Brevet FR2139202A1 — publié le 19730105

La présente invention concerne une machine automatique à carrousel pour remplir, fermer et estampiller des récipients. Les machines automatiques de ce type actuellement dans le commerce fonctionnent généralement en ligne et présentent l'inconvénient d'avoir une vitesse de production relativement faible et d'occuper trop d'espace. L'invention a donc pour objet de pallier ces inconvénients en réalisant une machine automatique pour remplir, fermer et estampiller des récipients,qui possède une vitesse de production élevée pour un encombrement minimal. Â cet effet, la machine automatique selon l'invention est caractérisée en ce qu' elle comporte un carrousel tournant par intermittence sur un arbre vertical, une pluralité d'organes de préhension supportés par ledit carrousel et qui s'étendent radialement à partir de celui-ci, une voie d'acheminement placée au-dessous des organes de préhension, un disposés tif de remplissage, un dispositif de fermeture, un dispositif de centrage avant estampillage et un dispositif d'estampillage des récipients, disposés convenablement le long du parcours des organes de préhension, et des moyens d'actionnement de ces derniers en synchronisation avec la rotation du carrousel de telle façon que chaque organe de préhension saisit un récipient vide,.l'entratne sur la voie d'acheminement, sans jamais le lâcher pour l'amener successivement en regard du dispositif de remplissage qui le remplit du produit désiré, du dispositif de fermeture qui lui applique un couvercle, du dispositif de centrage, où l'organe de préhension s'ouvre tout d'abord, pour permettre le centrage du récipient dans une position appropriée pour recevoir l'estampillage, puis se referme pour amener le récipient en regard du dispositif d'estampillage où le meme organe de préhension s'ouvre de nouveau pour permettre l'estampillage du récipient, puis se referme pour amener ce dernier vers la zone de sortie de la machine. De toute façon, l'invention sera bien comprise, à laide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de cette machine Fig.1 est une vue en perspective de la machine selon l'invention Fig.2 est une vue en coupe verticale de la machine de fig0i Bingo3 est une vue en plan et partiellement en coupe suivant III-III de fig.2 Fig.4 est une vue en plan et partiellement en coupe suivant IV-IV de fig.2 Figes et 6 sont deux vues en coupe verticale de la came 34 représentée à la fig.4 Fiv.7 à 13 sont des vues en perspective de détails illustrant les phases du fonctionnement de la machine Fig.14 est une vue en plan représentant le dispositif de centrage des récipients avant leur estampillage Fig.15 est une vue de face, en élévation, représentant une variante de réalisation des organes de préhension Fig.16 est une vue en coupe suivant IVI-xVl de fig.15, Fig.17 est une vue en coupe suivant IVII-)CTII de fig 15 Bigo18 est une vue en coupe représentant une variante de réalisation des colonnes qui supportent les dispositifs de remplissage, de fermeture, de centrage et d'estampillage. Comme on peut le voir aux fig.1 et 2,la machine selon l'invention comporte un socle 10,au centre duquel se dresse un axe vertical Il ; ce dernier est monté dans un manchon 12 solidaire du socle 10. Sur cet axe vertical 12 tourne un carrousel indiqué par la référence générale 13. Ce carrousel 13 est constitué par un corps cylindrique 14, lequel est monté sur l'axe 12 au moyen de paliers à billes, un supérieur 15 et un inférieur 16 et d'un palier de butée 21 à son extrémité inférieure. Le corps 14 est entouré d'un support prismatique octogonal 18 dont il est solidaire ; chaque paroi latérale 19 du support 18 porte une pince indiquée par la référence générale 20 (fig.3), qui est constituée par deux mors 21, lesquels s'étendent à peu près perpendiculairement à des bras 22,articulés sur des axes 23 solidaires du support 18 (fig.2).Un ressort de rappel 47 tend à maintenir les mors 21 en