Brevet FR2654702A1 — publié le 19910524

i La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de transfert d'opercules ou couvercles quelconques dans une machine de conditionnement stérile de récipients également quelconques et tels que par exemple des gobelets. Elle vise également un dispositif pour l'exécution de ce procédé. On connaît déjà, d'une manière générale, des procédés de transfert d'opercules ou couvercles dans une machine de conditionnement de récipients, et qui consistent essentiellement à saisir les opercules pour pouvoir les acheminer ensuite vers la machine dans une enceinte stérile o ils sont déposés puis thermoscellés sur lesdits récipients qui peuvent contenir un produit ou une denrée alimentaire quelconque. Toutefois, ces procédés présentent des inconvénients en ce que notamment les moyens mécaniques assurant la préhension et le transfert des opercules effectuent nécessairement un certain trajet entre l'atmosphère extérieure non stérile et l'enceinte stérile de la machine o sont conditionnés les récipients, de sorte que, finalement, la stérilité de l'enceinte est détruite ou à tout le moins altérée ce qui, comme on le comprend, est préjudiciable à la qualité des produits conditionnés. Il convenait donc de proposer un procédé et un dispositif de transfert d'opercules qui remédie aux inconvénients ci-dessus, c'est-à-dire qui résoud le problème du maintien de la stérilité de l'enceinte de conditionnement des récipients en cas de convoyage d'opercules depuis l'extérieur vers l'intérieur de cette enceinte stérile. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de transfert d'opercules, couvercles ou analogues dans une machine de conditionnement stérile de récipients quelconques, du type consistant à saisir les opercules pour les acheminer ensuite vers la machine o il sont déposés en atmosphère stérile, sur les récipients contenant un produit ou une denrée quelconque et qui doivent être obturés par lesdits opercules, caractérisé en ce que, pour acheminer les opercules vers la machine, on pince chaque opercule avec une première pince, on le déplace ainsi en direction de la machine, on reprend l'opercule avec une deuxième pince en vis-à-vis de la première pince, on relâche l'opercule de la première pince que l'on fait revenir à sa position initiale pour qu'elle puisse saisir un deuxième opercule en même temps que l'on pince, à l'aide d'une troisième pince l'opercule en attente et déjà saisi par la deuxième pince, on ouvre cette deuxième pince, on transfère les deux opercules respectivement saisis par la première et la troisième pinces en direction de la machine, puis on reprend ces deux opercules avec deux pinces en vis-à-vis de la première et de la troisième pinces, et ainsi de suite. On comprend donc déjà que le transfert d'une pince à l'autre des opercules permettra un acheminement progressif et mécaniquement sûr et fiable des opercules vers la machine, sans parler du fait que ces opercules pourront présenter des dimensions et des formes quelconques sans aucun inconvénient, c'est-à-dire sans nuire à la fiabilité du procédé. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, chaque opercule est déposé dans la machine de conditionnement sur un réceptacle sous lequel on pousse un récipient à obturer, et on effectue un soudage préalable et ponctuel de l'opercule sur le récipient tout en dégageant cet opercule du réceptacle par poussée sur le dessus de l'opercule, ce après quoi on effectue le thermoscellage de l'opercule sur le récipient. L'invention vise encore un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé répondant aux caractéristiques ci-dessus, et caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux organes porte-pinces allongés sensiblement parallèles et pénétrant par une extrémité dans une enceinte de conditionnement stérile de récipients, l'un de ces organes pouvant être animé, suivant sa direction longitudinale, d'un mouvement alternatif par rapport à l'autre organe porte-pinces qui demeure fixe en translation. On observera déjà ici que l'extrémité de l'organe porte-pinces fixe et de l'organe porte-pinces mobile pénètrant dans l'enceinte stérile de la machine, demeure dans cette enceinte stérile, de sorte que la stérilité de cette enceinte est préservée, ce qui ne serait pas le cas si le transfert des opercules était effectué par des moyens mécaniques passant de l'extérieur vers l'intérieur de l'enceinte stérile de conditionnement des récipients. Le dispositif selon cette invention est encore