1 est dans une position initiale et ne dévie pas les articles 10 qui suivent le sens de déplacement général A. Sur les figures 4 et 8, les actionneurs 6 ont orienté à +90° les arbres de rotation 7 des billes de déviation 4 de manière à dévier les articles 10 dans le sens C sur le côté gauche de la voie de transit de l'installation 100.

Lorsque les actionneurs 6 orientent les arbres de rotation 7 des billes de déviation 4 avec un angle opposé à l'illustration précédente, les articles 10 sont déviés dans le sens D sur le côté opposé, ici le droit, comme représenté sur les figures 5 et 7.

Sur la figure 6, l'axe de direction 60 est parallèle au rouleau 5. L'arbre de rotation 7, retenant la bille 4, est en position initiale ou neutre, c'est-à-dire que le plan P est perpendiculaire au support plan 2. Sur la figure 6, le plan P est parallèle à la direction normale Z. La bille de déviation 4 est en contact avec le rouleau 5 qui tourne dans le sens E autour de son axe 50. Ce contact met en rotation la bille de déviation 4 autour de son arbre de rotation 7 dans un sens B inverse du sens E. Dans cette position de l'arbre de rotation 7, la rotation de la bille 4 achemine les articles 10 sensiblement dans la direction générale A.

Pour augmenter la transmission de puissance du rouleau 5 vers la bille de déviation 4 et limiter les phénomènes de glissement, un coefficient de friction élevé existe entre ces deux éléments, avantageusement compris entre 0,3 et 0,5.

Le coefficient de friction est défini comme le rapport entre la force de glissement et la force de maintien exercées par une surface sur une autre surface avec laquelle elle est en contact. Ce coefficient représente une évaluation de la difficulté avec laquelle la surface d'un matériau glisse sur un autre matériau. Avantageusement, les billes de déviation 4 sont recouvertes d'une surface adhérisante, par exemple en caoutchouc.

Sur la figure 7, l'arbre de rotation 7 est pivoté à -90° par rapport à la position initiale. Le plan P est alors parallèle au plan support 2, i. e. au plan contenant les axes X et Y du repère de la figure 7. La bille de déviation 4 est toujours en contact avec le rouleau 5 et tourne dans le sens B opposé au sens E de rotation du rouleau 5. L'arbre de rotation 7 impose donc la rotation de la bille de déviation 4 dans la direction D. Les articles 10 en contact avec la bille de déviation 4 sont acheminés dans cette direction D.

Sur la figure 8, l'arbre de rotation 7 est pivoté à +90° par rapport à la position initiale. Le plan P est une nouvelle fois parallèle au plan support 2. Bien que le même plan que dans la figure 7, la bille 4 tourne sur son arbre de rotation 7 dans le sens figuré par une flèche. Les articles 10 sont envoyés dans la direction C lorsqu'ils sont au contact de la bille de déviation 4.

Le point de contact de la bille de déviation 4 sur le rouleau 5 est invariable quelle que soit la position de l'arbre de rotation 7, car l'axe de direction 60 de l'actionneur 6 passe par le centre de la bille 4. Pour la même raison, la bille de déviation 4 ne change pas de position par rapport à son ouverture 3 dans le plan support 2.

Selon des variantes non représentées, le centre de la bille de déviation 4 varie en position selon la direction normale Z par rapport au plan support 2. Ces variantes sont particulièrement avantageuses dans le traitement d'articles 10 de formes variées et/ou souples.

Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque rouleau 5 est associé à une rangée de billes de déviation 4, ou deux rangées de billes de déviation 4. Par exemple, pour des rouleaux 5 au pas de 56 mm selon la direction X, on associe une rangée de billes de déviation 4 par rouleau 5 pour des charges d'articles 10 de dimensions minimales A3/A4. Et pour des rouleaux 5 au pas de 56 mm, on associe deux rangées de billes de déviation 4 par rouleau 5 pour des articles 10 de dimensions minimales A5 ou A6.

Dans une variante de réalisation de l'invention, chaque bille de déviation 4 est indépendante et peut être orientée unitairement. Cela permet de dévier les articles 10 dans deux directions différentes s'ils se présentent en même temps des deux côtés du dispositif 1 transversalement. La multitude de positions de l'arbre de rotation 7 combinée à cette configuration à l'unité permet d'obtenir une infinité d'angles de déviation et de définir les trajectoires de sortie des articles 10 du dispositif 1 .

Lors de l'utilisation du dispositif 1 de déviation d'articles 10 dans une installation de tri selon l'invention, les articles 10 peuvent donc être orientés selon des caractéristiques des articles 10. On entend par caractéristiques des articles 10 leurs caractéristiques physiques (poids, taille, dimensions) ou leurs destinations. Un opérateur (non représenté) de rinstallation 100 paramètre les critères de fonctionnement de son installation et donc de déviation des articles 10. Un système de contrôle (non représenté) de l'installation 100 agit sur le dispositif 1 par l'intermédiaire des actionneurs 6. Lorsque des articles 10 doivent être déviés du sens de déplacement général A vers une direction C ou D, les moyens de rotation font tourner les actionneurs 6 et inclinent le plan P de l'angle d'inclinaison β. Les arbres de rotation 7 dirigent la rotation des billes 4 dans le sens C ou D. Lors du passage des articles 10 sur les billes 4, ils sont déviés avec un angle Λ par rapport au sens de déplacement général A. Selon une variante représentée sur la figure 9, deux des actionneurs 6 sont liés par les mêmes moyens de rotation 20. Les moyens de rotation 20 comprennent par exemple un moteur électrique 21 , un arbre de transmission 23 et des courroies de transmission 22 reliées aux arbres de direction 62 des actionneurs 6. Le moteur électrique 21 permet de faire tourner l'arbre de transmission 23 autour de son axe longitudinal et ceci préférentiellement dans les deux sens de rotation. Les courroies 22 transmettent cette rotation aux arbres de direction 62 pour orienter les axes de rotation 70 des deux billes 4 dans la même position désirée. Ceci permet de coupler mécaniquement plusieurs actionneurs 6 pour obtenir une même orientation des arbres de rotation 7 correspondants, c'est-à-dire pour paralléliser les axe de rotation 70

Selon une autre variante illustrée sur la figure 10, chaque actionneur 6 intègre les moyens de rotation 20 actionnant l'arbre de direction 62, qui comprennent par exemple un moteur électrique, ou un mécanisme électromagnétique.

Selon une autre variante (non représentée), les moyens de rotation comprennent un système à crémaillère utilisant un moteur rotatif muni d'un engrenage, qui met en mouvement longitudinal une crémaillère. Les actionneurs 6 sont aussi équipés d'une roue d'engrenage liée à l'arbre de direction 62, mise en rotation par la crémaillère qui coulisse longitudinalement. Alternativement, le moteur rotatif est remplacé par un actionneur linéaire comme un vérin ou un moteur linéaire, pour mettre en mouvement la crémaillère.

Selon une autre variante (non représentée), les moyens de rotation comprennent des systèmes bielle-manivelle. Un axe est mis en rotation par un moteur ou un autre actionneur rotatif. Une ou des manivelles fixées sur l'axe mettent en mouvement les arbres de direction 62 des actionneurs 6 par l'intermédiaire de bielles.

Ainsi, dans les trois variantes décrites immédiatement ci-dessus, les actionneurs 6 sont donc aptes à déplacer l'axe de rotation 70 de la bille 4 en rotation autour de l'axe de direction 60, sans que l'actionneur 6 lui-même soit mobile en rotation autour de l'axe de direction 60.