Brevet FR2725973A1 — publié le 19960426

l La présente invention concerne une tête de pose de capuchons à vis, comportant un embrayage magnétique, pour appliquer sur des récipients filetés des capuchons présentant un taraudage intérieur. On connaît depuis un certain temps des machines de pose de capuchons taraudés sur des récipients filetés. Afin d'assurer que le capuchon taraudé ne soit pas appliqué de manière trop serrée, dont pourrait éventuellement résulter un endommagement, les machines traditionnelles de pose de capuchons sont équipées avec une tête de pose de capuchons à vis qui comporte à embrayage réagissant au couple. L'embrayage limite le couple maximum qui peut être transmnis au capuchon taraudé, et on a utilisé des embrayages de types divers. Ceux-ci comprennent des embrayages à glissement, et des embrayages mécaniques de limitation de couple, ainsi que des embrayages magnétiques, tels que ceux qui sont décrits dans les brevets américains n 4 364 218, 4 492 068, 4 674 264, et 5 197 258. Alors que ces types différents d'embrayages magnétiques ont généralement été satisfaisants, ils ne sont pas eux-mêmes adaptés à un réglage aisé, avec pour résultat des temps d'arrêt importants lorsqu'on désire des changements dans la valeur du couple appliqué en raison du fait qu'on applique des capuchons différents, ou que les forces d'application désirées sont différentes, etc.. En bref, la présente invention se rapporte à un ensemble de tête pour la pose de capuchon à vis, destiné à appliquer des capuchons taraudés sur des récipients filetés, qui permette de changer aisément le couple à appliquer aux divers capuchons, permettant ainsi d'utiliser la tête de pose avec une variété de capuchons et de récipients différents. Une tête de pose de capuchons qui incorpore la présente invention inclut un premier ensemble de boîtier adapté à être attaché à une broche d'entraînement rotative, et une douille montée dans un ensemble de boîtier adjacent, interconnectée mais permettant une rotation libre par rapport au premier ensemble de boîtier. Un mandrin est attaché coaxialement au premier ensemble, de boîtier. Un mandrin est attaché coaxialement à la douille et présente une surface intérieure évasée pour saisir un capuchon taraudé pendant l'opération de pose du capuchon. La tête de pose inclut un embrayage magnétique qui comprend un premier anneau circulaire d'aimants attachés à la partie de boîtier de la tête a laquelle est connectée une broche d'entraînement, et un second anneau d'aimants, coaxial et espacé, attaché à l'ensemble de boîtier sur lequel est raccordée la douille. L'intervalle entre ces groupes d'aimants axialement espacés détermine le couple à appliquer aux capuchons. L'embrayage est capable de glisser apres application d'un capuchon taraudé sur un récipient fileté lorsqu'on a atteint la valeur désirée du couple. Essentiellement, le mode de fonctionnement est tel que lorsque le mandrin engage le capuchon sur le récipient à boucher, on applique une charge par le dessus pour assurer une étanchéité entre le capuchon et le récipient et/ou pour assurer un engagement de friction en rotation adéquat entre le mandrin et le capuchon, grâce à un léger mouvement télescopique de la broche et du boîtier afin de comprimer un ressort disposé entre eux. On notera de la description qui précède que l'attraction magnétique entre les anneaux d'aimants appliquera un couple depuis le boîtier qui tourne avec la broche d'entraînement, sur l'ensemble de mandrin. Ce couple permet à l'ensemble de mandrin d'engager et de serrer un capuchon qui a été auparavant engagé par vissage sur un récipient jusqu'à un degré de serrage prédéterminé, au-delà duquel la résistance mécanique pour poursuivre le serrage surmonte l'attraction magnétique. Lorsque ceci se produit, l'embrayage magnétique glisse simplement tandis que la broche et le boîtier associé continuent à tourner par rapport à l'ensemble à douille. La nouvelle tête de pose de bouchon qui forme la présente invention assure un réglage aisé du couple maximum à appliquer en utilisant un ensemble mobile du type à piston annulaire de couple qui incorpore un groupe d'aimants. La position de l'ensemble à piston est aisément réglée pour faire varier l'intervalle et ainsi la force magnétique entre les anneaux d'aimants espacés. La nouvelle tête de pose inclut également un mécanisme de