Brevet FR2555133A1 — publié le 19850524

255S133 1, La présente invention concerne un procédé et un dispositif de remplissage d'un récipient et plus précisé- ment un dispositif de remplissage susceptible de transférer d'un réservoir vers un récipient des quantités prédétermi- nées de produit de viscosité plus ou moins élevées homogè- nes ou non. Dans un certain nombre d'industries telles que les industries agro-alimentaires,pétrolières, pharmaceuti- ques ou chimiques, il est fréquemment nécessaire d'assurer le conditionnement de quantités prédéterminées de produits liquides ou pRteux, homogènes ou hétérogènes destinés & la vente, ce.conditionnement nécessitant le transfert de pro- duits de viscosité plus ou moins élevée d'un réservoir vers un récipient tel qu'une bouteille, un pot, une boite, etc. Le remplissage de ces récipients se fait généralement en série à l'aide de machines comportant au moins un poste de remplissage alimenté par au moins un réservoir, les réci- pients passant devant le poste de remplissage les uns à la suite des autres & une cadence déterminée, Pour répondre à la réglementation,il est nécessai- re de déterminer avec précision la quantité de produit ad- mise dans chaque récipient. En particulier, dans le cas d'un remplissage en série, il est nécessaire que des quan- tités de produits admises dans tous les récipients, corres- 2. pondent à un volume ou à un poids annonce, ce volume ou ce poids pouvant figurer sur une étiquette apposée sur cha- que récipient. En effet, si le volume ou le poids est in- férieur à celui qui est annonce, l'industriel encourt des sanctions administratives pour non respect de la réglemen- tation ou des sanctions civiles et pénales de la part des consommateurs pour tromperie sur les quantités vendues. Si, au contraire, le volume ou le poids est supérieur à ce- lui annoncé, l'industriel subit un manque à gagner puisque le récipient rempli est de toute façon vendu à prix fixe et que le produit en excès est donc perdu pour lui. Il est connu en particulier d'utiliser les dis- positifs volumétriques pour le remplissage de récipients, le volume à introduire dans le récipient étant alors mesu- ré par la dimension de la chambre d'une pompe aspirante refoulante. Pour la mesure des volumes,on peut citer en particulier, la mesure de la course d'un piston se dépla- çant dans une chemise ou le nombre de tours effectués par une pompe du type à impulseur, à palettes, à diaphragme ou d'une pompe péristaltique. Ce type de dosage volumétrique est bien adapté pour les produits homogènes dont la densi- té est constante, mais convient plus difficilement à des produits hétérogènes dont la densité peut varier de façon assez importante et empêcher d'établir une relation bi- univoque entre le volume contenu dans le récipient et le poids de matières continues. I1 est également généralement admis que les dis- positifs de dosage pondéral-et les dispositifs de dosage volumétriques sont totalement incompatibles puisqu'ils ne mesurent pas les mêmes quantités et il n'existe à ce jour aucune machine ayant associé le dosage volumétrique et le dosage pondéral afin d'obtenir le maxim de précision quel que soit le produit à conditionner, Des problèmes se posent toutefois avec chacun de ces dispositifs en particulier, lorsque la réglementation im- pose un remplissage en poids du récipient et qu'un disposi- tif à dosage volumétrique est utilisé, Il existe un risque d'erreur si ledit produit n'est pas de densité homogêne,les 3 2555133 écarts de densité ne pouvant pas être compensés par le dis- positif à dosage volumétrique puisque, par définition,ce- lui-ci mesure un volume, D'autre part, les dispositifs à dosage pondérai existant à ce jour, ne permettent généralement pas de con- ditionner des produits hétérogènes tels que par exemple des confitures contenant des morceaux de fruits ou d'une manière générale, des produits fluides contenant des parti- cules solides de dimension non négligeable, En pratique, pour de tels produits, les industriels sont donc amenés à utiliser des machines de remplissage 2 dosage Volumétrique en surdimensionnant le volume introduit dans le récipient afin de s'assurer du respect de la réglementation. Ainsi, qu'il a été vu plus haut, une telle pratique-aboutit à des coûts plus élevés résultant des quantités de produits mises en excès. D'autre part,nous avons constaté que dans le cas particulier d'une industrie telle que le remplissage de confiture, les opérateurs n'ont pratiquement pas le temps matériel de faire des contrôles de pesage en cours de