Brevet FR2304071A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne un dispositif pneumatique servant à vérifier 11 étanchéité à l'air de récipients de forme et de dimensions quelconques et à rejeter les récipients défectueux, un ensemble de tels dispositifs permettant de réaliser une machine automatique à fonctionnement périodique continu. On connaît des machines destinées à vérifier l'état de récipients cylindriques et qui, pour repérer un récipient défectueux, utilisent l'air qui s'en échappe. On introduit le récipient dans une cloche et on le ferme hermétiquement au moyen d'un tampon de caoutchouc ainsi que la cloche. Si ce récipient présente une fuite dtair, l'air qui s'en échappe demeure dans la chambre délimitée par la surface extérieure du récipient et par la surface intérieure de la cloche, provoquant ainsi une augmentation de pression dans cette chambre. Une membrane soumise à l'action de cette pression envoie uli signal dans un appareil électronique qui met ce signal en mémoire pour commander ensuite un dispositif sélecteur qui éloigne le recipient défectueux des récipients convenables. De telles machines fonctionnant comme on vient de le décrire comportent des moyens mécaniques servant à saisir le récipient et à l'introduire dans la cloche, des moyens mécaniques servant à le rendre étanche à l'air et des moyens électroniques servant à détecter la pression qui commande le dispositif de sélection des récipients. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention repose sur l'équilibre de deux pressions qui agissent sur une membrane, dont une surface est poussée par la pression de l'air introduit dans le récipient soumis à essai, et dont l'autre face est poussée par la pression d'air égale à celle qui règne dans le récipient soumis à essai, introduite dans un collecteur. Lorsque la pression qui règne à l'intérieur d'un récipient défectueux diminue, la pression d'air dans le collecteur pousse la membrane jusqu'à fermeture d'un contact électrique monté sur celle-ci, assurant ainsi le réglage préalable de la commande de rejet du récipient défectueux du dispositif. L'invention prévoit l'utilisation des organes principaux suivants 1) Un piston pneumatique dont le rappel est commandé et qui sert à appliquer fortement contre un tampon de caoutchouc le récipient à vérifier 2) un collecteur servant à engendrer la contre-pression- d'air sur la membrane en vue d'assurer l'état d'équilibre 3) une boîte renfermant une membrane munie d'un contact électrique servant à détecter la fuite d'air d'un récipient. Ces organes sont reliés à un circuit électro-pneumatique comprenant 1) une soupape d'alimentation servant à déplacer le piston vers l'avant, 2) une soupape d'échappement servant à faire revenir le piston pour introduire un récipient non défectueux dans le canal de transport ; 3) une électro-soupape d'échappement servant à faire revenir le piston pour chasser le récipient défectueux dans un canal de mise au rebut ; 4) une soupape d'alimentation servant à alimenter le récipient et le collecteur en air pour effectuer l'essai ; 5) une soupape d'alimentation servant à transmettre à la membrane la pression d'air qui règne dans le collecteur ; et 6) un micro-commutateur d'autorisation destiné à commander 1' électrovanne d1 échappement. Ces soupapes et le micro-commutateur, commandés par des cames appropriées définissent le cycle des opérations. Le récipient, soumis à des essais à l'aide du dispositif selon l'invention, est appliqué de façon hermétique contre un tampon de caoutchouc sous l'effet de la poussée du piston ; puis l'air comprimé destiné à l'essai est introduit dans le récipient et dans le collecteur. L'air que renferme le récipient pousse la membrane contre une surface plane de la boîte qui communique avec l'atmosphère. A ce stade, le récipient se trouve isolé du collecteur et la membrane, soumise à la pression régnant dans le collecteur, est équilibrée par la poussée des deux pressions. Si le récipient présente une fuite, la membrane, poussée par la pression qui règne dans le collecteur, se déplace jusqu'à fermeture du contact électrique, de sorte que, lorsque le contact du micro-commutateur de position est fermé également, l'electro- soupape est excitée ce qui, en chassant l'air du cylindre permet au piston de reculer et de faire tomber le récipient défectueux dans le canal de mise au rebut. Si au contraire, le récipient soumis à essai ne présente pas de fuite, les conditions que l'on vient d'exposer n'ont pas lieu, et le récipient demeure maintenu par le piston qui, en