Brevet FR2734806A1 — publié le 19961206

La présente invention est relative à une came de commande pour carrousel de conditionnement. Elle s'applique notamment aux machines de remplissage de récipients tels que des bouteilles à carrousel rotatif. L'invention a pour but de fournir une came qui permette de choisir librement la loi de déplacement des organes commandés par la came, ainsi que les angles de rotation du carrousel dévolus à chaque phase, tout en offrant une large possibilité de réglage. A cet effet, l'invention a pour objet une came de commande pour carrousel de conditionnement, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux tronçons articulés l'un à l'autre. La came suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - la came comprend deux tronçons qui définissent ensemble un chemin de came fermé, ces deux tronçons étant mutuellement articulés bout à bout, leurs deux autres extrémités étant libres - les tronçons sont articulés l'un à l'autre selon un axe de rotation perpendiculaire à l'axe général du chemin de came et parallèle à la tangente à la projection de ce chemin de came sur un plan perpendiculaire à cet axe général - la section transversale du chemin de came est, au moins dans des portions adjacentes à chaque extrémité articulée, de forme en arc de cercle centré sur l'axe de rotation, de manière à définir en cet emplacement un chemin de came continu lors de la rotation mutuelle des deux tronçons - le point d'articulation est diamétralement opposé à un point de tangence entre un premier des tronçons et un axe horizontal de basculement de ce tronçon - la came comprend des moyens de positionnement et de réglage adaptés pour déplacer le second tronçon en translation verticale lors des mouvements de basculement du premier tronçon autour de l'axe de basculement - les extrémités libres des deux tronçons forment deux portions de recouvrement adjacentes qui s'étendent parallèlement l'une à l'autre - les deux tronçons de recouvrement ont des pentes inclinées dans le même premier sens mais de valeurs différentes - le deuxième tronçon comporte une zone horizontale sensiblement adjacente à sa portion de recouvrement - le deuxième tronçon comprend une zone à pente inclinée dans le sens opposé au dit premier sens, s'étendant de sa zone horizontale jusqu'à son extrémité articulée, et le premier tronçon comporte une zone sensiblement de même pente au voisinage de son extrémité articulée ; et - la came comporte en outre un troisième tronçon de sécurité situé au-dessus des deux tronçons de recouvrement et articulé par ses extrémités sur deux tiges solidaires respectivement de ces deux tronçons. L'invention a également pour objet une machine de conditionnement, du type comprenant un carrousel de conditionnement, au moins un organe mobile à mouvement alternatif, entraîné par le carrousel, et une came d'actionnement de cet organe, la came étant telle que définie ci-dessus. Selon une autre caractéristique, cette machine est destinée au remplissage de récipients, l'organe mobile servant à l'actionnement d'une pompe d'aspiration-refoulement associée à chaque récipient entraîné par le carrousel. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une came suivant l'invention implantée sur le châssis d'une machine de remplissage de récipients - la figure 2 est une vue développée des deux tronçons principaux de la came - la figure 3 est une vue de dessus de la came seule - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 1. La came 1 représentée à la figure 1 est solidaire d'un châssis d'une machine de remplissage de récipients R, par exemple de bouteilles, sur laquelle elle est destinée à être implantée, cette machine étant schématisée par un support plan 2 horizontal, perpendiculaire à l'axe de rotation Z-Z de son carrousel de remplissage S, et par une partie de celui-ci. Comme il est bien connu dans la technique, les bouteilles R à remplir, amenées par un convoyeur, sont transférées au carrousel de remplissage S par une étoile d'entrée (non représentée), puis entraînées sur presque un tour complet autour du carrousel par une étoile principale E d'axe Z-Z, puis évacuées par une étoile de sortie (non représentée). A chaque alvéole de l'étoile principale est associé un dispositif de remplissage comprenant une pompe P et commandé par la came 1, qui va maintenant être décrite. La came 1 comporte trois tronçons ou segments 3, 4 et 5. Chaque tronçon a la forme d'une bande incurvée en un secteur cylindrique. Deux tronçons 3 et 4 (figure 2) définissent un chemin de came 6 sensiblement circulaire d'axe Z-Z. Ces deux tronçons sont articulés l'un par rapport à l'autre au niveau de deux de leurs extrémités respectivres 7 et 8, placées bout à bout, en un point A. Ils pivotent l'un par rapport à l'autre selon un axe de rotation horizontal 10 parallèle à la tangente au point A à la projection du chemin de came 6 sur un plan horizontal, par l'intermédiaire d'un pivot 11. Ce pivot 11 est inséré dans chacune des extrémités 7 et 8, au voisinage du chemin de came 6 (figure 3). La figure 3 montre par ailleurs que le chemin de came 6 est, au moins dans des portions 13 et 14 proches des extrémités 7 et 8 respectivement, de section transversale en arc