Brevet FR2690431A1 — publié le 19931029

L'invention part d'un procédé pour boucher des récipients, tels que des bouteilles, possédant une tête semblable à une bague avec un flanc de rétrécissement se raccordant au col, par une capsule comportant une paroi latérale cylindrique ou jupe dont le segment terminal est serti sur le flanc de la tête. Dans un procédé de ce type que l'on connaît, par exemple par le document DE-OS 39 08 582, le segment terminal de la jupe est serti, pendant que la capsule est pressée par un poinçon sur la tête de la bouteille, par un disque stationnaire établissant un contact ponctuel et produisant un sertissage continu pendant le roulement sur lui de la bouteille tournante portant la capsule Selon un autre procédé de bouchage connu, un ou plusieurs galets de sertissage circulent autour de la capsule et sertissent également de façon ponctuelle et progressivement, par roulement, le segment terminal de la jupe de la capsule autour de la bague de la bou- teille Ces procédés connus ont l'inconvénient que l'attaque ponctuelle tournante de l'outil de sertissage provoque une abrasion qui doit être évitée surtout lors de l'emballage de produits pharmaceutiques Il faut donc rechercher un procédé et un dispositif qui répondent aux besoins dans le domaine pharmaceutique en ce qui con- cerne la propreté de l'atmosphère environnante. A cet effet, selon l'invention, un procédé comme défini au début est caractérisé en ce que l'on fait glisser la capsule axialement sur la tête de la bouteille pendant qu'elle est guidée par sa jupe dans une matrice cylindrique entourant la tête, et que, pendant cette opération, on rabat et refoule simultané- ment tout le pourtour du segment terminal de la jupe en forme d'anneau sur une surface annulaire concave de la matrice, de manière que le segment terminal vienne se placer sous le flanc de la bague formant la tête de la bouteille. Un tel procédé a l'avantage que les capsules - faites de préférence d'aluminium sont fixées sur des bouteilles avec très peu d'abrasion De plus, en raison de l'absence de rotation des récipients et/ou de galets presseurs, il n'y a pas de turbulences dans le produit introduit dans les bouteilles, ni dans l'atmosphère environnante Comme, en outre, il n'y a pas de friction ponctuelle à la périphérie entre la capsule et la bouteille, il n'y a pas non plus de déformation inégale de la capsule, laquelle affecte l'étanchéité Des capsules posées obliquement sur la tête d'une bouteille, sont alignées axialement, lors du bouchage, par l'at- taque simultanée et en forme d'anneau de la matrice. Selon une autre caractéristique du procédé, dans la phase finale du déplacement axial de la capsule, on exerce sur celle-ci une pression axiale d'appui, laquelle est encaissée par la tête de la bouteille, disposée debout sur un support, pendant que la tête fait saillie à l'intérieur de la matrice, sans venir en contact avec elle, à travers une nervure annulaire faisant partie de la matrice et formant la surface annulaire concave. Selon l'invention, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce que l'élément de formage est réalisé comme une matrice possédant un guidage cylindrique dont la largeur est adaptée à celle de la capsule, de même qu'une nervure annulaire dirigée radialement vers l'intérieur et présentant un flanc concave se raccordant au guidage, et30 que le poinçon est déplaçable axialement en direction de la nervure annulaire à l'intérieur du guidage. Un tel dispositif a lavantage que le système de transmission de forces créé lors de la déformation de la capsule entre le bord d'ouverture et le flanc côté35 col de la bague formant la tête de la bouteille, se ferme dans la capsule elle-même, de sorte que la bouteille n'est pas soumise à une charge de pression hormis la pression d'appui pour la fermeture étanche. