Brevet FR2616686A1 — publié le 19881223

L'invention est relative a une installation de traitement des corps creux. Elle trouvera tout particullerement son application dans le traitement de surface par pulverisation interieure et exterieure de futs metalliques. Bien que l'invention ait ete développee dans le cadre particulier du traitement de surface intérieure et exterieure de futs métalliques destines a contenir de la biere, elle pourra facilement s étendre à d'autres secteurs d'activité dans lesquels on rencontre un cycle répétitif de pulvérisation à l'intérieur de corps creux. De nombreux corps creux ne peuvent pas être utilisés bruts de fabrication pour contenir certains produits en raison des traces laissees au cours de leur. fabrication. Plus particulierement, lorsqu'il s'agit de produits alimentaires, de nombreuses precautions doivent être prises avant le remplissage pour s'assurer de l'élimination totale des produits industriels de fabrication. De plus, parfois certains traitements chimiques de surface doivent etre réalises pour garantir le corps creux vis-à-vis des réactions du produit alimentaire. A l'issue de la chaine de fabrication, un traitement classique consiste en un degraissage. décapage, passivation et rinçages. D'autres traitements peuvent également être apportés pour bénéficier de propriétés particulieres. Lorsqu'il s'agit de traiter des surfaces planes, il n'est guère rencontré de difficultés. En effet, il est possible de traiter en continu les objets à traiter par simple défilement devant des becs de pulvérisation qui projettent le produit de traitement, le nombre de becs de pulvérisation et la vitesse de défilement devant être ajustés pour que les temps correspondants de traitement soient respectés. Par contre, lorsqu'il s'agit de traiter des corps creux, plus spécialement lorsque l'ouverture du corps creux est de faible dimension, le traitement interne est difficile et délicat. En effet, le bec de pulvérisation doit être introduit à l'intérieur du corps creux pour projeter le produit chimique nécessaire au traitement sur la surface intérieure du corps creux. Le nombre de pulvérisations, les rinçages intermédiaires nécessitent l'introduction de différents becs de pulvérisation pour effectuer chaque opération élémentaire. Le traitement de la surface extérieure des corps creux est -2- par contre plus aisé à réaliser. En effet, les buses de pulvérisation peuvent être disposées à l'extérieur pour projeter le fluide de traitement contre les parois périphériques. Actuellement, devant cette situation très différente entre le traitement intérieur et extérieur des corps creux, on procède par étapes successives, c'est-à-dire, que le traitement extérieur est réalisé dans une installation automatique réalisée sous la forme d'un couloir dans lequel se succèdent les buses de pulvérisation correspondant aux différents traitements à faire. Ensuite, le traitement intérieur des corps creux est réalisé individuellement sur une machine o le corps creux est centre de sorte à faciliter l'introduction d'une buse de pulvérisation intérieure qui ne peut réaliser qu'une étape du traitement chimique, la totalité du traitement de surface devant être réalisée sur plusieurs machines successives spécialisées. Ce procédé de traitement dans lequel on distingue le traitement extérieur du traitement intérieur est coûteux. Il augmente sensiblement le coût de fabrication du corps creux et nécessite un matériel de traitement très divers. Les principales difficultés rencontrées jusqu'à présent pour automatiser le traitement intérieur des corps creux se situent au niveau d'une part du centrage nécessaire de l'objet pour permettre l'introduction d'une buse de pulvérisation et d'autre part des temps de traitement différents selon les produits chimiques utilisés qui constituent autant d'étapes successives à réaliser. Le but principal de la présente invention est de présenter une installation de traitement des corps creux avec laquelle on réalise simultanément le traitement externe et interne de l'objet. Cette opération est réalisée sans intervention extérieure c'est-à-dire avec une bonne productivité et un faible cot. L'installation de traitement peut s'adapter quelle que soit la nature du traitement et en particulier des traitements de différentes natures peuvent se succéder telles que dégraissage, décapage, passivation ou autre. L'installation est susceptible de traiter des corps creux munis d'un orifice de petite dimension tel que la bonde d'un ft métallique à bière. Un autre but de la présente invention est de présenter une 26 16686 -3- installation de traitement de corps creux susceptible de s'integrer dans une - chaîne de fabrication en continu. Pour cela, l'installation se présente sous une forme linéaire comprenant une entrée et une sortie au niveau de laquelle le corps creux délivré est entièrement traité. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et quî.n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, l'installation de traitement des corps creux qui trouvera notamment son application dans le traitement de surface par pulvérisation intérieure et extérieure de fûts métalliques, formée d'une chaine de convoyage longitudinale sur laquelle sont disposés les corps creux dont l'ouverture est dirigée vers le bas, la dite chaine qui définit une succession de postes élémentaires de travail étant compartimentée pour délimiter les différentes zones de traitement, est caractérisée par le fait que les postes de travail comprennent au moins un taquet de centrage des corps creux et une buse de pulvérisation intérieure destinée a pénétrer par l'ouverture inférieure du corps creux a action synchronisée. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 schématise un fût a bière pris à titre d'exemple de corps creux, - la figure 2 schématise la nature des différents traitements à faire subir au corps creux, - la figure 3 schématise la constitution d'une installation de traitement de corps creux selon la présente invention, - la figure 4 schématise le fonctionnement d'un poste de travail, - la figure 5 illustre le fonctionnement du synchronisme de taquet de centrage et buse de pulvérisation intérieure, - la figure 6 illustre le fonctionnement du synchronisme animant le mouvement des portes de compartiment, - les figures 7a, b, c, d et e schématisent les - 4- différentes phases du traitement d'un poste de travail. La présente invention vise une installation de traitement des corps creux. Plus particulièrement, elle trouvera son application dans le traitement de surface par pulvérisation intérieure et extérieure de corps creux. L invention a été développée dans le cadre particulier des fûts métalliques destinés à contenir la bière. L'Homme de l'Art pourra facilement transposer l'installation de l'invention à d'autres types de corps creux. Actuellement, on distingue le traitement des surfaces intérieures des corps creux vis-à-vis des surfaces extérieures même si les traitements sont de même nature. En effet, en raison des difficultés d'introduction des buses de pulvérisation à l'interieur des corps creux, surtout lorsque le goulot est étroit, il est nécessaire d'effectuer ces opérations en reprise sur des machines spécialisées oû les pièces sont parfaitement centrées. Dans ces conditions, le traitement intérieur est coûteux puisqu'il n'est pas réalisé en série et en continu. Ce traitement intérieur est pourtant indispensable lorsque l'on s'adresse à des produits destinés à contenir une matière alimentaire et qu'ils sont bruts de fabrication. On retrouve en effet des résidus de différentes natures qui doivent nécessairement être éliminés pour ne pas polluer le contenu. La figure 1 illustre un fût métallique 1 tel qu'il est conçu pour contenir de la bière. Ce fut est fabriqué à partir d'éléments métalliques emboutis soudés. Le fût comprend une virole extérieure 2 sur laquelle est soudé un fond non illustré et il comporte, pour son remplissage, une bonde 3. La bonde 3 placée au centre du fût 1 présente généralement des dimensions réduites. Il s'agit d'une fabrication standard obtenue après découpage et cintrage de tôles d'acier, En sortie de fabrication, les surfaces sont polluées par les lubrifants, oxydations, décapants et autres. Il est donc nécessaire de procéder tout d'abord à un nettoyage des surfaces externes et internes du fût puis de la mise en place d'une protection lui permettant de résister notamment à l'oxydation et à l'agressivité des produits de remplissage. Le traitement habituel comprend un dégraissage, décapage, et passivation. La réalisation de ces opérations se fait généralement par projection d'agents chimiques avec rinçage intermédiaire. La figure 2 illustre la mise en oeuvre du traitement de surface. Les surfaces