Brevet FR2543125A1 — publié le 19840928

Dispositif pour le traitement de bouteilles ou analogues, notamment pour le remplissage des bouteilles de bière avec hauteur de mousse réglable " La présente invention concerne une ins- tallation pour le traitement de bouteilles ou analogues avec un dispositif de transfert qui assure le transfert des bouteilles suivant un pas correct entre un poste-de remplissage et un poste de fermeture, et une buse d'in- jection dirigée-vers les orifices des bouteilles pour un fluide liquide et/ou gazeux et qui est réglable le long de la trajectoire des bouteilles. De telles installations sont utilisées pour le remplissage de liquides susceptibles de mousser notamment de bière, le fluide étant fourni sous pres- sion par les buses d'injection dans les bouteilles à remplir même s'il ne s'agit que d'eau minérale, il faut que le liquide de remplissage, de l'oxyde carboni- que ou analogue, produise entre autre un développement pement déterminé de mousse dans la bouteille pour expul- ser l'air du col de la bouteille avant la fermeture de celle-ci La formation de mousse est optimale si la mousse atteint exactement l'orifice de la bouteille juste avant la mise en place du moyen d'obturation Une formation de mousse plus importante et même un fort débordement entraînent des pertes de liquide ou une hauteur de remplissage trop faible et un salissement important du poste de fermeture alors qu'un développement de mousse trop faible se traduit par une inclusion d'air plus élevée dans la bouteille ou dans le liquide contenu dans la bouteille et ainsi une détérioration du goût ou encore une réduction de la durée de conserva- tion. On connait déjà une installation du type ci-dessus pour le traitement de bouteilles, ins- tallation dans laquelle un bras de support horizontal portant la buse d'injection est susceptible d'être bas- culé manuellement par rapport à l'axe de rotation du dispositif de transfert en forme d'étoile de transfert et peut être bloqué dans différentes positions (modèle d'utilité DE 1 985 521) Cette installation a pour but d'adapter l'instant de l'injection à chaque liquide conditionné Un tel réglage manuel par le personnel de service est effectué dans ces conditions pour un li- quide de remplissage déterminé, une seule fois au début de l'opération de remplissage et ne correspond à un optimum que pour une vitesse de transfert très précise des bouteilles ou encore un réglage déterminé du rende- ment de l'installation Si l'on augmente le rendement par rapport à la valeur réglée, cela diminue le temps entre l'injection et la fermeture et le développement de mousse est trop faible Si par contre, on diminue le rendement par rapport à la valeur réglée, on arrive à un intervalle trop grand entre l'injection et la fermeture et la mousse déborde des bouteilles L'ins- tallation connue ne fonctionne de façon optimale dans ces conditions que pour un seul rendement réglé Une différence par rapport à ce rendement est inévitable ne serait-ce qu'à l'arrêt ou au démarrage de l'instal- lation de remplissage et de fermeture et aboutit ainsi aux inconvénients mentionnés ci-dessus. On a déjà proposé d'effectuer l'injec- tion à différents niveaux de pression qui se règle automatiquement en fonction du rendement de l'installa- tion de remplissage et de fermeture (Prospectus Seitz ROLA-Fl) Une telle commande de la formation de la mousse en fonction de la pression du fluide injecté est extrêmement délicate du fait de la très faible quantité injectée ou de la faible section d e la buse ainsi que des opérations physicochimiques particulières, et ne permet pas un réglage précis de la hauteur de la mousse dans une plage étendue de vitesses variant en continu. Enfin, on connait une installation pour développer de la mousse dans les liquides en bou- teille, comportant une étoile de transfert dans laquelle un bras de fixation, horizontal qui porte la buse d'in- jection, est basculant autour d'un axe excentré par rap- port à l'axe de rotation de l'étoile de transfert (modèle d'utilité DE 79 31 642) Un organe de manoeuvre bascule la buse d'injection par rapport aux bouteilles lorsque le dispositif est au repos Par contre aucune adaptation en fonction des différentes vitesses de trans- fert n'est prévue ni possible car la buse d'injection peut uniquement se déplacer dans un sens ou dans l'autre entre une position de travail et une position de repos L'invention a pour but de créer une installation du type ci-dessus qui permet pour diffé- rents rendements ou différentes vitesses de=transfert -d'assurer une formation de mousse optimale très large- ment constante du contenu de la bouteille. A cet effet, l'invention concerne une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce que la buse d'injection est