Brevet FR2270175A1 — publié le 19751205

L'invention se rapporte à non appareil pour introduire une mèche à au moins l'une des extrémités d'un élément tubulaire et plus particulièrement a' l'une des extrémités de l'ébauche d'une pipette du type de celles employées dans les laboratoires d'analyses ou de recherches biologiques... Traditionnellement, les pipettes sont fabriquées à partir de tubes en verre et comportent une extrémité cylindrique très fine et très allongée destinée à pénétrer dans des cultures en éprouvette et une autre extrémité de plus grand diamètre, compris sénéralement entre 6 et 10 mm, comportant un bourrage de coton filtrant simplement enfoncé et d'une longueur apparente de 15 à 30 arbre Ce bourrage.est destiné à éviter que ltopérateur effectuant un prélèvement aspire la solution ou ses vapeurs. Jusqu 'à présent, ce bourrage était constitué par une mèche en coton ce qui a donné à l'opération de pose, le nom de cotonnage.En fait, ce bourrage peut entre constitué par une tresse ou une mèche de tout autre fibre textile, synthétique ou non, et de façon générale de toute matière compatible avec les exigences bactériologiques et les impératifs de stérilisation. La présente invention se rapporte à un appareil pour introduire un obturateur du type précedemment décrit dans l'une ou dans l'autre, ou dans les deux extrémités d'un élément tubulaire. Il existe des machines exécutant cette opération en séquences alternatives, machines dans lesquelles le cotonnage ne s'effectue que sur une seul tube à la fois et seulement à l'une des -extrémités de ce tube. Du fait de ce mode de fonctionnement, de telles machines ne meuvent pas atteindre des cadences supérieures à un coup par minute et ne peuvent pas assurer l'obturation des deux extrémités à la fois d'un même tube. La présente invention a pour but de fournir un appareil qui permet d'effectuer cette opération de cotonnage sur les deux extrémités àla fois d'un même élément tubulaire et suivant une production sans limites intellectuelles, c'est-à-dire avec une cadence ne dépendant que des dimensions pouvant être données à l'appareil. Cet appareil comprend un magasin pour le stockage horizontal des éléments tubulaires avec trémie de distribution ne laissant passer'lesdits éléments eu'un à un, un barillet horizontal de transfert des éléments tubulaires comportant des moyens de positionnement longitudinal de ceux-ci et des moyens maintenant leur espacement à une valeur constante, au moins un barillet porte-outils disposé coaxialement et latéralement au barillet précité et portant, d'une part, une série de poussoirs reliés à des moyens aptes à les déplacer parallèlement aux éléments tubulaires dans les prolongements desquels ils sont disposés et dans lesquels ils peuvent pénétrer et, d'autre part, une série de couteaux reliés à des moyens aptes à les déplacer parallèlement aux poussoirs entre lesquels ils sont disposés, au moins un support apte à recevoir une bobine de mèche dont la mèche qui s'en dévide est conduite, après divers renvois, dans une gorge qui, ménagée entre le barillet de transfert et le barillet porte-outilst communique avec les divers éléments tubulaires et une rampe d'évacuation des éléments tubulaires bouchés. De ce fait, chaque élément tubulaire quittant le magasin de stockage parvient dans le barillet horizontal qui le positionne longitudinalement et le maintient avec un écartement constant par rapport à ses prédécesseurs, pendant que les couteaux portés par le barillet porte-outils sectionnent la mèche en un fragment de longueur égale à I' entr' axe entre deux éléments tubulaires et que les poussoirs introduisent ce fragment dans l'une des extrémités de l'élément correspondant. Il est à noter que durant l'introduction de la mèche chaque élément tubulaire est parfaitement positionné longitudinalement, ce qui évite qu'il se déplace si l'opération ne s'effectue qu'à l'une de ses extrémités. Le tirage de la mèche est assuré par son coincement dans la gorge