Brevet FR2819483A1 — publié le 20020719

L'invention concerne un dispositif de présentation d'opercules à des postes de scellage mobiles, dans une machine de thermoscellage. Un carrousel de thermoscellage comporte en général un plateau rotatif, en périphérie duquel sont disposés plusieurs postes de thermoscel- lage de récipients assurant chacun le thermoscellage d'un opercule sur un récipient entre l'introduction de celui-ci sur le plateau rotatif et l'éjection à par- tir du plateau rotatif. Une difficulté des dispositifs de thermoscellage réside dans la production et le positionnement des opercules de façon immédiate- ment adjacente à l'ouverture des récipients sans interférer avec les récipients ni avec les têtes de thermoscellage. On connaît du document FR-A-2688192 un carrousel de ther- moscellage comportant une série des postes de thermoscellage mobiles, chaque poste étant équipé d'un dispositif de présentation d'opercules com- prenant un module de production d'opercules comportant un organe de dé- coupe d'opercules équipé d'un outil de découpe d'opercules à partir d'une bande, et une pince de préhension disposée en regard du module de produc- tion d'opercules pour tirer la bande avant d'actionner l'outil de découpe. Du fait que l'on compte autant de dispositifs de présentation qu'il y a de postes de scellage sur le carrousel, la structure des carrousels est lourde, complexe et coûteuse à fabriquer. En outre, le remplacement des bo- bines de bande thermoscellable impose l'arrêt du carrousel, au détriment de la cadence de production. Selon l'invention, on propose un dispositif de présentation d'opercules à des postes de scellage mobiles, ce dispositif comprenant au moins un module de production d'opercules monté fixe en regard d'une tra- jectoire des postes de scellage, et comportant un organe de découpe d'opercules équipé d'un outil de découpe d'opercules à partir d'une bande, ainsi que des organes de préhension solidaires des postes de scellage, ces organes de préhension étant disposés par rapport au module de production d'opercules pour saisir un opercule à la volée. Ainsi, le module de production d'opercules peut être unique pour l'ensemble des postes de scellage, de sorte que la structure générale de la machine de scellage est considérablement simplifiée tout en assurant un maintien en position précis des opercules au moyen des organes de préhen- sion associés à chaque poste. Selon une version avantageuse de l'invention, le module de pro- duction d'opercules comprend un organe d'avancement des opercules dispo- sé en aval de l'outil de découpe. Ainsi, on peut augmenter suffisamment la distance entre l'outil de découpe et les postes mobiles pour disposer de tout l'espace nécessaire pour une bonne accessibilité au module de production d'opercules, sans risque d'interférence avec les têtes de scellage. Avantageusement, I'organe de découpe d'opercules comprend un support pour deux bobines de bande, et un sélecteur adapté à faire avancer I'une des bandes vers l'outil de découpe pour couper la bande en aval du sélecteur. Ainsi, on peut changer l'une des bobines sans arrêter la production d'opercules. Avantageusement encore, le sélecteur comporte trois rouleaux ayant des axes parallèles, montés pour permettre un déplacement relatif de l'un par rapport aux deux autres, entre deux positions extrêmes dans cha- cune desquelles deux rouleaux coopèrent pour pincer l'une des bandes, au moins l'un des rouleaux entre lesquels l'une des bandes est pincée étant un rouleau moteur. Ainsi, la sélection de la bande avançante s'obtient par un simple basculement du rouleau déplaçable d'une position extrême vers l'autre. De préférence, le sélecteur comprend deux freins agencés pour bloquer celle des bandes qui n'est pas pincée. Ainsi, on obtient un freinage positif de la ou des bandes non avan- cées, éliminant le risque que les deux bandes interfèrent entre elles. Par ailleurs, dans les dispositifs existants, I'outil de découpe est généralement du type massicot ou ciseaux, ce qui suppose un arrêt de la bande pour son sectionnement. Selon un aspect de l'invention, I'outil de découpe comprend un portelames rotatif équipé d'au moins une lame ayant une arête tranchante, et un cylindre d'appui rotatif, montés en regard l'un de l'autre selon des axes parallèles, I'arête tranchante étant montée pour passer selon un contact tan- gent en regard du cylindre d'appui. En faisant passer la bande entre le porte-lames et le cylindre d'appui, on assure ainsi une découpe de la bande par un mouvement rotatif continu. L'entraînement et la découpe de la bande peuvent être facilement synchronisés avec le déplacement des postes de scellage. De préférence, la lame est cintrée symétriquement par rapport