rem- plissage, étant donné qu'ils travaillent le produit en par- tant de réservoirs de faible quantité oh les produits sont préparés et en général le remplissage se fait sur des machi- nes à haute cadence. Comme les emballages sont souvent des emballages en verre, dont le poids varie de façon importan- te l'on constate que pour faire un contrôle sérieux des quantités distribuées, il faut que l'opérateur prenne une certaine quantité de pots vides, qu'il les pèse et note leur poids sur une fiche, qu'il assure ensuite leur remplis- sage en les faisant passer sur une remplisseuse, qu'il ré- cupère les pots remplis pour à nouveau les peser, et véri- fier les doses distribuées par la machine, C'est uniquement après tous ces contrôles que l'opérateur sera en mesure de décider s'il doit modifier la position de la remplisseusepour donner la dose nécessaire. En général, après ce réglage, l'opérateur doit re- faire un deuxième contrôle pour vérifier si son réglage lui permet d'obtenir les caractéristiques de remplissage 4 2555133 qui lui sont demandées, En consequenceftoutes ces mesures demandent beaucoup de temps et cela est totalement incompatible avec les exigences d'une machine de production. Le résul- tat est que la plupart du temps,l'industriel décide de fai- re des surdosages pour éviter les ennuis de la répression des fraudes. Un objet de la présente invention est de propo- ser un procédé et un dispositif qui tout en permettant de s'assurer que le récipient.contient bien la quantité de produits souhaités,assure en même temps une mesure très précise de cette quantité afin de réduire au minimum l'ex- cès de produit dans le récipient, et permet en particulier une modification en cours de cycle des quantités délivrées. Pour cela, on prévoit selon la présente invention, un procédé de renpUssage. d'un récipient comportant une étape de dosage volumétrique, à laquelle est associée une étape de pesage destinée à modifier le dosage volumétrique. Selon une caractéristique plus particulière de l'invention, le contrOle du pesage a lieu après le dosage volumétrique. Selon encore une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, on prévoit les étapes suivan- tes: pesage du récipient vidé et mise en mémoire de ce poids et simultanément mise en communication d'un réservoir avec au moins un doseur volumétrique et remplissage du do- seur d'une quantité déterminée de mélange; mise en communi- cation du doseur avec un bec de remplissage; remplissage du récipient et pesage après l'opération de remplissage pour, en fonction du résultat représentant l'écart par rap- port à une valeur de consigne, modifier la quantité de mé- lange prélevée par le doseur. Pour la mise en oeuvre de ce procédé,on prévoit selon l'invention, un dispositif de remplissage de réci- pient comportant au moins un dispositif de dosage volumétri- que, au moins une trémie d'alimentation et au moins un bec de remplissage,combiné avec au moins un dispositif de pesa- ge et au moins un moyen de modification du dosage volumétri- que commandé par le résultat des mesures de pesage pour modi- 2555133 fier le dosage volumétrique, Selon une caractéristique particulière de l'inven- tion, le moyen de modification du dispositif de dosage vo- lumétrique est un système asservi au résultat du pesage pour commander la modification de la rampe d'une came détermi- nant le déplacement du piston du doseur volumétrique, Selon encore une autre caractéristique de la pré- sente invention,le moyen de modification du dispositif de dosage volumétrique est obtenu par la modification du char- gement d'un compteur, contenu dans un organe de calcul, représentant le nombre de tours effectué par une pompe ro- tative en fonction du résultat de la pesée effectuée et mise en mémoire dans l'organe de calcul, D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention apparaitront mieux à la lecture de la des- cription suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints parmi-lesquels: La figure 1 est une vue de dessus schématique d'une ligne de remplissage de récipient:-représentant la chronologie des étapes du procédé en fonction de la posi- tion des récipients le long de la ligne de remplissage; La figure 2 est une vue en coupe schématique sui- vant la ligne 1-1 de la figure 3 du dispositif d'alimenta- tion sélectif de la machine de remplissage objet de 1'in- vention, le dispositif de distribution de produit de rem- plissage se trouvant en position d'admission du produit dans le dispositif de dosage volumétrique; La figure 3 représente une vue en coupe schémati- que suivant la ligne 2-2 de la figure 2, la trémie d'alimen- tation et le dispositif de dosage volumétrique n'étant pas représentés; et La figure 4 est une vue schématique représentant sous une forme développée la came de commande du dispositif de dosage volumétriqueassociée avec une contre-came et plusieurs dispositifs de dosage représentés dans des positions correspondant à une ou plusieurs des étapes du processus, On a représenté schématiquement sur la figure 1, les différentes parties du trajet des récipients à remplir 6. 