caractérisé en ce que chaque organe porte-pinces est constitué par deux tiges parallèles et rotatives comportant chacune une succession de platines ou analogues qui sont en vis-à-vis entre les deux organes porte-pinces. Suivant une autre caractéristique de ce dispositif, l'extrémité des organes porte-pinces ou tiges précitées, opposée à celle pénètrant dans l'enceinte de conditionnement, est raccordée à un bâti comportant un magasin d'opercules, un système de transfert par ventouses ou analogues des opercules du magasin vers l'organe porte-pinces mobile et des moyens d'actionnement dudit système de transfert et dudit organe porte-pinces mobile. On précisera encore ici que les deux organes porte-pinces forment entre le bâti précité et l'enceinte de conditionnement des récipients une passerelle sous laquelle est agencé un système de stérilisation des opercules pendant leur parcours, et qui est entourée par un tunnel reliant de façon étanche le bâti à l'enceinte de conditionnement. Dans l'enceinte de conditionnement, et en dessous de l'extrémité des deux organes porte-pinces pénètrant dans cette enceinte, est prévue au moins une barre supportant au moins un réceptacle pour les opercules et actionnable verticalement par un chariot portant l'organe porte-pinces mobile. Suivant encore une autre caractéristique, la barre précitée est actionnable par l'intermédiaire d'au moins un levier ou analogue et est interposée entre des moyens de poussée des récipients et une tête de soudage préalable et ponctuel des opercules sur les récipients. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels la figure 1 est une vue de côté très schématique et partielle d'un dispositif conforme aux principes de l'invention; la figure 2 est une vue de dessus, également schématique et partielle, de ce dispositif; la figure 3 est une vue en bout, suivant la flèche III de la figure 1 de deux organes porte-pinces la figure 4 est une vue schématique et en élévation, suivant la flèche IV de la figure 2, de l'extrémité des organes porte-pinces pénètrant dans l'enceinte stérile de la machine de conditionnement des récipients, et des moyens associés permettant la dépose des opercules sur les récipients par l'intermédiaire de réceptacles; la figure 5 est une vue agrandie et en coupe axiale d'un réceptacle avec les éléments essentiels qui lui sont associés; et la figure 6 est une vue schématique illustrant la séquence des opérations de pinçage permettant l'acheminement des opercules dans la machine de conditionnement stérile des récipients. En se reportant notamment aux figures 1 et 2, on voit qu'un dispositif conforme à cette invention est essentiellement constitué d'un châssis 1 avec poutres horizontales 2 supportant une pluralité d'organes portepinces, susceptibles d'acheminer des opercules O vers une machine de conditionnement de récipients ou gobelets R comprenant notamment des moyens de convoyage, de remplissage et de thermoscellage de ces récipients qui n'ont pas été représentés puisqu'ils ne font pas partie de la présente invention, et qui fonctionnent dans une enceinte stérile E. Le châssis horizontal 1 avec ses organes porte-pinces forme en quelque sorte une passerelle pour les opercules 0, cette passerelle étant supportée à une extrémité par un bâti 3 reposant sur le sol, et à son autre extrémité par la machine ou enceinte E de conditionnement stérile des récipients R. Comme on le voit bien sur les figures 1 à 3, le châssis 1 supporte, par l'intermédiaire de traverses 4 reliant les poutres 2, plusieurs paires d'organes porte-pinces, trois suivant l'exemple représenté, et qui sont repérées respectivement et d'une manière générale en Pl' P 2 et P 3 * Ces paires d'organes porte-pinces présentent une structure identique et, pour plus de simplicité, on décrira ci-après leur structure en se référant seulement à la paire d'organes porte-pinces Pl qui est bien visible sur la figure 3. L'un 5 des deux organes porte-pinces de la paire Pl est constitué par deux tiges 6 parallèles et rotatives qui comportent chacune une succession de platines 7 On comprend que la rotation dans un sens ou dans l'autre des tiges 6 pourra provoquer l'ouverture ou la fermeture de la pince constituée par deux platines 7 en regard, c'est-à-dire la préhension ou le relâchement d'un opercule 0. L'autre organe porte-pinces 8 de la paire Pl se compose lui aussi de deux tiges parallèles et rotatives 9 comportant chacune une succession de platines 10 en regard des platines 7, comme on le voit bien sur la figure 3 On