Brevet FR2595337A1 — publié le 19870911

L'invention est relative à un procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage h partir de lots de bouteilles conditionnées en vrac, ainsi qu'une installation de mise en oeuvre dudit procédé. Elle trouvera notamment son application chez les embouteilleurs. Dans de nombreux domaines, en particulier dans l'industrie alimentaire des boissons, les liquides sont conditionnés en bouteilles de verre consignées et reprises pour être réutilisées. On connait les inconvénients, notamment sur le plan énergétique, de l'utilisation de verres perdus, aussi l'emploi de bouteilles consignées demeure un facteur essentiel de l'abaissement du prix de revient dans la vente des boissons. En contrepartie, la réutilisation des consignes entraîne une manutention importante. I1 existe des installations permettant de réaliser des tris de bouteilles en fonction de leur forme, ce qui permet l'automatisation du processus au niveau du commerçant. La machine est également capable de payer la somme due au consommateur en fonction des consignes remises par ce dernier. Généralement, les bouteilles consignées et reprises par le commerçant sont placées en vrac dans des chariots en attente. Lors de tournées, les verres vides sont repris par des transporteurs, la marchandise étant conditionnée en vrac. Les bouteilles vides, une fois ramenées chez l'embouteilleur, doivent être disposées sur une chaîne de convoyage afin qu'elles puissent passer dans une installation automatisée de nettoyage dans laquelle elles sont rincées préalablement à leur réemploi. De nombreuses difficultés se font sentir à ce niveau car, entre la livraison en vrac des bouteilles par les transporteurs et leur mise en place sur une chaîne de convoyage où elles doivent être mises debout et alignées, il n'existe actuellement aucune installation à grande capacité qui donne satisfaction. Le recours manuel est obligatoire lorsqu'il s'agit de dépasser des cadences avoisinant huit mille bouteilles par heure. Il s'agit d'un travail pénible en raison des nombreuses nuisances existantes, toutefois les installations automatiques actuelles ne peuvent remplacer la main d'oeuvre lorsqu'il s'agit de traiter de l'ordre de seize à vingt mille bouteilles par heure. Les machines actuelles, qui permettent de traiter des bouteilles en vrac pour en obtenir le rangement sur une bande de convoyeur par exemple, utilisent les vibrations pour obtenir le déplacement des bouteilles et leur orientation. Les mécanismes vibrants trouvent de nombreuses applications en particulier pour le chargement de -pièces telles que des vis et sont bien adaptés lorsque les objets à déplacer sont de petite dimension. Par contre, lorsqu'il s'agit de traiter des bouteilles, il existe des incompatibilités qui diminuent fortement l'efficacité de la solution employée. Le verre est un élément fragile qui souffre des chocs et les vibrations par les secousses qui sont engendrées peuvent provoquer si elles sont trop importantes un certain nombre de casses. Par ailleurs, les mécanismes vibrants n'autorisent que des déplacements faibles et lorsqu'il s'agit de traiter des objets aussi volumineux que des bouteilles, la vitesse de déplacement représente un élément essentiel du rendement de l'installation. Enfin, l'orientation et le rangement des bouteilles sont réalisés grâce à l'utilisation de trappes ou- portillons de sortie qui sont des éléments passifs, c'est-à-dire qu'il n'y a pas une action mécanique orientée de rangement mais que la bouteille, dans son mouvement incessant aléatoire, vient, à un moment quelconque, se positionner de telle sorte qu'elle puisse précisément être évacuée. Cette absence d'action mécanique extérieure augmente considérablement le temps de rangement moyen nécessaire pour orienter convenablement les bouteilles. Le but principal de la présente invention est de présenter un procédé de rangement de bouteilles qui permette de s'affranchir totalement de toute opération manuelle et qui, en outre, soit très performant sur le plan de la capacité de traitement. Malgré