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des coupes axiales à échelle nettement plus grande que nature d'une bouteille avec une capsule en deux phases différentes de l'opéra- tion de bouchage; la figure 3 est une coupe longitudinale d'un dispositif pour boucher chaque fois deux bouteilles; la figure 4 est une coupe de ce dispositif prise suivant le plan IV-IV de la figure 3; et les figures 5 et 6 montrent le dispositif de la figure 3 par des coupes prises suivant le plan V-V de la figure 3 en deux positions de travail différentes. Dans l'exemple décrit ici, des bouteilles 1, possédant une tête 2 formée par une bague 3, un bord d'ouverture 4 et un flanc 5 de rétrécissement se rac- cordant à un col 6, sont bouchées par une capsule 11 en forme de coiffe, comportant une partie supérieure plane 12 à laquelle se raccorde une paroi latérale cylindrique ou jupe 13 et contenant un joint élastique d'étanchéité 14 La capsule Il est fixée sur la bouteille 1 par sertissage du segment terminal libre 15 de la jupe sur le flanc 5 de la bague 3 dans une opération au cours de laquelle la capsule 11 est soumise à une pression déterminée, pressant le joint élastique d'étanchéité 14 sur le bord d'ouverture 4 de la bouteille 1 A cet effet, une capsule I 1 est d'abord disposée librement sur la tête 2 de la bouteille 1 Ensuite, la tête 2 de la bouteille 1, sur laquelle a été posée la capsule 11, est introduite dans une matrice 20 possédant un alésage cylindrique 21 adapté au pourtour de la capsule Il et une nervure annulaire 22 qui rétrécit radialement l'ouverture de l'alésage 21, de sorte que l'alésage 21 entoure la capsule 11 avec peu de jeu et que la nervure annulaire 22 entoure le col 6 de la bouteille 1 avec beaucoup de jeu Le flanc 23 formant la transition entre5 l'alésage cylindrique 21 et la nervure annulaire 22, présente une forme arrondie concave Ce flanc peut être réalisé également sous la forme d'une rainure annulaire ayant une section droite en arc de cercle La matrice 20 est divisée pour que la tête 2 de la bouteille 1,10 portant la capsule 11, dont le diamètre est plus grand que la largeur intérieure libre de la nervure annulaire 22, puisse être introduite dans l'alésage cylindrique 21 La matrice est constituée de préférence de deux mâchoires 24, 25 montées pivotantes l'une contre l'autre. Dans l'alésage cylindrique 21 est déplaçable axialement, avec peu de jeu, un poinçon de pressage 26 dont le côté frontal est défini par un creux 27 adapté à la forme finale de la partie supérieure 12 de la capsule20 11 et par un perçage de centrage 28. Après l'introduction de la tête 2 de la bouteille 1, garnie de la capsule 11, dans la zone de l'alésage 21 des mâchoires 24, 25 mutuellement écartées de la matrice 20 et l'enfermement de la tête 2 avec la25 capsule Il dans l'alésage cylindrique 21 par le pressage l'une contre l'autre des deux mâchoires 24, 25 (figure 1), le poinçon 27 est déplacé en direction de la nervure annulaire 22 Le poinçon fait glisser ainsi la capsule 11, en agissant sur sa partie supérieure 12 et surtout sa portion radialement extérieure, dont l'extrémité inférieure est appliquée contre la nervure annulaire 22 de la matrice 20 Lors de cette opération, d'abord le bord libre et ensuite le segment terminal 15 de la jupe 13 de la capsule 11 sont déviés vers l'axe longitudinal sur le flanc arrondi 23, faisant saillie vers l'inté- rieur, de la nervure annulaire 22, de sorte que le matériau du segment terminal 15 est serti simultanément sur tout son pourtour et de façon uniforme, avec refou- lement, autour du flanc 5 de la bague 3 formant la tête 2 de la bouteille (figure 2) Dans la phase finale de cette opération de déformation, le poinçon 26 presse également le joint d'étanchéité 14 contre le bord d'ouverture 4 de la tête 2 de la bouteille, si bien que, après le retrait du poinçon 26 à sa position de départ et l'écartement des deux mâchoires 24, 25, la capsule 11 -maintient le joint 14 appliqué de façon étanche contre le bord d'ouverture 4 de