Brevet FR2563808A1 — publié le 19851108

La présente invention concerne une machine de pose d'étiquettes sur des bouteilles, notamment des bouteilles contenant un gaz de pétrole liquéfié tel que le butane ou le propane. Les étiquettes auxquelles il sera fait référence dans la présente invention sont des étiquettes en forme de collerette passée autour d'une valve placée au sommet de la bouteille. Ce type d'étiquette est notamment représenté figure 1, où la référence 10 désigne la partie supérieure de la bouteille, qui porte la valve 11 ; l'étiquette 20 est par exemple en forme de disque, avec une ouverture centrale 21 permettant de la passer autour de la valve 11 (des échancrures 22 permettant de réaliser cette opération sans déchirer l'étiquette). L'étiquette est posée de sorte que sa face imprimée, qui porte différentes inscriptions relatives à des consignes de sécurité au moment de l'emploi de la bouteille, soit tourne vers le haut de manière à apparaitre immédiatement à l'utilisateur. On verra également que la machine permet, accessoirement, le capsulage de la bouteille après la pose de l'étiquette, c'est-à-dire le sertissage, au sommet de la valve, d'une capsule telle que celle désignée 30 sur la figure 1. Cette capsule constitue un témoin commercial de garantie et procure en outre une fermeture étanche de la valve au cas où le clapet de celle-ci présenterait une légère fuite. En complément, on notera que la mise en place de la capsule empêche tout retrait ultérieur, accidentel ou non, de l'éti- quette préalablement passée autour de la valve. L'une des difficultés rencontrées aussi bien au moment de la pose d'une étiquette que du sertissage d'une capsule réside dans le centrage parfait qu'il est nécessaire d'assurer entre l'axe de la valve et l'axe d'une tête portant l'étiquette à poser, ou d'un outil de sertissage. En effet, un mauvais centrage provoquerait une déchirure de l'étiquette, et une impossibilité de procéder à une application correcte et étanche de la capsule. Il a en outre été constaté que l'opération de centrage, qui est essentielle pour parvenir à un résultat satisfaisant, est très pénalisante du point de vue de la cadence de fonctionnement. La pose des étiquettes et le sertissage des capsules sont en effet réalisés en sortie de channes d'emplissage automatisées dont les cadences peuvent atteindre 800 bouteilles par heure, par exemple. L'invention propose une machine permettant de réaliser la pose des étiquettes de façon entièrement automatisée et compatible avec les exigences de cadences précitées. A cet effet, la machine selon l'invention comprend une tête de pose d'étiquette, mobile axialement entre une position haute et une position basse où elle vient coiffer la valve et passer l'étiquette autour de celle-ci, des moyens de centrage préalable de la bouteille, aptes à mettre en alignement l'axe de la tête et l'axe de la valve, des moyens d'alimentation d'étiquette, aptes à prélever d'un lot une étiquette individuelle et à la positionner sous la tête placée en position haute, coaxialement avec cette tête. Avantageusement, la partie de la tête venant coiffer la valve est en forme d'orifice évasé vers le bas, dont la partie étroite a un diamètre voisin du diamètre extérieur de la valve, de manière à former moyen de centrage au moment de l'abaissement de la tête, le centrage de la bouteille et la mise en place de l'étiquette autour de la valve étant alors opérés simultanément. Dans ce cas, il est de préférence prévu, en outre, des moyens vibrateurs de la bouteille, actionnés pendant l'abaissement de la tête, de manière à assiter le centrage de l'axe de la valve sur l'axe de la tête. Selon un mode de réalisation avantageux, la machine de pose d'étiquettes est également apte à procéder au capsulage de la bouteille. A cet effet, elle comprend en outre un outil de sertissage, mobile axialement entre une position haute et une position basse où il vient placer et sertir une capsule sur la valve, l'axe de l'outil et l'axe de la valve ayant été préalablement alignés, des moyens d'alimentation de capsule, aptes à prélever d'un lot une capsule individuelle et à la positionner sous l'outil de sertissage placé en position haute. Dans ce cas, de