Brevet FR2815621A1 — publié le 20020426

Dispositif de retournement de corp ! t creux L'invention se rapporte au domaine des dispositifs permettant de manipuler des corps creux, notamment des disposrtifs destinés à être intégrés dans des lignes d'embouteillage. L'invention trouvera notamment application dans le domaine des lignes d'embouteillage de récipients plastiques dans lesquelles les récipients présentent un col de forme géométrique parfaitement définie et standardisée de telle sorte que la manipulation des récipients le long de la Sne d'emboutclliage se fasse de m. nniòro profórc ntise ! ! e ptar le col. * Cela est notamment le cas des lignes d'embouteiillage destinées à produire, nettoyer, stériliser et remplir des récipients en polyéthylène téréphtalate (PET), ces récipients pouvant présenter la forme de bouteilles ou de pots. En effet, de tels récipients sont fabriqués An prrx-adant tout d'ahord au moulage par injection d'une préforme sensiblement tubulaire qui est fermée à l'une des ses extrémités et dont l'autre extrémité présente la forme définitive du caf du récipient. Ce col présente généralement un filetage permettant de visser un bouchon, et, à la base de ce filetage, une collerette radiale externe qui forme une surface d'appui utilisée pour le transport de la préforme, puis du récipient. A partir de cette préforme, le récipient final est obtenu dans une machine de moulage par soufflage. Que ce soit pour la manipulation de la préforme avant le moulage par soufflage, ou pour la manipulation ultérieure des récipients sur la ligne d'embouteillage, on utilise de manière préférentielle des systèmes dans lesquels le récipient est saisi par le col, généralement par des pinces élastiques. Lors de la manipulation des préformes ou des récipients saisis par le col, il est parfois nécessaire de procéder à un retournement du corps creux le long de sa trajectoire dans la ligne d'embouteillage. Ainsi, s'il est évidemment nécessaire que le récipient se présente col en haut pour l'opération de remplissage, il est nécessaire qu'il se présente col en bas pour d'autres opérations telles que le rinçage du volume interne, ceci afin de favoriser l'écoulement du fluide de rinçage. On notera par ailleurs que, dans de nombreuses machines de soufflage, le réchauffage de la préforme est effectué de manière préférentielle avec une préforme se présentant col en bas, tandis que le soufflage de la préforme se fait en introduisant la préforme col en haut dans le moule. De la sorte, il y là encore la nécessité de retourner le corps creux. L'invention a donc pour but de proposer un dispositif permettant de retourner un corps creux entre deux unités de traitement consécutives d'une ligne d'embouteillage. Dans l'art antérieur, il est connu de nombreuses machines de traitement de corps creux dans lesquelles celui-ci subit un retournement. Ainsi, dans les machines de rinçage, le récipient est généralement engagé sur un carrousel muni de pinces de retournement. Le récipient est engagé col en haut, il est retourné par une pince pour l'amener col en bas audessus de buses de projection, puis, avant de ressortir de la machine, la pince de retournement ramène le corps creux dans sa position initiale col en haut. En effet, les pinces de retournement sont généralement conçues de telle sorte qu'elles permettent l'engagement du récipient radialement de l'extérieur vers l'intérieur par rapport à l'axe de rotation du carrousel. En position retournées, ces pinces ne permettraient le dégagement de la bouteille que selon la même direction, radialement vers l'intérieur. Or, dans les systèmes de convoyage classiques de corps creux, les corps creux sont transférés successivement sur des systèmes rotatifs qui leur impriment des trajectoires en arc de cercle, ces arcs de cercle étant tangents par l'extérieur. Ainsi, les pinces de retournement du type de celles utilisées dans les rinçeuses actuelles ne peuvent être utilisées lorsque l'on souhaite, sur une roue de transfert des corps creux, procéder à un retournement du corps creux pour le transférer dans cette position retournée à une autre roue de transfert ou à un autre appareil de traitement à carrousel tangent à la roue considérée. Pour remédier à ce problème, l'invention propose un dispositif de retournement de corps creux saisis par le col, caractérisé en ce qu'il comporte une série de pinces qui sont montées à la périphérie d'une roue rotative et qui sont chacune apte à saisir un corps creux par le col, en ce que chaque pince est montée sur la roue de manière à pourvoir basculer entre au moins une première et une seconde position, et en ce que chaque pince est agencée pour saisir le col du corps creux en deux endroits sensiblement opposés de chaque côté de l'axe du col, et en ce que la pince est agencée pour permettre que le col du corps creux soit engagé dans la pince par un côté de la pince et qu'il soit dégagé par l'autre côté de la pince, selon des mouvements sensiblement radiaux par rapport à l'axe du col. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - chaque pince comporte des griffes de préhension qui sont prévues pour saisir le col du corps creux en deux endroits sensiblement opposés de chaque côté de l'axe du col du corps creux, et la pince comporte deux évidements, sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe du col du corps creux, qui permettent que le col du corps creux soit engagé dans la pince radialement au travers d'un des évidements et qu'il soit dégagé radialement au travers de l'autre évidement ; - la première et la deuxième position de la pince sont respectivement des positions d'engagement et de dégagement du corps creux sur la pince ; - les griffes de la pince sont portées par des bras déformables élastiquement de telle sorte que le col du corps creux est engagé et dégagé de la pince par encliquetage ; - les griffes sont portées par des bras articulés qui sont commandés vers une position de préhension du col d'un corps creux ; - les bras de chaque pince s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe du col du corps creux lors de l'engagement ou du dégagement ; - les pinces sont prévues pour saisir des corps creux dont le col est pourvu, à sa base, d'une collerette radiale de soutènement, la pince étant prévue pour saisir le col au-dessus de la collerette ; - les corps creux comportent, au-dessus de leur collerette, une gorge annulaire dans laquelle viennent s'encliqueter les griffes de la pince ; - le dispositif comporte une roue d'entrée, sur laquelle les corps creux sont supportés sous leur collerette de manière à décrire une trajectoire circulaire tangente, en un point d'entrée, à celle des pinces portées par la roue de retournement, et la roue d'entrée et la roue de retournement sont synchronisées de telle sorte qu'un corps creux et une pince se présentent simultanément au point de tangence pour que le corps creux soit engagé radialement entre les griffes de préhension de la pince ; - le dispositif comporte une roue de sortie qui comporte des moyens pour saisir les corps creux une fois retournés, les dits moyens suivant une trajectoire tangente à celle des pinces, en un point de sortie, et les pinces de retournement sont basculées de leur première position à leur seconde position entre le point d'entrée et le point de sortie ; - les pinces de retournement sont ramenées de leur seconde position vers leur première position entre le point de sortie et le point d'entrée ; - les trajectoires des corps creux sur la roue d'entrée et sur la roue de sortie sont tangentes par l'extérieur à la trajectoire des corps creux sur la roue de retournement ; et - chaque pince de retournement est réalisée sous la forme d'une pièce monobloc en matière plastique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, ainsi qu'au vu des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un dispositif de retournement conforme aux enseignements de l'invention interposé entre une roue amont et une roue aval ; - la figure 2 est une vue schématique de dessus du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail agrandie de la figure 1 illustrant plus particulièrement l'engagement d'un récipient sur une pince de retournement conforme aux enseignements de l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement partiel illustrant la situation de la figure 3 ; - les figures 5 et 6 sont des vues similaires à celles respectivement des figures 3 et 4, illustrant le dégagement du récipient en position retournée. On a illustré sur les figures 1 et 2 un dispositif de retournement 10, conforme aux enseignements de l'invention, interposé entre une roue amont de transfert 12 et une roue aval 14 sur laquelle des corps creux 16, saisis par le col en position retournée col en bas, vont par exemple subir un traitement de rinçage par pulvérisation de liquide à l'intérieur de chaque corps creux. Dans le cas illustré, les corps creux 16 sont des bouteilles en PET, mais l'invention pourra aussi être mise en oeuvre pour d'autres types de récipients ou pour des préformes. La roue