Brevet FR2640167A1 — publié le 19900615

Machine automatique de rinçage et de stérilisation de bouteilles La présente invention concerne le domaine du conditionnement de liquides, en particulier de liquides alimentaires, dans des bouteille en verre, ou autres, et plus particulièrement le rinçage et la stérilisation préalables de telles bouteilles et a pour objet une ma- chine automatique de rinçage et de stérilisation de bou- teilles. Les bouteilles neuves sont conditionnées en usine sur des palettes en bois sur une hauteur d'environ cinq laies qui sont séparées entre elles par une couche de carton, l'ensemble étant maintenu sous une housse en matière synthétique thermo-rétractable. La propreté de ces bouteilles est cependant mi- se en cause pour diverses raisons, à savoir notamment à cause d'un phénomène de condensation dû aux variations de température pendant le transport et le stockage ainsi qu'à cause de pénétrations de débris de verre, d'insec- tes ou autres, ou encore d'odeurs indésirables émanant en particulier du carton ou de la matière synthétique. Dans le premier cas, il se produit une forma- tion de gouttelettes qui se déshydratent plus tard à l'intérieur de la bouteille en laissant subsister des traces. Pour obvier à ces inconvénients, les bouteilles neuves sont soumises à un rinçage à l'eau courante, éventuellement additionnée d'un produit stérilisateur. Un tel rinçage peut être effectué manuellement ou au moyen de dispositifs automatiques ou semi-automatiques. A cet effet, on connait actuellement deux pro- cédés de rinçage. Le premier procédé consiste à poser les bouteilles sur une cha ne de transport débouchant par l'intermédiaire d'une étoile de distribution dans un carrousel muni de pinces de préhension des bouteilles par leur goulot. Les bouteilles sont alors retournées afin de recevoir, par exemple, une injection d'eau ou d'air. Le cycle du carrousel étant continu, chaque bou- teille est ramenée dans sa position debout sur la chaîne après égouttage. Le deuxième procédé consiste à pousser simulta- nément plusieurs bouteilles hors de la chaîne de trans- port et à les enfiler dans une rangée de godets qui sont montés dans une roue verticale, dont l'axe est donc ho- rizontal, les goulots étant dirigés en direction dudit axe. Les godets sont disposés tout autour de la roue qui plonge par sa moitié inférieure, dans un bac rempli d'une solution stérilisatrice, généralement à base de S02. Les rangées de godets, qui portent les bouteil- les, plongent donc successivement les unes après les au- tres dans la solution. A la sortie de la solution, après dépassement de l'horizontale, les bouteilles se vident et reçoivent, à un endroit prédéterminé de leur par- cours, une injection d'eau courante. A partir de la position verticale, retournée, des bouteilles, c'est-àdire le goulot étant tourné vers le bas, lesdites bouteilles s'égouttent puis sont éva- cuées sur une chaîne de transport. Les procédés et dispositifs de rinçage connus permettent d'obtenir des résultats relativement satis- faisants; toutefois, le temps d'égouttage est un problè- me crucial limitant la capacité de production horaire de cesdits procédés et dispositifs. En effet, généralement, quatre opérations doi- vent se succéder, à savoir une injection d'une solution sulfureuse suivie d'une injection d'eau courante filtrée après un temps dit "de réaction" et un temps d'égoutta- ge, qui doit être le plus long possible. La capacité de production horaire ne peut être obtenue que par le nombre de pinces saisissant les bou- 2640 167 teilles et, par conséquent, que par agrandissement du diamètre du carrousel, ce qui pose très rapidement un problème d'encombrement quasiment insoluble ainsi qu'un problème de coût de fabrication. Dans le cas d'utilisation d'une machine de rin- çage à roues, les bouteilles ne se trouvent en position renversée que pendant une courte fraction de leur par- cours par rapport à un tour complet de la roue, de sorte qu'un égouttage satisfaisant est difficile à obtenir. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet une machine auto- matique de rinçage et de stérilisation de bouteilles ca- ractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par des godets de réception des bouteilles disposés en satellites dans une roue dont l'axe est horizontal, par un dispositif d'introduction des bouteilles dans les go- dets alimenté par une chaîne de convoyage des bouteil- les, par un dispositif de réception des bouteilles la- vées évacuant ces dernières au moyen d'une chaîne de sortie et; éventuellement, par un carter de protection entourant la roue avec ses satellites sur la partie de parcours s'étendant après le dispositif d'introduction des bouteilles jusqu'au dispositif de réception des bou- teilles lavées. L'invention sera mieux comprise grâce à la des- cription ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisa- tion préféré, donné à- titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale et en cou- pe d'une machine conforme à l'invention la figure 2 est une vue en élévation frontale et en cou- pe suivant la figure 1; la figure 3 est une vue partielle, en élévation latérale et en coupe, représentant l'introduction d'une bouteil- le, et la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 représentant la bouteille en cours de pivotement. Conformément à l'invention, et comme le mon- trent plus particulièrement, à titre d'exemple, les fi- gures 1 et 2 des dessins annexés, la machine automatique de rinçage et de stérilisation de bouteilles est essen- tiellement constituée par des godets 1 de réception de bouteilles 2 disposés en satellites 10 dans une roue 3 dont l'axe 4 est horizontal, par un dispositif 5 d'in- troduction des bouteilles dans les godets 1 alimenté par une chaîne 6 de convoyage des bouteilles 2, qui sont évacuées, après lavage, sur une chaîne de sortie 7 au moyen d'un dispositif de réception 8 et, éventuellement, par un carter de protection 9 entourant la roue 3 avec ses godets 1 montés en satellites 10 sur la partie du parcours des bouteilles 2 qui s'étend après le disposi- tif d'introduction 5 jusqu'au dispositif de réception 8. Les godets 1 sont avantageusement disposés en rangées sur des satellites 10 articulés à leurs extrémi- tés, au moyen de disques 11, sur la roue 3, qui est constituée par des bras en étoile ou par des flasques en forme de disques(en pointillé sur la figure 1), l'arti- culation étant réalisée de telle manière que les godets 1 munis des bouteilles 2 présentent leur centre de gra- vité entre l'axe d'articulation sur la roue 3 et les sa- tellites 10, de sorte que les bouteilles engagées dans les satellites 10 par leur col s'orientent naturellement à la verticale, le goulot vers le bas (figures 1 et 2). Conformément à une caractéristique de l'inven- tion, les godets 1 se présentent chacun avantageusement sous la forme d'un cylindre creux muni à son extrémité tournée vers le satellite 10 d'un rétrécissement de sec- tion pour le logement du col des bouteilles 2 (figure 1). Chaque satellite 10 de montage des godets 1 est pourvu d'une rampe d'injecteurs (non représentée), qui est reliée, de manière connue en soi, à un collecteur de distribution centrale (non représenté). Ainsi, au moyen d'un dispositif de commande automatique (non re- présenté), il est possible d'injecter, sucessivement, pendant la progression par rotation des godets 1 sur les satellites 10 avec les bouteilles 2 à l'intérieur du carter 9, deux fluides, à savoir un fluide de lavage et de désinfection et un fluide de rinçage, de l'eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque satellite 10 peut avantageusement être muni d'une goulotte (non représentée) de réception des fluides de lavage et de rinçage débouchant à une extrémité dans des perçages correspondants d'un disque 11 d'articulation des satellites 10, une gouttière statique 26, reliée au carter 9, entourant la partie inférieure du parcours des disques 11 munis de ces perçages pour récupérer lesdits fluides de lavage et de rinçage. Une telle disposition de circuit de circulation de fluide n'est pas représen- tée en détail dans les dessins, mais est de réalisation parfaitement connue en construction mécanique. En outre, la prévision d'une gouttière statique 26 de réception des fluides de lavage et de rinçage permet d'éviter d'effectuer cette récupération dans le fond du carter 9 et, éventuellement de traiter séparément les deux flui- des en vue de leur réutilisation. Enfin, une telle récu- pération permet également d'éviter des projections de fluides à l'intérieur ou à l'extérieur du carter 9 et de réaliser une séparation du "compartiment