6. 2555133 au cours d'un cycle de remplissage. D'une manière usuelle, les récipients à remplir sont acheminés vers le poste de remplissage par un dispositif de convoyage connu en soi lors d'une première partie de leur trajet 1, puis ils sont introduits sur le plateau de remplissage 3 par un moyen de transfert connu tel qu'une étoile de distribution 2. Le plateau de remplissage 3 comporte un certain nombre d'alvéoles de réception des récipients, ce nombre d'alvéoles pouvant être de 24 et régulièrement réparties à la périphérie de ce plateau. Au-dessus de chaque alvéole est disposé un poste de remplissage tel qu'on le décrira en liaison avec la figure 2: l'ensemble plateau de remplissage 3 et poste de remplissage est entraîné en rotation, par des moyens appropriés. Au moins une alvéole est équipée d'un dispositif de pesage 36 tel que représenté sur la figure 2. De façon avantageuse, nous pouvons par exemple disposer trois balances réparties à 120 , dans respectivement trois alvéoles d'une machine comportant 24 alvéoles et par consé- quent 24 dispositifs de remplissage actionnés par 24 pompes. Le plateau de remplissage étant entraîné en rotation, un récipient donné va d'abord pénétrer dans une alvéole et parcourir un premier arc de cercle compris entre un premier point d'entrée 6 et un point 7. Dans la mesure o cette alvéole est une des trois alvéoles équipée d'une balance, la balance électronique entre 6 et 7 refait son zéro, pour assurer le pesage net. En même temps, entre 6 et 7, se - termine l'étape de remplissage du doseur volumétrique. De 7 à 8, un dispositif que l'on décrira plus loin, va intervenir pour assurer le remplissage de chaque pot placé dans les alvéoles se trouvant dans ce secteur du plateau de remplissage. De 8 à 9, le remplissage se termine à une vitesse moins importante que dans la phase 7 à 8. De 9 à 10, le récipient disposé dans une alvéole compre- nant une balance est pesé de façon à connaître le poids exact du produit reçu. Ce pesage se faisant de façon préfé- rentielle entre 9 et 37. Enfin, les récipients sont récu- 7. 2S5133 pérés soit par une ligne de transport linéaire 25, soit par un dispositif tel qu'une étoile de distribution 4 qui envoie les récipients remplis vers la ligne de transport 5. La figure 2 représente une vue schématique d'un poste de remplissage de la machine, disposé au-dessus d'une al- véole 38 répartie à la périphérie du plateau de remplis- sage 3, cette alvéole de remplissage 38 comportant un sys- tème de pesage électronique 36. Le poste de remplissage est constitué d'une trémie d'alimentation de produit de remplissage 12, d'un dispositif de dosage volumétrique 13 d'un distributeur 14 comprenant un corps 19 et un bois- seau 18 à l'intérieur du corps 19. Le boisseau comporte deux conduits 15, 17, distrincts et est susceptible de tourner à l'intérieur du corps 19. Un levier de commande 20 fixé au boisseau permet de faire tourner celuici à l'intérieur du corps 19 autour de son axe principal 27 lorsque celuici est actionné par un doigt non représenté fixé sur le bâti et placé sur le chemin du levier 20 lorsque le dispositif de dosage est entraîné en rotation par le plateau. Un premier doigt placé dans la position correspon- dant à l'étape 7 permet d'effectuer par la suite le remplis- sage du bocal, tandis qu'un deuxième doigt placé dans la posi- tion correspondant à l'étape 9 permet par la suite d'effectuer le remplissage du doseur 13. Le corps 19 du distributeur comporte dans sa partie supérieure un premier conduit 24 débouchant à sa partie supérieure dans le fond de la partie 22 de la tré- mie 12 et à sa partie inférieure sur la surface interne du corps 19. Un deuxième conduit vertical 126 ménagé dans la partie supérieure du corps du distributeur débouche à sa partie supérieure dans le fond du cylindre 13 du dis- positif de dosage volumétrique et à sa partie inférieure sur la face interne du corps du distributeur. Un piston 28 pourvu d'un dispositif d'étanchéité 29 tel qu'un joint torique est susceptible de se mouvoir verticalement à l'intérieur du cylindre 13 du dispositif de dosage volu- métrique. Le cylindre 13 est emboîté dans un alésage cylin- 8. 