comprend donc déjà qu'on pourra transférer les opercules d'une pince 5 à l'autre 8 ou inversement par actionnement de ces pinces. L'organe porte-pinces 5, constitué par les deux tiges 6, est solidaire d'un chariot repéré en 11 sur la figure 4, et monté coulissant sur les traverses 4 du châssis 1 Ainsi, l'organe porte-pinces 5 pourra être animé, suivant sa direction longitudinale, d'un mouvement alternatif que l'on décrira en détail plus loin à propos du fonctionnement. Par contre, l'autre organe porte-pinces 8 est solidaire des traverses 4 et demeure fixe en translation. En d'autres termes, l'organe porte-pinces 5 est mobile par rapport à l'autre organe porte-pinces 8 fixé sur le châssis 1, étant bien entendu que les deux tiges 6, 9 constituant chaque organe porte-pinces peuvent être entraînées en rotation dans un sens ou dans l'autre. Les trois paires d'organes porte-pinces P 1, P 2, P 3 fonctionnent de la même façon et pénètrent par une extrémité dans l'enceinte stérile E de la machine de conditionnement, comme on le voit sur la partie droite des figures 1 et 2 L'autre extrémité de ces organes porte-pinces est fonctionnellement raccordée au bâti 3 qui sera décrit maintenant. On observera tout d'abord que les deux tiges 6 de l'organe porte-pinces 5 peuvent être entrainées en rotation par un vérin montré schématiquement en Vl sur la figure 2, et qui est solidaire du châssis 1, tandis que les deux tiges 9 de l'autre organe porte-pinces 8, qui sont, comme dit plus haut, fixes en translation peuvent être commandées en rotation par un autre vérin V 2 En bref, les vérins Vl et V 2 commandent respectivement l'ouverture et la fermeture des pinces 5 et 8. Le bâti 3 comprend essentiellement un magasin 12 d'opercules empilés 0, un coulisseau 13 dont le déplacement permet la rotation dans un sens ou dans l'autre de ventouses 14 susceptibles de saisir les opercules O dans le magasin 12 et de les transférer aux organes porte-pinces, et un groupe moto-réducteur M permettant l'actionnement du coulisseau 13, et également le déplacement alternatif et en synchronisme de l'organe porte-pinces 5, et évidemment aussi de l'organe porte-pinces mobile des autres paires d'organes porte-pinces P 2 et P 3. Plus précisément, et comme on le voit bien sur la figure 1, le groupe moto-réducteur M commande la rotation d'un chemin de came annulaire 15 qui, par l'intermédiaire d'une succession de biellettes articulées L, permet la translation horizontale et suivant un mouvement alternatif, du chariot 11, c'est-à-dire de l'organe porte-pinces 5 se composant des deux tiges parallèles et rotatives 6 Egalement, le groupe moto-réducteur M commande, par l'intermédiaire d'un excentrique repéré en 16 sur la figure 1, un jeu de leviers Q susceptibles de provoquer le déplacement vertical et alternatif du coulisseau 13 portant les ventouses 14. On a montré schématiquement, par des flèches G sur la figure 1, un système de stérilisation des opercules O retenus par les organes porte- pinces, ce système pouvant être constitué par exemple par une source de rayonnement ultra-violet ou par une pulvérisation de peroxyde d'hydrogène dans un tunnel repéré en T entourant la passerelle pour les opercules O et reliant de façon étanche le bâti 3 à l'enceinte stérile E. En se reportant maintenant aux figures 4 et 5, on voit en 16 un réceptacle susceptible de recevoir, par gravité les opercules 0, lorsqu'en fin de parcours, ils sont relâchés par les platines 7 de l'organe porte-pinces 5. Le ou plutôt les réceptacles 16 sont supportés par une barre ou analogue 17 actionnable verticalement par le chariot 11 supportant l'organe porte- pinces 5 et qui, comme on l'a dit plus haut, peut être soumis à un mouvement alternatif grâce au chemin de came 15 entraîné par le groupe moto-réducteur M. Plus précisément, le déplacement vertical de la barre 17 supportant les réceptacles 16 peut être réalisé par des leviers 18 articulés en 18 a sur le châssis 1 et en 18 b sur ladite barre, l'extrémité de ces leviers pouvant être actionnée par des cames ou analogues 19 solidaires du chariot 11. Sous la barre 17 portant les réceptacles 16, des poussoirs 20 a sont prévus pour pousser les récipients R au-dessus de la barre 20 du convoyeur qui les transporte dans l'enceinte stérile E. Au-dessus de la barre 17 supportant les réceptacles 16, est prévue une tête 21 de soudage préalable et ponctuel des opercules O sur les récipients R, avant que ceux-ci soient définitivement obturés ultérieurement par une tête de thermoscellage (non