association avec un organe de préhension, à l'aide de la came qui commande la soupape d'échappement d'air du cylindre, libère le récipient pris par cet organe en étoile, de sorte que ce récipient pénètre dans le canal de transport. Le dispositif selon l'invention permet ainsi de réaliser une machine entièrement pneumatique, caractérisée par les avantages suivants : l'ensemble constitué par le piston et par le collecteur permet de se dispenser de tous les organes mécaniques que comportent les machines connues,ainsi que des organes électroniques servant à commander le dispositif de mise au rebut et des équipements spéciaux pour chaque type de récipient à vérifier, de sorte que la machine selon l'invention est beaucoup plus simple et moins couteuse que les machines de la technique antwrieure. Un autre avantage important qui résulte de l'utilisation de tels organes tient à l'augmentation de l'angle d'essai qui, à son tour, augmente l'efficacité et par conséquent améliore le fonctionnement du dispositif. En outre, le collecteur assure à la -ane une stabilité de fonctionnement pendant le cycle des o- ations, il évite les déplacements résultant des vibrations de X archine et, en même temps, permet un réglage précis du dispositif et le rejet des récipients défectueux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe transversale de la machine, faite suivant la ligne I-II de la figure 2 et représentant le rotor avec le dispositif pneumatique, le système de répartition d'air du circuit pneumatique, l'ensemble des disques sur lesquels sont, montées les cames de commande, les soupapes et les balais du circuit électrique la figure 2 est une vue avant de la machine, montrant le mécanisme d'alimentation des récipients logés dans les divers dispositifs la figure 3 est une vue de la machine montrant la commande du rotor qui porte les dispositifs ; la figure 4 est un schéma de principe du circuit pneumatique servant à entraîner le piston et à introduire de l'air dans les récipients pour les vérifier et dans le collecteur ;; les figures 5 et 5a indiquent l'ordre de fonctionnement des cames qui commandent les soupapes du circuit électro-pneumatique. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, les dispositifs selon l'invention sont répartis régulièrement sur le pourtour d'un rotor 1 tournant fou sur un arbre creux 7 monté à l'extrémité superieure du bâti 8 de la machine et qui est entraîné par des organes de commande 2, 3, 4, 5 actionnés par un moteur 6 ;ces organes de commande entraînent également l'organe en étoile 9 servant à introduire les récipients et l'organe en étoile 10 servant à enlever les récipients, en synchronisme avec les divers dispositifs selon l'invention. Sur le rotor 1 sont montés le collecteur 11, le piston pneumatique 12 et un support annulaire 13 qui porte un disque 14 ainsi que le tampon de caoutchouc 15, opposé au piston 12 dans le sens longitudinal, et la boîte 16 contenant une membrane. Le support annulaire 13, porté par une série de tiges 17 fixées sur le rotor 1, peut se déplacer le long des axes de ces tiges pour s'adapter à la hauteur des récipients 18 soumis à essai à l'aide de pignons 19 vissés sur les tiges 17 et tournant dans des trous pratiqués dans le support annulaire 13. Ces pignons 19 entrainés par une chaîne 20 qui est commandée par l'un des pignons 19, fait venir le support annulaire 13 à la position voulue. Le piston pneumatique 12 et son ressort de rappel 21 sont logés dans un cylindre 22 fixé au rotor 1. A l'extrémité de la tige 23 du piston 12 est monté un disque de butée 24, monté sur un joint à rotule 25 et maintenu perpendiculaire à son axe par un ressort 26 qui assure l'adhérence du bord 27 du récipient 18 contre le tampon de caoutchouc 15. Sur le support annulaire 13 est fixé un coussinet ou manchon creux 28 muni de trous radiaux par lesquels l'air s'introduit dans le récipient 18. Ce coussinet 28 porte la boite 16 contenant la membrane 29 et le disque 14 muni du tampon de caoutchouc 15. Le disque 14 comprend, dans son alésage, une garniture 30 constituant un joint hermétique et il coulisse sur le coussinet 28 en étant poussé par un ressort 31 qui bouche le passage de l'air avec son siège conique 32 qui vient s'appliquer contre un autre siège conique de la tige de butée 34. La boite 16 fixée sur le coussinet 28 se compose de deux éléments qui enferment la membrane 29 de façon hermétique. L'un de ces éléments (35) communique avec le collecteur il et présente une surface plane 37 qui est au contact de la membrane 29, tandis que l'autre de ces