déplacée dans un sens et dans l'autre, automatiquement 1 e long de la trajectoire, par l'intermédiaire d'une installation de commande et d'un moteur de réglage actionné par cette installation en fonction de la vitesse de transfert correspondante de façon que pour les faibles vitesses de transfert et/ou à l'arrêt du dispositif de transfert, la buse d'injection soit plus proche du poste de fermeture que pour une vitesse de transfert élevée. Dans un dispositif selon l'invention, le réglage de la formation de la mousse en fonction des différentes vitesses de transfert se fait complètement automatiquement en modifiant l'intervalle entre la buse d'injection et le poste de fermeture Le personnel de service n'a pas à intervenir en aucune façon Cela sup- prime le réglage manuel complexe et qui est également dangereux de la buse d'injection, réglage qui souvent ne peut se faire qu'après enlèvement des carters de protection et au voisinage des bouteilles et des élé- ments de transfert Les positions optimales des buses d'injection pour les différentes vitesses se déterminent très facilement du fait que l'intervalle de temps entre l'injection et le développement souhaités de la mousse jusqu'à l'orifice de la bouteille reste très largement constant pour les différentes vitesses de transfert dans l'hypothèse d'une pression d'injection identique. On a ainsi une fonction pratiquement linéaire entre le point d'injection et la vitesse de transfert à condi- tion que la variation de vitesse-ne se fasse pas trop rapidement Suivant les conditions pratiques de fonc- tionnement du poste de remplissage, on peut envisager différents types de commandes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une position de travail déterminée de la buse d'injection est associée sur la trajectoire à cha- que vitesse de transfert possible Cette solution constitue le cas idéal qui assure un développement optimum de la mousse dans la plupart des modes de fonctionnement et des situations de fonctionnement Dans beaucoup de cas, pour des raisons liées à la technique de remplissage, il n'est absolument pas souhaité de faire fonctionner le poste de remplissage à des vitesses variant très fortement et il suffit de travailler à une vitesse de fonctionnement normale ou à une vitesse de fonctionnement maximale et dans des cas particuliers à une vitesse lente ou vitesse minimale Pour cela, il est prévu un type de commande simple qui suffit pleine- ment,à savoir qu'une position de travail déterminée de la buse d'injection est associée à un nombre déter- miné de vitesses de transfert de préférence à deux - vitesses de transfert Il arrive également qu'un poste de remplissage fonctionne à une seule vitesse ou soit mis à l'arrêt A cet effet, il est prévu suivant une autre caractéristique de l'invention, une position de repos déterminée de la buse d'injection associée à l'état de repos du dispositif de transfert Suivant une autre caractéristique de l'invention, une position déterminée de la buse d'injection est associée à la vitesse normale de transfert et à l'état de repos du dispositif de transfert, le chemin entre les deux posi- tions étant parcouru de façon continue par la buse d'in- jection lors du freinage ou du démarrage de l'installa- tion. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le temps qu'il faut pour parcourir le chemin entre les deux positions de la buse d'injection correspond pratiquement au temps nécessaire au freinage ou au démarrage de l'installation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la buse d'injection est théoriquement dans une position en avance lors du parcours du chemin entre les deux positions par rapport à la position qui serait nécessaire si la vitesse instantanée de transfert était constante Un tel réglage en deux points peut compléter un réglage en continu, si suivant une autre caractéris- tique de l'invention, le réglage de la buse d'injection se fait suivant deux fonctions différentes, suivant qu'il s'agit d'une variation de la vitesse de fonction- nement ou d'un freinage complet ou du démarrage; dans ce cas, le freinage ou le démarrage du dispositif se fait dans un temps relativement court par exemple en quelques secondes, contrairement à une variation par paliers de la vitesse maximale ou vitesse de travail. Un tel dispositif est adapté de façon optimale à toutes les situations qui existent en pratique. Dans les cas mentionnés ci-dessus, il est toujours avantageux de maintenir sensiblement cons- tant l'intervalle de temps compris entre l'impulsion d'injection et celui de la mise en place du moyen de fermeture ou d'obturation A cet effet, suivant une autre caractéristique, l'association de différentes vitesses de transfert et des positions de la buse d'in- jection suivant la trajectoire est