position de fermeture (fig.1). Deux ailettes 24 solidaires des bras 22 et situées en regard des axes 23, s'étendent l'une vers l'autre, dans des plans décalés l'un relativement à l'antre ; chacune d'elles présente à son extrémité libre une encoche 25 (fig.1), dans laquelle vient s'insérer de façon lâche un doigt 26 saillant sur ui chariot 27 monté sur le support 18. Ce chariot 27 (fig.3) se déplace de bas en haut et vice versa dans une glissière 28 complémentaire du support 18.Sur le chariot 22 saille un autre axe 29, sur lequel tournent deux galets fous 30,31 (fig.2) qui coopèrent respectivement avec une came de fin de course 32 et avec deux cames 33 et 34 (fig.1,2,4,5 et 6). La came 32 (fig.1 et 2)est annulaire et présente un profil en dents de scie 37 et elle est portée par un bord 36 du support 18 de façon à pouvoir régler sa position angulaire au moyen d'un dispositif à vis sans fin et crémaillère indiqué à la fig.1 par la référence générale 36'. La position en hauteur de la came 22 (fig.2 et 3) est réglable en fonction de la position de la came 32. La came 33 a un profil plat,avec des parties inclinées 94 à ses extrémités opposées, pour la montée et la descente de5 galets 31 et elle est portée par un support 37 qui se dresse verticalement sur le socle 10.La came 34 fig.5 et 6 a sensiblement la même forme que la came 33,mais elle est supportée par un bras 38 qui est déplaçable de bas en haut et vice-versa au moyen d'un vérin pneumatique 39, par l'intermédiaire d'un chariot 91 coulissant sur un support 92 et relié au bras 38 et à la tige de piston i du vérin 350 A la partie supérieure du corps 14 est monté en outre un disque 45 (fig.1 et 2) dont le pourtour présente une série d'encoches semi-circulaires 46,destinées à coopérer avec les pinces 20. Le carrousel 13 ainsi constitué est entrarné en rotation de façon intermittente par un mécanisme qui comprenfAne croix de Malte 40 (fig.2),solidaire du corps 14,dans les encoches radiales 41 de laquelle se déplacent les boutons 4 d'une manivelle 43 entraînée en rotation par un groupe motoréducteur 44. Deux cplonnes 48,qui se dressent perpendiculairement au socle 10, portent au-dessus du disque 45 untable allongée 62, sur laquelle sont placés les dispositifs de remplissage, de fermeture et de centrage avant estampillage des récipients le dispositif d'estampillage est, par contre, supporté latéralement au carrousel (fig.1). Tous ces dispositifs sont représentés de façon schématique et ils ne seront pas décrits, car ils peuvent entre de n'importe quel type connu de l'homme de 1' art. Le dispositif de remplissage des récipients est constitué par un doseur 49 avec une canule de soutirage 50, Le dispositif de fermeture des récipients est constitué par un approvisionneur 51 de couvercle 52 (fig.9) et par une petite presse 53 ; cette dernière est constituée par un vérin pneumatique 54,dont la tige de piston porte à son extrémité libre un plateau circulaire 55. Ce plateau 55 coopère avec un plateau similaire 56,disposé en dessous de lui et reposant, au-dessous des pinces 20, sur le haut d'une colonne 57 dressée verticalement sur le socle 1-0 (fig.10) Le groupe qui comprend les dispositifs de centrage et d'estampillage des récipients est constitué par deux plateaux circulaires 58, 59 (fig.11, 12),situés dans le même plan que le plateau 56 et montés libres en rotation sur le haut de deux colonnes 60,61, respectivement, qui se dressent verticalement sur le socle 10. La rotation du plateau 58 est assurée par un moteur (non représenté), tandis que le plateau 59 tourne fou. Les plateaux 56, 58 et 59, avec deux cerceaux concentriques 85,86, de diamètres différents, supportés par des colonnes 82 qui se dressent verticalement sur le socle (une seule est représentée), forment une voie d'acheminement 88 pour les récipients 22 ; cette voie continue sans interruption jusqu'à immédiatement après le dispositif d'estampage, pour permettre au récipient traité de quitter la