mouillé" par rapport au "compartiment sec" afin que les bouteilles rincées restent séches à l'extérieur. Le dispositif 5 d'introduction des bouteilles dans les godets 1 des satellites 10, qui est alimenté par une chaîne 6 de convoyage des bouteilles 2, connue en soi, est avantageusement constitué, d'une part, par un râtelier 13, légèrement incliné par rapport à la ver- ticale, dont la barre horizontale 14 de support des dents sert à l'appui de leviers articulés 15 dont l'ex- trémité est solidaire d'une traverse 16 de levée des bouteilles 2 s'étendant devant les dents du râtelier 13, lesdits leviers 15 étant actionnés, de manière connue, au moyen de vérins ou analogues (non représentés), et, d'autre part, par un rail 17 en forme de levier de bas- culement des bouteilles 2 sur la traverse 16 et le râ- telier 13, monté à pivotement à une extrémité sur un ar- bre d'entraînement 18 actionné par un vérin ou analogue (non représenté), la traverse 16 étant avantageusement munie d'une palette longitudinale 19 s'étendant jusqu'à proximité de la chaîne de convoyage 6. Le dispositif 8 de réception de bouteilles la- vées est constitué par un râtelier pivotant 20, dont l'axe de pivotement 21 s'étend parallèlement et de ni- veau avec la chaîne de sortie 7, et qui est actionné au moyen d'un vérin ou analogue (non représenté) agissant sur ledit axe 21, un rail de butée 22, s'étendant égale- ment parallèlement à la chaîne 7 et au râtelier 20, étant prévu le long de la chaîne 7 au-dessus de cette dernière. Ainsi, les bouteilles 2 déchargées des godets 1 des satellites 10 sur le râtelier 20 et amenées, par pivotement, par ce dernier, sur la chaîne 7, sont main- tenues sur cette dernière. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, chaque satellite 10 est pourvu, sur un de ses axes d'articulations sur la roue 3, d'une roue caoutchoutée ou d'un pignon 23 destiné à coopérer avec une came ou une crémaillère 24, solidaire du carter de protection 9, s'étendant sur un secteur circulaire con- centrique à l'axe de la roue 3, sur la partie du par- cours des bouteilles 2 englobant le déchargement et le chargement de celles-ci et permettant le pivotement des satellites 10 à partir de leur position verticale, le goulot des bouteilles étant tourné vers le bas vers la- dite position de déchargement, ainsi que le retour des- dits satellites 10 dans une position automatique de pi- votement des bouteilles, le goulot tourné vers le bas (figure 1). Selon une autre caractéristique de l'invention, non représentée aux dessins annexés, l'axe d'articula- tion d'au moins un disque 11 de chaque satellite 10 est avantageusement pourvu d'un levier muni à son extrémité 2640 167 libre d'un galet ou patin de guidage coopérant, entre les positions de déchargement et de chargement des bou- teilles, avec un rail de guidage curviligne solidaire de la paroi correspondante du carter 9. Ainsi, une position correcte des satellites 10 avec les godets 1 est parfai- tement assurée pour le déchargement et le chargement des bouteilles 2, une rotation aléatoire des satellites 10, possible dans le cas d'utilisation d'une roue caoutchou- tée 23 coopérant avec une came 24, étant empêchée. La roue 3 est avantageusement entraînée au moyen d'un moteur pas à pas ou par un dispositif à cli- quets ou à croix de Malte. Ainsi, il est réalisé une ro- tation séquentielle de la roue 3 avec les satellites 10 et les godets 1, ce qui est notamment utile pour les opérations de déchargement et de chargement des bouteil- les 2. Afin d'assurer le maintien des bouteilles 2 dans les godets 1 des satellites 10, immédiatement après leur chargement, au moment précis o chaque satellite se repositionne à la verticale sous l'effet du roulement de la roue 23 sur la came 24, la roue 3 est munie, au ni- veau de chaque satellite 10, d'un carénage enveloppant fixé entre les flasques formant la roue 3 et présen- tant une forme de goulotte en arc de cercle s'étendant concentriquement autour de l'axe d'articulation du sa- tellite 10 à partir d'un axe radial issu de l'axe hori- zontal 4 de la roue 3 et passant par l'axe d'articula- tion des satellites 10 sensiblement jusqu'à la sécante de la génératrice des bouteilles 2 reposant dans le râ- telier 13 (figures 3 et 4). Ainsi, lors du chargement des bouteilles 2 dans les godets 1 des satellites 