déterminée de façon que l'intervalle entre l'injection dans une bouteille et la mise en place du moyen de fermeture sur la bouteille soit pratiquement constant En effet pour une même pression d'injection, la hauteur de la mousse dépend essentiellement du temps Pour la détection ainsi nécessaire de l'état de fonctionnement et notam- ment de la vitesse de transfert par l'installation de commande, on dispose de diverses possibilités. A cet effet, suivant une autre caracté- ristique de l'invention, l'installation de commande comporte un détecteur qui surveille la vitesse de trans- fert De cette façon, la vitesse de transfert est détec- tée directement par un détecteur, par exemple un généra- teur tachymétrique, ce qui permet un réglage particu- lièrement précis de la mousse En outre ou en variante, il est envisagé selon une autre caractéristique de l'in- vention de relier l'installation de commande au poste de commande de l'installation ou de la machine de remplissage et de fermeture, ce qui permet par exemple de détecter indirectement l'arrêt ou le démarrage par les impulsions de commande correspondantes destinées à l'installation d'entraînement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'association entre les vitesses de trans- fert et les positions de la buse d'injection sur la trajectoire est réglable sur l'installation de commande. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins l'une des deux positions d'extré- mité de la buse d'injection est réglable sur l'instal- lation de commande. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins l'une des deux positions d'extré- mité de la buse d'injection est fixée par une butée fixe de préférence réglable Ces différentes caracté- ristiques permettent d'adapter simplement l'installa- tion aux conditions de fonctionnement par exemple après le changement de liquide. Enfin, on dispose d'autres moyens sur le plan constructif et mécanique pour la réalisation du dispositif A cet effet, suivant une autre caractéristi- que, le dispositif de transfert comporte une étoile de transfert et la buse d'injection est fixée à un bras qui est basculant sur un axe de basculement concentrique. à l'axe de rotation de l'étoile de transfert, installa- tion caractérisée en ce que le moteur de réglage agit sur le bras. Suivant une autre caractéristique, le moteur de réglage est constitué par un aimant rotatif. Suivant une autre caractéristique, le moteur de réglage est constitué par une transmission à moteur réversible. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation repré- senté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de-dessus partielle d'undispositif pour le traitement de bouteil- les, comportant une installation de commande représen- tée schématiquement. la figure 2 est une vue selon Z de la figure 1. Le dispositif selon les figures 1 et 2 sert à remplir et à fermer les bouteilles 1 Ce disposi- tif se compose d'un poste de remplissage 2 habituel avec un plateau à bouteilles, tournant dans lequel les bouteilles 1 sont remplies de bière, sous une contre- pression, pratiquement sans mousse jusqu'à une hauteur de remplissage déterminée, ainsi qu'un poste de fermeture 3, habituel avec un plateau à bouteilles rotatif, dans lequel on ferme les orifices des bouteilles par des capsules-couronnes En outre, il est prévu une étoile de transfert 4 tournant autour d'un axe vertical et les bouteilles 1 sont transférées par une liaison par la forme et suivant un pas approprié dans les alvéoles de l'étoile, du poste de remplissage vers le poste de fer- meture 3 Une installation d'entraînement non représen- tée assure l'entraînement de l'étoile d'entrée 5 de la table à bouteilles du poste de remplissage 2, de l'étoile de transfert 4, de la table à bouteilles du poste de fer- meture 3 ainsi que de l'étoile de sortie 6, de façon synchrone dans la direction de la flèche Le dispositif d'entra Inement est commandé à partir d'un boîtier de commande 7 qui assure la marche et l'arrêt et règle la vitesse de fonctionnement ou le rendement (bouteilles/ heure). Dans la partie supérieure du poste de fermeture 3 est fixée une colonne verticale 8 sur laquelle est bloquée une console 9 de hauteur réglable et qui vient en saillie au-dessus de l'étoile de trans- fert 4 A l'extrémité libre de la console 9 est fixé un aimant rotatif 10 dont l'axe est vertical et est exactement concentrique à l'axe de rotation de l'étoile de transfert 4 Un bras de retenue 11 horizontal muni d'une buse d'injection 12 et d'une électro-vanne 13 est fixé à cet axe La buse d'injection 12 est alignée verticalement vers le bas suivant le chemin de déplacement des orifices des bouteilles 1 Cette buse peut être branchée ou coupée par l'électrovanne 13 elle est reliée par une conduite de pression 14 et