serrage qui peut être aisément engagé et relâché pour faciliter le réglage et le blocage en place de l'ensemble de piston. Afin d'augmenter encore la durabilité et l'efficacité de la tête de pose, la connexion entre la broche d'entraînement et le boîtier qui contient le piston est constituée par une pluralité de fourreaux qui permettent un mouvement longitudinal aisé entre la broche d'entraînement et le boîtier tout en maintenant une action d'entraînement positive pendant la rotation et le mouvement vertical de la tête de pose pendant l'opération de pose d'un capuchon. Les fourreaux présentent une amélioration sensible par rapport aux mécanismes utilisés jusqu'ici, comme des cannelures ou bien des clavettes, dans lesquels les conditions d'usure étaient telles qu'un remplacement plus souvent était nécessaire, et rendait le coût d'origine de la tête de pose plus élevé. Conformément à la présente invention, le nouveau mécanisme pour faire varier rapidement et aisément l'entrefer entre les aimants opposés de l'embrayage magnétique consiste à prévoir un premier groupe d'aimants dans un ensemble annulaire de piston qui est disposé en coulissement à l'intérieur du boîtier de la tête de pose. Le piston contient un certain nombre de perçages agencés en spirale, qui sont exposés vers une fente de forme spiralée formée dans le boîtier adjacent. Le piston est libre de se déplacer verticalement à l'intérieur du boîtier au moyen d'un doigt ou similaire qui s'étend dans l'un desdits perçages à travers la fente spiralée, ce doigt étant déplacé par la fente spiralée pour soulever ou abaisser verticalement le piston et modifier l'entrefer, et ainsi la limite du couple entre les anneaux d'aimants adjacents. Lorsque l'anneau de piston est placé de manière à obtenir le niveau de couple désiré, on active un mécanisme de serrage simple mais efficace, pour attacher l'anneau de piston en position, et imposer ainsi le couple désiré. Pour changer le réglage de couple, on desserre le mécanisme de serrage, on déplace l'anneau de piston vers le haut ou vers le bas en déplaçant la tige disposée de manière lâche dans le piston dans l'ouverture spiralée dans le boîtier, puis en resserrant l'anneau de piston sur le boîtier lorsqu'on a atteint le réglage désiré. D'autres objectifs et avantages de la présente invention deviendront plus apparents aux hommes de métier à la lecture de la description suivante et en considérant les dessins ci-joints. La figure 1 est une vue en coupe d'une tête de pose de capuchon, qui incorpore la présente invention; la figure 2 est une vue éclatée montrant l'ensemble supérieur d'entraînement et d'application de charge, le piston annulaire de couple et le boîtier inférieur, ainsi que l'ensemble à douille qui porte l'élément inférieur; et la figure 3 est une vue prise le long de la ligne 3-3 à la figure 1, illustrant la connexion à doigts entre l'ensemble d'entraînement de charge supérieur et le boîtier de l'anneau de couple. En se référant à la figure 1, celle-ci montre un ensemble 10 de tête pour pose de capuchon à vis, attachée à une broche d'entraînement rotative 12. Il est habituel pour une machine de pose de capuchon à vis d'utiliser un tourniquet comportant huit, dix, ou plus de telles têtes de pose de capuchon, placées suivant un motif circulaire autour d'un tourniquet qui monte et qui descend, de façon à se déplacer en alignement avec un récipient qui doit être refermé avec un capuchon taraudé. La tête de pose de capuchon 10, incorpore un ensemble de moyeu de montage 14 constitué par une partie tubulaire supérieure 16 et par un tronçon inférieur 18 qui est vissé dans la partie inférieure du tube 16 et maintenu en place par des doigts 20. Le moyeu de montage 14 porte à son extrémité supérieure un collier fendu 22, vissé sur lui-même et serré au moyen d'une vis 24, et positionné par rapport au moyeu 14 par une bague spéciale de retenue 25. Le collier fendu 22 assure un arrêt pour un ressort de compression 26 qui agit à son extrémité inférieure contre le boîtier supérieur 28 de la tête de pose pour repousser élastiquement le boîtier 28 dans une direction descendante. Le moyeu 14 est relié au boîtier supérieur 28 au moyen de quatre fourreaux 30, espacés dans le sens circonférentiel, qui sont situés dans des évidements adjacents semi-cylindriques 32, 34, formés dans la partie de moyeu 14 et dans le