machine. kec ces plateaux 58,59, coopèrent deux plateaux,respectivement 95,96 placés au-dessus d'eux (fig.1),qui tournent fous à l'extrémité inférieure dlaxes respectifs 63,64 lesquels traversent la table allongée 62 et sont fixés aux extrémités opposées d'un bras 65 ; ce dernier est solidaire de la tige de piston d'un vérin pneumatique central 66, qui commande son déplacement vers le haut et vers le bas sur deux tiges de guidage 62 dresséewverticalement sur la table allongée 62. Comme on peut le voir à la fig.14,le dispositif de centrage de chaque récipient avant estampillage est indiqué par la référence générale 68 et comprend une lame 69 destinée à coopérer avec la lierne d'agrafage 22 du récipient 71. Cette lame 6C est convenablement fixée à l'extrémité d'un bras 72 monté. pivotant en 73 sur un flasque 74, lui-même monté pivotant en 75 sur une plaque support 76 ; un ressort amortisseur 77 est placé entre le bras 2 et une partie en saillie 78 du flasque 74. Sur cette partie 2 est fixée une tige 79 qui agit sur un sinirupteur 80 de façon à provoquer l'arrêt du moteur (non représenté)qui entrasse en rotation le plateau 58. Le pivotement du flasque 74 et de sa partie en saillie 78 est limité par deux butées de fin de course réglables 81,82 La réf érencegénérale 83 indique le dispositif qui effectue l'estampillage du récipient. Ce dispositif est représenté fortement schématisé à la fig.1. La machine qui vient d'entre décrite fonctionne de la manière suivante Le carrousel 13 étant arrenté, un récipient 71 vide, sans couvercle et non estampillé, est amené par un convoyeur de type connu et non représenté sur la voie d'acheminement 88 dans une encoche semi-circulaire 46 du disque 45, entre les mors 21. ouverts, de la pince 20 associée à cette encoche, dans la position représentée aux fig.4 et 7. Le carrousel 13, commandé par le mécanisme à croix de Malte précité, avance d'un pas, de la position représentée à la fig.7 à celle de la fig.8, c'est-à-dire de la position A à la position 3 de la fig.4. On voit clairement à la fig.4 que, dès le début de ce déplacement, le galet 31 associé à la pince 20 correspondante descend de la came 33,de sorte que les mors 21,sous l'action du ressort 47, se referment sur le récipient. Dans la position représentée à la fig.8,le récipient se trouve exactement au-dessous de la canule de soutirage 50 du doseur 49, lequel entre en fonction et déverse dans le récipient la quantité voulue du produit désiré. Le carrousel 13 avance d'un autre pas, passant de la position de la fig.8 à celle représentée à la fig.9,c'est-àdire de la position B à la position C de la fig.4,amen3nt toujours serré par la pince,le récipient 71 au-dessous de l'appro visionneur 51 de couvercle 52. L'approvisionneur 51 Misse tomber un couvercle 52 sur le récipient et le carrousel 15 se déplace encore d'un pas, passant de la position de la fig.9 à celle représentée à la fig 10, c'est-à-dire de la position C à la position D de la fig.4, amenant le récipient surmonté d'un couvercle et toujours serre dans la pince sur le plateau 56 et sous le plateau 5v de la presse 55. Cette dernière entre en fonction et; son plateau 55 se place dans la position indiquée par des traits discontinus et enfonce de force le couvercle dans l'ouverture du récipient. Le carrousel 13 avance encore d'un pas et passe de la position de la fig.10 à celle représentée à la fig.11,c'est-àdire de la position D à la position E de la fig.4,amenant le récipient sur le plateau 58 entraîné en rotation et sous le plateau 95 tournant fou, en regard du dispositif 68 de centrage du récipient avant son estampillage. On remarquera que dans cette position, le galet 31 se trouve sur la came 34 et la paroi du récipient est en contact avec l'extrémité libre de la lame 69 du dispositif 68. A ce moment-là, le vérin pneumatique 39 entre en fonction et déplace la came 34 de la position de la fig.5 à celle représentée à la fig.6,et il en est de meme pour le