préférence, les moyens d'alimentation de capsule comprennent un plateau de saisie de capsule et des moyens pour charger sur l'outil la capsule présente sur ce plateau, L'outil de sertissage est mobile en direction transversale simultanément avec la tête, l'outil et la tête étant disposés de telle sorte que lors de l'abaissement de la tête, l'outil de sertissage se trouve au droit du plateau de saisie de capsule, de manière à opérer simultanément la pose de l'étiquette et le chargement sur l'outil de la capsule destinée à cette bouteille. De préférence également, les moyens d'alimentation d'étiquette comprennent un plateau de saisie d'étiquette et des moyens pour charger sur la tête 11 étiquette présente sur ce plateau, et l'outil de sertissage est mobile en direction transversale simultanément avec la tête, l'outil et la tête étant disposés de telle sorte que, lors de l'abaissement de l'outil de sertissage, la tête se trouve au droit du plateau de saisie d'étiquette, de manière à opérer simultanément le sertissage de la capsule et le chargement sur la tête de l'étiquette destinée à la bouteille suivante. La simultanéité d'opérations différentes (centrage de la bouteille, pose de l'étiquette et saisie de la capsule d'une part, sertissage de la capsule sur la bouteille déjà centrée et saisie de l'étiquette suivante d'autre part) permet d'assurer les cadences d'exécution élevées imposées par les chaines d'emplissage actuelles, et ceci grâce à un poste unique et entièrement automatisé pour réaliser les opérations indiquées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure irprécitée, représente schématiquement en perspective le sommet de la bouteille recevant une étiquette et une capsule, la figure 2 est une vue d'ensemble schématique, en perspective, de la machine de pose d'étiquettes et de sertissage de capsules selon l'invention, la figure 3 est une vue agrandie du détail repéré III sur la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe de la tête de centrage et de pose d'étiquette, correspondant au détail repéré IV sur la figure 2. Sur la figure 2, la bouteille 10, qui suit la direction générale aa du convoyeur, a été représentée arrêtée au poste de pose d'étiquette et de capsulage, au moyen d'un dispositif d'arrêt et de précentrage 100. Ce dispositif 100 comprend un vérin 110, commandé par un palpeur non représenté, et portant à l'extrémité de sa tige 120 une butée 130 contre laquelle vient s'irrnrobiliserla bouteille. Ce vérin 110 réalise un précentrage de la bouteille, c'est-à-dire que le décalage éventuel entre l'axe de la valve 11 et l'axe de la tête 350 qui la surmonte reste compris dans une limite prédéterminée, rattrapable par les moyens de centrage décrits par la suite. La bouteille arrêtée à cette position se trouve supportée par un ensemble 200 comprenant un plateau récepteur 210 pouvant être soulevé par un vérin 220, avec actionnement simultané d'un vibrateur 230. Par ailleurs, la tête 350 (représentée en détail figure 4) présente en partie inférieure un orifice 351 évasé, par exemple avec une surface conique 352, et dont la partie supérieure 353 a un diamètre voisin du diamètre extérieur d'une valve de bouteille. Le centrage précis de la bouteille est effectué de la manière suivante : sous l'effet conjugué du vérin 220 qui soulève le plateau récepteur 210 et du vérin 356 qui abaisse la tête 350, cette dernière se rapproche de la valve 11 qu'elle vient coiffer. La réaction de contact de la valve contre la surface conique 352 produit un déplacement transversal de la bouteille amenant son recentrage par rapport à l'axe de la tête. Le vibrateur 230, actionné pendant cette phasede centrage, permet de pratiquement annuler la composante horizontale de la force de frottement de la bouteille sur le plateau 210, de sorte que la force à appliquer à la valve pour recentrer l'ensemble de la bouteille a toujours une valeur très faible. Simultanément avec ce centrage, la pose de l'étiquette est effectuée : à cet effet, avant abaissement de la tête, des-moyens(qui seront décrits par la suite)ont placé sous celle-ci une étiquette, dans la position repérée 20e figure 4 (l'orifice 21 de l'étiquette en forme de disque étant coaxial avec l'axe de la tête). Cette