boîtier supérieur 28, respectivement, comme montré plus spécifiquement à la figure 3. Le couple provenant da broche motrice rotative 12 est transmis au boîtier supérieur 28 via les fourreaux 30. La connexion précitée permet au boîtier 28 de se déplacer par rapport au moyeu de montage à l'encontre de l'action du ressort 26, et pendant cette action, les fourreaux se déplaceront dans les évidements correspondants 32, 34. Ces fourreaux, qui assurent une connexion positive entre le moyeu et le boîtier, sont peu coûteux et peuvent être aisément changés s'il se produit une usure importante. Une bague 35 est prévue entre le moyeu 16 et le boîtier 28. L'élément intermédiaire de boîtier 40 est vissé sur le boîtier supérieur 28 par un pas de vis 42. Le boîtier 40 est creux et il comporte à l'intérieur un ensemble d'aimants formant anneau de couple 44 sous la forme d'un piston réglable qui est disposé en coulissement par rapport à la paroi intérieure du boîtier 40. Une pluralité d'aimants 46, dans le cas présent au nombre de douze, sont situés dans l'extrémité inférieure de l'anneau de couple 44, mais ce nombre est donné purement à titre d'exemple. Les aimants sont disposés dans un élément annulaire 48 qui est attaché à l'anneau de couple 44 par des éléments de fixation 50. L'ensemble de boîtier inférieur 54, qui comprend la douille 56, est librement mobile par rapport au boîtier intermédiaire 40 au moyen d'un assemblage de palier à rouleaux 58 qui relie la douille 56 et le boîtier 40. I est prévu, en tant que partie de l'ensemble à douille, une pluralité d'aimants 60 qui sont disposés dans un ensemble de support 62 pour les aimants, lequel est fixé à l'ensemble à douille au moyen d'attaches 64. Le support 62 est espacé verticalement de l'élément annulaire 48, les aimants 46 et 60 étant axialement alignés. Les anneaux adjacents d'aimants définissent l'embrayage magnétique et, comme ceci est bien connu des hommes de métier, le couple transmissible entre le boîtier 40 et l'ensemble à douille 56 est donc déterminé par l'entrefer entre les aimants 46 et 60. Ainsi, lorsque les aimants sont rapprochés les uns des autres, un couple supérieur est transmis entre le boîtier 40 et l'ensemble à douille 56, et inversement, lorsque les aimants 46, 60 sont plus éloignés les uns des autres, la limite de couple est réduite. Exprimé de façon générale, l'entrefer entre les anneaux magnétique peut varier entre 0,34 mm et 9 mmin, ce qui assure une variation du couple limite entre 0,35 et 0,035 kg x m (30 et 3 pouces x livres), respectivement. Au vu de ce qui précède, on peut prévoir que la position réglable de l'ensemble d'anneau de couple 44 détermine le couple à transmettre entre le boîtier 40 et l'ensemble à douille 56. Pour faciliter le réglage vertical de l'anneau de couple 44, on prévoit une pluralité d'ouvertures 70 dans l'anneau de couple, qui sont en corrélation avec une fente spiralée 72 formée dans le boîtier extérieur 40 (voir fig. 2). On peut prévoir des doigts 74 (voir fig. 1) qui sont introduits dans l'ouverture correspondante et sont placés dans la fente. La position des doigts particuliers peut être calibrée et marquée sur la paroi extérieure du boîtier 40 afin d'indiquer le réglage de couple lorsque le doigt atteint une certaine position dans la fente (non représenté). Spécifiquement, grâce à l'utilisation de doigts espacés dans des ouvertures choisies, on peut sélectionner divers couples par rotation du piston jusqu'à l'emplacement auquel les doigts engagent l'extrémité de la fente, ou bien sont placés en position adjacente à une marque appropriée sur le boîtier, ou bien ils sont en position comme déterminé par un appareil de mesure de couple. Lors des opérations de production normale, en réglant le piston à l'emplacement auquel un doigt particulier engage une extrémité choisie de la fente, on peut établir des couples prédéterminés pour deux capuchons différents, d'une manière rapide et efficace. Le mouvement de l'anneau de couple peut être accompli par le déplacement d'un élément, tel qu'une vis 76, connectée à l'anneau et qui soulève ou abaisse l'anneau de couple lorsqu'elle est déplacée dans la fente, et modifie ainsi l'espacement entre les aimants 46 et les aimants 60 de l'ensemble à douille. La remise en position de l'anneau 44 modifie le couple à transmettre entre l'anneau de couple et l'ensemble à douille