ménagée entre le barillet de transfert et le barillet porte-outils, coincement résultant d'une part, de la largeur de la gorge qui est inférieure à celle transversale de la mèche, et d'autre part, du grand arc d'enroulement de ladite mèche entre les deux barillets. L'utilisation d'un mécanisme à cinématique continu pour assurer le positionnement des éléments tubulaires, le dévidage de la mèche, son sectionnement et son introduction dans les léments précités, permet d'obtenir une cadence de fabrication qui n'est limitée que par la vitesse de rotation des barillets et de façon générale par les dimensions de ces derniers. Eh fait, avec un appareil dont les barillets sont agencés pour répartir les éléments tubulaires sur un cercle de diamètre de 300 mm avec un intervalle de 39 mm, il est possible d'obtenir une cadence de fabrication de 300 éléments tubulaires à la minute, donc à une cadence incomparablement supérieure à celle des appareils actuels n'effectuant le bouchage qu'à l'une des extrémités d'un élément tubulaire. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le barillet horizontal de transfert est constitué par deux couronnes es à des moyens aptes à les entraner en rotation à vitesse constante et comportant chacune, d'une part1 une collerette traversée par des alésages longitudinaux et, d'autre part, dans sa partie tournée en direction de 1' autre couronne, des alvéoles longitudinaux semi-circulaires de rayon sensiblement égal à celui des éléments tubulaires et communiquant avec les alésages précités. Âvantageusement, le barillet de transfert n'est constitué que par deux couronnes qui sont liées aux plateaux des deux barillets porte-outils disposés en vis-à-vis. Brans une forme de réalisation, les poussoirs et les couteaux sont calés à l'extrémité des tiges de vérins hydrauliques dont les corps sont fixés sur le corps du barillet porteoutils et dont l'alimentation est assurée par des canaux radiaux ménagés dans ce corps et communiquant avec un distributeur 'rotatif fixe, interposé entre le corps précité et l'arbre sur lequel est calé le plateau qui le porte. Ce mode de construction présente l'avantage de dégager les éléments essentiels de l'appareil dont le fonctionnement peut ainsi etre surveillé en permanence. Dans une autre forme de réalisation, les poussoirs et les couteaux sont montés coulissants dans des alésages longitudinaux du corps du barillet porte-outils et sont munis de galets roulant contre deux cames fixes commandant leurs mouvements. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit,en référence au dessin schématiquevannexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil Figure 1 en est une vue en plan par-dessus; Figure 2 en est une vue de côté en coupe suivant 2-2 de figure 1 Figure 3 en est une vue à échelle agrandie suivant 3-3 de figure 1; Figures 4 et 5 sont des vues en coupe suivant 4-4 et 5-5 de figure 3; Figure 6 est une vue partielle en coupe, à échelle très agrandie, montrant en détail la zone d'action de l'un des poussoirs;; Figures 7, 8 et 9 sont desvues schématiques en plan par-dessus illustrant quelques unes des phases du procédé de découpage et d t introduction de la mèche dans l1un des éléments tubulaires; Figure 10 est une vue partielle de côté montrant, en coupe transversale et à échelle agrandie, l'une des extrémités d'un élément tubulaire après obturation. Cet appareil est constitué par un bâti 2 portant un arbre horizontal fixe 3 sur lequel sont calés, de façon règlable, les autres éléments de la machine. Ces éléments consistent en un barillet horizontal de transfert désigné de façon générale par Â à la figure 1 et par au moins un et de préférence deux barillets porte-outils, désignés par B à la même figure et disposés latéralement de part et d'autre du barillet de transfert A précité. À ces éléments, il faut également ajouter un magasin de stockage 4, disposé à la partie supérieure de la machine et apte à recevoir une pluralité d'éléments tubulaires 5, disposés