la production élevée qui peut être obtenue grâce à l'utilisation du procédé de la présente invention, les contraintes exercées au niveau des verres vides sont minimisées pour éviter toute casse. Un autre but de la présente invention est de présenter un procédé de rangement de bouteilles vides dans lequel le nombre de mouvements imposés aux bouteilles traitées est réduit. Un autre but de la présente invention est de présenter une installation de rangement de bouteilles vides à partir de lots de bouteilles en vrac, qui soit entièrement automatisée et qui présente un encombrement relativement réduit. L'installation présente une grande fiabilité en raison du nombre réduit de pièces en mouvement, ce qui permet également un abaissement sensible du coût de revient. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante qui n'a pas pour but de la limiter. Le procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage à partir de lots de bouteilles conditionnées en vrac dans des chariots, qui trouvera notamment son application chez les embouteilleurs, est caractérisé en ce que - on place en tas les lots de bouteilles en vrac sur une zone tampon, - on couche et oriente la partie inférieure des tas de bouteilles selon le sens du mouvement, - on dirige les bouteilles couchées et orientées vers une zone d'évacuation, - on refoule le surplus de bouteilles entraînées par l'opération précédente dans la zone tampon pour n'obtenir qu'une seule couche de bouteilles évacuées, - on fait basculer certaines bouteilles pour que toutes présentent le col dirigé selon un sens déterminé, - on redresse les bouteilles sur leur base, - on les pousse sur la chaine de convoyage. L'installation de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage selon une mise en oeuvre du procédé précédent, qui comporte une zone tampon sur laquelle sont renversés les lots de bouteilles en vrac, est caractérisée par le fait que la zone tampon présente des moyens pour coucher et orienter les bouteilles devis des couloirs longitudinaux d'évacuation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 schématise les différentes étapes du procédé de rangement de bouteilles vides de la présente invention, - les figures 2a, 2b et 2c illustrent les détails des phases du mouvement de rotation imprimé aux bouteilles pour les ranger dans les couloirs longitudinaux de transport, - les figures 3a à 3h schématisent les différentes étapes du mouvement de basculement subi par les bouteilles vides afin de les faire basculer et de les ranger debout, - les figures 4a à 4d représentent les différentes étapes du mouvement imposé aux bouteilles vides déjà orientées correctement, pour les redresser, - les figures 5 et 6 représentent respectivement en vue de face et de dessus le poste de chargement de l'installation de rangement de bouteilles de la présente invention, - les figures 7 et 8 représentent respectivement en vue de face et de dessus la zone tampon qui permet de coucher et d'orienter les bouteilles vides, - les figures 9 et 10 représentent respectivement en vue de face et de dessus la zone d'évacuation des bouteilles vides dans laquelle les bouteilles basculent et sont acheminées sur la chaîne de convoyage à alimenter. La présente invention vise un procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage à partir de lots de bouteilles conditionnées en vrac dans des chariots ainsi qu'une installation de rangement selon une mise en oeuvre dudit procédé. Elle trouvera notamment son application chez les embouteilleurs pour le réemploi de bouteilles vides consignées. Dans de nombreux secteurs, en particulier celui des boissons alimentaires, les bouteilles de conditionnement sont consignées au consommateur et reprises par le producteur afin d'être réutilisées. Ce mouvement permet une diminution des coûts particulièrement sensible dans les produits d'usage courant. Néanmoins, avant d'être réemployées, ces bouteilles doivent faire l'objet d'un rinçage réalisé dans une installation de nettoyage automatisée dont le chargement est assuré par une chaîne de convoyage sur