la bouteille 1 par son segment terminal 15 serti. Pendant la déformation du segment terminal 15 de la capsule 11, le circuit de transmission de forces entre le poinçon 26 et la matrice 20 se ferme dans la capsule 11, sans que la bouteille 1 soit sollicitée. Seule la pression de fermeture excercée sur le joint d'étanchéité 14 est transmise par la bouteille 1 soute- nue par un support, comme décrit ci-après. L'exemple montré ici d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de bouchage qui vient d'être décrit, est conçu pour boucher simultanément deux bouteilles 1 (figure 3) Les bouteilles 1 sont amenées chaque fois par paire, au moyen d'un transporteur 31 dont les détails ne sont pas représentés, au dispositif de bouchage 30, soulevées par une plate-forme 32 à la position de bouchage et abaissées de nouveau par cette plate-forme après le bouchage Il est possible aussi d'amener les bouteilles à la hauteur de bouchage et dans le plan de division des mâchoires 24, 25 entre les mâchoires mutuellement écartées, puis de les évacuer de cette position, de sorte que l'on peut faire l'économie d'une plate-forme relevable et abaissable. Le dispositif de bouchage est actionné par une presse du commerce, comportant une table fixe 35 et un poinçon de presse 36 pouvant être monté et abaissé par rapport à cette table Le dispositif de bouchage 30 comporte une plaque de base ou semelle 37 fixée sur la table 35 et une tête ou coulisseau 38 guidé sur des barres de guidage 39, accouplé de façon fixe au poinçon de presse 36 et déplaçable verticalement par rapport à la semelle 37 et jusque contre celle-ci. Pour fermer chaque fois deux bouteilles 1, les deux mâchoires 24, 25, formant la matrice 20, comportent deux alésages cylindriques 21 parallèles Les mâchoires sont montées pivotantes dans la semelle 37, sur des tourillons 41, 42, autour d'axes s'étendant près de l'axe longitudinal des alésages cylindriques 21 et perpendiculairement à ceux- ci dans la zone extrême des mâchoires 24, 25 située à l'opposé de la zone extrême o se trouvent les nervures annulaires 22 des alésages 21. Un anneau-ressort 43 tire les deux mâchoires 24, 25 l'une vers l'autre A la position fermée, elles sont mutuellement alignées par deux goupillons de centrage 44 enfichées dans la mâchoire 25 et pénétrant par leur tête hémisphérique 45 dans les trous d'ajustement coaxiaux 46 de l'autre mâchoire 26 (figure 4). Pour le pivotement des deux mâchoires 24, 25, dont les extrémités portant les nervures annulaires 22 font saillie vers le bas à travers des évidements 51, 52 ménagés dans la semelle 37 et la table 35, leur extré- mité opposée ou supérieure se raccorde à une paire de leviers 47 ou 48 légèrement inclinés et portant un rouleau 49 Par le pivotement des paires de leviers 47, 48 avec les rouleaux 49, les mâchoires 24, 25 sont appliquées l'une contre l'autre ou écartées mutuelle- ment, ce qui correspond à la fermeture et à l'ouverture respectivement de la matrice 20 (figures 5 et 6). Les poinçons 26, disposés coulissants dans les alésages 21 de la matrice 20 et possédant au-dessus de ces derniers une queue 61 plus épaisse, sont montés et abaissés conjointement avec le coulisseau 38 Ils sont guidés dans des blocs 62 fixés avec interposition d'une plaque 63 sur le côté inférieur du coulisseau 38 Leur extrémité supérieure porte un collet 64 engagé dans un trou borgne 65 du coulisseau 38 Un ressort de compres-5 sion 66, s'appuyant sur une vis de réglage 67 au fond du trou borgne, assure un pressage élastique de la capsule 11 sur la tête 2 d'une bouteille 1. Le coulisseau relevable et abaissable 38 porte aussi les éléments de commande pour l'application des 1 o mâchoires 24, 25 l'une contre l'autre et leur écartement mutuel Il s'agit d'un coin obtus 71 disposé dans la région des rouleaux 49 des paires de leviers 47, 48 et dirigé vers le bas, présentant des faces obliques 72 et 73, ainsi que d'une fourche 74 