deux éléments (36) communique avec le récipient 12 et présente une surface concave 38 qui sert à maintenir la déformation élastique de la membrane 22 dans les limites de sa résistance mécanique, lorsque cette membrane est poussée par la pression qui règne dans le collecteur 11. Les soupapes d'alimentation 40 à 43 du dispositif sont montées sur un disque 44 fixé au moyeu 45 du rotor 1, tandis que les cames 46 à 50 sont montées sur un autre disque (51) monté fermement sur un manchon 52 fixé à l'extrémité de l'arbre creux 7. A l'aide de pièces d'écartement 53 fixées au disque 44 des soupapes qui tourne avec le rotor 1 est monté un autre disque (54) qui porte le micro-commutateur d'autorisation 55, le montage étant tel que les disques 44 et 54 tournent par rapport au disque fixe 51. Le manchon 52 porte le rotor 1 suivant son axe et est branché à des conduites a d'alimentation 56 et 57 et à un tuyau 58 servant à protéger les fils électriques. Une bague 59, qui se déplace avec le rotor 1, alimente en air comprimé les divers dispositifs constituant la machine selon l'invention. Sur cette bague 59 sont prévus pour chaque dispositif à alimenter, deux trous 60 et 61 qui communiquent avec deux chambres ou évidements 62 et 63 séparés par des bagues d'étanchéi- té 64 et situés en regard de trous 65 et 66 du manchon 52. Les dispositifs selon l'invention sont alimentés par les conduites 56 et 57, la conduite 56 servant à commander les pistons 12 tandis que la conduite 57 sert à la vérification des récipients 18. Les fils électriques passant dans le tuyau protecteur 58 sont reliés à deux plaques 67 et 68 fixées à une pièce ou plaque isolante 69 introduite dans le moyeu du manchon 52. Ces plaques 67 et 68, dont l'une (67) est centrale tandis que l'autre (68) est en forme d'anneau, permettent l'alimentation du circuit électrique par l'intermédiaire de deux balais de contact 70 montés sur une autre plaque isolante 71 qui tourne avec le disque 54. Le schéma représenté sur les figures 5 et 5a indique l'ordre de fonctionnement des cames 46 à 50 qui commandent des soupapes d'alimentation 40 à 43 et le micro-commutateur 55. Les récipients 18 sont prélevés dans un canal d'alimentation 72 à l'aide de l'organe 9 en forme d'étoile et ils sont introduits en regard des divers dispositifs de la machine selon l'invention. Lorsque cette position est atteinte, la came 46 ouvre la soupape d'alimentation 40 du cylindre 22, de sorte que le piston 12 se déplace vers l'avant et que le disque oscillant 24 exerce une poussée sur le fond du recipient 18 jusqu'à ce que ce dernier vienne s'appliquer fortement, par son bord opposé 27, contre le tampon de caoutchouc 15. Le disque 14, sous l'effet de la poussée du récipient 18 comprime le ressort 31 qui absorbe le choc et, en éloignant le siège conique 32, maintient ouvert le passage d'alimentation en air du récipient 18.Après fermeture de la soupape 40 (qui se rouvrira au cours du cycle suivant), l'air comprimé destiné à l'essai du récipient est introduit dans le récipient 18 par la soupape d'alimentation 42 commandée par la came 47 qui commande en même temps l'alimentation du collecteur 11. la membrane 29, sous l'effet de la pression de l'air du récipient 18, comportant comme échappement la conduite 73 qui communique avec le collecteur 11, demeure appliquée sur la surface plane de l'élément 35. Puis, la came 48 ouvre la soupape 43 qui relie le collecteur 11 à la membrane 29, tandis que, pour remplir le volume de la conduite, la soupape 42 demeure ouverte encore pendant un certain temps. Puis, apres fermeture de la soupape 42, le récipient 18 se sépare du collecteur 11, en communication avec la membrane 29 pendant toute la durée de l'essai. Lorsque toutes ces opérations ont eu lieu, si le récipient 18 est défectueux, sa pression interne diminue en raison de la fuite d'air et la pression qui règne dans le collecteur lî pousse la membrane 29 jusqu'à fermeture du contact 39. Lorsque le microcommutateur d'autorisation 55 est fermé par la came 49 et du fait que le contact 39 de la membrane 29 est fermé, il ferme le circuit comportant l'electro-soupape 74, ce qui chasse l'air du cylindre 22, fait reculer le piston et laisse le récipient 18 tomber dans le canal 75 de mise au rebut. Au contraire, si le récipient 18 soumis à vérification n4est pas défectueux, étant donné que les conditions d'équilibre de la membrane ne sont pas modifiées, le contact du micro-commutateur d'autorisation 55 se ferme, le contact 39 de la membrane 29 étant ouvert, et l'électro-soupape 74 n'est pas excitée, de sorte