représentée). Comme on le voit bien sur la figure 5, chaque réceptacle 16 présente une forme sensiblement cylindrique et comporte d'une part deux fentes opposées 22 permettant le passage de la tête de soudage 21, et d'autre part des ergots 23 de retenue provisoire d'un opercule O libéré par l'extrémité de l'organe porte-pinces 5 demeurant dans l'enceinte stérile E de la machine de conditionnement des récipients. Mais, pour une meilleure compréhension de l'invention, on décrira ci-après le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit en se reportant plus particulièrement au schéma de la figure 6. Suivant l'exemple de réalisation représenté, le magasin 12 comporte deux lignes de trois piles d'opercules empilés chacune, de sorte que l'organe porte-pinces mobile 5 pourra saisir simultanément deux opercules tels que A (figure 6), et il en sera de même pour les autres paires P 2, P 3 d'organes porte-pinces On observera ici, en se reportant à la figure 2 que les paires d'organes porte-pinces P 1, P 2, P 3 pénètrent dans l'enceinte stérile E suivant une longueur croissante, de façon à déposer des opercules O par paires (lesquels opercules ont été stérilisés pendant leur parcours dans le tunnel T jusqu'à l'enceinte stérile E) au fur et à mesure de l'avancement des plaques-support 20 des récipients R dans l'enceinte stérile E. Mais, comme pour la description ci-avant de la structure du dispositif de l'invention, on décrira ci-après le fonctionnement en ne considérant que les deux organes porte-pinces 5 et 8, puisque les autres organes porte-pinces appartenant aux paires P 2 et P 3 sont structurellement les mêmes et fonctionnent de la même façon. Les ventouses 14 viennent tout d'abord saisir deux opercules O dans le magasin 12 pour ensuite les présenter en face de deux pinces de l'organe porte-pinces (chaque pince étant constituée par deux platines 7 en regard) , lesquelles pinces saisiront ces deux opercules comme on le voit en A sur la figure 6 Bien entendu, la préhension des opercules ne peut se faire qu'après déplacement de l'organe porte-pinces 5 suivant la flèche F, vers le bâti 3, de façon à pouvoir ainsi saisir les opercules relâchés par les ventouses 14. Ensuite, l'organe porte-pinces 5 est déplacé suivant la flèche H, comme on le voit encore sur la figure 6, de façon qu'après relâchement des deux opercules A par les pinces de l'organe 5, ces deux opercules puissent être à nouveau pincés ou repris par deux pinces de l'organe 8 qui est fixe en translation. Ensuite, l'organe 5 recule ou revient à sa position initiale suivant la flèche I pour saisir depuis les ventouses 14 deux autres opercules repérés en B Il est à noter ici qu'en pinçant les deux opercules B, les deux pinces suivantes de l'organe 5 pinceront simultanément les deux opercules A en attente et déjà saisis par les pinces de l'organe 8. Les pinces de l'organe 8 retenant les opercules A sont ensuite ouvertes, et l'organe 5 peut alors être translaté vers la droite de la figure 6 suivant la flèche J comme montré sur la figure 6. Les pinces de l'organe 8 sont alors fermées pour retenir les quatres opercules A, B, tandis que les pinces de l'organe 5 sont ouvertes. il Ainsi, l'organe 5 peut à nouveau reculer ou revenir vers le bâti 3 suivant la flèche K pour saisir depuis les ventouses 4 deux autres opercules tels que C et la séquence des opérations ci-dessus recommence. On comprend donc que par passage des opercules d'un organe porte-pinces à l'autre et par déplacement alternatif de l'organe 5 par rapport à l'organe 8 qui demeure immobile en translation, on obtiendra un acheminement pas à pas des opercules vers l'enceinte stérile E o il seront déposés par paires, par gravité et par l'extrémité de l'organe porte-pinces 5 dans deux réceptacles tels que 16 à l'intérieur desquels ils seront retenus par les ergots 23, comme on le voit bien sur la figure 5. A ce stade, il se produira un mouvement simultané de descente de la tête de soudage 21 qui fera passer l'opercule O au-delà des ergots 23, et un mouvement de montée des récipients R, grâce aux poussoirs a, de sorte qu'on réalisera un soudage préalable et ponctuel dudit opercule sur le bord supérieur du récipient R. Ensuite, l'opercule O provisoirement fixé sur le récipient, passera sous une tête de thermoscellage (non représentée) qui obturera définitivement les récipients. On rappellera ici que les paires d'organes porte-pinces P 2, P effectueront la même séquence d'opérations que décrite ci-dessus à propos de la paire d'organes porte-pinces