possédant deux bras 75, 76 s'étendant vers le bas et entourant le coin 71 à distance Les extrémités des bras 75, 76 sont dirigées l'une vers l'autre et présentent des faces 77, 78 parallèles à l'axe de mouvement du coulisseau 38 portant les poinçons 26 Les bras 75, 76 sont reliés à la plaque 63, laquelle est centrée par un manchon 63 a dans le coulisseau 38 Dans le manchon 63 a peut coulisser dans une mesure limitée une tige 81 qui porte le coin 71 et est pousée vers le bas par un ressort de compression dur 82 logé dans un trou borgne 84 du coulisseau 38 et agissant sur un collet 83 de la tige, l'autre extrémité du ressort s'appuyant sur une vis de réglage 85 au fond du trou borgne 84. Le dispositif de bouchage décrit fonctionne comme suit. Quand la matrice 20 est ouverte, c'est-à-dire quand les mâchoires 24, 25 ont été écartées l'une de l'autre par pivotement, deux bouteilles 1, sur les- quelles ont été posées des caosules 11, sont soulevées, en position debout, par la plate-forme 32 jusqu'à la position de bouchage, de sorte que le col 6 des bou- teilles se trouve à la hauteur de la nervure annulaire 22 et que la tête 2 portant la capsule Il se trouve à l'intérieur de l'alésage cylindrique 21 (figure 6) Les mâchoires 24, 25 sont amenées par pivotement à cette position ouverte par le coulisseau 38 monté à sa position de fin de course haute A cette position, les poinçons 26 ont en outre été tirés vers le haut et les rouleaux 49 des paires de leviers 47, 48 s'appliquent contre les faces verticales intérieures 77, 78 des deux bras 75, 76 de la fourche 74 sous l'effet de l'anneau-10 ressort 43 Lorsque deux bouteilles 1 garnies de cap- sules 11 ont été amenées à la position de bouchage, le coulisseau 38 est abaissé par le poinçon de presse 36. Les rouleaux 49 roulent ainsi à partir des faces verti- cales 77, 78 sur les faces inclinées 79, 80 du côté intérieur des bras 75, 76 de la fourche 74, de sorte que l'anneau-ressort 43 fait pivoter les mâchoires 24, 25 l'une contre l'autre Dans la phase principale consécu- tive du mouvement d'abaissement du coulisseau 38, les faces obliques 72, 73 du coin 71 viennent s'appliquer contre les rouleaux 49 des paires de leviers 47, 48. Sous l'effet de la pression transmise au coin 71 par le coulisseau 38, par l'intermédiaire du ressort de com- pression 82 et de la tige 81, les deux paires de leviers 47, 48 sont écartées l'une de l'autre par pivotement autour de l'axe de rotation des tourillons 41, 42, de sorte que les mâchoires 24, 25 sont fermement pressées l'une contre l'autre Les poinçons 26 descendent dans les alésages 21, pendant qu'ils poussent les capsules Il jusque contre la nervure 22, comme déjà décrit précé- demment, de sorte que le segment terminal 15 de la jupe 13 de chaque capsule Il est serti autour de la tête 2 de chaque bouteille 1 Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, les faces 72, 73 du coin et les faces 77, 78 et 79, 80 des bras de la fourche constituent les faces de commande coopérantes pour faire pivoter les mâchoires. Lors du mouvement de retour ou de remontée du coulisseau de presse 38, les poinçons 26 sont de nouveau tirés vers le haut, les rouleaux 49 s'appliquent contre les faces obliques 79, 80 et roulent sur celles-ci jusqu'aux faces verticales 77, 78 des bras 75, 76 de la fourche 74, pendant que les mâchoires 24, 25 sont de nouveau écartées l'une de l'autre contre la force de l'anneau-ressort 43 Les bouteilles 1 capsulées sont maintenant enlevées et d'autres bouteilles, sur les- quelles ont été posées librement des capsules 11, sont mises à leur place. Pour compléter, il est encore à noter que la matrice peut non seulement être divisée en deux moitiés, comme c'est le cas dans l'exemple de réalisation qui15 vient d'être décrit, mais peut être divisée en plus de deux parties L'exemple décrit a l'avantage particulier que la disposition des axes de rotation des deux mâ- choires constituant la