Brevet FR2785893A1 — publié le 20000519

DISPOSITIF DE DOSAGE LINEAIRE La présente invention concerne le domaine du remplissage de produits liquides ou visqueux (homogènes ou hétérogènes), dans leurs récipients de conditionnement, et plus particulièrement un type de dispositifs ou machines de dosage dits linéaires du fait que les opérations de dosage sont effectuées le long d'une section rectiligne de convoyage des récipients à remplir. De tels dispositifs sont généralement destinés à tre intégrés dans une ligne de convoyage de récipients dont l'avance est continue. Ils comprennent donc un chemin de convoyage qui s'insère dans ladite ligne de convoyage, lequel chemin de convoyage comprend une section rectiligne où les récipients sont mis à un pas précis, et au-dessus de laquelle opère un ensemble de remplissage embarqué sur un chariot. L'ensemble de remplissage comprend une suite de n organes de remplissage, chacun associé à un doseur, qui sont en action simultanément lors d'une course du chariot en accompagnement des récipients à remplir. A partir du début de dosage, un cycle de fonctionnement du chariot comprend donc la course de dosage, la décélération et l'arrt du chariot en fin de course, sa course de retour avec accélération de départ, l'arrt après décélération et le redémarrage pour atteindre à nouveau la vitesse de la ligne. Il est clair que ce temps de cycle hors dosage représente une fraction importante du temps de cycle total, celui-ci étant le temps de défilement de la ligne de convoyage sur n pas. En règle générale, le nombre n choisi par les constructeurs n'est pas supérieur à six. Mais dans tous les cas, la durée d'un cycle de fonctionnement de 1'ensemble de remplissage est quasiment incompressible et constitue donc une limite à la cadence de ces dispositifs. L'invention résulte d'une réflexion sur ce problème de limitation de cadence des dispositifs de dosage linéaires, et elle consiste en une solution constituant de ce point de vue une amélioration très sensible, bien que ne néccessitant que très peu de moyens supplémentaires. Un dispositif de dosage linéaire selon l'invention, comprenant un ensemble de remplissage mobile en va-et-vient en translation longitudinale et portant une pluralité d'organes de remplissage, destinés à remplir simultanément une pluralité de récipients disposés en ligne sur une section rectiligne de convoyage, lors d'une course dudit ensemble de remplissage en accompagnement desdits récipients à remplir, est caractérise en ce qu'il comporte deux sections rectilignes de convoyage parallèles et de sens opposes, et en ce que lesdits organes de remplissage dudit ensemble de remplissage sont agencés en deux lignes, associées respectivement à l'une et l'autre des deux sections rectilignes de convoyage, de manière à ce que soit effectuée une opération de dosage sur la première section rectiligne de convoyage lors d'une course aller dudit ensemble de remplissage, et une opération de dosage sur la seconde section rectiligne de convoyage lors de la course de retour dudit ensemble de remplissage. Avec un tel dispositif, sur un cycle complet de déplacement aller et retour de 1'ensemble de remplissage, seuls les temps de décélération, d'arret et d'accelération ne sont pas utilisés pour le dosage. Avantageusement, si les moyens de dosage associés aux organes de remplissage sont des sectionneurs de flux (débitmètres ou pompes volumétriques), chacun de ces moyens de dosage peut tre associé à deux organes de remplissage respectivement affectés à l'une et à l'autre des deux sections linéaires de convoyage, pour opérer en alternance avec l'un et l'autre de ces deux organes de remplissage. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les deux sections de convoyage linéaires font partie d'un mme chemin de convoyage et se succèdent par l'intermédiaire d'un coude de changement de direction à 180 . Selon d'autres caractéristiques de l'invention concernant ledit ensemble de remplissage : -il peut comporter des moyens de bridage associés à chacune des deux lignes d'organes de remplissage, pour assujettir les cols des récipients à remplir durant les opérations de dosage ; -il peut comporter un chariot sur lequel sont montées deux plateformes ayant une aptitude de déplacement en va-et-vient vertical et portant respectivement chacune desdites lignes d'organes de remplissage, notamment pour les cas où ces derniers sont des becs à niveau, ou bien réalisent un remplissage par le fond des récipients. Ces caractéristiques et avantages