Pl, ce qui signifie, si l'on se reporte à la figure 2, que six récipients portés par une plaque telle que 20 auront reçu tous les six un opercule O après être passés sous les extrémités des trois paires d'organes porte-pinces P 1, P 2, P 3 qui, chacun permettront la dépose de deux opercules en atmosphère stérile dans l'enceinte de conditionnement E. On a donc réalisé suivant l'invention un procédé et un dispositif de transfert d'opercules utilisant un nombre minimum de pièces mécaniques qui effectuent la dépose et qui demeurent toujours dans l'enceinte stérile E de conditionnement, de sorte que la stérilité de ladite enceinte ne risque en aucun cas d'être détruite ou même altérée. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé de transfert d'opercules, couvercles ou analogues dans une machine de conditionnement stérile de récipients quelconques, du type consistant à saisir les opercules pour les acheminer ensuite vers la machine o ils sont déposés, en atmosphère stérile, sur les récipients contenant un produit ou une denrée quelconque et qui doivent être obturés par lesdits opercules, caractérisé en ce que, pour acheminer les opercules vers la machine, on pince chaque opercule avec une première pince, on le déplace ainsi en direction de la machine, on reprend l'opercule avec une deuxième pince en vis-à-vis de la première pince, on relâche l'opercule de la première pince que l'on fait revenir à sa position initiale pour qu'elle puisse saisir un deuxième opercule en même temps que l'on pince, à l'aide d'une troisième pince, l'opercule en attente et déjà saisi par la deuxième pince, on ouvre cette deuxième pince, on transfère les deux opercules respectivement saisis par la première et la troisième pinces en direction de la machine, puis on reprend ces deux opercules avec deux pinces en vis-à-vis de la première et de la troisième pince, et ainsi de suite. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque opercule est déposé dans la machine de conditionnement sur un réceptacle sous lequel on pousse un récipient à obturer, et on effectue un soudage préalable et ponctuel de l'opercule sur le récipient, tout en dégageant cet opercule du réceptacle par poussée sur le dessus de l'opercule, ce après quoi, on effectue le thermoscellage de l'opercule sur le récipient. 3 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux organes porte-pinces allongés sensiblement parallèles ( 5,8) et pénétrant par une extrémité dans une enceinte (E) de conditionnement stérile de récipients, l'un ( 5) de ces organes, pouvant être animé, suivant sa direction longitudinale, d'un mouvement alternatif par rapport à l'autre organe porte-pinces ( 8) qui demeure fixe en translation. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque organe porte-pinces ( 5,8) est constitué par deux tiges parallèles et rotatives ( 6,9) comportant chacune une succession de platines ou analogues ( 7,10) qui sont en vis-à-vis entre les deux organes porte-pinces. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'extrémité des organes porte-pinces ( 5,8) ou tiges précitées ( 6,9), opposée à celle pénétrant dans l'enceinte (E) de conditionnement, est raccordée à un bâti ( 3) comportant un magasin ( 12) d'opercules ( 0), un système de transfert par ventouses ( 14) des opercules ( 0) du magasin ( 12) vers l'organe porte-pinces mobile ( 5) et des moyens (M,L,Q) d'actionnement dudit système de transfert et dudit organe porte-pinces mobile. 6 Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les deux organes porte-pinces ( 5,8) forment entre le bâti ( 3) et la machine de conditionnement une passerelle sous laquelle est agencé un système (G) de stérilisation des opercules ( 0) pendant leur parcours, et qui est entourée par un tunnel (T) reliant de façon étanche le bâti ( 3) à l'enceinte stérile (E) de conditionnement. 7 Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que, dans la machine de conditionnement, et en dessous de l'extrémité des deux organes porte-pinces ( 5,8) est prévue au moins une barre ( 17) supportant au moins un réceptacle ( 16) pour les opercules ( 0) et actionnable verticalement par un chariot ( 11) portant l'organe porte-pinces mobile ( 5). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la barre précitée ( 17) est actionnable par l'intermédiaire d'au moins un levier ou analogue ( 18) et est interposée entre des moyens ( 20 a) de poussée des récipients (R) et une tête ( 21) de soudage préalable et ponctuel des opercules ( 0) sur les récipients (R).