à un plan médian perpendiculaire à l'axe de rotation du porte-lames. De cette façon, en faisant coïncider l'axe médian de la bande avec ce plan, on obtient des opercules présentant naturellement deux languettes symétriques, permettant une ouverture facile du récipient. Selon un mode de réalisation préféré, la lame est cintrée selon un rayon de courbure légèrement supérieur à la demi-largeur de la bande, et le porte-lames a des dimensions adaptées à réaliser des découpes espacées les unes des autres d'une distance sensiblement égale à la largeur de la bande. Ainsi, on peut ainsi optimiser la consommation de bande en réali- sant des opercules ayant des dimensions justes nécessaires pour recouvrir I'ouverture des récipients. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non li- mitatif de l'invention, en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un carrousel de thermoscellage équipé d'un dispositif de présentation d'opercules selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe schématique selon la ligne 11-11 de la figure 1; - la figure 3 est une vue partielle agrandie de la figure 2 au niveau du sélecteur de bande; - la figure 4 est une vue en perspective de l'outil de découpe selon l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe selon le plan V-V de la figure 4; - la figure 6 est une vue de dessus agrandie d'une bande décou- pée selon l'invention, un opercule étant saisi par une pince; - la figure 7 est une vue de dessus d'un opercule selon l'invention, scellé sur un récipient. En référence à la figure 1, un carrousel de thermoscellage com- porte de façon connue en soi une plate-forme rotative 1 destinée à supporter des récipients 2 introduits sur la plate-forme 1 par un dispositif de transfert amont 3 et évacués par un dispositif de transfert aval 4. Les récipients 2 sont convoyés par le dispositif de transfert amont 3 vers un des postes de scellage mobiles 5 du carrousel. Chaque poste de scellage comporte une tête de thermoscellage 6 (voir figure 2) disposée à l'aplomb d'un emplacement pour un récipient. Pour une meilleure compré- hension, les têtes de thermoscellage 6 n'ont pas été illustrées en figure 1. Selon l'invention, le dispositif de présentation d'opercules com- porte un module de production d'opercules généralement désigné en 7 dis- posé de façon fixe sur le côté de la plate-forme 1 entre le dispositif de trans- fert aval 4 et le dispositif de transfert amont 3, par référence au sens de rota- tion de la plate-forme 1. En référence aux figures 2 et 3, le module de production d'opercules comprend un organe de découpe d'opercules généralement dé- signé en 8 auquel est associé un organe d'avancement 17. L'organe de dé- coupe d'opercules 8 comprend un support 19 agencé pour recevoir deux bo- bines 20a et 20b portant chacune une bande thermoscellable, respectivement 21a et 21b. Les bandes 21a et 21b passent respectivement entre deux paires de rouleaux de guidage 22a et 22b et sont engagées dans un sélecteur 23, présenté en position neutre sur la figure 2. En référence à la figure 3, les éléments symétriques décrits sont différenciés par les indices en lettre minuscule a et b. Le sélecteur 23 com- porte un levier 30 monté mobile en rotation autour d'un axe 31 sensiblement horizontal et perpendiculaire à la direction d'avancement des bandes 21. Le levier 30 porte à une extrémité deux rouleaux 32a, 32b parallèles à l'axe de pivotement 31 du levier 30. Sous l'effet d'un organe de commande 13 tel qu'un électroaimant, le levier 30 est mobile entre deux positions extrêmes, dans lesquelles l'un des rouleaux 32 coopère avec l'un de deux rouleaux fixes 33a, 33b, pour pincer la bande 21 correspondante. Les rouleaux fixes 33 sont entraînés en rotation par un organe d'entraînement non représenté et sont équipés de pignons coopérant respectivement avec des pignons portés par les rouleaux 32 pour entraîner ceux-ci en synchronisme avec les rouleaux 33 même lorsqu'un rouleau 32 est écarté du rouleau 33 correspondant. Les rouleaux 32 et 33 sont ainsi entraînés de façon constante et permettent un entraînement immédiat de la bande correspondante dès l'instant o celle-ci est pincée. Sur la figure 3, le rouleau fou 32b est représenté coopérant avec le rouleau fixe 33b. La bande 21b est pincée entre le rouleau 32b et le rou- leau moteur 33b, dont la rotation force la bande 21b à avancer dans un canal de guidage fixe 34b délimité par un bloc d'appui central fixe 10 et une paroi latérale fixe 11 b. Dans le même temps, la bande 21a est immobilisée dans le canal 34a par un frein 41a comprenant un cylindre 36a solidaire du levier 30 dans lequel est monté un doigt coulissant 37a. Le doigt coulissant 37a est poussé par un ressort 39a pour que son extrémité 