Brevet FR2737716A1 — publié le 19970214

DISPOSITIF DE REMPLISSAGE DE RÉCIPIENTS COMPORTANT UN BOUCHON ET DESTINÉS A RECEVOIR DES LIQUIDES La présente invention a pour objet un dispositif de remplissage de récipients comportant un bouchon et destinés à recevoir des liquides. I1 peut être employé pour la plupart des récipients comportant un bouchon devant être extrait avant remplissage, mais est surtout destiné au conteneurs utilisés pour la distribution commerciale de liquides alimentaires, en particulier le lait et le vin. I1 existe à ce jour un grand nombre de machines conçues pour faciliter le remplissage de récipients fermés par un bouchon. I1 s'agit soit d'appareils simplifiés, généralement manuels, dépourvus de moyen de manipulation du bouchon, soit d'installations complexes et onéreuses réservées à des productions en très grandes quantités et comportant des systèmes articulés ou de multiples vérins, et souvent un convoyeur pour déplacer le récipient du mécanisme d'extraction du bouchon jusqu'au poste de remplissage. Par exemple, le brevet NO FR 2 512 776 décrit une machine de remplissage de conteneurs recevant des liquides plus ou moins visqueux, et comportant une structure de supports, un convoyeur faisant avancer les conteneurs à remplir, des distributeurs commandés par valve et possédant une buse verticale entraînée par une manivelle à excentrique entraînant ladite buse suivant une trajectoire en boucle fermée située dans un plan vertical, avec des composantes horizontales et verticales de déplacement, un dispositif entraînant la manivelle en synchronisme avec le convoyeur et un système de commande de distributeur faisant osciller la buse autour d'un axe horizontal, chaque valve des distributeurs étant ouverte par un dispositif d'actionnement. Un système décrit dans le brevet EP-A-72 699, utilise pour la fermeture du récipient deux disques dont l'un, soudé au bord extérieur du goulot, est destiné à être crevé avant remplissage, mais après stérilisation, et dont l'autre, seulement fixé par points à l'extrêmité interne du goulot pour ne pas faire obstacle au remplissage du récipient, est destiné à lui être soudé totalement après remplissage. Cette disposition nécessite la présence d'une tête de soudure apte à intervenir après remplissage en agissant à travers une partie de paroi opposée du récipient, de sorte que cette paroi est nécessairement complexe pour ne pas être elle-même soudée au second disque. Le brevet européen N" 0 380 500 déposé par l'auteur de la présente demande décrit un dispositif de remplissage stérile d'un récipient en atmosphère contrôlée comportant une tête de remplissage comprenant un orifice tubulaire de sortie adaptable de façon étanche au goulot du récipient, une chambre stérilisable en amont dudit orifice de sortie, des moyens de fermeture et d'ouverture du canal d'amenée du produit de remplissage, un cylindre coaxial à l'orifice de sortie et à la chambre précités logeant un piston pouvant s'engager dans cet orifice de sortie, l'extrémité libre de ce piston étant pourvue de moyens lui permettant de s'assembler et de se verrouiller au bouchon du récipient de manière à l'entraîner lors de son retrait en provoquant ainsi l'ouverture du récipient.L'ensemble est complété par des canaux annulaires et axiaux prévus pour distribuer un fluide de stérilisation dans toutes les parties de la chambre stérilisable, du canal d'amenée de produit et de l'orifice de sortie. Cette machine, outre une grande complexité, présente l'inconvénient de nécessiter une source de produit stérilisant et des bouchons de récipients non standards. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de proposer un appareil simple, fiable et d'un coût raisonnable, permettant à une seule personne d'effectuer l'extraction du bouchon, la mise sous vide du récipient, son remplissage et sa fermeture à l'aide de manipulations simples et avec un rendement satisfaisant. I1 est constitué d'un support coulissant et pivotant sur lequel sont montées une tête d'extraction de bouchons et une tête de remplissage pouvant être amenées successivement au-dessus du goulot du récipient à remplir et abaissées ou relevées à l'aide d'un levier unique, la tête de remplissage comportant un piston-vanne interne agissant sur l'alimentation du produit de remplissage et équipé d'un canal axial raccordé à une source d'aspiration permettant de faire le vide dans le récipient, ledit canal étant contrôlé par un clapet actionné par un piston mû lui-même par la source d'aspiration. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente le dispositif dans son ensemble, vu en élévation du côté de la tête de remplissage, la figure 2 montre dans les mêmes conditions le dispositif vu du côté de la tête d'extraction de bouchons, la figure 3 représente le dispositif vu de dessus, la figure 4 est une coupe axiale, à une échelle différente, de la tête de remplissage, les figures 5 et 6 montrent respectivement dans les mêmes conditions le piston-vanne et le clapet du canal axial d'aspiration avec son piston et sa tige de commande. et la figure 7 est une vue agrandie de la tête d'extraction de bouchons. Le dispositif, figures 1 à 7, est constitué d'une colonne 1 portant successivement, du bas vers le haut, un support fixe 2 équipé d'une plaque à encoche 3 de maintien du récipient 4 à remplir, une bague rotative 5 coaxiale à la colonne et d'un support coulissant 6 sur lequel sont montées une tête d'extraction 7 de bouchons et une tête de remplissage 8. Le support 6 est formé de deux blocs 9, 10 solidarisés par une entretoise 11 et agencés pour pouvoir coulisser verticalement sur la colonne 1 et pivoter dans un plan horizontal grâce à l'action d'un levier manuel 12 unique articulé sur le bloc inférieur 9 et sur la bague rotative 5. Cette dernière comporte deux butées 13 coopérant avec un ergot 14 fixé sur le support fixe 2 pour limiter la rotation de l'ensemble formé par le levier 12 et le support coulissant 6, de manière à ce que, pour les positions extrêmes à gauche et à droite du levier 12, la tête d'extraction 7 ou la tête de remplissage 8 soit située au-dessus du goulot 15 du récipient. La tête d'extraction 7 comporte 4 griffes 16 disposées de manière à s'encliqueter, lorsque l'on abaisse le levier 12, sur la collerette supérieure dont sont pourvus les bouchons 17 couramment utilisés pour certains récipients ou conteneurs destinés à la distribution de liquides alimentaires (conteneurs plastiques connus sous le nom anglo-saxon de "bag-inbox"). L'action de relever le levier extrait le bouchon du goulot 15, ce dernier étant retenu, grâce à une gorge périphérique, dans la pièce à encoche 3 solidaire du bloc fixe 2. Les griffes 16 sont montées sur la tête d'extraction proprement dite, par l'intermédiaire de lames élastiques 18 en acier permettant auxdites griffes d'être écartées par la collerette supérieure du bouchon 17, et de retourner à leur position de repos une fois arrivées au-dessous de ladite collerette. Cette disposition présente l'avantage d'une grande simplicité entraînant une très bonne fiabilité et un prix de revient très bas. La tête de remplissage 8 est connstituée d'un corps 20 creux dans lequel coulisse un piston-vanne 21 actionné par un vérin 22 solidaire du support coulissant 6. L'extrémité inférieure du corps 20 forme un embout de sortie 23 à surface externe conique s'adaptant de façon étanche sur le goulot 15 du récipient 4. En amont de l'embout, le corps 9 définit une chambre dans laquelle aboutit le canal latéral 24 d'amenée du produit de remplissage. L'embout de sortie 23 est obturé par le piston-vanne 21 lorsqu'il est en position basse. Ce piston comporte à sa partie supérieure un évidement cylindrique constituant un cylindre 25 dans lequel coulisse un piston 26 solidaire d'une tige 27 coaxiale audit piston-vanne 21 et traversant celui-ci sur toute sa longueur pour se terminer par un clapet conique 28 obturant l'extrémité basse du canal axial 29 dans lequel se déplace la tige 27. Le cylindre 25 contient un ressort 30 disposé au-dessous du piston 26 apte à maintenir le clapet 28 fermé au repos. Une canalisation 31 aboutissant à la base du cylindre 25 et communiquant avec le canal axial 29 peut être reliée à une source d'aspiration, ce qui a pour effet d'ouvrir le clapet 28 en créant une dépression dans le cylindre 25, et de faire le vide à l'intérieur du récipient 4 dans lequel débouche le canal axial lorsque l'embout de sortie 23 est en place sur le goulot 15. L'opération de remplissage s'effectue de la façon suivante: - En premier lieu le récipient 4 est positionné en engageant une rainure périphérique du goulot 15 prévue à cet effet dans la plaque à encoche 3. - Le levier 12, en position haute, est alors tourné jusqu'à ce que l'une des butées 13 soit bloquée par l'ergot 14, de manière à amener la tête d'extraction de bouchons 7 au-dessus du goulot 15 du récipient, puis abaissé jusqu'à ce que les griffes 16 soient encliquetées sur la collerette supérieure du bouchon 17, le levier est alors relévé ce qui provoque le débouchage du récipient. - Le levier est tourné dans l'autre sens pour amener la tête de remplissage 8 au-dessus du goulot 15, et abaissé lorsqu'il est en butée de façon à faire pénétrer l'embout de sortie 23 dans la partie supérieure du goulot. - L'opérateur actionne une commande (non représentée) pour faire démarrer un programmateur qui déclenche l'ouverture de la source d'aspiration raccordée à la canalisation 31, provoquant ainsi l'ouverture du clapet 28 et la mise en communication, par l'intermédiaire du canal axial 29, de ladite canalisation avec le récipient. - Après un premier délai prédeterminé, le programmateur coupe la source d'aspiration et provoque l'action du vérin 22 pour relever le piston-vanne 21, ce qui ouvre l'embout de sortie 23 et permet le remplissage du récipient 4 via le canal latéral 24. - Après un second délai prédeterminé, calculé pour assurer un remplissage optimal, le programmateur commande la remontée du piston-vanne et donc l'obturation de l'embout de sortie. - L'opérateur relève alors le levier 12 et le fait pivoter puis l'abaisse pour amener à nouveau la tête d'extraction 7 au-dessus du goulot 15 et remettre le bouchon 17 en place. - Le récipent 4 est alors remplacé par un récipient vide et un nouveau cycle peut commencer. Grâce à sa simplicité, à sa facilité d'utilisation et à son faible coût de revient, l'appareil qui vient d'être décrit se prête particulièrement bien à l'équipement de postes de remplissage à cadences limitées, lorsque l'investissement nécessaire pour une machine entièrement automatique est trop lourd. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 10. Dispositif de remplissage de récipients comportant un bouchon et destinés à recevoir des liquides, adaptable à la plupart des récipients comportant un bouchon devant être extrait avant remplissage, mais surtout destiné aux conteneurs utilisés pour la distribution commerciale de liquides alimentaires tels que le lait et le vin, caractérisé par la combinaison d'un support mobile (6) coulissant verticalement et pivotant dans un plan horizontal, sur lequel sont montées une tête d'extraction (7) de bouchons et une tête de remplissage (8) pouvant être amenées successivement au-dessus du goulot (15) du récipient (4) à remplir et abaissées ou relevées à l'aide d'un levier (12) unique articulé sur ledit bloc mobile, la tête de remplissage (8) comportant un piston-vanne (21) coulissant verticalement grâce à un vérin (22) dans un passage interne aboutissant à un embout de sortie (23) à surface externe conique s'adaptant de façon étanche sur le goulot (15) et dans lequel débouche le conduit latéral (24) d'alimentation du produit de remplissage, le piston-vanne (21) comportant un canal interne (29) coaxial raccordé à une source d'aspiration permettant de faire le vide dans le récipient (4), ledit canal se terminant par un clapet conique (28) apte à obturer son extrémité basse et actionné par un piston (26) mû lui-même par la source d'aspiration. 20. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que la tête d'extraction (7) comporte 4 griffes (16) disposées de manière à pouvoir s'encliqueter sur une collerette prévue à la partie supérieure du bouchon (17) du récipient (4), de manière à entraîner ledit bouchon et à l'extraire lorsque la tête d'extraction a été abaissée sur le goulot (15) puis remontée au moyen du levier (12). 30. Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que les griffes (16) sont montées sur la tête d'extraction (7) par l'intermédiaire de lames élastiques (18) en acier permettant auxdites griffes d'être écartées par la collerette supérieure du bouchon (17), et de retourner à leur position de repos une fois arrivées au-dessous de ladite collerette. 40. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le support mobile (6) est monté sur une colonne (1) portant successivement, du bas vers le haut, un support fixe (2) équipé d'une plaque à encoche (3) de maintien du récipient (4) s'engageant dans une gorge périphérique du goulot (15), une bague rotative (5) coaxiale à la colonne sur laquelle est articulé le levier (12), et le support mobile (6) lui-même. 50. Dispositif selon la revendication 4, se caractérisant par le fait que la bague rotative (5) est équipée de deux butées (13) coopérant avec un ergot (14) solidaire du support fixe (2) limitant la rotation de l'ensemble formé par le levier (12) et le support coulissant (6), de manière à ce que, pour les positions extrêmes à gauche et à droite du levier (12), la tête d'extraction (7) ou la tête de remplissage (8) soit située au-dessus du goulot (15) du récipient (4). 60. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le piston-vanne (21) comporte à sa partie supérieure un évidemment cylindrique constituant un cylindre (25) dans lequel coulisse le piston (26), ce dernier étant solidaire d'une tige (27) coaxiale audit piston-vanne, le traversant sur toute sa longueur et solidaire à son autre extrémité du clapet conique (28) obturant l'extrémité basse d'un canal axial (29) dans lequel se déplace ladite tige, le cylindre (25) contenant un ressort (30) disposé au-dessous du piston (26) et apte à maintenir le clapet conique (28) fermé au repos, une canalisation (31) raccordée à une source d'aspiration aboutissant à la base du cylindre (25) et communiquant avec le canal axial (29) de manière à ce qu'une dépression dans cette canalisation provoque l'ouverture du clapet conique (28) en agissant sur le piston (26) et crée le vide à l'intérieur du récipient (4) dans lequel débouche ledit canal axial lorsque l'embout de sortie (23) est en place sur le goulot (15). 70. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le fonctionnement du vérin (22) actionnant le pistonvanne (21) et la source d'aspiration sont contrôlés par un programmateur suivant un cycle déclenché par l'opérateur lorsque la tête de remplissage est en place sur le goulot (15) du récipient (4) à remplir.