laquelle sont disposées à la suite les unes des autres les bouteilles vides. La mise en place des bouteilles vides sur la chaîne de con voyage pose des problèmes étant donné que ces dernières doivent être placées droites, en ligne, sur la bande du convoyeur, alors qu'elles sont acheminées en vrac. La présente invention concerne précisément un procédé et une installation qui permettent, à partir de lots de bouteilles conditionnées en vrac, de les ranger -debout, en ligne, sur une chaîne de convoyage. Généralement, les lots de bouteilles vides sont livrés par les commerçants dans des grands chariots grillagés, néanmoins d'autres possibilités de livraison en vrac peuvent parfaitement être envisagées. La présentation initiale du produit selon la présente invention importe peu. En se référant à la figure 1, le lot (1) de bouteilles vides est regroupé dans un container (2). Comme cela apparaîtra au cours de la description suivante, la forme des bouteilles importe peu, néanmoins il est souhaitable d'adopter le traitement d'un format standard. Le lot de bouteilles vides (l) est, selon le procédé de la présente invention, tout d'abord placé sous forme de tas sur une zone tampon (3). Cette opération peut par exemple être réalisée en renversant le container (2) au-dessus de la zone tampon (3). Pour éviter la chute brutale des bouteilles vides, de préférence durant l'opération de retournement du container (2) on applique un plateau presseur (4) à la surface dudit container pour éviter que les bouteilles fassent une chute importante. A l'issue de cette opération, les bouteilles vides sont donc réparties pêle-mêle sur la zone tampon. On couche et on oriente alors la partie inférieure du tas de bouteilles déposées sur la zone tampon (3) selon le sens du mouvement. Pour faciliter la compréhension, la figure 1 ne présente que deux bouteilles (5) et (6) sur la zone tampon (3). Un mouvement de rotation est imprimé aux bouteilles de sorte à les faire pivoter sur elles-mêmes et qu'elles s'orientent parallèlement au sens du mouvement. Une fois orientées, les bouteilles sont dégagées vers une zone d'évacuation (7). Des couloirs de guidage (8) maintiennent les bouteilles (9) en place selon le sens du mouvement. Parallèlement au dégagement des bouteilles de la couche inférieure, on refoule le surplus de bouteilles qui a tendance à être entraîné par les couches inférieures. Le refoulement du surplus de bouteilles a lieu dans la zone tampon (3) de sorte qu'un peu à la fois, par sa partie inférieure, le tas de bouteilles vides est pris en charge pour être rangé. Jusqu'à présent, la direction des bouteilles a été imposée mais non leur sens ; aussi trouve-t-on dans la zone d'évacuation des bouteilles présentant un col dirigé vers l'avant du mouvement et des bouteilles présentant un col dirigé vers l'arrière du mouvement. Pour harmoniser le sens de mise en place des bouteilles, on fait basculer certaines bouteilles pour que toutes présentent un col dirigé selon un sens déterminé. A la figure 1, le basculement (10) est réalisé pour le col soit disposé à la partie arrière de la bouteille, ceci à titre d'exemple. Enfin, on redresse les bouteilles sur leur base afin qu'elles tiennent debout, il s'agit de l'étape (11), puis les bouteilles sont poussées sur la chaîne de convoyage (12). Pour coucher les bouteilles dans la zone tampon (3), on utilise d'une part des moyens mécaniques qui seront décrits ultérieurement et d'autre part, on emploie des surfaces mobiles présentant à leur partie supérieure un profil en pente. Les pentes créent un déséquilibre au niveau de la bouteille qui, par manque de stabilité, se couche. Les détails du'procédé d'orientation des bouteilles sont illustrés aux figures 2a, 2b et 2c. Tout d'abord, la surface de la zone tampon (3) est composée d'un certain nombre de couloirs (8) longitudinaux. Ces couloirs (8) sont bordés par des flancs (13) mobiles dont le profil supérieur (14) présente une série de pentes. La figure 2a illustre le cas d'une bouteille (15) couchée disposée transversalement sur les flancs (13). Chacun des flancs (13) est animé d'un mouvement en sens contraire symbolisé par les flèches (16) et (17). Ce mouvement en sens contraire a pour conséquence de faire pivoter la bouteille (15) selon un mouvement tournant symbolisé par la flèche (18) à la figure 2b. Ainsi, progressivement, la bouteille (15) s'oriente selon la direction longitudinale du couloir (8). Après un déplacement suffisant des flancs (13), tel que symbolisé à la figure 2c, la bouteille (15) prend l'orientation exacte du couloir (8) et donc pénètre dans l'intervalle séparant les flancs (13). A l'issue de cette opération, la bouteille (15) est donc parfaitement orientée. Dans l'exemple choisi précédemment, les flancs (13) sont animés d'un mouvement continu, toutefois dans la pratique il est préférable de créer un mouvement alternatif des flancs (13) en opposition de phase. Ce mouvement permettant de créer une mise en rotation des bouteilles de la couche inférieure du tas déposé sur la zone tampon (3). L'évacuation de la bouteille orientée (15) pourrait par exemple être obtenue en plaçant un transporteur à bande au fond du couloir (8) entre les flancs (13). La bouteille, qui repose sur le transporteur à bande, peut ainsi être dirigée vers la zone d'-évacuation. Les figures 3a à 3h illustrent les différentes phases du mouvement de basculement imposé aux bouteilles afin d'uniformiser le positionnement de leur col. Tout d'abord, on imprime à la bouteille (20) un mouvement de descente par exemple dans une goulotte (19). Si le col (21) de la bouteille (20) est dirigé vers l'avant de celle-ci, tel qu'illustré à la figure 3b, on retient alors le col (21). Cette action, conjuguée avec la vitesse de la bouteille (20) provoque le basculement de la bouteille qui culbute tel qu'indiqué aux figure 3c, d, e et f. A l'issue de cette opération de basculement, la bouteille se retrouve avec le col (21) dirigé vers l'arrière du mouvement, tel qu'illustré à la figure 39. La bouteille va alors être redressée et peut tenir debout, tel qu'illustré à la figure 3h. Au cas où la bouteille présenterait un col (21) dirigé vers l'arrière, aucune action n'est exercée au niveau du col (21) tel qu'illustré aux figures 4a, b et c. En l'absence de toute action, la bouteille ne subit aucun basculement et se retrouve à l'issue de l'étape en bonne position pour se maintenir debout, tel qu'illustré à la figure 4d. Ainsi, selon le procédé de la présente invention, par simple action de retenue sur le col (21) de la bouteille (20), l'opération qui n'est effectuée que si la bouteille présente un col dirigé vers l'avant du mouvement, il est possible de procéder au basculement de la bouteille pour la mettre en place correctement. Ainsi, selon le procédé de la présente invention, il est possible, en partant d'un lot de bouteilles en vrac, de les redresser pour les diriger vers une chaîne de convoyage. Les figures 5 et 6 représentent respectivement en vue de face et en vue de dessus le poste de chargement de l'installation de rangement de bouteilles vides selon la présente invention. I1 s'agit d'un poste de chargement à deux chariots (22) et (23). Les chariots contenant les bouteilles vides en vrac sont placés dans des monte-charge (24) et (25) munis respectivement de portes frontales (26) et (27) dont la fermeture est assurée au moyen de vérins (28) et (29). Les cages des monte-charge présentent dans leur partie supérieure deux plateaux presseurs (30) et (31) qui évitent, lors de l'opération de basculement que les bouteilles ne puissent s'échapper et tomber d'une grande hauteur. Les monte-charge (24) et (25) sont articulés autour d'un axe de rotation (32). L'effort nécessaire à la levée du monte-charge est donné par un vérin (33). Il est ainsi possible d'élever la charge au-dessus de la zone tampon (3) et de libérer les bouteilles vides 'en vrac au-dessus de cette zone. Ces moyens de transbordement sont connus de l'Homme de l'Art et d'autres mises en oeuvre peuvent parfaitement être utilisées tel qu'un élévateur à bande, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Les figures 7 et 8 