étiquette est maintenue en place par succion au moyen d'orifices d'aspiration 354 débouchant à la périphérie inférieure de la tête et reliés par des conduites 355 à une pompe à vide commandée sélectivement selon que l'on souhaite saisir et maintenir l'étiquette sous la tête (pendant l'opération de pose) ou la relâcher (en fin de pose). Avantageusement, les orifices d'aspiration 354 sont pourvus de soufflets déformables 357, ce qui permet à la tête de fonctionner correctement même en cas de choc contre la bouteille, et assure pendant le centrage une possibilité de déplacement transversal de l'étiquette sans déchirement de celle-ci. On va maintenant décrire le dispositif 300 d'alimentation d'étiquettes, qui permet de prélever d'un lot une étiquette individuelle et de la positionner sous la tête placée en position haute, coaxialement avec cette tête (c'est-à-dire pour la positionner dans la position repérée 20e sur la figure 4). Un ensemble 310 permet le stockage des étiquettes en un empilement 311 dans une goulotte 312 très faiblement inclinée, une masse 313 maintenant une légère pression sur la pile et lui permettant d'avancer au fur et à mesure que les étiquettes individuelles sont prélevées une à une. Un dispositif vibrateur 314 permet de vibrer la pile pendant le prélèvement, de façon à être certain de ne saisir qu'une étiquette à la fois. Le prélèvement est réalisé par un ensemble 320, représenté en détail figure 3 : il comprend un vérin 321 muni d'une tête d'aspiration 322 à l'extré- mité de sa tige 323. Cette tête d'aspiration 322 est orientable sous l'effet des sollicitations extérieures (elle a par exemple la forme d'un soufflet, formant ventouse, en matériau élastomère très souple), et l'axe de la tige 323 est orienté obliquement à la fois par rapport à la première étiquette apparente 20a de la pile 311 et par rapport au plan d'une rampe 330 sur laquelle l'étiquette prélevée viendra glisser en direction de la tête de pose 350. Le fonctionnement de cet ensemble est le suivant : la tige du vérin est sortie (position représentée figure 2), de sorte que la tête d'aspiration 322 vient se plaquer contre la première étiquette 20a de la pile 311 (où l'étiquetteest maintenue en place par exemple par des butées périphériques telles que 315). La tige du vérin est alors rétractée décrits. Une machine de pose d'étiquettes réalisée selon ces enseignements permet sans difficulté d'assurer une cadence de fonctionnement de plus de 800 bouteilles oc heure pour une vitesse de transfert des bouteilles de 20 m par minute. On va maintenant décrire le dispositif 400 de capsulage qui peut être utilisé en complément de la machine de pose d'étiquettes précédemment décrite. Les capsules qui peuvent être utilisées sont par exemple celles décrites dans le brevet FR2 197 781, au nom de la Demanderesse : ces capsules, représentées schématiquement figure 1, comprennent en partie inférieure une pluralité de doigts 31 qui viennent coiffer le sommet de la valve ; un anneau de serrage 32, enfoncé à force par le manchon d'un outil de sertissage, vient serrer ces doigts contre la valve, assurant ainsi un capsulage définitif. Ces capsules sont stockées en vrac dans une trémie 410 d'où elles sont amenées vers un tambour vibrant 420 qui les aligne et les oriente le long d'une rampe d'alimentation 430 jusqu'à un plateau de saisie 440 (position repérée 30a de la capsule). L'outil 450 de sertissage, qui est également porté par le chariot mobile 500, comprend une tige 451 venant s'emboîter dans l'orifice central 33 (figure 1) de la capsule, assurant ainsi la préhension de cette dernière. Cet emboîtement est réalisé par l'actionnement du vérin 441 qui soulève le plateau de saisie de capsule 441 pour que la capsule 30a vienne s' embolter sur l'embout 451. Le chariot 500 est alors déplacé de manière que l'outil de sertissage 450 se trouve au droit de la valve 11 de la bouteille, déjà centrée par l'abaissement (position représentée figure 3), ce qui a pour effet de faire tourner légèrement l'étiquette (position 20b, perpendiculaire à l'axe de la tige du vérin), du fait du retour de la tête d'aspiration orientable 3:22 à sa position libre (cette tête avait en effet été déformée et orientée