matrice, disposition aussi proche que possible du plan de division de ces mâchoires et20 perpendiculairement à ce plan, assure une fonction précise de la matrice divisée. REVENDICATIONS 1 Procédé pour boucher des récipients de type bouteille, possédant une tête semblable à une bague avec un flanc de rétrécissement se raccordant au col, par une5 capsule comportant une paroi latérale cylindrique ou jupe dont le segment terminal est serti sur le flanc de la tête, caractérisé en ce que l'on fait glisser la capsule ( 11) axialement sur la tête ( 2) de la bouteille ( 1) pendant qu'elle est guidée par sa jupe ( 13) dans une matrice cylindrique ( 20 > entourant la tête ( 2), et que, pendant cette opération, on rabat et refoule simultané- ment tout le pourtour du segment terminal ( 15) de la jupe ( 13) en forme d'anneau sur une surface annulaire concave ( 23) de la matrice ( 20), de manière que ce15 segment terminal ( 15) vienne se placer sous le flanc ( 5) de la bague ( 3) formant la tête ( 2) de la bouteille ( 1). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la phase finale du déplacement axial de la capsule ( 11), on exerce sur celle-ci une pression20 axiale d'appui, laquelle est encaissée par la tête ( 2) de la bouteille ( 1), disposée debout sur un support ( 32), pendant que la tête ( 2) fait saillie à l'intérieur de la matrice ( 20), sans venir en contact avec elle, à travers une nervure annulaire ( 22) faisant partie de la25 matrice et formant la surface annulaire concave ( 23). 3 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant un élément de formage pour le sertissage du segment terminal de la jupe d'une capsule sur un flanc de la tête semblable à une bague d'une bouteille, ainsi qu'un poinçon pour presser la capsule contre la tête de la bouteille, laquelle est soutenue par un support, caractérisé en ce que l'élément de formage est réalisé comme une matrice ( 20) possédant un guidage cylindrique ( 21) dont la largeur est adaptée à celle de la capsule ( 11), de même qu'une nervure annulaire ( 22) dirigée radialement vers il l'intérieur et présentant un flanc concave ( 23) se raccordant au guidage ( 21), et que le poinçon ( 26 > est déplaçable axialement en direction de la nervure annu- laire ( 22) à l'intérieur du guidage ( 21). 4 Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la matrice ( 20) est divisée et que ses parties ( 24, 25) peuvent être pressées l'une contre l'autre en étant mutuellement alignées. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la matrice ( 20) est divisée en deux moitités réalisées comme des mâchoires ( 24, 25) montées pivotantes autour d'axes parallèles ( 41, 42) qui sont perpendiculaires à l'axe de guidage cylindrique ( 21) de la matrice ( 20) et situés dans la zone de l'extrémité de la matrice se trouvant à l'opposé de l'extrémité portant la nervure annulaire ( 22). 6 Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les mâchoires ( 24, 25) comportent des leviers ( 47, 48) qui coopèrent avec des faces de com- mande ( 72, 73; 77, 78 et 79, 80) pour faire pivoter les mâchoires. 7 Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les faces de commande ( 72, 73; 77, 78 et 79, 80) sont disposées sur un coulisseau de presse ( 38) pouvant être monté et abaissé parallèlement à l'axe d'un alésage cylindrique formant le guidage ( 21) et situé dans la matrice ( 20), le coulisseau ( 38) portant le poinçon ( 26). 8 Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le poinçon ( 26) est monté élastiquement dans le coulisseau de presse ( 38). 9 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 8, caractérisé en ce que les mâchoires ( 24, 25) forment deux matrices ( 20) présentant deux alésages cylindriques ( 21) et le coulisseau de presse ( 38) porte deux poinçons ( 26) alignés sur ces alésages, et que des face ( 72, 73; 77, 78 et 79, 80) pour faire pivoter les mâchoires ( 24, 25) sont disposées entre les poinçons.