représentent, respectivement, en vue de face et vue de dessus la zone tampon de l'installation sur laquelle sont déposés les lots de bouteilles vides en vrac. Cette zone tampon (3) présente des moyens pour coucher et orienter les bouteilles dans des couloirs (8) longitudinaux d'évacuation. A cet égard, la surface de la zone tampon (3) est divisée en couloirs longitudinaux (8) séparés par des flancs (13). Les moyens pour coucher et orienter les bouteilles vides se présentent sous la forme de flancs mobiles (13) dont le profil supérieur (14) est sinueux. De préférence, le mouvement imprimé aux flancs (13) est un mouvement alternatif en opposition de phase par rapport au voisin pour obtenir le mouvement tournant décrit aux figures 2a, b et c. Le mouvement alternatif imposé aux flancs (13) est donné, dans l'exemple choisi, par l'intermédiaire de vérins (34) disposés à la partie inférieure de la zone tampon (3). Le fond des couloirs (8) est formé par un ensemble de bandes transporteuses (8) qui permettent de diriger les bouteilles couchées et rangées vers la zone d'évacuation (7). Etant donné le déplacement imposé aux couches inférieures du tas de bouteilles vides reposant sur la zone tampon (3), il est nécessaire de retenir toutes les couches supérieures pour ne permettre l'évacuation que de la couche inférieure. Cet effort de retenue est assuré par l'intermédiaire de traverses (35), (36) et (37) qui sont assurées d'un mouvement oscillant pour repousser les bouteilles vers la zone tampon. Ne sont évacuées de la zone tampon que des bouteilles couchées, orientées, sur une seule couche. A cet égard, il faut préciser que si une bouteille reposait debout sur la zone tampon (3) dans un couloir (8), les traverses (36) et (37) coucheraient la bouteille en question. Les couloirs (8) acheminent les bouteilles vides vers la zone de basculement et de redressement (10) de l'installation, tel qu'illustré respectivement en vue de face et de dessus aux figures 9 et 10. La zone d'évacuation (7) présente des moyens pour provoquer le basculement des bouteilles afin d'orienter les cols selon une même direction. Dans l'exemple choisi, les couloirs (8) mènent les bouteilles vers des goulottes (19) dont le fonctionnement est expliqué aux figures 3e à 3h et 4a à 4d. Ces goulottes (19) à pente variable présentent une fente (38) dont la largeur est supérieure à celle d'un col mais inférieure à celle du corps de la bouteille. Ainsi, si le col est dirigé vers l'avant du mouvement de descente de la bouteille dans la goulotte (19), immanquablement le col de la bouteille pénètre dans la fente (38) de la goulotte (19). En pénétrant dans cette fente (38), le col est retenu alors que la bouteille était animée d'un mouvement de descente. Ce blocage d'une extrémité de la bouteille provoque son basculement qui fait ainsi demi-tour de sorte à ce que, à l'issue de la goulotte, le col de la bouteille soit dirigé vers l'arrière. Au contraire, si le col de la bouteille était dirigé dès l'origine vers l'arrière du mouvement de descente, le corps de la bouteille ne peut pénètrer dans la fente (38) en raison de son étroitesse et la bouteille poursuit son mouvement sans subir le mouvement de culbute. De préférence, on dispose dans la partie finale de la goulotte (19) une lame de ressort de façon à freiner le mouvement de la bouteille afin de ralentir sa chute. Le profil de la goulotte (19) est tel qu'il provoque un redressement de la bouteille de façon à la faire tenir debout sur sa base en sortie de goulotte. Les bouteilles sont déposées dans la partie centrale d'un transporteur à bande intermédiaire (39). L'élasticité de la bande du transporteur (39) permet d'amortir la tombée de la bouteille. Le transporteur à bande (39) pousse les bouteilles sur la chaîne de convoyage (12) de l'installation de nettoyage des bouteilles vides. D'autres moyens de basculement des bouteilles vides auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. En particulier, des mécanismes à tronçons pivotants dans un sens ou dans un autre selon la position de la bouteille dans le tronçon auraient