Brevet FR2499538A1 — publié le 19820813

La présente invention se rapporte à une machine de traitement, en particulier de remplissage,de récipients, com- posée d'une partie inférieure, d'une partie supérieure montée rotative sur ladite partie inférieure et comportant un plateau circulaire doté de dispositifs verticaux et distants d'inter- valles réguliers assurant le levage des récipients à emplir, ainsi que d'une traverse qui, pouvant être déplacée en hauteur au moyen de mécanismes élévateurs, est reliée à un récipient circulaire de liquide présentant des dispositifs de remplissage associés auxdits dispositifs de levage. Le liquide à déverser peut être distribué, grâce à une robinetterie centrale d'admis- sion reliée à la traverse, audit réservoir, auquel sont asso- ciés des moyens de commande supervisant les processus de rem- plissage, l'alimentation des moyens d'entraînement et de com- mande de ladite machine de remplissage, consommateurs d'éner- gie électrique, étant assurée par un répartiteur central rotatif qui est lui aussi associé à la traverse. De telles machines de traitement de récipients, fonc- tionnant en règle générale de manière totalement automatique, sont décrites par exemple dans le brevet DE-2 100 284. Elles sont souvent actionnées conjointement à des dispositifs qui complètent sa fonction, tels que, entre autres,des tables de traitement préalable assurant l'alimentation ordonnée en récipients à emplir, et des dispositifs de capsulage pour fermer ces récipients une fois emplis. Du fait du grand nombre d'opérations de commutation à effectuer et du grand nombre de paramètres physiques et techniques devant être pris en compte pour un remplissage convenable des récipients, il est judicieux de remplacer les simples processus de réglage ana- logiques, utilisés jusqu'à présent et tenant compte d'un nombre restreint de paramètres, par des réglages directs et numériques de ces processus.A cet effet, il est nécessaire d'employer ce qu'on appelle des microprocesseurs et de trans- former des valeurs mesurées physiques et techniques en des signaux électriques qui sont transmis au microprocesseur; de même, il est nécessaire d'appliquer les signaux de commande ainsi obtenus aux éléments individuels de commutation et de commande. En plus des difficultés que soulèvent alors l'émission de signaux et leur transmission sans incidents, les conditions de l'environnements dans lesquelles de telles machines fonctionnent>constituent un obstacle de premier ordre à l'utilisation de réglages directs et numériques de processus. A titre d'exemples,il faut surmonter la difficulté que posent de nombreux signaux d'intensité relativement faible, provenant de zones de contact sounises à des contraintes mécaniques; il règne une forte humidité relative; les machines comportent un grand nombre de conduits de liquide, de pression et de gaz, ainsi que des raccords mobiles de conduits; et, entre autres, il convient aussi de mentionner la présence d'éclats tranchants qui résultent-de la cassure de récipients et qui mettent particulièrement en péril les conducteurs électriques. L'incorporation du calcula- teur industriel proprement dit soulève notamment des difficultés, étant donné qu'il est nécessaire de prévoir des connexions de conducteurs les plus courtes possible et exposées le moins possible à des risques. La présente invention a par conséquent pour objet de perfectionner et de réaliser une machine de traitement de réci- pients du type précité, de manière à permettre un agencement et une incorporation exempts de pannes, c'est-à-dire fiables, des groupes structurels électroniques et des éléments de commuta- tion nécessaires à l'exécution de processus de réglage directs et numériques, ainsi que des conducteurs d'arrivées et de retour nécessaires à cet efet, et garantissant aussi une bonne accessibilité pour des interventions d'étalonnage, de main- tenance et de service, bien que ledit agencement soit exempt de pannes Selon les caractéristiques essentielles de la machine de remplissage de l'invention, la traverse comporte un renfon- cement en forme de cuvette qui, situé concentriquement à l'axe de rotation de la partie supérieure de la machine, forme une partie du logement d'un ensemble de commutation ou dispositif de commande réalisé à la manière d'un système numérique de traitement de données associé à son groupe d'alimentation en courant et à ses éléments de raccordement, ledit logement étant délimité, dans le prolongement dudit renfoncement, par une enveloppe protectrice pouvant monter et descendre et par une plaque qui, percée d'un orifice centralsupporte un pied sur lequel repose la partie stationnaire du répartiteur rotatif. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la plaque percée de l'orifice ou passage est maintenue par des entretoises fixées à la face interne du r.en- foncement qui, par l'intermédiaire d'organes d'écartement, supporte également le groupe d'alimentation en courant, et les éléments ou bornes de raccordement etau moyen d'une plaque intermédiaire, le dispositif de commande; et l'armature cen- trale d'admission est disposée à la face inférieure du renfon- cement; - l'enveloppe protectrice présente une aile à ses extrémités supérieure et inférieure, respectivement, l'aile supérieure venant à fleur de la plaque et supportant une gar- niture annulaire d'étanchéitéde son côté orienté vers ladite plaque, cependant que l'aile inférieure, venant à fleur du renfoncement, repose sur la traverse et supporte une garniture annulaire d'étanchéité àsa face extrême orientée vers ladite traverse; et ladite enveloppe protectrice est maintenue de manière étanche à l'humidité dans sa position de travail au moyen de blocs de serrage montés pivotants et coopérant avec des boulons de serrage insérés dans la plaque, lesdits blocs de serrage servant de butées de ladite enveloppe protectrice soulevée à une position de montage lorsque les boulons de serrage sont desserrés; - ladite enveloppe protectrice présente un regard permettant d'observer un appareil de visualisation associé au dispositif de commande, ainsi que des poignées qui permet- tent de la soulever à la position de montage; - une flèchecomprenant un bras en porte-à-faux et un montant, et reposant sur une table de traitement préala- ble constituant la région d'introduction et d'évacuation de la machine de remplissage, est reliée par une tête à rotule au répartiteur rotatif, afin de loger les conduits d'air, de commande et conduits analogues; - le bras en porte-à-faux et le montant de ladite flèche sont reliés l'un à l'autre par une liaison mobile au moven d'une articulation - afin de transmettre des signaux de mesure sans pannes dues à l'humidité, il est prévu des gaines de passage des câbles qui, reliées à la traverse, sont subdivisées par des cloisons intermédiaires dans des canaux séparés de passage des câbles, ces gaines débouchant, d'une part, dans le renfon- cement grâce à des orifices et étant reliées, d'autre part, à chaque dispositif de remplissage,à l'abri des éclats, par l'intermédiaire de tubes d'introduction; et - d'autres guide-cables sont reliés audit renfonce- ment de manière étanche à l'humidité. Grâce à l'idée de base de l'invention, consistant à ménager, sensiblement ou exactement au centre d'une telle machine, un logement facilement accessible et pouvant être obturé de manière étanche à l'humidité afin d'abriter tous les circuits de commutation nécessaires à un système numérique de traitement de données pour la commande-de procédés, les avantages des techniques modernes de réglage peuvent être désormais transposées à la technique de remplissage sans modi- fication de toutes les fonctions remplies jusqu'alors par la machine, ni des organes mécaniques nécessaires dans ce but. Un autre avantage de cet agencement central réside dans des conduites de faible longueur, qui peuvent être montées sur des constituants de la machine déjà existants, sans causer de pannes, ni provoquer d'endommagement. En particulier, les fonctions d'une telle machine ne sont pas perturbées par l'équipement nécessaire de cette dernière en composants électriques et électroniques et il est tenu compte de l'exi- gence d'une bonne accessibilité. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en élévation avec coupe partielle d'une machine de remplissage de récipients équipée de l'agencement selon l'invention pour recevoir ces composants électriques et électroniques; la figure 2 est une élévation fragmentaire avec coupe partielle illustrant le logement du circuit de calcul; la figure 3 est une coupe selon la ligne C-D de la figure 2; et la figure 4 est une coupe selon la ligne A-B de la figure 2. Sur la figure 1, la référence numérique 10 désigne globalement une machine rotative de remplissage de récipients adaptée au procédé de remplissage par contre-pression, ce procédé n'étant pas décrit en détail dans le présent mémoire, étant donné qu'il est connu et ne fait pas partie de l'inven- tion. La machine de remplissage 10 présente une partie inférieure 11 qui prend appui de manière rigide sur le sol à l'aide de colonnes réglables en hauteur. Une table 12 de traitement préalable constitue une unité structurelle qui, associée à la partie inférieure 11, prend également appui sur le sol à l'aide de colonnes réglables en hauteur. Cette unité structurelle consiste pour l'essentiel en une zone 14 d'in- troduction et d'évacuation de la machine, qui regroupe les tourniquets d'entrée et de sortie (non représentés),le coude de guidage des bouteilles, un convoyeur 13 d'amenée et d'éva- cuation et le mécanisme d'entraînement de la machine. En outre, une came de commande de dispositifs de levage 18 est associée à la table 12. Une partie supérieure 15 de la machine est reliée de manière rotative à la partie inférieure 11 au moyen d'une couronne pivotante 16 à billes et, pour l'essentiel, cette partie supérieure englobe un plateau circulaire 17 équipé des dispositifs de levage 18 disposés verticalement et dis- tants les uns des autres d'un écartement uniforme, ainsi qu'une traverse 20 solidarisée audit plateau 17 par l'inter- médiaire de plusieurs mécanismes élévateurs 19. Ces mécanis- mes 19 sont en relation mutuelle d'entraînement grâce à un organe commun d'entraînement, par exemple une couronne dentée 21. La traverse 20 supporte un réservoir 22 à liquide sur lequel sont montés des dispositifs de remplissage 23 à chacun desquels est affecté un dispositif de levage 18. Chaque dis- positif de remplissage 23 comprend essentiellement un méca- nisme 24 à soupape de gaz comprimé, un tube de remplissage 25 à contact 26 de commutation, un dispositif 27 d'actionnement de la soupape à liquide et un dispositif 28 de centrage des goulots des bouteilles à emplir. Plusieurs cames de commande , situées dans des plans différents sur un élément annulaire de commande 29 pouvant être élevé et abaissé, servent à actionner le mécanisme 24 à soupape de gaz comprimé. - La traverse 20 présente en son centre un renfonce- ment 31 en forme de cuvette et concentrique à l'axe de rota- tion de la machine. Plusieurs entretoises 32 prennent appui sur le fond du renfoncement 31 et elles sont assujetties par des vis 33. Ces entretoises 32 sont réparties uniformé- ment à proximité de la face interne de la paroi cylindrique du renfoncement 31 et elles supportent une plaque 34 percée la d'un passage central 35. Cette plaque 34 est directement assemblée par vissage avec les entretoises 32, dont elle est séparée par des anneaux d'étanchéité 36. L'espace interne entouré par les entretoises 32 loge un dispositif de commande 37 du type système de calcul numérique, y compris un groupe 38 d'alimentation en courant et des organe.s de connexion (bornes de raccordement 39) dudit dispositif de commande. Le groupe d'alimentation 38 (comprenant des redresseurs, des transformateurs, des coupe--circuit, etc.) et les bornes-de-- raccordement 39 sont fixés à une plaque intermédiaire 40 qui est reliée au fond du renfoncement 31 par des organes d'écar- tement 41. Un boîtier 44, logeant le dispositif de commande 37 et équipé d'organes de raccordement 42 et d'un appareil de visualisation 43 tel qu'un afficheur numérique pour l'affichage de pannes et la détection d'erreurs, est fixé à