horizontalement, et une rampe de sortie 6 évacuant les éléments tubulaires obturés en direction d'un réceptacle quelconque ou d'une machine ou appareil disposé en aval. Le magasin de stockage 4 est solidaire d'une trémie 7 munie de moyens 8 et en particulier d'un dispositif avec roues dentées 8 ne délivrant les éléments tubulaires 5 qu'un à un. Comme montré plus particulièrement à la figure 3, chaque barillet porte-outils B est constitué par un plateau 10 calé sur un arbre horizontal 12 et solidaire d'un corps porte-outils 122 portant une série de couteaux 14 et une série de poussoirs 32. les couteaux 14 et poussoirs 32 sont disposés parallèlement les uns aux autres avec un intervalle régulier et en alternance. Pans cette forme de réalisations chaque couteau 14 ou poussoir a est calé à l'extrémité de la tige 56a-17a d'un vérin 16, 17 dont le corps 16b, 17b est calé dans le corps 2 du barillet B. En outre, les couteaux 14, de même que les poussoirs 15, sont logés dans des alésages longitudinaux, respectivement 18 et 19, ménagés à la périphérie du plateau 10 et dans lesquels ils peuvent coulisser librement sous l'action de leur vérin respectif. Les alésages 18 et 19 précités débouchent dans le fond d'une gorge 20 ménagée entre la face dianètrale extérieure -du plateau 10 précité et une couronne 22 qui, fixée sur le plateau 10 précité, constitue le barillet de transfert À avec une couronne identique solidaire de l'autre barillet porte outils B. En fait, chacune des couronnes 22 comporte une collerette 22a traversée par des alésages longitudinaux 23 disposés dans le prolongement des alésages JI pour les poussoirs 15 et eux-mêmes prolongés par des alvéoles semi-circulaires 24. Ces alvéoles 24 sont ménagés dans la partie de la couronne 22 faisant vis-à-vis à la couronne associée à l'autre barillet et sont destinés à recevoir les extrémités des éléments tubulaires 5 pour assurer le positionnement longitudinal et le maintien à un intervalle régulier de ces éléments. L'alimentation de chacun des vérins 16 ou 17 est assurée par 1 'intermédiaire de canaux radiaux 25 a, 25b, 26a, 26b communiquant avec des gorges 27a, 27b, 28a, 28b s' étendant sur une partie de la périphérie d'un distributeur rotatif 30,montré plus particulièrement aux figures 3 et 4. Ce distributeur est fixe, est intercalé entre le corps 32 et l'arbre 12 et est relié, par des canalisations 32 et 33, à une source de fluide et par des canalisations 34 et 35, à un réservoir de retour.Les canalisations jss et 33 sont reliees aux gorges 22a et 28a par des perçages radiaux, respectivement 36 (figure 4) et 37 (figure 3), tandis que les alésages 34 et 35 sont reliés aux gorges 27a, 28b par d'autres perçages radiaux également ménagés dans ce corps 22 et dont seul l'un d'eux est visible en jg à la figure 3. Comme le montre plus particulièrement la figure 3, l'arbre 12 disposé horizontalement est commun aux deux barillets porte outils 3 et est relié dans sa partie entre les deux barillets précitées à un renvoi d'angle démultiplicateur 39 du type à roue et vis sans fin dont la vis 40 est reliée, au moyen d'une transmission par courroie 42 montrée à la figure 2, à un moteur lectrique d' entraînement 5 Il faut noter que chaque barillet 3, en particulier chacun des plateaux 10, peut être déplacé longitudinalement sur l'arbre 12 sur lequel il peut être bloqué en position, ceci pour permettre de'adapter la position des barillets à la longueur des éléments tubulaires dont il faut assurer l'obturation par une mèche. Comme montre aux figures I et 2, la rampe d'évacuation 6 est en fait constituée par deux lames verticales fixées sur le bati 2. L'arbre horizontal 2 de ce btti porte également deux supports 46 destinés chacun à recevoir une bobine 47 de laquelle peut se dévider une mèche 48. Comme montré aux figures 1, 2 et 5, chacune des mèches 48 passe sur un galet de renvoi 5 qui la dirige à la partie inférieure de la gorge 20 délimitée entre le plateau 10 de l'un des barillets porte-outils