avant l'apparition du glissement. Cette vis assure une double fonction en ce qu'elle sert également à coopérer avec un bloc 78 pour serrer l'anneau de couple 44 par rapport au boîtier 40, de sorte qu'après avoir procédé au calage du couple, l'anneau de couple 44 restera fixé en position. Comme montré à la figure 1, la vis 76 s'emboîte dans un évidement 80 dans l'anneau de couple 44. La vis 76 est vissée à travers une ouverture dans le bloc 78 contre la base de l'évidement 80. La rotation de la vis 76 contre la base de l'évidement dans une direction déplace le bloc de serrage 78 en éloignement de la paroi intérieure du boîtier 40 pour permettre de déplacer aisément l'anneau de couple 44 dans une direction verticale en déplaçant l'anneau 44 verticalement, ce qui résulte du mouvement du doigt 74 dans la fente 72. Après que l'anneau de couple 44 a été mis en position, la vis 76 est tournée dans l'autre direction pour serrer le bloc 78 contre la paroi intérieure du boîtier 40 afin de bloquer l'anneau de couple en place. Les doigts 74 que l'on peut utiliser pour définir différents calages de l'anneau de couple sont montrés à la figure 1, et comme on le remarque, ils sont logés dans la paroi extérieure de l'évidement 40 et ne sont donc pas exposés à l'usure. Considérant à nouveau l'ensemble à douille 56 placé dans la partie inférieure de la tête de pose 10, on note qu'il est prévu au fond du boîtier un évidement 90 dans lequel est placée la piste extérieure du palier 58. Ce dernier est maintenu en place par une bague de retenue 92 qui est placée contre la piste extérieure du palier au moyen d'un organe de retenue 94 pour le palier. La piste extérieure du palier est repoussée contre une bride 96 du boîtier inférieur 40, et sa piste intérieure est fixée en place par rapport à la douille 56 en étant placée entre le support 62 sur lequel sont situés les aimants 60 de l'anneau inférieur. Comme mentionné précédemment, le support 62 est fixé sur l'ensemble à douille 56 par des éléments de fixation 64. Ainsi, on peut voir que, lorsqu'il est entraîné par l'arbre moteur 12 via le moyeu 14 et le boîtier supérieur 28, le boîtier 40 entraînera l'ensemble à douille 56 à travers l'embrayage magnétique, mais lorsqu'on atteint la limite de couple, le moyeu de l'arbre moteur et le boîtier qui contient la bague de couple se déplaceront librement par rapport à l'ensemble à douille. Les revendications ci-jointes sont destinées à couvrir toutes les modifications qui tomberont dans la portée de l'invention. Revendications 1. Ensemble de tête de pose pour capuchon, comprenant un premier boîtier (40) attaché à un élément d'entraînement rotatif (12), un second boîtier (54) comprenant une douille (56) montée dans ledit second boîtier (54) en rotation libre par rapport audit premier boîtier (40), un embrayage magnétique comprenant un premier anneau d'aimants (46) dans un anneau de couple (44) qui est mobile en coulissement par rapport audit premier boîtier (40), et un second anneau d'aimants (60) dans ledit second boîtier (54), axialement espacé dudit premier anneau d'aimants (46), des moyens (70, 72, 74) pour ajuster la position dudit anneau de couple (44) par rapport audit premier boîtier (40), grâce à quoi l'espace entre lesdits aimants (46, 60) peut être changé pour faire varier la limite du couple dudit embrayage magnétique, et des moyens (76, 78, 80) pour fixer ledit anneau de couple (44) par rapport audit premier boîtier (40) afin de retenir ledit anneau de couple (44) dans une position fixée. 2. Ensemble de tête de pose selon la revendication 1, dans lequel les moyens (70, 72, 74) pour ajuster la position longitudinale dudit anneau de couple (44) comprennent une fente spiralée (72) dans ledit premier boîtier (40), des ouvertures (70) dans ledit anneau de couple (44), exposées à travers ladite fente, et des moyens (74) s'étendant à travers ladite fente (72) jusque dans une ouverture (70) pour déplacer ledit anneau de couple (44) jusqu'à la position requise. 3. Ensemble de tête de pose selon la revendication 1, dans lequel ledit premier boîtier (40) comprend un tronçon supérieur (28) et un moyeu de montage (14) disposé en coulissement dans ledit tronçon supérieur (28), ledit moyeu de montage (14) étant adapté à recevoir une broche d'entraînmement rotative (12), ledit moyeu de montage (14) et le tronçon de boîtier supérieur (28) défminissant des évidements semi-cylindriques (32, 34) coopérants, et des moyens en forme de fourreaux cylindriques (30) disposés dans lesdits évidements (32, 34) pour minterconnecter le moyeu de montage (14) et le tronçon de boîtier supérieur (28), mais permettant un mouvement de coulissement entre ledit moyeu de montage (14) et ledit tronçon de boitier supérieur (28). 