la plaque intermédiaire 40 par l'entremise d'organes d'écartement 45. Une enveloppe protectrice 46, venant à fleur de la face supérieure de la plaque 34, centrée par la périphé- rie de cette dernière et prenant appui sur la face supérieure de la traverse 20, entoure les entretoises 32 et, donc, le dispositif de commande 37, le groupe 38 d'alimentation en courant et les bornes de raccordement 39. Cette enveloppe protectrice 46 présente une aile à ses extrémités supérieure et inférieure, respectivement. L'aile supérieure 96 alignée avec la plaque 34 comporte une garniture annulaire d'étan- chéité 48 à sa face orientée vers ladite plaque, cependant qu'une aile inférieure 97, alignée avec le renfoncement 31, repose sur la traverse 20 et supporte une garniture annulaire d'étanchéité 47 à sa face extrême tournée vers ladite tra- - verse. Grâce aux garnitures 47 et 48, l'enveloppe protectrice 46 est isolée hermétiquement par rapport à la traverse 20 et à la plaque 34. Cette enveloppe est munie de deux poignées 49 fixées sur les faces opposées. En outre, l'enveloppe 46 possède un regard 50 en face de l'appareil de visualisation 43. A proximité de la périphérie de la plaque 34, plusieurs blocs de serrage 52 peuvent pivoter chacun autour d'un boulon de serrage 51. Au moyen de ces blocs, l'enveloppe protectrice 46 est pressée hermétiquement contre la traverse 20 lorsque les boulons 51 sont serrés. Lorsqu'il convient d'effectuer n'importe quelle opération d'entretien ou de réparation du dispositif de commande 37 ou du groupe d'alimentation 38, on fait pivoter les blocs de serrage 52 hors de la zone de l'en- veloppe protectrice 46 au-dessus de la plaque 34, une fois les boulons 51 desserrés, de sorte que ladite enveloppe 46 peut être soulevée au-dessus de la face supérieure de ladite plaque 34 à l'aide des deux poignées 49. Quand l'enveloppe 46 a été ainsi soulevée, on fait pivoter les blocs de serrage 52 sous ladite enveloppe, puis cette dernière est abaissée sur lesdits blocs 52 à la position figurée en traits mixtes. De la sorte, le dispositif 37, le groupe 38 et les bornes 39 sont aisément accessibles de toutes parts. Sur la plaque 34, dans l'alignement de l'axe de rotation de la machine de remplissage, un répartiteur rotatif 53 est fixé par son pied central 55 (présentant un orifice de sortie 54 dudit répartiteur) et il est isolé hermétiquement par rapport à ladite plaque 34 au moyen d'une garniture d'étan- chéité 56. Une partie fixe 57 du répartiteur 53, montée sur le pied 55, est pourvue de raccords 58, 59 et 60 d'admission de l'air de fonctionnement des dispositifs de levage 18, d'air asséché destiné, par exemple, à la ventilation d'appareils sensibles à l'humidité (comme les régulateurs de niveau d'un dispositif 61 de réglage du niveau de remplissage),de l'éner- gie électrique pour le réglage du niveau de remplissage, le déplacement en hauteur de la partie supérieure de la machine, le dispositif de commande, etc. Sur sa face externe et à pro- ximité de sa limite inférieure, la partie fixe 57 présente une tête 62 à rotule (voir la figure 3). Une flèche 65, conformée en guide-câbles et prenant appui sur la table 12 par son montant vertical 64, est reliée par son bras coudé en porte-à- faux 63 à la tête 62 à rotule. Le bras 63 en porte-à-faux et le montant 64 sont raccordés mutuellement au moyen d'une arti- culation 66. Un bras de support 67 de cette articulation 66, disposé horizontalementest doté à l'une de ses extrémités d'un organe de serrage 68 et il est fixé ainsi à l'extrémité supérieure du montant 64. L'autre extrémité du bras de support 67, orientée vers la machine, a la forme d'une fourche 68a et comporte un tourillon horizontal 70 pour recevoir un bras pivotant 69 de l'articulation 66. Ce bras pivotant 69 possède également un organe de serrage 71 pour recevoir l'extrémité du bras 63 en porte-à-faux orientée vers l'articulation 66. L'espace libre entre les extrémités du bras 63 et du montant 64 solidarisés par l'articulation 66 est enjambé par un élé- ment souple de liaison, par exemple un tube souple hélicoïdal 72 