38a adjacente à la bande 21a prenne appui sur celle-ci pour la pincer contre une butée fixe 12a. En outre, la bande 21a n'est pas entraînée, car le rouleau moteur est écarté du rouleau 33a et n'assure donc pas de pincement de la bande 21 a. Parallèlement, le frein 41b est écarté de la bande correspondante 21b. Dans cette position, un écrou 40b fixé à l'extrémité du doigt 37b oppo- sée à l'extrémité d'appui 38b prend appui sur l'extrémité correspondante du cylindre 36b et limite ainsi la course du doigt 37b. La bande 21 b est donc libre de coulisser dans le canal 34b. Le fonctionnement du sélecteur 23 est symétrique. Pour entraîner la bande 21a, il suffit de manoeuvrer l'organe de commande 13 pour faire basculer le levier 30 de telle façon que le rouleau 32a coopère avec le rou- leau 33a, la bande 21b étant alors bloquée par le frein 41b. Il existe une posi- tion neutre intermédiaire représentée sur la figure 2 dans laquelle les deux bandes 21a et 21 b sont bloquées. Pour changer une bobine, il suffit de manoeuvrer le sélecteur 23 de façon à bloquer la bande de la bobine concernée. On peut alors retirer la bo- bine et la changer, en n'interrompant pas la distribution d'opercules, puisque la bande de l'autre bobine est entraînée. La force d'appui des ressorts 39a et 39b appliquant les doigts 37a et 37b sur leurs butées 12a et 12b rappelle naturellement le levier 30 dans sa position neutre. En cas de panne électrique ou de défaillance de l'organe de commande 13, I'avance de la bande est ainsi automatiquement arrêtée. L'avancement de la bande est synchronisée avec la rotation du carrousel 1 en agissant sur la vitesse de rotation des rouleaux moteurs 33a et 33b, qui est choisie proportionnelle à celle du carrousel 1. La bande sélectionnée atteint alors un outil de découpe générale- ment désigné en 24. Par référence aux figures 4 et 5, l'outil de découpe 24 comporte un porte-lames 50 de forme sensiblement cylindrique, comprenant trois enco- ches 52 réalisées à 120 degrés l'une de l'autre. Des lames 53 sont mainte- nues dans le fond des encoches 52 par des coins 54 épousant la forme des encoches et serrés par des vis 55 traversant les coins 54 et les lames 53 cor- respondantes. L'arête tranchante 56 de la lame 53 s'étend en saillie du porte- lames 50 pour passer selon un contact tangent en regard d'un cylindre d'appui 51 monté rotatif selon un axe parallèle à celui du porte-lames 50. Les lames 53 présentent une forme symétrique par rapport à un plan médian per- pendiculaire à l'axe de rotation du porte-lames 50. La bande 21 se présente perpendiculairement aux axes de rotation entre le porte-lames 50 et le cylindre d'appui 51, et est découpée progressi- vement par l'appui de l'arête 56 sur le cylindre d'appui 51 selon une découpe courbe reflétant la trace des points de tangence de l'arête 56 sur le cylindre d'appui 51. Afin d'obtenir un contact tangent continu entre l'arête 56 et le cy- lindre d'appui 51, l'affûtage des lames 53 est de préférence réalisé en mon- tant le porte-lames 50 équipé de lames non affûtées en regard d'une meule ayant le même diamètre que le cylindre d'appui 51, puis en mettant cette meule en rotation rapide tandis que le porte-lames 50 est simultanément mis en rotation lente. Il est ainsi possible de garder en réserve un porte-lame 50 équipé de lames affûtées. Le changement de lames peut donc être réalisé très rapidement en démontant le porte-lames, lequel est de préférence monté par une simple vis sur un mandrin qui assure son positionnement angulaire de sorte que le remplacement peut être effectué en un temps très bref. L'outil de découpe 24 ne met en oeuvre que des mouvements de rotation, et est donc facilement synchronisable avec la rotation du carrousel. Ce moyen est particulièrement adapté pour obtenir des découpes rapides d'opercules. Afin de prévenir l'entraînement involontaire d'une bande par le dis- positif de coupe 24 en rotation alors même que le sélecteur 23 est en position neutre, on prévoit, ainsi que cela est visible à la figure 2, de monter le cylindre d'appui 51 sur un levier 61 articulé selon un axe 62 parallèle à l'axe de rota- tion du cylindre d'appui 51. Dans la position représentée, le levier 61 a été manoeuvré de sorte que le cylindre d'appui 51 est écarté du porte-lames 50. Aucune des deux bandes ne peut être alors entraînée par le dispositif de coupe 24, et aucun opercule ne peut être débité. La commande de ce levier se fait par un organe 65 du type électro-aimant ou vérin, dont la manoeuvre pourra être couplée à celle de l'organe 13. Lorsque le levier 61 est ramené dans une position o le cylindre d'appui 51 est tangent au porte-lames 50, ainsi que cela est illustré à la figure 3, la bande avançante 21 est alors découpée