externes du fut 1 sont traitées par pulvérisation d'agents chimiques à partir de buses de pulvérisation externes 4. Leur disposition est telle que toutes les surfaces puissent etre couvertes. En ce qui concerne le volume intérieur du fût 1, les parois internes sont traitées grâce à l'introduction d'une buse 5 à travers la bonde 3 qui projette le fluide chimique pour couvrir toute la surface interne. Cette opération est réalisée alors que le fût est renversé c'est-à-dire que la bonde 3 est dirigée vers le bas. Ceci permet une évacuation aisée du fluide chimique pulvérisé à l'intérieur du fût 1 par simple écoulement. Un traitement complet comprend un temps de pulvérisation donné et une succession d'agents chimiques spécialisés. La figure 3 illustre une installation de traitement 6 de corps creux 1 selon la présente invention. Les corps creux 1 sont issus bruts de fabrication et sont destinés à recevoir un traitement intérieur et extérieur simultané. Afin de mieux s'intégrer dans une ligne de fabrication, l'installation de traitement 6 de la présente invention est linéaire, néanmoins d'autres profils auraient parfaitement pu être envisages. L'installation 6 comprend une chaine de convoyage longitudinale 7. Cette chaine est destinée à assurer le transport des fûts métalliques 1 disposée a sa surface, les dits fûts métalliques 1 étant renversés c'est- à-dire ayant la bonde dirigée vers le bas. La chaine de convoyage 7 présente sa partie centrale dégagée pour permettre le passage des buses de pulvérisation intérieure et des taquets de positionnement décrits ultérieurement. A titre d'exemple, -il est possible d'utiliser une chaine de convoyage formée de deux bandes de transport latérales. Les bandes latérales étant distantes, elles offrent un dégagement central. La chaine de convoyage 7 est bordée latéralement par des guides qui assurent l'alignement longitudinal des différents fûts métalliques 1 disposés sur la dite chaine 7. Par conséquent, le calage latéral des fûts métalliques 1 est assuré, seul le positionnement longitudinal doit être encore défini. -6- Pour éviter les projections d'agents chimiques tout autour de la machine, celle-ci est carénée extérieurement pour former un tunnel. Différents traitements chimiques doivent être réalisés et les zones de traitement correspondantes sont compartimentées pour éviter tout mélange et interférence. Dans l'exemple de la figure 3 choisie, l'installation de traitement est divisée en quatre compartiments 8, 9, 10 et 11. Bien entendu, un nombre de compartiments différents pourrait parfaitement être adopté. Les compartiments sont fermés par des portes 12, 13, 14, 15 et 16 qui, en coopération avec les parois extérieures du tunnel, ferment chacun des compartiments. Chaque compartiment comprend une succession de postes élémentaires de travail 17 susceptibles de se réduire jusqu'à un seul poste élémentaire de travail. L ensemble des fts métalliques 1 disposés sur la chaine de convoyage 7 est animé d'un mouvement de translation discontinu qui correspond à la cadence de travail de l'installation 6. Par conséquent, la longueur d'un compartiment sera fonction d'une part de la vitesse d'avancement de la chaine de convoyage et d'autre part du temps nécessaire pour le traitement chimique correspondant. Ainsi, pour accroitre la capacité de traitement de l'installation, il suffit d'allonger la longueur des compartiments, ce qui se traduit par une augmentation correspondante de la vitesse de convoyage de la chaine 7 pour maintenir constant le temps de traitement dans un compartiment. Bien entendu, la détermination des longueurs de compartiments devra être faite lors de la conception de l'installation en fonction de la cadence imposée. Chaque poste de travail 17 doit être à même d'effectuer une opération élémentaire de traitement c'est-à-dire une pulvérisation d'agents chimiques sur la surface interne du corps creux 1. Pour cela, il est nécessaire de pouvoir introduire par la bonde du fût 1 un pulvérisateur. Etant donné les dimensions modestes de l'ouverture de la bonde 3, il est impératif de s'assurer du positionnement et en particulier du centrage du fût 1 pour permettre d'introduire automatiquement le bec de pulvérisation. A cet égard, l'installation de traitement de la présente invention comprend, tel qu'illustré à la figure 4 dans chacun de ses -7- postes de travail 17, au moins un taquet