de cercle centré sur l'axe de rotation 10. L'axe de rotation 10 est diamétralement opposé à un point de tangence B entre le chemin de came 6 et un axe horizontal X-X autour duquel le tronçon 3 est articulé (figures 1 et 2). Les deux autres extrémités 15 et 16 respectives des tronçons 3 et 4 sont libres l'une par rapport à l'autre. Le tronçon 3 s'étend angulairement sur environ 250 à partir du point A, dans le sens horaire en vue de dessus, et le tronçon 4 s'étend sur un peu moins de 180O dans le sens anti-horaire à partir du point A. Ces deux tronçons 3 et 4 possèdent ainsi, à partir de leurs extrémités 15 et 16, deux portions de recouvrement, 17 et 18 respectivement, qui sont placées parallèlement l'une à l'autre. Le tronçon 3 forme une déviation en S au niveau du point B, de sorte que sa portion 17 est située radialement à ltextérieur de la portion 18. En considérant le sens de rotation F (sens horaire) du carrousel, le tronçon 3 est à pente positive ou montante depuis son extrémité articulée 7 (point A) jusqu'à son point de basculement B, puis est à pente négative ou descendante sur sa portion de recouvrement 17 jusqu'à son extrémité libre 15. La pente s'annule au voisinage du point B. En ce qui concerne le tronçon 4, la figure 1 montre que la portion de recouvrement 18 est à pente négative depuis l'extrémité libre 16 jusqu'à un point C voisin, en vue de dessus, de l'extrémité libre 15 du tronçon 3. Le tronçon 4 est ensuite plat sur une portion 19 de faible longueur, puis est à pente positive depuis cette portion 19 jusqu'à son extrémité 8 (point A). Les pentes des tronçons 3 et 4 au point A sont sensiblement égales, tandis que la pente de la portion 17 est supérieure à celle de la portion 18. Des moyens de positionnement et de réglage 20, tels que des vérins, sont placés sous les deux tronçons 3 et 4, en appui sur le support 2, pour permettre le basculement du tronçon 3 autour de l'axe X-X ainsi que le déplacement simultané du tronçon 4 en translation parallèlement à l'axe Z-Z. La came 1 comporte en outre un tronçon 5 de retenue de galet. Ce tronçon est fixé par ses extrémités 21 et 22 au-dessus des portions de recouvrement 17 et 18, grâce à des tiges 23 et 24 solidaires respectivement de la portion 17 au niveau du point B et de la portion 18 au niveau du point C. Plus précisément, l'extrémité inférieure 22 du tronçon 5 est articulée à rotation sur la tige 24 selon un axe de rotation radial 25. L'extrémité supérieure 21 de ce tronçon 5 possède trois degrés de liberté par rapport à la tige 23 en étant articulée sur celle-ci par un pivot radial 26 (figure 4) inséré dans un orifice 27 ménagé dans cette extrémité. L'orifice 27 est circulaire et est à bords divergents vers l'extérieur, de manière à permettre les débattements angulaires dans toutes les directions du pivot 26. A l'extrémité inférieure du tronçon 5, la distance séparant ce tronçon du tronçon 4 est égale, au jeu près, au diamètre d'un galet 30 de came destiné à circuler sur le chemin de came 6. Comme indiqué plus haut, il y a autant de galets 30 que d'alvéoles de l'étoile principale E du carrousel C. Chaque galet 30 commande la pompe de remplissage P respective par l'intermédiaire d'une tige 31, d'une manière qui va maintenant être expliquée en regard de la figure 1, pour un galet 30 particulier. On supposera que la bouteille associée vient de terminer son remplissage. Le galet 30 se trouve alors au point le plus haut de la came 1, qui est le point B. On supposera de plus que le tronçon 4 se trouve à une hauteur intermédiaire, comme représenté sur la figure 2. En parcourant la came 1, le galet 30 va provoquer tout d'abord l'aspiration d'un volume déterminé de liquide dans une capacité (non représentée) puis le refoulement de ce liquide dans la bouteille associée. Plus particulièrement, du point B au point C, le galet circule sur une pente descendante forte puis modérée, sur les portions de recouvrement 17 et 18, ce qui correspond à une zone Z1 d'aspiration. Puis ce galet atteint la portion 19 horizontale, où il n > y a ni à aspiration ni refoulement (zone Z2). Le galet roule ensuite sur la fin du tronçon 4, à pente positive, et sur le tronçon 3 sensiblement de même pente, ce qui correspond à des zones de refoulement successives Z3 et Z4, pour atteindre le point B de fin de refoulement. Il est à noter que l'absence de discontinuité et de point d'inflection dans la zone Z3 + Z4 préserve la régularité du flux de liquide et l'intégrité de la veine fluide. Pour augmenter le volume à aspirer puis à refouler, la came 1 est basculée, par l'intermédiaire des moyens 20, autour de l'axe X-X de manière à abaisser le point A. Lors de ce basculement, le tronçon 4 est déplacé verticalement, parallèlement à lui-même. Aussi, les deux tronçons 3 et 4 pivotent l'un par rapport à l'autre au niveau du point A, sans provoquer ni de rupture de pente sensible, ni de point de rupture du chemin de came 6. I1 n'y a pas rupture du chemin 6 parce que ce chemin est de section transversale en arc de cercle centré en 10 au niveau du point A, de sorte que les deux tronçons 3 et 4 définissent en permanence une génératrice permettant au galet 30 de rouler sur un chemin continu. Lors du basculement du tronçon 