un distributeur rotatif 15 à une unité d'alimentation non représentée qui lui fournit la bière avec une certaine pression Du fait de la disposition concentrique des axes de rotation de l'étoile de transfert 4 et de l'ai- mant tournant 10, la buse d'injection 12 est toujours alignée exactement sur les orifices des bouteilles 1 qui passent en-dessous de celle-ci en étant entraînés par l'étoile de transfert 4, indépendamment de la posi- tion angulaire du bras de fixation 11 par rapport à l'étoile de transfert 4 Les deux positions d'extré- mité, maximales possibles du bras de fixation 1 sont déterminées par des goujons de butée 16 qui sont fixés de façon réglable sur la console 9. L'aimant tournant 10 est réalisé de façon qu'il permette un positionnement angulaire exact du bras de fixation 11 avec la buse d'injection 12 dans la zone de réglage souhaitée et il est raccordé à une installation de commande 17 appropriée, qui est en outre reliée à l'électrovanne 13 L'installation de commande 17 comporte un capteur détectant la vitesse de rotation de la table porte-bouteilles du poste de fermeture 3 et ainsi la vitesse instantanée de trans- fert, ce détecteur 18 se présentant sous la forme d'un générateur tachymétrique et qui est relié à l'unité de commande 7 fournissant les signaux correspondant à la mise en marche et à l'arrêt du dispositif L'instal- lation de commande 17 commande la position des buses d'injection 12 suivant le chemin de transfert des bou- teilles 1 selon deux programmes de base différents. Pour un réglage de la vitesse de transfert ou pour un débit de bouteilles par heure pour l'ensemble de l'ins- tallation au niveau du boîtier de commande 7 soit dans la zone des rendements élevés, soit entre un rendement maximum et un rendement minimum, la buse d'injection 12 est toujours déplacée dans la position appropriée pour qu'à l'arrivée des bouteilles dans le poste de fermeture 3, cela assure la hauteur de mousse souhaitée. En fonction de cela, le bras de fixation 11 et la buse d'injection 12 sont basculés dans le sens des aiguilles d'une montre pour une augmentation de rendement c'est- à-dire sont plus éloignés du poste de fermeture 3 alors que pour une réduction du rendement, ils sont basculés dans le sens contraire des aiguilles d'une montre c'est- à-dire qu'ils sont rapprochés du poste de fermeture 3. De cette façon, on maintient très largement constant l'intervalle entre l'impulsion d'injection et la mise en place de la capsule De cette façon on évite tout débordement gênant de la mousse et toute introduction d'air aboutissant à une faible formation de mousse Les deux positions d'extrémité du b"-s de fixation ainsi que la dépendance entre cette position et le rendement de la machine peuvent être réglées manuellement par différents éléments de réglage 19 sur l'installation de commande 17 pour s'adapter aux conditions de fonctionne- ment notamment aux caractéristiques particulières de développement de la mousse par le liquide de remplissage. Lors de l'arrêt de l'installation, pen- dant lequel les éléments de transfert ne s'arrêtent complètement qu'après quelques secondes, le bras de 254312 ? 5 1 * 1 fixation Il avec la buse d'injection 12 est basculé automatiquement hors de sa position de fonctionnement Acorrespondant au rendement de fonctionnement, automa- tiquement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre dans une position de repos R plus proche du poste de fermeture 3 Le mouvement de basculement se déroule sensiblement en même temps que la fin du mouvement du dispositif jusqu'à l'arrêt complet, une certaine avance étant réglée par rapport à la position qui correspond par ailleurs à la vitessepuisque la vitesse de trans- fert diminue très fortement pendant-le basculement De cette façon, on évite tout débordement de mousse en provenance des bouteilles pendant-la phase d'arrêt de mouvement qui est particulièrement critique, et sans nécessiter l'intervention du personnel En outre dans ce cas, à un instant déterminé par l'électrovanne 13, on coupe la buse d'injection 12 Inversement, lors du démarrage de l'installation ou de la mise en oeuvre du procédé, on branche la buse d'injection 12 par l'électro- vanne 13 et on bascule de la position de repos R dans la position de travail A correspondant au rendement réglé. A ce moment, on tient compte d'une certaine avance Si à priori le dispositif n'a pas à fonctionner avec des rendements différents, on peut utiliser ce type de commande seul Dans ce cas, il n'est pas non plus néces- saire de positionner exactement l'aimant tournant 10 ou analogue et il suffit par exemple d'avoir un moteur de transmission qui donne automatiquement le temps de basculement entre la position de travail A et la posi- tion de repos R En outre, il est possible d'actionner