vérin pneumatique 66, qui abaisse le plateau fou 95 pour l'amener en contact avec le récipient.De cette façon, par l'intermédiaire du galet 31,la came 34 déplace vers le haut le chariot 27, lequel provoque à son tour, par l'intermédiaire du doigt 26 et des ailettes 24, l'ouverture des mors 21 de la pince 20 contre 11 action du ressort 470 Le plateau 58 commence à tourner ,entraSnant en rotation le récipient serré entre lui et le plateau supérieur 95 à un certain moment de cette rotation, la ligne d'agrafage 22 du récipient rencontre la lame 69} provoquant ung/oscillation dans le sens de la flèche du bras 72 sur son axe 73 et le bras 2 provoque à son tour une oscillation dans le même sens du flasque 74 sur son pivot 75 de façon à amener la tige 79 de la partie en saillie 2 à agir sur le minirupteur 80 et à jarreter ainsi le moteur qui commande la rotation du plateau 58.Le récipient est alors placé dans la position convenable pour être estampillé. A ce moment-là le plateau 95 se soulève, la came 34 retourne à sa position basse représentée à la fig.5,provoquant ainsi la fermeture de la pince sur le récipient et le carrousel se se déplace d'un autre pas, passant de la position de la fig.11 à celle représentée à la fig.12,c'est-à-dire de la potion E à la position F de la fig.4,et amène le récipient sur le plateau 59 et sous le plateau 96 en regard du dispositif d'estampillage 83. La came 34 est amenée de nouveau à sa position haute représentée à la fig.6,provoquant ainsi l'ouverture de la pince 2,comme décrit plus haut. Le dispositif d'estampillage entre alors en fonction de façon à estampiller le récipient de façon connue. Le plateau ii est soulevé, la came 34 retourne à sa position basse représentée à la fig.5 de façon à provoquer de nouveau la fermeture de la pince sur le récipient, et le carrousel 13 se déplace d'ub autre pas, passant de la position de la fig.12 à celle représentée à la fig.13, c'est-à-dire de la position F à la position G de la fig.4. On voit clairement à la fig.4 que, pendant ce déplacement, le galet 31 monte sur la came 33 de façon à provoquer la réouverture de la pince et à permettre au récipient de quitter-la machine en G pour être emmené par un convoyeur approprié indiqué schématiquement en qui le transporte par exemple, vers une installation d'emballage. Pour des raisons de commodité, les déplacements des plateaux 95 et 96 ont été décrits indépendamment l'un de l'autre mais en réalité, comme on peut le voir clairement, ils se produisent en même temps car un récipient est centré pendant que celui qui le précède est estampillé. Les colonnes 48,qui supportent les dispositifs de remplissage, de fermeture et de centrage des récipients,sont réglables en hauteur à 11 aide d'un dispositif de type connu (non représenté), pour adapter la machine à des récipients de hauteurs diverses. il sera décrit maintenant en référence aux fig.15 à 18 quelques modifications qui peuvent être apportées à la machine qui vient d'entre décrite. Dans ces figures, les pièces et parties de machines analogues ou correspondantes à celles décrites en référence aux fig.1 à 14 sont indiquées par les mêmes numéros de référence affectés de la lettre a. On peut voir aux fig.15, 16 et 17 un organe de préhension ou pince indiqué par la référence générale 20a.Cette pince comprend deux mors 21a, qui s'étendent à peu près perpendiculairement à deux bras 22a pivotant sur des axes 23a montés dans un support 18a fixé au carrousel 13a tournant sur l'axe vertical lita. Un secteur denté 24a est solidaire de chaque bras 22a et s'engrène avec une crémaillère à double denture 26a,montée entre les deux secteurs sur un chariot 27a. Ce chariot coulisse dans une glissière 28a complémentaire du support 18a.Un axe 29a saille à la surface de ce chariot 27a et porte deux galets fous 30a et 31a qui coopèrent avec une came et ont la même fonction que les galets 30,31. Le galet 30a coopère avec une came annulaire plane 32 a, solidaire