3 et du déplacement vertical du tronçon 4, les portions de recouvrement 17 et 18 de ces tronçons glissent l'une par rapport à l'autre. Le tronçon 5 peut suivre ce mouvement relatif entre les tronçons 3 et 4 grâce à la libre rotation de son extrémité 22 et au libre débattement de son extrémité 21. Ce tronçon 5 est un tronçon de sécurité, qui garantit notamment que le galet 30 assure la totalité de la phase d'aspiration. En pratique, le basculement du tronçon 3 s'obtient par un réglage simultané et proportionnel de ses vérins 20, et la translation du tronçon 4 par un réglage simultané et identique de ses vérins 20. Le réglage des vérins peut s'effectuer individuellement ou de façon centralisée. Si nécessaire, des câles appropriées peuvent être utilisées pour le blocage de la came. On comprend ainsi que le volume aspiré est fonction de la différence de niveau entre les points B et C et qu'il est aisé, sans avoir à modifier la structure de base de la came, de régler ce volume en basculant cette came autour de l'axe X-X. Le volume minimal correspond à la position la plus haute du tronçon 4, indiquée en traits mixtes en 4' sur la figure 2, et le volume maximal à sa position la plus basse 4". Dans la position 4', le galet, arrivant en B, aborde directement la portion 18, tandis que, dans la position 4", il parcourt la totalite de la portion 17 avant de passer sur le tronçon 4. Cette came a de plus pour avantage de laisser au concepteur le libre choix de la loi de refoulement du liquide et de l'angle (environ 70" dans l'exemple illustré) sur lequel s'effectue l'aspiration. A son tour, cette possibilité d'utiliser un très grand angle de refoulement permet de réduire le diamètre de la came, et donc celui du carrousel, et en conséquence le nombre de pompes à prévoir pour une production horaire donnée. REVENDICATIONS 1 - Came (1) de commande pour carrousel (S) de conditionnement, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux tronçons (3, 4) articulés l'un à l'autre. 2. Came selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend deux tronçons (3, 4) qui définissent ensemble un chemin de came (6) fermé, ces deux tronçons étant mutuellement articulés bout à bout, leurs deux autres extrémités (15, 16) étant libres. 3. Came selon la revendication 2, caractérisée en ce que les tronçons (3, 4) sont articulés l'un à l'autre selon un axe de rotation (10) perpendiculaire à l'axe général (Z-Z) du chemin de came (6) et parallèle à la tangente à la projection de ce chemin de came (6) sur un plan perpendiculaire à cet axe général. 4. Came selon la revendication 3, caractérisée en ce que la section transversale du chemin de came (6) est, au moins dans des portions (13, 14) adjacentes à chaque extrémité articulée (7, 8), de forme en arc de cercle centré sur l'axe de rotation (10), de manière à définir en cet emplacement un chemin de came (6) continu lors de la rotation mutuelle des deux tronçons (3, 4). 5. Came selon 1 une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le point d'articulation (A) est diamétralement opposé à un point de tangence (B) entre un premier (3) des tronçons (3, 4) et un axe horizontal (X-X) de basculement de ce tronçon. 6. Came selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de positionnement et de réglage (20) adaptés pour déplacer le second tronçon (3) en translation verticale lors des mouvements de basculement du premier tronçon (3) autour de l'axe de basculement (X-X). 7. Came selon la revendication 6, caractérisée en ce que les extrémités libres (15, 16) des deux tronçons (3, 4) forment deux portions de recouvrement adjacentes (17, 18) qui s'étendent parallèlement l'une à l'autre. 8. Came selon la revendication 7, caractérisée en ce que les deux tronçons de recouvrement (17, 18) ont des pentes inclinées dans le même premier sens mais de valeurs différentes. 9. Came selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le deuxième tronçon (4) comporte une zone horizontale (19) sensiblement adjacente à sa portion de recouvrement (17). 10. Came selon la revendication 9, caractérisée en ce que le deuxième tronçon (4) comprend une zone à pente inclinée dans le sens opposé audit premier sens, s'étendant de sa zone horizontale (19) jusqu'à son extrémité articulée (8), et en ce que le premier tronçon (3) comporte une zone sensiblement de même pente au voisinage de son extrémité articulée (7). 11. Came selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un troisième tronçon de sécurité (5) situé audessus des deux tronçons de recouvrement (17, 18) et articulé par ses extrémités sur deux tiges (23, 24) solidaires respectivement de ces deux tronçons. 12. Machine de conditionnement, du type comprenant un carrousel (S) de conditionnement, au moins un organe mobile (31) à mouvement alternatif, entraîné par le carrousel, et une came (1) d'actionnement de cet organe, caractérisée en ce que la came (1) est telle que définie selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13. Machine de conditionnement selon la revendication 12, destinée au remplissage de récipients (R), l'organe mobile (31) servant à l'actionnement d'une pompe (P) d'aspiration-refoulement associée à chaque récipient entraîné par le carrousel (S).