l'électro-aimant 13 à l'aide d'un organe de temporisa- tion pour obtenir une expansion de mousse exacte dans la phase critique de démarrage ou d'arrêt. R E V E N D I C A T I O N S ) Installation pour le traitement de bouteilles ou analogue avec un dispositif de trans- fert qui assure le transfert des bouteilles suivant un pas correct entre un poste de remplissage et un poste de fermeture, et une buse d'injection dirigée vers les orifices des bouteilles pour un fluide liquide et/ou gazeux, et qui est réglable le long de la trajectoire des bouteilles, dispositif caractérisé en ce que la buse d'injection ( 12) est déplacée dans un sens et dans l'autre, automatiquement le long de la trajectoire, par l'intermédiaire d'une installation de commande ( 17) et d'un moteur de réglage ( 10) actionné par cette ins- tallation en fonction de la vitesse de transfert corres- pondante de façon que pour les faibles vitesses de trans- fert et/ou à l'arrêt du dispositif de transfert ( 4), la buse d'injection ( 1 ?) soit plus proche du poste de fer- meture ( 4) que pour une vitesse de transfert élevée. ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une position de travail déterminée (A) de la buse d'injection ( 12) est associée sur la trajectoire à chaque vitesse de transfert possible. ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une position de travail (A) déter- minée de la buse d'injection ( 12) est associée à un nom- bre déterminé de vitesses de transfert de préférence à deux vitesses de transfert. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une posi- tion de repos (R) déterminée de la buse d'injection ( 12) est associée à l'état de repos du dispositif de trans- fert ( 4). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une position déterminée (A, R) de la buse d'injection ( 12) est associée à la vitesse nor- maie de transfert et à l'état de repos du dispositif de transfert ( 4), le chemin entre les deux positions (A, R) étant parcouru de façon continue par la buse d'injection ( 12) lors du freinage ou du démarrage de l'installation. 6 ) Installation selon la revendication , caractérisée en ce que le temps qu'il faut pour par- courir le chemin entre les deux positions (A, R) de la buse d'injection ( 12) correspond pratiquement au temps nécessaire au freinage ou au démarrage de l'installa- tion. ) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la buse d'injection ( 12) est théoriquement dans une position en avance lors du par- cours du chemin entre les deux positions (A, R) par rap- port à la position qui serait nécessaire si la vitesse instantanée de transfert était constante. ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à -7, caractérisée en ce que le réglage de la buse d'injection ( 12) se fait suivant deux fonctions différentes, suivant qu'il s'agit d'une variation de la vitesse de fonctionnement ou d'un freinage complet ou du démarrage. 9 >) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'asso- ciation de différentes vitesses de transfert et des positions de la buse d'injection ( 12) suivant la tra- jectoire est déterminée de façon que l'intervalle en- tre l'injection dans une bouteille et la mise en place du moyen de fermeture sur la bouteille soit pratique- ment constant. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé-en ce que l'ins- tallation de commande ( 17) comporte un détecteur ( 18) qui surveille la vitesse de transfert. 110) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'ins- tallation de commande ( 17) est reliée à l'installation de commande ( 7) de l'unité d'entraînement du dispositif de transfert ( 4). 120) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'asso- ciation entre les vitesses de transfert et les positions de la buse d'injection ( 12) sur la trajectoire est régla- ble sur l'installation de commande ( 17). 13 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux positions d'extrémité de la buse d'injection ( 12) est réglable sur l'installation de commande ( 17). 140) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux positions d'extrémité de la buse d'injection ( 12) est fixée par une butée fixe de préfé- rence réglable ( 16). 15 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que le dispositif-de transfert comporte une étoile de transfert et la buse d'injection est fixée à un bras qui est bas- culant sur un axe de basculement concentrique à l'axe de rotation de l'étoile de transfert, installation caractérisée en ce que le moteur de réglage ( 10) agit sur le bras ( 11). ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que le moteur de réglage est constitué par un aimant rotatif ( 10). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le moteur de réglage est constitué par une transmission à moteur réversible.