B et la couronne 22 du barillet de transfert À. il faut d'ailleurs noter que la largeur de la gorge 20 est inférieure à la dimension diamètrale de la mèche 48 afin que celle-ci soit coincée dans ladite gorge et n'ait pas tendance à glisser.Comme le montre plus particulièrement la figure 5 et comme cela sera-expliqué plus loin, avant d'être découpée la mèche 48 s'enroule sur un arc voisin de 1800, ce qui garantit son entrainement par la seule gorge 20 et évite d'avoir recours à des moyens moteurs extérieurs pour la dévider de la bobine 47 correspondante. Lorsqu'un élément tubulaire B quitte le magasin 4 et passe dans la trémie 2, il parvient au poste d'alimentation du barillet de transfert À où chacune de ses extrémités se loge dans l'un des alvéoles 24 des deux couronnes 22 dudit barillet de transfert. Comme le montre la figure 6, la collerette 22a présente en vis-à-vis des alvéoles 24 une face en pente 52 qui facilite le positionnement de chaque élément tubulaire dans les alvéoles 24 précités. À ce stade, chaque élément tubulaire 2 est parfaitement positionné tant longitudinalement que transversalement par rapport aux éléments précédents qui lui sont parallèles. b partir de là, et pendant que chaque élément pivote autour de l'axe géométrique de rotation de l'arbre 12 d'un angle M montré à la figure 5, le distributeur rotatif 30 commande la mise sous pression des chambres arrières des vérins 16 actionnant les couteaux 14. De ce fait et comme montré aux figures 7 et 8, les couteaux sont déplacés longitudinalement et progressivement en direction de l'une des parois diamètrales de la gorge 20 contenant la mèche 48 et, en particulier, en direction de la face extérieure de la collerette 22a de la couronne 22.Cette progressivité, résultant du temps nécessaire à la pression pour parvenir dans la chambre arrière des vérins 16, permet à chacun des couteaux 14 de stengager lentement dans la mèche 48 jusqu'à ce que son extrémité constituée par un filet tranchant 14a, vienne en contact avec la collerette 22a, comme montré à la figure 8, ce qui -entraine le sectionnement de ladite mèche. Pendant ce temps, le vérin 2 de chaque poussoir 15 est alimenté dans sa chambre arriere de façon que ce poussoir se déplace également en direction de la collerette 22a. Le déplacement des vérins 17 est réglé de telle façon que I'extrémité de chaque poussoir 15 soit aéjà en contact avec la mèche 48 lorsque celleci est en cours de sectionnement par les couteaux 14 afin, d'une part, d'améliorer le sectionnement précité et, d'autre part, d1assurer l'introduction de la mèche dans l'alésage iL correspondant.Par la suite et alors que l'alimentation des vérins 16 d'actionnement des couteaux 14 est inversée, chaque poussoir 2 pénètre dans l'alésage 25 précité en poussant devant lui le fragment de mèche qui vient d'être découpé pour l'introduire dans l'extrémité de 11 élément tubulaire t correspondant. Le temps d'alimentation de la chambre arrière des vérins 2 est représenté par l'angle N à la figure 5. Bien entendu, lorsque la mèche est entièrement introduite dans l'un des éléments tubulaires 2, comme montré à la figure 10, ltalimenta- tion des vérins 17 est également inversée afin que les poussoirs 15 reprennent' leur position initiale. On conçoit aisément que, grâce à cet appareil, il soit très facile d'assurer l'opération de cotonnage à une cadence très élevée dépendant exclusivement des dimensions des barillets, de leur vitesse de rotation et du nombre de postes qu'ils contiennent. Par ailleurs, il est à remarquer que les deux barillets porte-outils B peuvent fonctionner simultanément, ce qui permet d'introduire une mèche dans les deux extrémités d'un élément tubulaire, ou unitairement. il faut enfin noter que les courses des tiges 16a et 17a des vérins 16 et 2 peuvent être réglées précisément dans un sens ou dans 11 autre au moyen d'écrous 50 se vissant sur un prolongement des tiges correspondantes et coopérant avec des butées Z2 fixées sur un support