que le piston continue de retenir le récipient 18. En association avec l'organe 10 en forme d'étoile est prévue la came de commande 50 de la soupape d'échappement 41 qui chasse l'air du cylindre 22, permettant ainsi au piston 12 de libérer le récipient 18 qui, saisi par l'organe 10 en forme d'étoile, pénètre dans le canal de transport 76. Cette dernière opération achève le cycle des opérations qui serépètent automatiquement pour chacun des dispositifs selon l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qu'on vient de décrire à titre d'exemple, et on peut y apporter de nombreuses variantes sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pneumatique servant vérifier l'étanchéité -à l'air de récipients de forme et de dimensions quelconques et à rejeter les récipients défectueux, dispositif dont plusieurs exemplaires sont montés sur un même rotor pour constituer une machine automatique a fonctionnement périodique continu, ce disrv.sitif etant caractérisé par le fait qu'il comprend un piston pneumatique 12 loge dans un cylindre 22 et comportant un ressort de rappel 21 servant à comprimer un récipient 18 -contre un tampon de caoutchouc 15, un disque poussoir articulé 24 dispose à l'extremite de la tige 23 au piston 12 et maintenu à sa position normale par un ressort 26, un disque 14 portant le tampon de caoutchouc 15, porté par un ressort 31 et maintenant fermé le passage d'air car un raccord conique 33, ce disque absorbant le choc du recopient provoqué par la poussé du piston, un collecteur 11 servant à engendrer la contre-pression d'air sur une membrane 29, sur la face opposée de laquelle agit la pression du récipient 18 et un support annulaire 13 portant le disque avec son tampon de caoutchouc et une boite 16 renfermant la membrane, mobile le long de tiges 17 fixées au rotor 1 au moyen de pignons 19 actionnés par une chaîne 20 commandée par l'un de ces pignons pour s'adapter à des récipients 18 de hauteurs différentes. 2. Dispositif pneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la membrane 29 se déplace, lorsque la pression qui règne dans le récipient défectueux diminue, sous l'action de la pression régnant dans le collecteur et ferme un contact d'un circuit électrique 39, grâce à quoi un microcommutateur 5 d'autorisation et de position provoque l'excitation d'une électro-soupape 74, ce qui a pour effet de chasser l'air du cylindre, de faire revenir le piston et d'introduire le récipient dans un canal 75 de mise au rebut. 3. Dispositif pneumatique selon l'une quelconque des revendications i et 2, caractérisé par le fait que la membrane 29, fermée hermétiquement par les deux éléments de la botte 16, sous l'effet de la pression de l'air du récipient, demeure appliquée contre la surface plane d'un élément 37, tandis qu'au contraire, sous l'effet de la pression de l'air contenu dans le collecteur, elle peut se déplacer jusqu'à venir s'appliquer contre une surface concave de l'autre élément, de façon à maintenir la déformation élastique de cette membrane dans les limites de sa résistance mécanique. 4. Dispositif pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le disque qui porte le tampon de caoutchouc, sous l'effet d'un récipient poussé par le piston, se déplace le long de l'axe du coussinet ou manchon, en comprimant le ressort qui absorbe le choc et en éloignant son siège conique du siège conique de l'axe de butée, permettant ainsi à l'air de pénétrer dans le récipient. 5. Dispositif pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le support annulaire qui porte le disque à tampon de caoutchouc et la boite renfermant la membrane, se déplace en fonction de la hauteur du récipient à vérifier, le long d'une série de tiges fixées au rotor, à l'aide de pignons actionnes par une chaîne qui est ellemême commandée par l'un de ces pignons vissés sur les axes et ne pouvant pas se déplacer longitudinalement mais étant libres de tourner dans les trous du support annulaire. 6. Dispositif pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le disque poussoir est rendu oscillant par l'extrémitébe'misphérique de la tige d'un piston logé dans un siège hémisphérique pratiqué dans ce disque poussoir. 7. Dispositif pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'ensemble d'alimentation des dispositifs pneumatiques se compose de trois disques, parmi lesquels le disque qui porte les cames de commande des soupapes et du micro-commutateur d'autorisation est fixe, tandis que les disques qui portent ces soupapes et ce microcommutateur d'autorisation tournent avec le rotor.