amont 12 comporte un plateau à encoches 18 sur lequel les récipients 16 sont engagés en un point non représenté et, le plateau horizontal 18 étant entraîné en rotation autours de son axe vertical A2, les récipients 16 sont entraînés suivant une trajectoire en arc de cercle. Pour cela, le col 20 du récipient 16 est engagé dans l'une des encoches du plateau 18, sa collerette 41 reposant en appui verticalement vers le bas sur la face supérieur du plateau 18. La roue de transfert 12 comporte par ailleurs un guide externe 22 qui s'étend en arc de cercle autour de l'axe A2, à la même hauteur que le plateau 18. Le guide 22 est disposé de telle sorte que son bord radial interne soit à une distance prédéterminée du fond des encoches du plateau 18, cette distance correspondant au diamètre du col 20. Selon l'invention, le dispositif de retournement 10 comporte pour l'essentiel une roue rotative 24 d'axe A1 vertical, donc parallèle à l'axe A2. A sa périphérie, la roue 24 comporte une série de pinces 26 qui sont destinées à saisir chacune un récipient 16 par son col. Chaque pince 26 est montée sur la roue 24 par l'intermédiaire d'une tête de pivotement 28 qui, comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2 à 5, permet de basculer la pince 26 autour d'un axe An sensiblement tangent à la trajectoire circulaire de la roue 24, entre une première position de préhension du récipient, illustrée aux figures 3 et 4, et une seconde position illustrée aux figures 5 et 6 dans laquelle le récipient 16 est retourné. Bien entendu, en fonction de l'application à laquelle est destiné le dispositif de retournement, les positions initiales et finales des pinces pourront être autres que des positions verticales. Le basculement de la tête de pivotement 28 est ici commandé par un système à came et suiveurs de came. La came se présente sous la forme d'une barre 30 de section circulaire qui s'étend selon un profil prédéterminé autours de l'axe A1. Chaque tête de basculement possède un suiveur de came qui se présente sous la forme d'un cavalier 32 en forme de U qui est lié rigidement à la tête de basculement 28 par un levier 33 s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe An de basculement de la tête 28 considérée, donc dans un plan radial par rapport à l'axe A1. Le cavalier 32 ne peut donc décrire qu'une trajectoire en arc de cercle autours de l'axe An de basculement de la pince 28 qu'il commande. Il est par ailleurs engagé autour de la barre de commande 30 dont le profil provoque le déplacement angulaire du cavalier autour de l'axe An lorsque celui-ci se déplace avec la pince 26 en rotation autour de l'axe A1. Un tel dispositif de commande du basculement des pinces est connu et est par exemple largement utilisé dans les machines de rinçage. Dans l'exemple illustré sur les figures, les pinces 26 sont réalisées en une seule pièce en matière plastique. Chaque pince 26 comporte ainsi une traverse supérieure 34 sensiblement parallèle à l'axe An et par laquelle la pince 26 est fixée sur la tête de basculement 28. De part et d'autre d'un plan radial contenant l'axe A1 de rotation du dispositif de retournement, la pince 26 comporte deux bras 36 qui, dans la position illustrée à la figure 4, s'étendent verticalement vers le bas. A leur extrémité inférieure, les bras 36 portent chacun une griffe de préhension 38 qui s'étend sensiblement selon une direction tangentielle par rapport à l'axe A1, en direction de l'autre bras 36. Les deux griffes 38 se font donc face et elles présentent des surfaces de contact 40 adaptées pour pouvoir saisir un corps creux par son col. Dans le cas des bouteilles 16 en polyéthylène téréphtalate du type de celles illustrées sur les figures, le col 20 du corps creux présente, au-dessus de la collerette radiale 41, une gorge annulaire 42 qui se trouve donc agencée axialement entre la collerette et le filetage du col. Les surfaces de contact 40 des griffes 38 sont donc agencées en arc de cercle pour pouvoir enserrer le col de la préforme en des portions diamétralement opposées de la gorge 42 par rapport à l'axe du col. Il est préférable que les griffes 38, dont les surfaces de contact 40 sont de forme complémentaire de celles de la gorge 42, exercent sur le col 20 un serrage suffisant pour que les récipients ainsi saisis ne puissent pas vibrer. Conformément aux enseignements dans l'invention, les deux griffes 38 étant diamétralement opposées, elles sont séparées l'une de l'autre, de chaque côté, par deux évidements 44 qui sont diamétralement opposés