de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront clairement dans la description suivante, faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'une machine selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue schématique en plan du poste de dosage de la machine de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue schématique en perspective, à échelle agrandie, d'une partie de la machine de la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une vue schématique en plan, similaire à la Fig. 2, illustrant une variante de l'ensemble de remplissage de la machine ; et la Fig. 5 est un diagramme représentant les différentes phases d'un cycle de dosage avec 1'ensemble de remplissage de la Fig. 4. Considérant d'abord la Fig. 1, elle représente un dispositif selon l'invention sous la forme d'une machine M de dosage et de bouchage destinée à tre intégrée dans une ligne de convoyage de récipients R à défilement en continu. A cet effet, la machine M comporte une table T sur laquelle est monté un chemin de convoyage C desservant d'abord un poste de dosage ou remplissage D, puis en aval de celui-ci un poste de bouchage B. Ce dernier est d'un type connu en soi et, n'étant pas directement concerné par la présente invention, il ne sera pas décrit dans la suite. Le chemin de convoyage C est constitué classiquement, dans ses parties rectilignes, de transporteurs à palettes 1. On voit d'autre part à la Fig. 1 que le chemin C est conformé de telle manière que son entrée et sa sortie soient en ligne. Le poste de dosage D comprend un ensemble de remplissage E qui opère lors d'une course d'accompagnement des récipients à remplir, sur une section rectiligne du chemin de convoyage C. Et selon l'invention, cet ensemble de remplissage E est double, à savoir qu'il comprend deux lignes ou suites longitudinales L1, L2 d'organes de remplissage disposées en parallèle, respectivement au-dessus d'une section de convoyage rectiligne amont SI et d'une section de convoyage rectiligne aval S2, Fig. 2, les sections S1 et S2 étant disposées parallèlement côte-àcôte et se succédant par l'intermédiaire d'un coude de changement de direction à 180 S3, selon une disposition en épingle à cheveux. Comme le montre plus clairement la Fig. 2, 1'ensemble des sections S1, S2 et du coude S3 sont pourvus de moyens pour la mise à un pas précis des récipients transportes. ce sont pour les sections SI et S2 des vis sans fin latérales 2, qui coopèrent avec des guides latéraux opposés 3, et pour le coude S3, une roue en étoile 4 coopérant avec un guide extérieur 5. Dans 1'ensemble représenté, le coude S3 comporte ainsi cinq pas, correspondant à cinq indentations 40 de la roue 4 sur une demi-circonférence. L'ensemble de remplissage E comporte un chariot 6 mobile en va-et-vient sur une glissère 7 disposée parallèlement entre les sections S1 et S2. Le chariot 6 porte les deux lignes L1, L2 de n organes ou ttes de remplissage 8, avec n ici égal à quatre. Dans chaque ligne, les ttes de remplissage sont espacées selon le pas P entre les récipients R. Ainsi, la ligne L1 comporte d'amont en aval les ttes 8a à 8d, au-dessus de la section S1, et la ligne L2, également d'amont en aval, les ttes 8e à 8h, au-dessus de la section S2. Comme on l'exposera plus en détail dans la suite, 1'ensemble de remplissage E accomplit donc à chaque cycle de déplacement une opération de dosage sur la section S1 lors de sa course aller selon la flèche f, et une opération de dosage sur la section S2 lors de sa course de retour. Les organes de remplissage peuvent tre associés chacun à un moyen de dosage, lui-mme embarqué ou non sur le chariot 6, et relié à une cuve de stockage de produit de remplissage 9, Fig. 1. Cependant, un avantage important de l'invention est de permettre d'associer un seul doseur à deux ttes de remplissage 8 disposées respectivement dans l'une et l'autre des lignes L1 et L2, et opérant donc toujours en alternance. Cet agencement est possible pour autant que les doseurs sont aptes à enchainer des opérations de dosage sans temps mort, s'agissant par exemple de sectionneurs de flux tels que pompes volumétriques ou débitmètres. A ces moyens de dosage, il suffit alors d'associer des vannes d'ouverture/fermeture pour couper l'arrivée de produit de remplissage en alternance à chacune des ttes de remplissage d'une mme paire. De préférence, les doseurs sont montés fixes dans la machine M et reliés à 1'ensemble de remplissage E par des conduites souples représentées en traits interrompus aux Figs. 1 et 3. Dans la forme de réalisation