selon des opercules 16. Afin de faciliter la maintenance du dispositif, les divers rouleaux du sélecteur 23 et du dispositif de coupe 24 pourront être montés en porte-à- faux par rapport à une plaque support, tous les rouleaux étant alors accessi- bles et démontables d'un même côté de la plaque support. Pour encore faci- liter l'accès aux différents éléments et dégager complètement le trajet des bandes, on prévoit que le levier 30 et le levier 61, ainsi que leurs organes de commande, s'étendent de l'autre côté de la plaque support des rouleaux fixes. Comme illustré à la figure 6, chaque opercule 16 présente deux bords rectilignes parallèles 102 et 103, formés par les bords du tronçon de bande, ainsi que deux bords courbes 104 et 105 parallèles l'un à l'autre et symétriques par rapport à l'axe de symétrie 106 du tronçon de bande. Ces bords courbes définissent des opercules de forme complémentaire, s'emboîtant sans perte de bande entre deux opercules. La figure 7 montre la vue de dessus d'un opercule 16 selon l'invention, placé à l'aplomb du goulot 109 d'un récipient. La largeur I de la bande 100 est choisie légèrement supérieure au diamètre du goulot 109. En outre, la forme courbe de la découpe permet de laisser subsister deux lan- guettes de préhension 107 et 108 de l'opercule. Le rayon de courbure R de la découpe est de préférence légèrement supérieur à la demi-largeur de la bande, par exemple 24 mm pour une bande de 46 mm de large pour un gou- lot ayant un diamètre de 43 mm, afin de réaliser des languettes permettant une bonne préhension de l'opercule tout en évitant que les pointes des lan- guettes soient trop effilées. De même, la dimension de l'outil de découpe 24 est de préférence prévue pour que la distance d entre les bords courbes 104 et 105, c'est-à-dire la distance circonférentielle entre deux arêtes 56 ou le périmètre du cercle balayé par l'arête 56 dans le cas d'une lame unique, soit sensiblement égale à la largeur I de la bande. Ces dispositions permettent de minimiser la consommation de bande tout en assurant un recouvrement sa- tisfaisant du goulot 109. Les opercules 16 ainsi découpés sont pris en charge par un or- gane d'avancement 17, ici un dispositif de convoyage comportant deux cour- roies 63a et 63b montées en regard l'une de l'autre sur des rouleaux, respec- tivement 60a,64a et 60b,64b. Pour limiter le risque de contamination des opercules, les courroies 63a et 63b comprennent de préférence trois brins parallèles de faible largeur. L'organe d'avancement 17 emprisonne les oper- cules 16 en sortie du dispositif de coupe 24 entre les deux courroies 63a et 63b, les empêchant ainsi de se décaler ou de tourner lors du convoyage, et les amène ainsi sur la trajectoire des postes mobiles. Par ailleurs, comme illustré à la figure 2, chaque poste de scellage comporte une pince de préhension 9 comportant une mâchoire fixe 18 et une mâchoire mobile 19 rappelée élastiquement vers la mâchoire fixe par un ressort non représenté. La mâchoire mobile 19 est associée à un levier de commande 14 servant à ouvrir la pince sous l'effet d'une came fixe 15 dispo- sée en amont du module de production d'opercules 7. Lorsqu'un poste de scellage se présente en regard de l'extrémité de l'organe d'avancement 17, la pince 9 est encore maintenue ouverte par la came 15. Au moment o la pince 9 est dans l'axe d'un opercule 16, en porte à faux à l'extrémité de l'organe d'avancement 17, le levier 14 échappe à l'extrémité aval de la came 15 et la pince 9 correspondante se referme sur les languettes de préhension 107,108 de sorte que l'opercule 16 est saisi à la volée et est maintenu horizontalement par la pince 9 en porte à faux d'un emplacement sur lequel un récipient 2 est introduit par le dispositif de trans- fert amont 3. Pendant le trajet entre le dispositif de transfert amont 3 et le dis- positif de transfert aval 4, par référence au sens de rotation de la plate-forme 1, la tête de scellage est abaissée de façon connue en soi sur l'opercule 16 pour souder celui-ci sur le goulot 109 du récipient 2 correspondant. Immé- diatement en amont du dispositif de transfert aval 4, le levier 14 est comman- dé par la came 15 pour ouvrir la pince 9 et libérer l'opercule 16 avant l'évacuation du récipient 2. Le poste de scellage 5 est alors en position pour le déroulement d'un nouveau cycle. L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, mais est susceptible de variante entrant dans le cadre de I'invention tel que défini par les revendications. En particulier, tous les mouvements rotatifs pourront être synchro- nisés par des engrenages, des courroies, ou être obtenu par des moteurs synchronisés électriquement. On pourra notamment lier l'avance de la bande, et/ou son tronçonage en