par rapport à l'axe du col du corps creux lorsque celui-ci est engagé sur la pince 26. Selon l'invention, ces deux évidements 44 permettent que le corps creux soit engagé radialement d'un côté de la pince 26 au travers d'un premier des deux évidements 44, et qu'il soit dégagé par l'autre côté de la pince, au travers de l'autre évidement. Eventuellement, les deux évidements 44 seront identiques de manière à permettre indifféremment l'entrée ou le dégagement du corps creux sur la pince. On remarque par ailleurs que les évidements illustrés sur les figures comportent des chanfreins d'entrée 48 pour faciliter l'engagement du corps creux sur la pince. La taille des évidements 44 séparant les deux griffes 38 sera bien entendu ajustée en fonction du diamètre du col du corps creux à saisir. Ces évidements devront être suffisamment petits pour que, lorsque le corps creux est engagé sur la pince, il ne puisse pas se dégager radialement. Toutefois, ils devront être suffisamment grands pour que l'emboîtement en force du col dans la pince ne provoque ni une déformation du col, ni une déformation trop importante de la pince. Dans l'exemple illustré, la pince est monobloc 26 de sorte que l'emboîtement du col dans la pince se fait par la simple déformation élastique des bras 36. Toutefois, on pourrait aussi prévoir que les bras 36 soient articulés sur la traverse supérieure 34, et commandés vers une position de préhension leur permettant d'emprisonner le col du corps creux. Les moyens de commande d'une telle pince peuvent être soit des moyens positifs, par exemple un vérin, ou des moyens élastiques tels qu'un ressort. Grâce à l'invention, on peut voir sur les figures que le corps creux 16 est engagé sur la pince 26 radialement de l'extérieur vers l'intérieur lorsque la pince 26 se trouve dans la position basse illustrée sur les figures 3 et 4. Cet engagement se fait au point d'entrée du dispositif de retournement qui correspond au point de tangence entre la trajectoire suivie par les corps creux sur la roue amont 12, et la trajectoire des pinces 26 sur le dispositif de retournement autours de l'axe A1. Ces deux trajectoires sont tangentes l'une à l'autre par l'extérieur. Une fois pris en charge par la pince 26, le corps creux quitte la roue amont 12, ce qui est permis par le fait que le guide externe 22 ne se prolonge pas au-delà du point d'entrée. On remarquera que le mouvement d'engagement relatif du corps creux par rapport à la pince 26 est sensiblement un mouvement purement radial, bien que le corps creux d'une part et la pince 26 d'autre part soient animés chacun d'un mouvement circulaire autour des axes respectivement A1 et A2, ces axes étant parallèles. Une fois le corps creux entraîné au-delà du point d'entrée par le mouvement circulaire du dispositif de retournement autour de l'axe Al, la came 30 provoque le basculement de la pince 26 et du corps creux 16 qui, dans l'exemple illustré, se retrouve alors basculé de 1800 en position verticale col en bas. Dans cette position, le corps creux 16 arrive au point de tangence avec la trajectoire de griffes de préhension fixes 46 portées par la roue aval 14. Ces griffes 46 sont prévues pour saisir le col du récipient juste au-dessus du niveau de la collerette 41 lorsque l'on considère le récipient 16 col en bas. Cela correspond bien entendu à la zone du col qui se trouve juste en dessous de la collerette 41 lorsque le récipient est en position normale col en haut, c'est-à-dire du côté du corps du récipient. Au point de tangence, le col du récipient 16 se trouve alors pris d'une part par la pince 16 et d'autre part par l'une des griffes 46 de la roue aval 14. Les dites griffes 46 peuvent être des griffes élastiques ou des griffes commandées. Si les griffes 46 sont élastiques, on prévoira de préférence, comme cela est illustré sur les figures, un autre guide externe fixe 50, en arc de cercle autour de l'axe A3 de la roue aval 14 pour forcer le dégagement du corps creux des pinces 26 du dispositif de retournement. Bien entendu, le guide externe de sortie 50 est situé verticalement au même niveau que les griffes 46 de la roue aval 14 de sorte qu'il ne risque pas d'interférer avec les pinces 26 du dispositif de retournement. Comme on peut le voir en comparant les figures 4 et 6, le corps creux 16 se dégage de la pince 26 au travers de l'évidement 44 opposé par rapport à l'évidement 44 par lequel il a été engagé sur la pince 26. Au-delà du point de sortie, et avant d'arriver de nouveau au point d'entrée, la came 30 ramène les