Z solidaire du corps 13 de chaque barillet, comme montré à la figure 3. Dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, les couteaux 14 et poussoirs sont actionnés par des moyens hydrauliques mais il est évident qu'ils peuvent comporter chacun au moins un galet coopérant avec les rampes de deux cames ou de deux séries de cames fixes ayant exclusivement pour but de commander et de contrôler les déplacements longitudinaux de cet organe. DiCÂTlONS a appareil pour introduire une mèche à au moins l1une des extrémités d'un élément tubulaire, caractérisé an ce qu'il comprend un magasin pour le stockage horizontal des éléments tubulaires avec trémie de distribution ne laissant passer lesdits éléments qu'un à un, un barillet horizontal de transfert des éléments tubulaires comportant des moyens de positionnement longitudinal de ceux-ci et des moyens maintenant leur espacement à une valeur constante, au moins un barillet porte-outils disposé coaxialement et latéralement au barillet précité et portant d'une part, une série de poussoirs reliés à des moyens aptes à les déplacer parallèlement aux éléments tubulaires dans les prolongement desquels ils sont disposés et dans lesquels ils peuvent pénétrer et, d'autre part, une série de couteaux reliés à des moyens aptes à les déplacer parallèlement aux poussoirs entre lesquels ils sont disposés, au moins un support apte à recevoir une bobine de mèche dont la mèche qui s'en dévide est conduite, après divers renvois, dans une gorge qui, ménagée entre le barillet de transfert et le barillet porte-outils, communique avec les divers éléments tubulaires et une rampe d'évacuation des éléments tubulaires bouchés.- 2.-- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le - barillet horizontal de transfert est constitué par deux couronnes liftes à des moyens aptes à les entraîner en rotation à vitesse constante et comportant chacune, d'une part, une collerette traversée par desalésages longitudinaux et, d'autre part, dans sa partie tournée en direction de l'autre couronne, des alvéoles longitudinaux semi-circulaires de rayon sensiblement égal à celui des éléments tubulaires et communiquant avec les alésages précités. 3.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque barillet porte-outils est constitué d'unei*.part, par un plateau calé sur un arbre horizontal et comportant une collerette traversée par des alésages longitudinaux disposés dans le prolongement des alésages de la collerette du barillet de transfert et coaxiaux aux poussoirs et, d'autre part, par un corps portant les poussoirs et les couteaux, leurs mécanismes d'actionnement et des moyens de butée limitant leur course longitudinale. 4.- Dispositif selon l'ensemble des revendicatons I à 3 caractérisé en ce que les couronnes-du barillet de transfert sont calées sur les plateaux des barillets porte-outils. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les poussoirs et les couteaux sont calés à l'extrémité des tiges de vérins hydrauliques dont les corps sont fixés sur le corps du barillet porte-outils et dont l'aXimentation est assurée par des canaux radiaux ménagés dans ce corps et communiquant avec un distributeur rotatif fixe, interposé entre le corps précité et l'arbre sur lequel est calé le plateau qui le porte. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les poussoirs et les couteaux sont montés coulissants dans des alésages longitudinaux du corps du barillet porte-outils et sont munis de galets roulant contre deux cames fixes commandant leurs mouvements. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les barillets porte-outils et le barillet de transfert. sont calés, avec possibilité de règlage de leur position longitudinale, sur un arbre commun relié, par un renvoi démultiplicateur, à une source de mouvement. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les couteaux sont du type à filet coupant et coopérant chacun avec une face radiale de la gorge contenant la mèche pour sectionner celle-ci.