de centrage 18 du corps creux 1 et une buse de pulvérisation intérieure 19 destinée à pénétrer -par l'ouverture 3 du corps creux 1, l'ensemble étant à action synchronisée. Le ou les taquets 18 assurent le calage axial du fût 1, le calage latéral étant assuré rappelons le au moyen des guides latéraux. L'avancement assuré par le convoyeur 7 permet de pousser le fût 1 contre le ou les taquets 18. Le ou les taquets 18 sont escamotables pour qu'en fin de pulvérisation, lorsque la buse 19 est dégagee de la bonde 3, le fût 1 puisse poursuivre son avancement vers le poste de travail suivant. Ce qui est important c'est de caler une fois pour toute la distance séparant les taquets de centrage 18 de la buse de pulvérisation intérieure 19 afin que celle-ci soit centrée par rapport à la bonde 3 du fut métallique 1. De préférence, le ou les taquets 18 et la buse de pulvérisation 19 sont solidaires l'un de l'autre, par exemple en les prévoyant fixes sur une armature 20 inférieure mobile verticalement pour permettre leur mise en oeuvre. Afin que l'installation de traitement puisse fonctionner avec une bonne organisation générale, il est nécessaire que le travail de chacun des postes 17 soit synchronisé. En particulier, il est impératif que l'avancement de chacun des fûts 1 soit réalisé simultanément. Pour cela, l'installation 1 comprend un ensemble de taquets de positionnement 18 solidaires les uns des autres qui définissent chacun un poste de travail tel qu'illustré à la figure 5. Ainsi, l'escamotage de l'ensemble des taquets 18 se fait simultanément pour chacun des postes de travail 17 et de même en ce qui concerne leur mise en place, celle-ci se fait également simultanément pour chacun des postes de travail 17 de telle sorte que le mouvement de tous les fûts 1 présents sur le convoyeur 7 se fait avec un synchronisme parfait. Comme cela est illustré à la figure 4, il est avantageux de solidariser les buses de pulvérisation intérieures 19 avec les taquets 18. Un exemple de conception mécanique de l'ensemble est illustré à la figure 5. Les taquets 18 et buses de pulvérisation intérieures 19 sont fixés sur une poutre centrale 20 qui elle-même est solidaire d'un cadre 21 mobile verticalement. -8- Cette mobilité verticale est assurée au moyen de vérins de levage 22 de type à vis. Le mouvement des vérins de levage a vis 22 est synchronisé par l'intermédiaire d'arbres 23 et renvois d'angle 24, le tout étant entrainé par un moteur 25. De la sorte, le levage et l'abaissement des taquets 18 et buses 19 sont réalisés au moyen du cadre mobile 21. Pour éviter que les vérins 22 de levage ne soient soumis à l'action des produits chimiques, de préférence, ceux-ci sont placés à l'extérieur du carter formant le tunnel. Auquel cas, les orifices permettant le passage des bras de liaison entre le cadre 21 et la poutre 20 sont masqués par un dispositif d'étanchéité solidaire du tunnel. Pour assurer le synchronisme du mouvement des différentes portes 12, 13, 14, 15 délimitant les compartiments, le châssis de l'installation 1 comporte différents portiques 26, 27 tels qu illustrés à la figure 6. Pour leur part, les portes 12, 13, 14, 15 sont solidaires d'un cadre 28, illustré en pointillé dont la sustentation est obtenue au moyen de vérins à vis 29 qui permettent une mobilité verticale du cadre 28. Pour assurer la stabilité du dit cadre 28, le mouvement des vérins à vis 29 est synchronisé à l'aide d'arbres de liaison et renvois d'angles non illustrés. Les buses extérieures sont fixes et placées latéralement pour intéresser toute la surface du fût. Un dispositif de pulvérisation extérieure par rampe tournante peut être installé sur l'un des postes pour permettre un traitement particulier par exemple un rinçage sous haute pression. Ce dispositif est indépendant des cadres mobiles. Les différentes phases d'un traitement élémentaire de pulvérisation sont illustrées aux figures 7. Initialement, le fût 1 issu du poste de travail 17 précédent est véhiculé sur le convoyeur 7 tel qu'illustré à la figure 7a. La poutre support 20 est positionnée de telle sorte que le taquet 18 soit légèrement saillant alors que la buse de pulvérisation intérieure 19 est escamotée. Dans son mouvement, le fût 1 vient heurter le ou les taquets de positionnement 18 ce qui permet un bon centrage du fût 1 tel qu'illustré à la figure 7b. Le centrage étant obtenu, la poutre support 20 