4. Ensemble de tête de pose selon la revendication 3, dans lequel le moyeu de montage (14) inclut une partie supérieure (16) qui reçoit la broche d'entraînement rotative (12), et une partie inférieure (18) qui est réglée par vissage par rapport à ladite partie supérieure (16) et qui inclut une bride annulaire pour retenir lesdits fourreaux (39) en position par rapport au moyeu de montage et des moyens de fixation (22, 24, 25) pour bloquer ladite partie inférieure par rapport à ladite partie supérieure. 5. Ensemble de tête de pose selon la revendication 1, comprenant des moyens de serrage (76) s'étendant à travers une ouverture définie par ledit premier boîtier (40) jusque dans un évidement (80) défini par ledit anneau de couple (44), comprenant un élément de serrage (78) situé en position adjacente audit premier boîtier (40) et des moyens à vis (76) reliés audit élément de serrage (78) et engageant ledit anneau de couple (44) pour visser ledit élément de serrage (78) contre ledit premier boîtier (40) afin de bloquer ledit anneau de couple en position. 6. Ensemble de tête de pose selon la revendication 2, dans lequel ledit premier boîtier (40) comprend un tronçon supérieur (28) et un moyeu de montage (14) disposé en coulissement dans ledit tronçon supérieur (28), ledit moyeu de montage (14) étant adapté à recevoir une broche d'entraînement rotative (12), ledit moyeu de montage (14) et le tronçon de boîtier supérieur (28) définissant des évidements semi-cylindriques (32, 34) coopérants, et des moyens en forme de fourreaux cylindriques (30) disposés dans lesdits évidements (32, 34) pour interconnecter le moyeu de montage (14) et le tronçon de boîtier supérieur (28), mais permettant un mouvement de coulissement entre ledit moyeu de montage (14) et ledit tronçon de boîtier supérieur (28). 7. Ensemble de tête de pose selon la revendication 2, comprenant des moyens de serrage (76) s'étendant à travers une ouverture définie par ledit premier boîtier (40) jusque dans un évidement (80) défini par ledit anneau il de couple (44), comprenant un élément de serrage (78) situé en position adjacente audit premier boîtier (40) et des moyens à vis (76) reliés audit élément de serrage (78) et engageant ledit anneau de couple (44) pour visser ledit élément de serrage (78) contre ledit premier boîtier (40) afin de bloquer ledit anneau de couple en position. 8. Ensemble de tête de pose selon la revendication 2, dans lequel le moyeu de montage (14) inclut une partie supérieure (16) qui reçoit la broche d'entraînement rotative (12), et une partie inférieure (18) qui est réglée par vissage par rapport a ladite partie supérieure (16) et qui inclut une bride annulaire pour retenir lesdits fourreaux (39) en position par rapport au moyeu de montage et des moyens de fixation (22, 24, 25) pour bloquer ladite partie inférieure par rapport à ladite partie supérieure. 9. Ensemble de tête de pose selon la revendication 3, comprenant des moyens de serrage (76) s'étendant à travers une ouverture définie par ledit premier boîtier (40) jusque dans un évidement (80) défini par ledit anneau de couple (44), comprenant un élément de serrage (78) situé en position adjacente audit premier boîtier (40) et des moyens à vis (76) reliés audit élément de serrage (78) et engageant ledit anneau de couple (44) pour visser ledit élément de serrage (78) contre ledit premier boîtier (40) afin de bloquer ledit anneau de couple en position. 10. Ensemble de tête de pose selon la revendication 4, comprenant des moyens de serrage (76) s'étendant à travers une ouverture définie par ledit premier boîtier (40) jusque dans un évidement (80) défini par ledit anneau de couple (44), comprenant un élément de serrage (78) situé en position adjacente audit premier boîtier (40) et des moyens à vis (76) reliés audit élément de serrage (78) et engageant ledit anneau de couple (44) pour visser ledit élément de serrage (78) contre ledit premier boîtier (40) afin de bloquer ledit anneau de couple en position.