d'une pluralité de couples vis-écrou 100,101,dont un seullLt représenté0 La vis 100 est fixée coaxialement à un arbreui tourillonne dans un support 103 fixé au socle 10a de la machine. Cet arbre 102 se prolonge par delà la face inférieure du socle 10a et il porte, à son extrémité libre, une roue à chatne 104. Les roues à channe 104 de tous les couples vis-écrou sont reliées entre elles par une channe et peuvent être ainsi entrat- nées en rotation par un organe moteur non représenté. Un dispositif de fin de course indiqué par la référence générale 105 coopère avec au moins un des couples vis-écrou OCe dispositif de fin de course 105 est constitué par un corps cylindrique 106 qui peut être entraîné en rotation manuellement autour d'un axe 1G7 qui se dresse verticaler;ent ur ic o ,,c,cffl: 0O. Sur la face en bout supérieure du corps cylindrique 106 se dressent verticalement plusieurs tiges 108,disposées en cercle, de hauteurs différentes, et destinees à cooprer avec une patte 109 qui s'étend latéralemcnt de l'écrou 101 du couple vis-écrou coopérant avec le dispositif de fin de course 105. En outre, le corps cylindrique 106 est sélectivement immobilisable dans une pluralité de positions angulaires convenables de façon à amener une des tiges 108 en regard de la patte 109 ; il est prévu à cet effet une bille 110 qui, sous l'action d'un ressort 111, vient s'ecliqueter dans l'un ou l'autre d'une pluralité de trous 112 disposés en cercle sur une platine 113 solidaire du socle ?osa. Le mécanisme qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante L'ouverture des mors 21a des pinces 20a doit être réglée en fonction du diamètre des récipients qui arrivent à la machine. Dans la variante décrite ici, ce réglage est effectué en dépla çant en hauteur la came 32a; pour cela, on fait tourner les vis 100 des couples vis-écrou au moyen de l'organe moteur cité plu haut. La rotation des vis 1CO dans un sens ou dans l'autre, provoque un déplacement correspondant, vers le haut ou le bas, des écrous 101 et, par conséquent, de la came 32a dont ils sont solidaires. On peut voir clairement à la figure 15 qu'un déplace ment de la came 32a,vers le haut ou vers le bas, provoque respectivement par l'intermédiaire du galet 30a, du chariot 27a, de la crémaillère 26a et des secteurs dentés 24a, une ouverture ou une fermeture des mors 21a de la pince 20a.On comprendra en outre que le déplacement vers le bas des écrous 101 est limité par le contact entre une des tiges 108 et la patte 109, gui provoque l'arrêt du moteur précité ; la hauteur de chacune de ces tiges 108 est fonction des divers diamètres des récipients utilisés et la position angulaire du dispositif d'arret 105 est réglée avant 11 entrée en action de la machine. On peut voir à la figure 18 une des colonnes 48a qui supportent les dispositifs de remplissage, de fermeture, de centrage et d'estampillage des récipiénts.Ces colonnes 48a sont automatiquement réglables en hauteur en fonction de la hauteur des récipients. Chaque colonne 48a comprend un premier manchon extérieur 114 fixé au socle 10a de la machine, dans lequel est monté coulissant un second manchon 115,qui dépasse de l'extrémité supérieure du premier et qui est surmonté d'une plaque-support 116 pour les dispositifs précités. Le second manchon 115 est supporté et déplacé vers le haut et vers le bas par un couple vis-écrou 117,118. L'écrou 118 est fixé à l'extrémité inférieure du manchon 115,à l'intérieur de celui-ci, et la vis 117,logée à l'intérieur du manchon 115 est fixée coaxialement à l'extrémité d'un arbre 119 tournant dans un roulement à billes 120 porté par le socle 10a. Arbre 119 dépasse de la face inférieure du socle 10a et porte à son extrémité libre une paire de roues à channe 121. Les roues à channe 121 de toutes les colonnes 48a sont reliées entre elles par des channes et peuvent donc être entratnées en rotation au moyen d'un organe moteur non représenté. De cette façon, en faisant tourner dans un sens ou dans l'autre l'arbre 119,on provoque par l'intermédiaire du couple vis-écrou 117,118,le déplacement vers le haut ou vers le bas désiré, en fonction de la hauteur du récipient, du manchon 115 portant les dispositifs de remplissage, de fermeture, de centrage et d'estampillage des récipients. -REVENDICATIOES 1.