est animée 26 16686 d'un mouvement ascendant de telle sorte que la buse de pulverisation intérieure 19 vienne pénétrer par la bonde dans le fut 1. Une fois la buse 19 est en position, les agents liquides chimiques sont injectés de sorte qu'il se crée une pulverisation à l'intérieur du fût 1. Pour favoriser le nettoyage intérieur, un mouvement de va et vient de la buse 19 peut être effectué sur une course définie en fonction de la hauteur du fût à traiter. A l'issue de cette opération, la poutre support 20 est abaissée de sorte que la buse 19 soit escamotée et également les taquets 18. Parallèlement, le cadre 28 est soulevé de sorte à dégager la porte 13 fermant le compartiment de traitement tel qu'illustré à la figure 7d. Lorsque la poutre support 20 est suffisamment abaissée, le fût 1 n'est plus retenu par les taquets 18 et son mouvement d'avancement vers le poste de travail suivant est réalisé tel qu'illustré à la figure 7e. Lorsque le fût 1 s'est avancé jusqu'au poste de travail suivant, la poutre 20 est légèrement remontée de sorte que le taquet 18 soit saillant et la buse de pulvérisation 19 encore masquée et la porte 13 est réabaissée par action sur le cadre 28. Le Schéma correspondant est celui de la figure 7a dans l'attente de l'arrivée d un nouveau fût 1 à traiter. Comme il ressort de la description préceédente, la réalisation d'un poste de travail est indépendante de la nature de l'agent chimique utilisé. De méme en ce qui concerne la pulvérisation extérieure, celle-ci n'est pas indispensable mais peut cependant être opérée simultanément à la pulvérisation intérieure. De par sa conception, l'installation de traitement de la présente invention peut s'adapter à différentes tailles de compartiments seules les dimensions du châssis et cadre support doivent être ajustées en fonction des besoins. Le choix des matériaux pour la construction de l'installation sera fonction de la nature des agents chimiques utilisés. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient également être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. -10- REVENDICATIONS 1. Installation de traitement des corps creux, qui trouvera notamment son application dans le domaine du traitement de surface par pulvérisations intérieure et extérieure de fûts métalliques, formée d'une chaine de convoyage longitudinale (7) sur laquelle sont disposés des corps creux (1) , ladite chaine qui définit une succession de postes élémentaires de travail (17) étant compartimentée pour délimiter les différents zones de traitement (8, 9, 10 et 11), caractérisée par le fait que les postes de travail (17) comportent au moins un taquet de centrage (18) du corps creux (1) et une buse de pulvérisation intérieure (19) destinée à pénétrer par l'ouverture (3) du corps creux (1), à action synchronisée. 2. Installation de traitement selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comprend un ensemble de taquets {18) de centrage solidaires qui définissent chacun un poste de travail (17). 3. Installation de traitement selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'ensemble des buses de pulvérisation (19) intérieure est solidaire des taquets (18) de centrage. 4. Installation de traitement selon la revendication.3, caractérisée par le fait que les taquets de centrage (18) et les buses de pulvérisation intérieure (19) sont fixes sur une poutre (20) mobile qui comprend des moyens de levage. 5. Installation de traitement selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la poutre (20) de support des taquets (18) et pulvérisateurs (19) est solidaire d'un cadre mobile (21) monté sur vérins à vis (22) synchronisés. 6. Installation de traitement selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les différents compartiments (8, 9, 10 et 11) sont délimités par des portes à mouvements synchronisés. 7. Installation de traitement selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les portes (12, 13, 14 et 15) sont solidaires d'un cadre (28) mobile supporté par des moyens de levage synchronisés (29). 8. Installation de traitement selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les moyens de levage sont des vérins à vis (29) synchronisés. 9. Installation de traitement selon la revendication 4, -11- caractérisé par le fait que les taquets de centrage (18) sont légèrement saillants par rapport aux buses de pulvérisation intérieures (19).