2 5SS133 drique form5 dans la partie supérieure 19 du corps du distributeur. La partie inférieure du corps 19 du distribu- teur comporte un orifice 30 disposé à la verticale du cy- lindre du dispositif du récipient à remplir, Un conduit 15 est ménagé dans le boisseau 18 généralement parallèle à l'axe de celui-ci, se présente sous la forme d'un évidement comportant deux parois planes parallèles reliées par un fond arrondi. Les parois planes de l'évidement 15 sont situées de part et d'autre d'un plan de symétrie de l'évidement 15 qui contient l'axe 27 du boisseau et coincide sensiblement avec le diamètre du conduit 26 lorsque le boisseau est dans la position repré- sentée sur la figure 2, afin de permettre une liaison en- tre la partie 22 de la trémie et le dispositif de dosage volumétrique 13. Un conduit 17 traverse le boisseau 18 de façon à mettre en communication le conduit vertical 26 et l'orifice 30 lorsque le boisseau se trouve dans une posi- tion angulaire appropriée par rapport au corps 19 du dis- tributeur. Le diamètre du conduit 17 et l'écart entre le fond arrondi de l'évidement 15 et l'axe 27 du boisseau sont tels qu'il n'y a pas de comrunication entre le conduit 17 et l'évidement 15. Comme on peut le voir sur la figure 3,les positions respectives des conduits 15 et 17 dans le boisseau 18 sont telles que dans une première position an- gulaire du boisseau 18 dans le corps 19 du distributeur les conduits verticaux 24 et 26 sont mis en communication par l'intermédiaire de l'évidement 15, dans une deuxième posi- tion angulaire du boisseau 18, l'orifice 26 est relié l'orifice 30 par le trou de communication 17. Ainsi, pendant les phases de remplissage du dis- positif de dosage volumétrique 13, le boisseau 18 se trouve dans la position représentée à la figure 2, tandis que dans la phase correspondant au remplissage des récipients (7 à 8 et 8- à 9),le boisseau 18 se -trouve dans la position met- tant en communication les orifices 26 et 30 par le trou 17, comme représenté à la figure 4, La figure 4 représente le profil d'une came 34 disposée fixe par rapport au plateau de remplissage tournant 3 et aux postes de remplissage qui sont répartis à la périphérie de ce plateau et entraînés 9. avec lui. Les pistons 28 de chaque poste de remplissage sont actionnés par des tiges 33 qui elles-mêmes sont en- traînées par des galets 32 qui viennent au contact de la surface de came 34. Au-dessus ou en-dessous de la surfa- ce de came représentée par la ligne 34, on a figuré les étapes du cycle de remplissage. Sur la figure 4,on n'a re- présenté que deux postes de remplissage, mais en réalité on doit comprendre qu'entre, par exemple, les étapes 7 et 8 représentées par les extrémités de la rampe descendan- te 342 de la came on aurait dn en réalité pour un plateau de remplissage comportant 24 postes représenter 8 postes de remplissage le long de cette rampe 342, puisque l'étape 7, 8 correspond approximativement a un tiers de la circon- férence du plateau de remplissage et par conséquent à 8 postes de remplissage.Ainsi, comme on le comprend en fonc- tion de l'évolution dans le temps, le galet 32 d'un poste de remplissage passe de la partie horizontale 34 de la ca- me à la rampe montante 340, cette phase correspondant à la phase de remplissage du dispositif de dosage volumétri- que qui s'achève par la rampe 341 à l'étape 7. Le galet 32 est ensuite maintenu contre la rampe descendante 342 par une contre-came 35 représentée en pointillé. Cette ram- pe descendante 342 correspond à l'étape de remplissage du récipient représenté entre les points 7 et 8 sur la figure 1, qui est une étape de remplissage à vitesse accélérée, Cette rampe 342 est ensuite prolongée par une rampe plus douce que 343 qui correspond à l'étape de remplissage ra- lenti représentée par les-étapes 8 et 9 sur la figure 1. En- fin, la came se termine par une partie rectiligne 343 qui correspond a l'étape 37 de fin de remplissage et de pesa- ge. Et le cycle recommence puisque entre les étapes 9 et 6, on va effectuer le remplissage du doseur volumétrique en même temps que pendant les étapes 6 et 7 on effectuera le pesage des pots à vide, Dans certaines variantes, la rampe de remplissa- ge lent 343 peut éventuellement être supprimée. La rampe de réglage 341 mobile est commandée par un dispositif vis-écrou 16 actionné par un motoréducteur 10. 