représentée, plus clairement visible à la Fig. 3, les organes de dosage et remplissage 8 sont des becs niveau (et qui pourraient tout aussi bien tre, en variante, des becs de remplissage par le fond). Chaque ligne L1, L2 est montée sur une plate-forme 10 mobile en va-et-vient vertical sur le chariot 6. La ligne L2 de mme côté que la cuve de stockage 9 comporte des éléments de conduite d'arrivée de produit, repérés 11, qui sont raccordés à la cuve 9 par des conduites souples, et présentent une double sortie pour alimenter aussi l'autre ligne L1, par l'intermédiaire également de conduites souples. A chaque ligne L1, L2, sont avantageusement associés des moyens de bridage pour assujettir parfaitement les cols des récipients R pendant les opérations de dosage, lesquels moyens de bridage sont ici une barre longitudinale 12 présentant extérieurement des indentations de bridage 120 et mobile en va-et-vient transversal sur le côté du chariot 6. Un cycle complet de fonctionnement de 1'ensemble de remplissage va maintenant tre décrit en référence à la Fig. 2 où l'ensemble de remplissage E comporte deux fois quatre ttes de remplissage, toutes alignees transversalement par paires, et où le coude S3 a une longueur de cinq pas, correspondant aux cinq indentations 40 sur la demi-circonférence de la roue 4. Les récipients remplis sont symbolisés par des cercles avec une partie centrale foncée. Le point de départ considéré du cycle, lequel va donc durer le temps de défilement de huit pas, est le début d'une opération de dosage sur S1. A cet instant, le chariot 6, après démarrage dans le sens de la flèche F à partir de sa position de fin de course de gauche à la Fig. 2, a atteint la vitesse de défilement des récipients R dans la section S1, les ttes de remplissage 8a à 8d étant adéquatement positionnées audessus des récipients R à remplir. Ceux-ci sont contrôlés précisément en position au moyen de la vis 2, et optionnellement de la barre de bridage de cols 12, non représentée ici, qui peut alors entrer en action. La tte 8a de la ligne L1 se trouve à remplacement de récipient R1. L'opération de dosage va se dérouler sur deux pas, jusqu'à ce que la tte de remplissage 8d atteigne la position de récipient R2. Sur le dessin, 1'ensemble E est donc représenté au milieu de l'opération de dosage. Ensuite, dans un temps correspondant au défilement de deux pas, le chariot 6 décélère, s'arrte en fin de course à droite, puis redémarre dans le sens de la section S2, pour atteindre la vitesse de défilement de celle-ci alors que la tte de remplissage 8e se trouve dans la position de récipient R3 située en vis-à-vis de R2, à onze pas d'écart. Commence alors avec l'opération de dosage sur quatre récipients dans la section S2, séparés par huit récipients de ceux qui viennent d'tre remplis dans la section S1, le second demi-cycle de fonctionnement de 1'ensemble E qui se déroule exactement comme le premier, l'emplacement de récipient R4 en vis-à-vis de R1 étant la position de la tte 8h en fin de dosage sur S2. Avantageusement, le synchronisme entre les déplacements de 1'ensemble E et ceux des récipients R dans les sections S1 et S2 est réalisé en utilisant des moyens d'entraînement mettant en oeuvre des moteurs dits"brushless"à commutation électronique. On notera qu'avec une roue 4 présentant un nombre pair d'indentations sur sa demi-circonférence pour former le coude S3, il est possible de gagner le temps d'un pas pour chaque opération de dosage, à condition de limiter la phase de freinage-arrt-redémarrage du chariot 6 dans le temps d'un seul pas. La Fig. 4 illustre un autre agencement de dispositif selon l'invention avec lequel la décomposition du cycle de fonctionnement d'un ensemble à deux fois quatre ttes de remplissage en deux demi cycles comportant chacun trois pas de dosage est rendue possible en conservant une longueur de pas impaire pour le coude S3, soit ici cinq indentations 40 sur la demicirconférence de la roue 4. De mme qu'à la Fig. 2, les récipients remplis sont symbolisés par un cercle avec une partie centrale foncée. Dans cette forme de réalisation, les éléments composant 1'ensemble E'sont les mmes que dans 1'ensemble E, et de ce fait, il leur a été attribué les mmes références, seulement assorties du signe'. En réalité, 1'ensemble E'ne se distingue de l'ensemble E qu'en ce que sa ligne de ttes de remplissage L'2 est décalée d'un pas vers le coude S3 par rapport à la ligne L'1. Grâce à cet artifice, la course de dosage de l'ensemble E'sur S2 est rapprochée d'un pas de la course de dosage sur