fermement emboîté dans les lumières des conduits res- pectifs du montant-64 et du bras 63 en porte-à-faux. Dans la région du rayon externe de courbure du bras 63 en porte-à- faux, il est prévu une échancrure 73. Le guide-câbles formé par la flèche 65 débouche dans une armoire de commande 74 de la machine de remplissage, qui peut être fixée, par exemple, à la table 12 de traitement préalable. Des gaines 76 de passage des câbles, raccordées chacune au renfoncement 31 par un orifice respectif 75, sont sous-jacentes à l'une,respective, des ailes 77 de la traverse et elles s'étendent entre un canal annulaire 78 de passage des câbles, associé latéralement à la face inférieure du réservoir 22, et le renfoncement 31. Chaque gaine 76 destinée aux c6bles de plusieurs dispositifs de remplissage 23 est assujetttie à son aile respective 77, par exemple au moyen de cordons de soudure, et elle est subdivisée par une cloison intermédiaire 79 rapportée par soudage, en des canaux 80 et 81 (figure 4) qui débouchent dans une ouverture 82 du canal de passage 78. Le canal 80 est destiné à des câbles par lesquels, par exemple, les dispositifs d'actionnement 27 des dispositifs de remplissage 23 sont raccordés au dispositif de commande 37, cependant que le canal 81 est prévu pour des câbles protégés qui servent, par exemple, à la connexion, au dispositif de commande 37, de contacts de commutation 26, (par exemple des sondes) qui déterminent la hauteur de rem- plissage des bouteilles. Pour permettre une introduction de ces câbles dans le canal 78 répartissant les câbles dans les gaines 76, et cela d'une manière protégeant lesdits câbles d' éclats résultant de la cassure de récipients, chaque dis- positif de remplissage 23 possède un tube d'introduction 83. Ce dernier se prolonge par l'une de ses extrémités jusqu'à proximité de son dispositif de remplissage 23 et il s'achève par son autre extrémité dans le canal 78,dans lequel il est emboîté par un trou ménagé dans un tablier 84 et pourvu d'un élément d'étanchéité. Les références numériques 94 et désignent des éléments de guidage des câbles alimentant le dispositif 61 de réglage du niveau de remplissage et le mécanisme d'entraînement du dispositif de réglage en hauteur de la partie supérieure 15 de la machine. Un autre répartiteur 85, fixé à la paroi de fond du renfoncement 31 et aligné avec l'axe de rotation de la machine, sert d'armature centrale d'admission pour alimenter en liquide et en gaz de pression préalable le réservoir 22 et ainsi les dispositifs de remplissage 23, ainsi que pour éva- cuer le gaz de retour qui s'échappe lors du processus de remplissage. Ainsi, des conduites 87, 88 et 89 de liquide, de gaz de pression préalable et de gaz de retour sont raccor- dées à une région 86 du répartiteur assujettie à la partie inférieure 11 de la machine, et des conduites de jonction 91, 92 et 93 parcourues par du liquide, du gaz de pression préa- lable et du gaz de retour, partent d'une région 90 dudit répartiteur tournant en même temps que la traverse 20 et elles débouchent dans le réservoir 22 à liquide. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine de remplissage décrite et repré- sentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Machine de remplissage de récipients, composée d'une partie inférieure, d'une partie supérieure montée rota- tive sur ladite partie inférieure et présentant un plateau circulaire équipé, à intervalles réguliers, de dispositifs verticaux de levage des récipients à emplir, ainsi que d'une traverse qui, réglable en hauteur par l'intermédiaire de mécanismes élévateurs, est reliée à un réservoir circulaire de liquide doté de dispositifs de remplissage associés auxdits dispositifs de levage, vers lequel le liquide à déverser peut être amené par l'intermédiaire d'une robinetterie centrale d'admission reliée à la traverse et auquel sont associés des moyens de commande supervisant les processus de remplissage, l'alimentation des moyens d'entraînement et de commande de ladite machine de remplissage, qui consomment de l'énergie électrique, étant assurée par un