également pu être envisagés pour permettre le redressement des bouteilles sur la chaîne de convoyage. Un dispositif à cellule électrique, par exemple, peut permettre de détecter l'orientation de la bouteille dans le tronçon pivotant de sorte à commander le mouvement de rotation de celui-ci dans un sens ou dans un autre en fonction de la position de la bouteille. La goulotte présente cependant l'avantage d'une grande simplicité de mise en oeuvre et donc sera de préférence utilisée. La capacité de traitement de l'installation est fonction du nombre de couloirs (8) utilisés et, par exemple, avec vingt deux couloirs, il est possible de traiter jusque vingt mille bouteilles à l'heure. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage à partir de lots de bouteilles conditionnées en vrac dans des chariots qui trouvera notamment son application chez les embouteilleurs, c a r a c t é r i s é en ce que - on place en tas les lots de bouteilles en vrac sur une zone tampon (3), - on couche et oriente la partie inférieure des tas de bouteilles (5) et (6) selon le sens du mouvement, - on dirige les bouteilles couchées et orientées (9) vers une zone d'évacuation (7), - on refoule le surplus de bouteilles entraînées par l'opération précédente dans la zone tampon (3) pour n'obtenir qu'une seule couche de bouteilles évacuées, - on fait basculer certaines bouteilles pour que toutes présentent un col dirigé selon un sens déterminé, - on redresse les bouteilles sur leur base, - on pousse les bouteilles sur la chaîne de convoyage (12). 2. Procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'on couche les bouteilles (15) dans la zone tampon (3) en les posant sur une surface mobile présentant des pentes (14). 3. Procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'on oriente la couche inférieure du tas de bouteilles en vrac en l'animant d'un mouvement alternatif de rotation pour diriger les bouteilles (15) selon des couloirs (8) longitudinaux d'évacuation. 4. Procédé de rangement de bouteilles vides sur une chaîne de convoyage, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'on provoque le basculement des bouteilles (20) en les animant d'un mouvement de descente et en retenant les cols (21) dirigés vers l'avant pour obtenir le retournement desdites bouteilles (20). 5. Installation de rangement des bouteilles vides dans une chaîne de convoyage à partir de lots de bouteilles conditionnées en vrac dans des chariots, selon une mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, qui comporte une zone tampon (3) sur laquelle sont renversés les lots de bouteilles en vrac, c a r a c t é r i s é e par le fait que la zone tampon (3) présente des moyens pour coucher et orienter les bouteilles vides (15) dans des couloirs longitudinaux d'évacuation (8). 6. Installation de rangement de bouteilles vides, selon la revendication 5, c a r a c t é r i s é e par le fait que les moyens se présentent sous la forme de flancs (13) mobiles dont le profil supérieur (14) est sinueux. 7. Installation de rangement de bouteilles vides, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait que les flancs (13) sont animés d'un mouvement alternatif en opposition de phase par rapport à leur voisin. 8. Installation de rangement de bouteilles vides, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'entre les flancs (13) sont disposées au fond des couloirs (8) des bandes transporteuses. 9. Installation de rangement de bouteilles vides, selon une mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, qui comporte une zone d'évacuation (7) des bouteilles vers une chaîne de convoyage (12), c a r a c t é r i s é e par le fait que la zone d'évacuation (7) présente des moyens pour provoquer le basculement des bouteilles vides afin d'orienter leur col (21) selon une même direction. 10. Installation de rangement de bouteilles vides, selon la revendication 9, c a r a c t é r i s é e par le fait que les moyens se présentent sous la forme d'une goulotte (19) ayant une pente variable et dotée d'une fente (38) de la largeur d'un col (21) de bouteille (20).