S1, de telle sorte que l'emplacement de récipient R'3 (position de la tte 8'e en début de dosage sur S2) peut tre séparé de l'ecartement adéquat de dix pas d'avec remplacement de récipient R'2 (position de la tte 8'd en fin de dosage sur Sol). R'1 et R'4, également décalées d'un pas, sont respectivement la position de la tte 8'a en début de dosage sur S1 et la position de la tte 8'h en fin de dosage sur S2. La Fig. 5 comporte une série de cinq développés schématiques sous forme rectiligne, illustrant la suite de récipients R dans les sections S1, S2 et le coude 3 du dispositif de la Fig. 4, à plusieurs instants successifs d'un cycle de remplissage de 1'ensemble E'. Les cercles clairs symbolisent des récipients vides, les cercles foncés des récipients pleins, et les cercles à centre foncé des récipients en cours de remplissage. La première ligne représente une situation de début de dosage (D1) sur la section S1, la seconde ligne la fin de dosage (FD1) sur S1 après trois pas, la troisième ligne le début de dosage (D2) sur S2 un pas plus tard, la quatrième ligne la fin de dosage (FD2) sur S2 après à nouveau trois pas, et la cinquième ligne, le retour à la situation de départ, après à nouveau un pas, pour le commencement du cycle suivant par un nouveau dosage (ND1) sur S1. REVENDICATIONS 1) Dispositif de dosage lineaire, comprenant un ensemble de remplissage (E ou E') mobile en va-et-vient en translation longitudinale et portant une pluralité d'organes de remplissage (8 ou 8'), destinés à remplir simultanément une pluralité de récipients (R) disposés en ligne sur une section de convoyage rectiligne lors d'une course dudit ensemble de remplissage en accompagnement desdits récipients à remplir, caractérisé en ce qu'il comporte deux sections rectilignes de convoyage de récipients parallèles et de sens opposés (S1, S2), et en ce que les organes de remplissage (8 ou 8') de 1'ensemble de remplissage (E ou E') sont agences en deux lignes (L1, L2 ou L'1, L'2), associées respectivement à l'une et l'autre des deux sections rectilignes de convoyage (S1, S2), de manière à ce que soit effectuée une opération de dosage sur la première section rectiligne de convoyage (S1) lors de la course aller de 1'ensemble de remplissage (E ou E'), et une opération de dosage sur la seconde section rectiligne de convoyage (S2) lors de la course de retour de 1'ensemble (E ou E'). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de remplissage (8 ou 8') sont associés à des moyens de dosage de type sectionneur de flux, et en ce que chaque moyen de dosage dessert deux organes de remplissage appartenant respectivement à l'une et à l'autre desdites lignes (L1, L2 ou L'1, L'2). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ensemble de remplissage (E) comporte des moyens de bridage (12) associés à chacune des lignes (L1, L2), pour assujettir les cols des récipients (R) à remplir durant les opérations de dosage. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ensemble de remplissage (E) comporte un chariot (6) sur lequel sont montées deux plateformes (10) ayant une aptitude de déplacement en va-et-vient vertical et portant respectivement chacune des lignes (L1, L2). 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits organes de remplissage (8) sont des becs à niveau. 6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits organes de remplissage (8) effectuent un remplissage par le fond. 7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux sections de convoyage linéaires (S1, S2) font partie d'un mme chemin de convoyage (C) et se succèdent par l'intermédiaire d'un coude de changement de direction à 180 (S3). 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mettre les récipients (R) à un pas précis (P) le long des sections (S1, S2) et du coude (S3), s'agissant de vis sans fin (2) coopérant avec un guide opposé (3) pour les sections rectilignes (S1, S2), et d'une roue en étoile (4) coopérant avec un guide extérieur (5) pour le coude (S3). 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit coude (S3) a une longueur de cinq pas, correspondant à cinq indentations (40) sur la demi-circonférence de la roue (4), et en ce que dans 1'ensemble de remplissage (E') la ligne (L'2) est décalée de un pas vers le coude (C) par rapport à la ligne (L'1), afin que chaque opération de dosage puisse se dérouler sur trois pas. 10) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il fait partie d'une machine (M) comportant en outre des moyens (B) pour le bouchage des récipients (R) après remplissage.