pinces 26 dans leur position initiale basse. Ainsi, grâce à l'invention, on a proposé un dispositif de retournement de corps creux saisis par le col qui est à la fois simple, compact et fiable. REVENDICATIONS 1. Dispositif de retournement de corps creux saisis par le col, caractérisé en ce qu'il comporte une série de pinces (26) qui sont montées à la périphérie d'une roue rotative (24) et qui sont chacune apte à saisir un corps creux (16) par le col (20), en ce que chaque pince (26) est montée sur la roue (24) de manière à pourvoir basculer entre au moins une première et une seconde position, et en ce que chaque pince est agencée pour saisir le col du corps creux en deux endroits sensiblement opposés de chaque côté de l'axe du col, et en ce que la pince est agencée pour permettre que le col du corps creux soit engagé dans la pince (26) par un côté de la pince et qu'il soit dégagé par l'autre côté de la pince, selon des mouvements sensiblement radiaux par rapport à l'axe du col. 2. Dispositif de retournement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pince (26) comporte des griffes de préhension (38) qui sont prévues pour saisir le col du corps creux en deux endroits sensiblement opposés de chaque côté de l'axe du col du corps creux (16), et en ce que la pince (26) comporte deux évidements (44), sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe du col du corps creux, qui permettent que le col du corps creux soit engagé dans la pince (26) radialement au travers d'un des évidements et qu'il soit dégagé radialement au travers de l'autre évidement. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première et la deuxième position de la pince (26) sont respectivement des positions d'engagement et de dégagement du corps creux (16) sur la pince (26). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les griffes (38) de la pince (26) sont portées par des bras (36) déformables élastiquement de telle sorte que le col (20) du corps creux (16) est engagé et dégagé de la pince (26) par encliquetage. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les griffes (38) sont portées par des bras articulés qui sont commandés vers une position de préhension du col (20) d'un corps creux (16). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les bras (36) de chaque pince (26) s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe du col du corps creux (16) lors de l'engagement ou du dégagement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pinces (26) sont prévues pour saisir des corps creux (16) dont le col (20) est pourvu, à sa base, d'une collerette radiale de soutènement (41), la pince (26) étant prévue pour saisir le col (20) audessus de la collerette (41). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les corps creux (16) comportent, au-dessus de leur collerette (41), une gorge annulaire (42) dans laquelle viennent s'encliqueter les griffes (38) de la pince (26). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une roue d'entrée (12), sur laquelle les corps creux (16) sont supportés sous leur collerette (41) de manière à décrire une trajectoire circulaire tangente, en un point d'entrée, à celle des pinces (26) portées par la roue de retournement (24), et en ce que la roue d'entrée (12) et la roue de retournement (24) sont synchronisées de telle sorte qu'un corps creux (16) et une pince (26) se présentent simultanément au point de tangence pour que le corps creux soit engagé radialement entre les griffes de préhension (38) de la pince (26). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une roue de sortie (14) qui comporte des moyens (46) pour saisir les corps creux une fois retournés, les dits moyens (46) suivant une trajectoire tangente à celle des pinces (26), en un point de sortie, et en ce que les pinces de retournement (26) sont basculées de leur première position à leur seconde position entre le point d'entrée et le point de sortie. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les pinces de retournement (26) sont ramenées de leur seconde position vers leur première position entre le point de sortie et le point d'entrée. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les trajectoires des corps creux (16) sur la roue d'entrée (12) et sur la roue de sortie (14) sont tangentes par l'extérieur à la trajectoire des corps creux (16) sur la roue de retournement (24,26). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque pince de retournement (26) est réalisée sous la forme d'une pièce monobloc en matière plastique.