- tachine automatique à carrousel, pour remplir,fermer et estampiller des récipients, caractérisée en ce qu'elle comporte un carrousel tournant par intermittence sur un arbre vertical, une pluralité d'organes de préhension supportés par ledit carrousel et qui s'étendent radialement à partir de celui-ci,une voie d'acheminement placée au-dessous des organes de préhension, un dispositif de remplissage, un dispositif de fermeture, un dispositif de centrage avant estampillage et un dispositif d'estampillage des récipients, disposés convenablement le long du parcours des organes de préhension, et des moyens d'actionnement de ces derniers en synchronisation avec la rotation du carrousel de telle façon que chaque organe de préhension saisit un récipient vide, ltentratne sur la voie d'acheminement, sans jamais le lâcher, pour l'amener successivement en regard du dispositif de remplissage qui le remplit du produit désiré, du dispositif de fermeture qui lui applique un couvercle, du dispositif de centrage, où l'organe de préhension s'ouvre tout d'abord, pour permettre le centrage du récipient dans une position approprié: pour recevoir l'estampille, puis se referme pour amener le récipient en regard du dispositif d'estampillage où le m8me organe de préhension s'ouvre de nouveau pour permettre l'estampillage du récipient, puis se referme pour amener ce dernier vers la zone de sortie de la machine. 2.- tachine selon la revendication 1,caractérisée en ce que chaque organe de préhension comprend une pince constituée par deux mors qui s'étendent à partir de bras respectifs montés pivotants sur le carrousel et reliés entre eut par un ressort,bras à partir desquels s'étendent,en regard de leur point de pivotement, l'une en direction de l'autre,deux ailettes placées dans des plans décalés l'un relativement à l'autre, munies chacune à leur extrémité libre d'une encoche dans laquelle vient se placer sans serrage un doigt saillant à la surface d'un chariot coulissant sur le carrousel entre lesdits bras, et en ce que les moyens actionnant les organes de préhension sont constitués par des cames agissant sur un galet tournant fou sur ledit chariot. 3.- tachine selon les revendications 1 et 2,caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens d'arrêt dont la position est rég3a- ble pour limiter vers le bas la course du chariot. 4.- tachine selon la revendication 3,caractérisée en ce que les moyens d'arrAt sont constitués par un élément à came entourant le carrousel et ayant un profil en dents de scie dont chaque dent coopère avec un second galet tournant fou sur le chariot, coaxialement au premier galet. 5.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque organe de préhension comprend une pince constituée par deux mers qui s'étendent à partir de bras respectifs solidaires de secteurs dentés pivotant sur le carrousel par engrènement avec une crémaillère centrale à double denture déplaçable vers le haut et vers le bas pour régler la distance entre les deux mors en fonction du diamètre des récipients. 6.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le déplacement de la crémaillère est commandé par une came agissant sur un palpeur de came solidaire de la crémaillère,came dont la position est réglable automatiquement par l'intermédiaire d'un couple vis-écrou en fonction du diamètre des récipients, par une seule manoeuvre. 7.- Machine selon la revendication 1,caractérisée en ce que les dispositifs de remplissage, de fermeture, de centrage et d'estampillage sont montés sur des colpnnes automatiquement réables en hauteur en fonction de la hauteur des récipients, par une seule manoeuvre.