255S153 recevant les informations de la chaîne de traitement informatique du pesage. Ainsi, le microprocesseur ayant mémorisé les résultats des pesages des récipients à vide, et remplis, peut déterminer si la course du piston 28 du doseur volumétrique est suffisante et la corriger éventuel- lement en conséquence, en actionnant le motoréducteur 25 pour déplacer le sommet de la rampe 341. Dans le cas o la commande du levier 20 du dis- positif de dosage 13 est effectuée par deux doigts, le mi- croprocesseur sert uniquement au pesage et à commander les corrections an actionnant la came 341. Dans le cas o l'on n'aurait plus affaire à un sys- tème piston-cylindre mais à un système à pompe rotative, associé à un compteur de tours ou à une temporisation, on pourrait imaginer que la ou les balances située(s) sous le ou les bec(s) étalons permettraient par l'intermédiaire du microprocesseur de modifier la valeur de consigne de l'ensemble des pompes. Dans le cas o la commande du levier 20 du dis- positif de dosage 13 est effectuée par un actionneur soli- daire de chaque robinet distributeur et donc en rotation avec l'ensemble des pistons doseurs, l'on peut envisager un ensemble de moyens mécaniques, électriques, pneumatiques ou électroniques, capables de valider l'ouverture et la fermeture systématique des robinets à une valeur angulaire precise. D'autre part, on doit comprendre que le pesage s'effectue au cours du remplissage des récipients et que le contrôle du pesage peut s'effectuer soit simultanément au dosage volumétrique (pendant l'étape 8-9) soit après le dosage volumétrique (après l'étape 9). La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 11. 2555133 REVENDICATIONS 1 - Procédé de remplissage d'un récipient com- portant une étape de dosage volumétrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de pesage associée au dosage volumétrique destinée A modifier le dosage volumé- trique. 2 - Procédé de remplissage selon la revendication 3., caractérisé en ce que le contrôle du pesage a lieu simul- tanément ou après le dosage volumétrique. 3 - Procédé de remplissage d'un récipient selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que préalablement au dosage volumétrique on effectue une mesure du poids du récipient vide et une mise en mémoi- re de ce poids. 4 - Dispositif de renplissage de récipient compor- tant au moins un dispositif de dosage volumétrique, au moins une trémie d'alimentation et au moins un bec de remplissa- ge, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un dispositif de pesage et au moins un moyen de modification du dosage volumétrique commandé par le résultat des mesu- res de pesage pour modifier le dosage volumétrique, - Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le moyen de modification du dispositif de dosage volumétrique est un système asservi au résultat du pesage pour commander la modification de la rampe d'une came déterminant le déplacement du piston du doseur volu- métrique. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les moyens de commander la modification de la rampe sont constitués par un moteur entraînant une vis micrométrique déplaçant un écrou solidaire d'une partie mobile de la came, 7 - Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le moyen de modification du dispositif de dosage volumétrique est obtenu par la modification du char- gement d'un compteur contenu dans un organe de calculle- dit compteur représentant le nombre de tours effectué par une pompe rotative, cette modification se faisant en fonc- 12. tion du résultat de la pesée effectuée et de la pesée mise en mémoire dans l'organe de calcul. 8 - Procédé deremplissage d'un récipient avec un mélange comportant les étapes suivantes: pesage du récipient vide, mise en mémoire du résultat du pesage et simultanément mise en communication de la trémie d'alimen- tation avec au moins un doseur volumétrique et remplissa- ge du doseur d'une quantité de mélange déterminée; remplis- sage du récipient par mise en communication du doseur avec le bec de remplissage; pesage après opération de rem- plissage pour en fonction du résultat représentant l'écart par rapport à une valeur de consigne, modifier la quantité de mélange prélevée par le doseur. 9 - Procédé de remplissage selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que les actionneurs commandant les différentes étapes sont pneumatiques, hydrauliques ou électromécaniques, - Procédé de remplissage selon l'une des re- vendications 1 à 3, 7, 8, caractérisé en ce que les ac- tions des étapes et la chronologie des actions est conmman- dée par un microprocesseur ou un automate programmable.