obliquement par venue au contact de l'étiquette 20a). L'aspiration est alors arrêtée, ce qui a pour effet de relâcher l'étiquette qui vient, sous l'effet de son poids, dans la position 20c au sommet de la rampe 330, le long de laquelle elle continuera à glisser jusqu'd un plateau de saisie d'étiquette 340 (figure 2) où elle s'immobilisera (en position 20d) contre des butées 341. Le dispositif d'alimentation d'étiquette ainsi conçu permet d'amener sur le plateau 340 une et une seule étiquette, avec sa face imprimée toujours tournée vers le haut. En outre, la caractéristique selon laquelle le vérin est muni d'une tête orientable,et selon laquelle la tige de ce vérin est orientée obliquement, permet d'effectuer la prise d'étiquette avec une cinématique très simple, un unique mouvement de translation linéaire d'un vérin étant nécessaire pour aboutir au résultat recherché. Pour venir chercher l'étiquette, la tête de centrage et de pose d'étiquette 350 est portée par un chariot 500 mobile en translation le long de deux rails 510 sous l'effet d'un vérin linéaire 520, Cette tête 350 se déplace entre deux positions où elle se trouve respectivement au droit de la valve (comme représenté sur la figure) et au droit du plateau 340 de saisie d'étiquette. A ce moment, un vérin 342 vient décoller l'étiquette du plateau et la repousser contre la face inférieure de la tête, où elle se trouve maintenue par les orifices de succion précédemment préalable de la tête de centrage et de pose d'étiquette 350. Le manchon 452 de l'outil de sertissage est alors abaissé par le vérin 453, ce qui a pour effet d'appliquer la capsule contre la valve et de repousser de manière irréversible l'anneau 32 jusque dans la position de serrage des doigts 31, correspondant au sertissage définitif (position repérée 32a sur la figure 1). Très avantageusement, l'axe de la valve 11 (après centrage) est situé exactement à mi-distance entre le plateau de saisie d'étiquette 340 et le plateau de saisie de capsule 440. De la sorte, il n'est nécessaire de prévoir que deux positions de travail pour le chariot 500 : une position (celle représentée sur la figure) où la tête 350 est au droit de la valve 11 et l'outil de sertissage 450 au droit du plateau de saisie de capsule 440, et une position où la tête 350 se trouve au droit du plateau de saisie d'étiquette 340, et l'outil de sertissage 450 au droit de la valve 11. De la sorte, les phases de fonctionnement du poste de pose d'étiquette et de capsulage selon l'invention sont les suivantes arrêt et précentrage de la bouteille par venue en butée contre la tête 130 du vérin 110, à à partir de la position d'attente qui est celle représentée à la figure, descente de la tête 350 préalablement munie d'une étiquette et soulment de la bouteille qui est mise en vibration. La tête coiffe alors la valve, centre la bouteille et libère ltéti- quette. Simultanément, l'outil de sertissage 450 vient saisir la capsule 30a présente sur le plateau de saisie de capsule 440, remontée de la tête 350puis déplacement du chariot 500, pose et sertissage de la capsule par l'outil 450 qui se trouve alors au droit de la valve (la bouteille demeurant centrée). Simultanément, préhension de l'étiquette 20d pour la bouteille suivante, par la tête 350 qui se trouve alors au droit du plateau de saisie d'étiquette 340, remontée de l'outil de sertissage, libération de la bouteille, retour du chariot 500 à sa position d'attente, et admission d'une nouvelle bouteille. REVENDICATIONS 1. Une machine de pose d'étiquettes sur des bouteilles, notamment des bouteilles contenant un gaz de pétrole liquéfié, ces étiquettes étant en forme de collerette (20) passée autour d'une valve (11) placée au sommet de la bouteille (10), caractérisée en ce qu'elle comprend une tête (350) de pose d'étiquette, mobile axiale ment entre une position haute et une position basse où elle vient coiffer la valve et passer l'étiquette autour de celle-ci, des moyens de centrage préalable de la bouteille, aptes à mettre en alignement l'axe de la tête et l'axe de la valve, des moyens d'alimentation d'étiquette (300) aptes à prélever d'un lot une étiquette individuelle et à la positionner (20e) sous la tête placée en posi tion haute, coaxialement avec cette tête. 2. Une machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie de la tête venant coiffer la valve est en forme d'orifice (351) évasé vers le bas, dont la partie étroite (353) a un dia mètre voisin du diamètre extérieur de la valve, de manière à former moyen de centrage au moment de l'abaissement de la tête, le centrage de la bouteille et la mise en place de l'étiquette autour de la valve étant alors opérés simultanément. 