10, la traverse 16 pousse les bouteilles 2 se trouvant sur le râtelier 13 dans lesdits godets 1, les génératrices in- férieures des bouteilles 1 passant alors très près du bord du carénage enveloppant 25. Lors de la rotation suivante de la roue 3, le satellite 10, dont les godets 1 ont été précédemment chargés, effectue une rotation autour de son axe, sous 2640 167 l'effet du frottement ou de l'engrènement de sa roue ou de son pignon 23 sur la came ou la crémaillère 24, afin d'amener progressivement les bouteilles 2 dans une posi- tion verticale, le goulot tourné vers le bas. Au cours des positions intermédiaires de rotation, le carénage enveloppant 25 forme une butée arrière pour le fond des bouteilles 2 empêchant celles-ci de tomber hors des go- dets 1. Lorsque le satellite 10, avec les godets 1 et les bouteilles 2, arrive dans une position de pivote- ment, dans laquelle le centre de gravité de l'ensemble est positionné sous l'axe d'articulation sur la roue 3, qui correspond à la fin de la coopération ou de l'engrè- nement de la roue et de la came ou du pignon 23 et de la crémaillère 24, il pivote automatiquement dans une posi- tion verticale permettant le lavage et le rinçage des bouteilles. Après les opérations de lavage et de rinçage, les bouteilles 2 peuvent s'égoutter dans les goulottes prévues dans les satellites 10, puis ces derniers sont progressivement basculés vers la position de décharge- ment, lors de la poursuite de la rotation de la roue 3, par une nouvelle coopération entre la roue ou le pignon 23 et la came ou la crémaillère 24 (figure 1). A l'arrivée du satellite 10 avec les godets 1 et les bou- teilles 2 dans la position de déchargement, les bouteil- les 2 glissent automatiquement hors des godets 1 sur le râtelier 20 du dispositif d'évacuation 8, un pivotement dudit râtelier 20 vers le haut amenant les bouteilles 2 sur la chaîne de sortie 7, le rail de butée 22 assurant leur maintien sur ladite chaîne de sortie 7 lors dudit pivotement. Les godets 1 du satellite 10 sont alors prêts à la réception de nouvelles bouteilles à laver lors du pas de rotation suivant. Grâce à l'invention, il est possible de réali- ser une machine automatique de rinçage de bouteilles permettant une cadence de traitement élevée tout en assurant un égouttage parfait desdites bouteilles. 2640 167 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sor- tir pour autant du domaine de protection de l'invention. R E V E ND I C A T IONS 1. Machine automatique de rinçage et de stéri- lisation de bouteilles caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée par des godets (1) de récep- tion des bouteilles (2) disposés en satellites (10) dans une roue (3) dont l'axe (4) est horizontal, par un dis- positif (5) d'introduction des bouteilles (2) dans les godets (1) alimenté par une chaîne (6) de convoyage des bouteilles, par un dispositif (8) de réception des bou- teilles lavées évacuant ces dernières au moyen d'une chaîne de sortie (7) et, éventuellement, par un carter de protection (9) entourant la roue (3) avec ses satel- lites (10) sur la partie de parcours s'étendant après le dispositif (5) d'introduction des bouteilles jusqu'au dispositif (8) de réception des bouteilles lavées. 2. Machine, suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que les godets (1) sont avantageusement disposés en rangées sur des satellites (10) articulés à leurs extrémités, au moyen de disques (11), sur la roue (3), qui est constituée par des bras en étoile ou par des flasques en forme de disques, l'articulation étant 2 0 réalisée de telle manière que les godets (1) munis des bouteilles (2) présentent leur centre de gravité entre l'axe d'articulation sur la roue (3) et les satellites (10), de sorte que les bouteilles engagées dans les sa- tellites (10) par leur col s'orientent naturellement à la verticale, le goulot vers le bas; et en ce que les godets (1) se présentent chacun avantageusement sous la forme d'un cylindre creux muni à son extrémité tournée vers le satellite (10) d'un rétrécissement de section pour le logement du col des bouteilles (2). 3. Machine, suivant l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque satelli- te (10) de montage des godets (1) est pourvu d'une rampe d'injecteurs, qui est reliée, de manière connue en soi, à un collecteur de distribution centrale. 