opercules à une information de présence d'un réci- pient dans le dispositif de transfert amont. On pourra par exemple suspendre la production d'opercules à chaque fois que l'on anticipe qu'un poste mobile passant sous l'extrémité de l'organe d'avancement des opercules sera vide. Par ailleurs, on peut prévoir de disposer plusieurs modules de pro- duction d'opercules disposés côte à côte et associés à des pinces de préhen- sion 9 dont les leviers de commande 14 sont décalés afin de ne saisir qu'un opercule 16. La manoeuvre des pinces de préhension 9 peut être réalisée élec- triquement, hydrauliquement ou pneumatiquement, et son ouverture et fer- meture à la volée sur un opercule présenté en extrémité de l'organe d'avancement peut être réalisée par d'autres moyens que le système à came et levier décrit, par exemple du type commandé par une cellule photoélectri- que solidaire de la pince recevant un faisceau de lumière interrompu ou non par la présence d'un opercule. Le sélecteur 23 pourrait également comporter deux rouleaux fous et un seul rouleau moteur, monté mobile sur le levier. Il serait alors néces- saire d'inverser le sens de rotation du moteur lorsque le levier est basculé. L'invention peut être transposée à tout type de dispositif de scel- lage, notamment linéaire. La forme de coupe obtenue par l'organe de découpe 24 peut être modifiée pour réaliser des languettes de préhension disposées de façon op- posée, par exemple en prévoyant des lames 53 avec une courbure présen- tant un point d'inflexion. Le nombre de lames du porte-lames 50 peut être quelconque en étant adapté à la dimension des opercules et du porte-lames 50. Par exem- pie, le porte-lames 50 pourrait comporter quatre lames, le rayon de la surface cylindrique dans laquelle se trouvent les arêtes de ces lames étant adapté pour que le quart de la circonférence de cette surface corresponde à la di- mension d'un opercule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de présentation d'opercules à des postes de scellage mobiles (5), ce dispositif comprenant au moins un module de production d'opercules (7) comportant un organe de découpe d'opercules équipé d'un outil de découpe d'opercules (24) à partir d'une bande, ainsi que des organes de préhension solidaires des postes de scellage (5), caractérisé en ce que le module de production d'opercules (7) est monté fixe en regard d'une trajec- toire des postes de scellage (5), et en ce que les organes de préhension (9) sont disposés par rapport au module de production d'opercules (7) pour saisir un opercule à la volée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mo- dule de production d'opercules (7) comporte un organe d'avancement d'opercules (17) disposé en aval de l'outil de découpe. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caracté- risé en ce que l'organe de découpe d'opercules comprend un support (19) pour deux bobines de bande, et un sélecteur (23) adapté à faire avancer l'une des bandes vers l'outil de découpe (24) pour couper la bande en aval du sé- lecteur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sé- lecteur (23) comporte trois rouleaux (33a,33b,32) ayant des axes parallèles, montés pour permettre un déplacement relatif de l'un par rapport aux deux autres entre deux positions extrêmes dans chacune desquelles deux rou- leaux coopèrent pour pincer l'une des bandes, au moins l'un des rouleaux entre lesquels l'une des bandes est pincée étant un rouleau moteur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sé- lecteur (23) comprend deux freins (41a,41b) agencés pour bloquer positive- ment celle des bandes qui n'est pas pincée. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractéri- sé en ce que l'outil de découpe (24) comprend un porte-lames rotatif (50) équipé d'au moins une lame (53) ayant une arête tranchante (56), et un cylin- dre d'appui rotatif (51), montés en regard l'un de l'autre selon des axes pa- rallèles, l'arête tranchante (56) étant montée pour passer selon un contact tangent en regard du cylindre d'appui (51). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la lame (53) est cintrée symétriquement par rapport à un plan médian du porte-lame (P) perpendiculaire à l'axe de rotation du porte-lames (50). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la lame est cintrée selon un rayon de courbure (R) approximativement égal à une demilargeur de la bande. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rayon de courbure (R) est légèrement supérieur à la demilargeur de la bande. 10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le porte-lames a des dimensions adaptées à réaliser des découpes espacées les unes des autres d'une distance (d) sensiblement égale à la lar- geur (I) de la bande.