3. Une machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'il est en outre prévu des moyens vibrateurs (230) de la bouteille, actionnés pendant l'abaissement de la tête, de manière à assister le centrage de lfaxe de la valve sur l'axe de la tête. 4. Une machine selon la revendication i, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation d'étiquette comprennent un plateau (340) de saisie d'étiquette sur lequel est présentée l'étiquette à poser (20d), et en ce que la tête est mobile en direction transversale entre deux positions où elle se trouve respectivement au droit de la valve et au droit de ce plateau de saisie d'étiquette, la tête étant pourvue de moyens de préhension (354, 355) commandés sélectivement de manière à saisir l'étiquette présente sur le plateau de saisie, la maintenir sous la tête pendant le déplacement transversal de la tête, et la relâcher après abaissement final de la tête. 5. Une machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de préhension sont des moyens pneumatiques pourvus d'orifices d'aspiration (354) débouchant à la périphérie inférieure de la tête. 6. Une machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de distribution d'étiquette comprennent une rampe (330) sur laquelle l'étiquette prélevée du lot glisse en direction de la tête, et en ce qu'il est prévu, pour prélever l'éti- quette et la positionner au sommet de la rampe, un vérin (321) muni de moyens orientables d'aspiration (322) à l'extrémité de sa tige (323), cette dernière étant orientée obliquement à la fois par rapport à la première étiquette apparente (20a) du lot et par rapport à la position (20c) de l'étiquette déposée au sommet de la rampe. 7. Une machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le lot d'étiquettes est disposé en un empilement (311) d'orientation générale proche de l'horizontale, et en ce qu'il est prévu des moyens vibrateurs (314) de cet empilement, actionnés au moment du prélèvement de l'étiquette. 8. Une machine selon la revendication 1, également apte à procéder au capsulage de la bouteille, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un outil de sertissage (450), mobile axialement entre une position haute et une position basse où il vient placer et sertir une capsule (30) sur la valve, l'axe de l'outil et l'axe de la valve ayant été préalablement alignés, des moyens d'alimentation de capsule (400), aptes à prélever d'un lot une capsule individuelle et à la positionner (30a) sous l'outil de sertissage placé en position haute. 9. Une machine selon la revendication 8, caractériséeen ce que les moyens d'alimentation de capsule comprennent un plateau de saisie de capsule (440) et des moyens (441) pour charger sur l'coutil la capsule présente sur ce plateau, et en ce que l'outil de sertissage est mobile en direction transversale simultanément avec la tête, l'outil et la tête étant disposés de telle sorte que lors de l'abaissement de la tête, l'outil de sertissage se trouve au droit du plateau de saisie de capsule, de manière à opérer simultanément la pose de l'étiquette et le chargement sur l'outil de la capsule destinée à cette bouteille. 10. Une machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation d'éti- quette comprennent un plateau de saisie d'étiquette (340) et des moyens (342, 354, 355) pour charger sur la tête l'étiquette présente sur ce plateau, et en ce que l'outil de sertissage est mobile en direction transversale simultanément avec la tête, l'outil et la tête étant disposés de telle sorte que, lors de l'abaissement de l'outil de sertissage, la tête se trouve au droit du plateau de saisie d'étiquette, de manière à opérer simultanément le sertissage de la capsule et le chargement sur la tête de 11 étiquette destinée à la bouteille suivante.