4. Machine, suivant l'une quelconque des reven- ll dications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque satellite (10) est avantageusement muni d'une goulotte de récep- tion des fluides de lavage et de rinçage débouchant à une extrémité dans des perçages correspondants d'un dis- que (11) d'articulation des satellites (10), une gout- tière statique (26) , reliée au carter (9), entourant la partie inférieure du parcours des disques (11) munis de ces perçages pour récupérer lesdits fluides de lavage et de rinçage. 5. Machine, suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que le dispositif (5) d'introduction des bouteilles dans les godets (1) des satellites (10), qui est alimenté par une chaîne (6) de convoyage des bou- teilles (2) est avantageusement constitué, d'une part, par un râtelier (13), légèrement incliné par rapport à la verticale, dont la barre horizontale (14) de support des dents sert à l'appui de leviers articulés (15) dont l'extrémité est solidaire d'une traverse (16) de levée des bouteilles (2) s'étendant devant les dents du râte- lier (13), lesdits leviers (15) étant actionnés au moyen de vérins ou analogues, et, d'autre part, par un rail (17) en forme de levier de basculement des bouteilles (2) sur la traverse (16) et le râtelier (13), monté à pivotement à une extrémité sur un arbre d'entraînement (18) actionné par un vérin ou analogue, la traverse (16) étant avantageusement munie d'une palette longitudinale (19) s'étendant jusqu'à proximité de la chaîne de con- voyage (6).- - 6. Machine, suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que le dispositif (8) de réception de bou- teilles lavées est constitué par un râtelier pivotant (20), dont l'axe de pivotement (21> s'étend parallèle- ment et de niveau avec la chaîne de sortie (7), et qui est actionné au moyen d'un vérin ou analogue agissant sur ledit axe (21), un rail de butée (22>, s'étendant également parallèlement à la chaîne (7) et au râtelier (20), étant prévu le long de la chaîne (7) au-dessus de cette dernière. 2640 1 6 7 7. Machine, suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque satellite (10) est pourvu, sur un de ses axes d'articulations sur la roue (3), d'une roue caoutchoutée ou d'un pignon (23) destiné à coopérer avec une came ou une crémaillère (24), solidaire du carter de protection (9), s'étendant sur un secteur circulaire concentrique à l'axe de la roue (3), sur la partie du parcours des bouteilles (2) englobant le déchargement et le chargement de celles-ci et permettant le pivotement des satellites (10) à partir de leur position verticale, le goulot des bouteilles étant tourné vers le bas vers ladite position de déchar- gement, ainsi que le retour desdits satellites (10) dans une position automatique de pivotement des bouteilles, le goulot tourné vers le bas. 8. Machine, suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4 et 7, caractérisée en ce que l'axe d'articulation d'au moins un disque (11) de chaque sa- tellite (10) est avantageusement pourvu d'un levier muni à son extrémité libre d'un galet ou patin de guidage coopérant, entre les positions de déchargement et de chargement des bouteilles, avec un rail de guidage cur- viligne solidaire de la paroi correspondante du carter (9). 9. Machine, suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que la roue (3) est avantageusement en- traînée au moyen d'un moteur pas à pas ou par un dispo- sitif à cliquets ou à croix de Malte. 10. Machine, suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, 7 et 8, caractérisée en ce que, afin d'assurer le maintien des bouteilles (2) dans les godets (1) des satellites (10), immédiatement après leur chargement, au moment précis o chaque satellite se re- positionne à la verticale sous l'effet du roulement de la roue (23) sur la came (24), la roue (3) est munie, au niveau de chaque satellite (10), d'un carénage envelop- pant (25) fixé entre les flasques formant la roue (3) et présentant une forme de goulotte en arc de cercle s'étendant concentriquement autour de l'axe d'articula- tion du satellite (10) à partir d'un axe radial issu de l'axe horizontal (4) de la roue (3) et passant par l'axe d'articulation des satellites (10) sensiblement jusqu'à la sécante de la génératrice des bouteilles (2) reposant dans le râtelier (13).