répartiteur central rotatif également associé à la traverse, machine caractérisée par le fait que ladite traverse (20) présente un renfoncement (31) qui, en forme de cuvette et disposé concentriquement à l'axe de rotation de la partie supérieure de ladite machine, cons- titue une partie du logement d'un dispositif de commande (37) -du type système numérique de traitement des données, avec son groupe associé (38) d'alimentation en courant et ses organes de connexion ou bornes de raccordement (39), ce logement étant délimité, dans le prolongement dudit renfonce- ment, par une enveloppe protectrice (46) pouvant monter et descendre et par une plaque (34) qui, percée d'un passage central (35),supporte un pied (55) sur lequel repose la partie stationnaire (57) dudit répartiteur rotatif (53). 2. Machine de remplissage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plaque (34),percée du passage (35),est maintenue par des entretoises (32) fixées à la face interne du renfoncement (31) qui, par l'intermédiaire d'or- ganes d'écartement (45)*.supporte aussi le groupe (38) d'alimentation en courant et les bornes de raccordement (39) ainsi que le dispositif de commande (37) au moyen d'une plaque intermédiaire (40); et par le fait que l'armature centrale d'admission (85) est disposée à la face inférieure du renfon- cement. 1l 3. Machine de remplissage selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée par le fait que l'enveloppe protec- trice (46) présente des ailes (96,97) à ses extrémités supé- rieure et inférieure, respectivement, l'aile supérieure (96) venant à fleur de la plaque (34) et supportant une garniture annulaire d'étanchéité (48) de son côté orienté vers ladite plaque, cependant que l'aile inférieure (97), venant à fleur du renfoncement (31), repose sur la traverse (20) et supporte une garniture annulaire d'étanchéité (47),à sa face extrême tournée vers ladite traverse, et par le fait que l'enveloppe protectrice (46) est maintenue en place de manière étanche à l'humidité dans sa position de travail par l'intermédiaire de blocs de serrage pivotants (52) qui coopèrent avec des bou- lons de serrage (51) insérés dans ladite plaque (34), ces blocs de serrage servant de butées de ladite enveloppe protec- trice soulevée à une position de montage lorsque lesdits bou- lons de serrage sont à l'état dévissé. 4. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'en- veloppe protectrice (46) présente un regard (50) permettant l'observation d'un appareil de visualisation (43) associé au dispositif de commande (37) , ainsi que des poignées (49) lui permettant d'être soulevée à la position de montage. 5. Machine de remplissage selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une flèche (65), comprenant un bras en porte-à-faux (63) et un montant (64) et reposant sur une table (12) de traitement préalable constituant la zone d'introduction et d'évacuation de ladite machine de remplissage, est reliée au répartiteur rotatif (53) par une tête (62) à rotule, afin de loger les conduits d'air, de commande et conduits analogues. 6. Machine de remplissage selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le bras en porte-à-faux (63) et le montant (64) de la flèche (65) sont reliés l'un à l'autre par une liaison mobile au moyen d'une articulation (66). 7. Machine de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que, pour assurer la transmission de signaux de mesure d'une manière exempte de pannes dues à l'humidité, il est prévu des gaines (76) de passage des câbles qui, reliées à la traverse (20) et subdivisées par des cloisons intermédiaires (79) en des canaux séparés (80,81) de passage des câbles, débouchant, d'une part dans le renfoncement (31) par l'intermédiaire d'orifices (75) et sont reliées, d'autre part, à chaque dis- positif de remplissage considéré (23),-à l'abri des éclats, par l'intermédiaire de tubes d'introduction (83). 8. Machine de remplissage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que d'autres guide-cables (94,95) sont raccordés au renfoncement (31) d'une manière étanche à l'humidité.