Brevet FR2857350A1 — publié le 20050114

DISPOSITIF D'EMBOUTEILLAGE La présente invention concerne un dispositif d'embouteillage et plus particulièrement un dispositif regroupant des opérations telles qu'opérations combinées de rinçage, stérilisation, remplissage et fermeture des bouteilles. Des dispositifs d'embouteillage sont connus et notamment le document US2001 /0030168 Al décrit un dispositif d'embouteillage constitué d'une ligne pour laquelle des bouteilles sont prises en charge à une première extrémité horizontale d'un convoyeur muni de moyens de préhension des bouteilles au niveau de leur col, sont déplacées verticales tête en haut vers une seconde extrémité horizontale du convoyeur et passent par des postes de stérilisation, nettoyage, remplissage et bouchage. Un tel dispositif prend les bouteilles une par une et les déplace selon une direction longitudinale dans un seul sens. La présente invention vise à perfectionner de tels dispositifs et notamment à diminuer les manipulations et mouvements des bouteilles lors des opérations combinées et à réduire l'emprise au sol d'une ligne d'embouteillage à plusieurs postes tout en permettant une cadence de travail importante. Pour ce faire, la présente invention concerne principalement un dispositif d'embouteillage comportant un convoyeur susceptible de déplacer des bouteilles entre une succession de postes de traitement formant une ligne d'embouteillage, le convoyeur comportant une chaîne de convoyage pourvue d'un brin supérieur et d'un brin inférieur se déplaçant entre un premier et un second pignon dans des directions de sens opposé, le dispositif étant tel qu'il comprend des postes de traitement supérieurs en regard du brin supérieur et des postes de traitement inférieurs en regard du brin inférieur. Plus particulièrement le dispositif est tel que les bouteilles sont maintenues par leur extrémité inférieure par des moyens de préhension solidaires de la chaîne de convoyage, les moyens de préhension étant aptes à tenir les bouteilles la tête en bas lors de leur passage au niveau des postes inférieurs. Avantageusement, les moyens de préhension peuvent comporter des dispositifs chariots disposés de place en place sur la chaîne de convoyage, chaque chariot comportant des alvéoles de réception des bouteilles et au moins un élément de serrage des bouteilles. Plus particulièrement, l'alvéole de réception comporte une paroi formant une portion de cylindre selon une génératrice sensiblement perpendiculaire à la chaîne de convoyage, l'élément de serrage comportant une barre de serrage apte à se déplacer entre une position de libération des bouteilles et une position de serrage des bouteilles contre ladite paroi sous l'action de moyens d'actionnement. En mode de réalisation alternatif, le dispositif est tel que les alvéoles comportent une paroi munie d'un profil de serrage orienté vers les bouteilles, l'élément de serrage comportant un élément gonflable apte à emprisonner les bouteilles contre le profil de serrage. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la ligne d'embouteillage comporte un poste d'alimentation de la ligne en bouteilles vides disposé à proximité d'une zone terminale du brin supérieur de la chaîne de convoyage, un poste de retrait de bouteilles pleines étant contigu au et en amont du poste d'alimentation de la ligne en bouteilles vides. Plus particulièrement, le poste d'alimentation de la ligne en bouteilles vides est suivi, au niveau des premiers pignons dits pignons amont, d'un poste de mise en place des bouteilles, la mise en place des bouteilles dans les alvéoles étant réalisée par l'inclinaison du chariot lors de sa rotation autour desdits pignons amont et un actionnement des éléments de serrage en position de serrage. En mode de réalisation particulier, le dispositif est tel que lesdits postes inférieurs comportent au moins un poste de stérilisation et/ou un poste de rinçage par injection d'un fluide de bas en haut au travers du col des bouteilles, bouteilles tête en bas et comportent au moins un poste d'égouttage. Plus particulièrement ledit poste de stérilisation et/ou poste de rinçage comporte une rampe de rinçage munie d'au moins un tube destiné à projeter un fluide à l'intérieur des bouteilles et comporte des moyens de déplacement vertical de la rampe afin d'introduire le tube dans les bouteilles positionnées goulot vers le bas. Le dispositif peut notamment être tel que les moyens de préhension entraînent les bouteilles autour d'un second pignon dit pignon aval pour les amener vers lesdits postes de traitement supérieurs. Les postes de traitement supérieurs peuvent notamment comprendre au moins un poste de remplissage ainsi qu'un poste de bouchage des bouteilles. Plus particulièrement ledit poste de remplissage peut comprendre, pour une bouteille, des moyens de remplissage par gravité comportant un bac réservoir solidaire de premiers moyens de manoeuvre verticale, une canule de remplissage solidaire de seconds moyens de manoeuvre verticale apte à introduire la canule dans le goulot de ladite bouteille, un tuyau reliant le bac de remplissage à ladite canule, les premiers et seconds moyens étant aptes à monter le bac de remplissage et descendre ladite canule pour remplir la bouteille par gravité. Les seconds moyens de manoeuvre peuvent notamment être aptes à 15 monter la canule pendant le remplissage de sorte que son extrémité inférieure affleure un niveau de remplissage prédéterminé. Avantageusement, les premiers moyens de manoeuvre peuvent descendre le bac dans une position telle que le niveau de liquide dans le bac soit inférieur audit niveau de remplissage prédéterminé de sorte que le liquide ressorte de la canule et retourne dans le bac jusqu'à désamorçage de la canule D'autres aspects et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention non limitatif en référence aux figures qui représentent: En figure 1: Une vue en perspective générale d'un dispositif selon l'invention; En figure 2: Une vue en perspective partielle d'un exemple de réalisation d'un élément de chariot conforme à un aspect de l'invention; En figure 3: Une vue d'un détail d'un exemple de réalisation d'un poste de stérilisation et/ou de rinçage selon l'invention; En figure 4a, 4b, 4c et 4d: Une représentation schématique d'une séquence de remplissage de bouteilles conforme à l'invention; En figure 5: Une vue en perspective partielle d'un exemple de réalisation alternatif d'un élément de chariot selon un aspect de l'invention; En figure 6: Une vue de côté d'un détail de réalisation d'un pose d'embouteillage; En figure 7: Un détail en vue de côté d'un poste double de remplissage selon l'invention. Un dispositif d'embouteillage selon l'invention, tel que représenté en figure 1, est constitué autour d'un convoyeur 1 susceptible de déplacer des 5 bouteilles 2 entre une succession de postes 3, 4 de traitement. Le convoyeur, qui forme, avec les postes de traitement regroupant des opérations telles qu'opérations combinées de lavage, stérilisation, remplissage et fermeture des bouteilles, une ligne d'embouteillage, comporte une chaîne de convoyage. Cette chaîne de convoyage comporte selon l'exemple deux courroies ou chaînes 51, 52 continues pourvues d'un brin supérieur 6 et d'un brin inférieur 7. Les deux courroies 51, 52 sont entraînées entre des premiers pignons 8a, 8b et des seconds pignons 9a, 9b, les brins supérieurs et inférieurs se déplaçant dans des directions de sens opposé. De manière connues, les pignons peuvent être munis de dents pour entraîner les chaînes. Toujours visible en figure 1, la ligne d'embouteillage comporte des chariots 11 destinés à transporter les bouteilles 2 de poste à poste. Selon l'exemple représenté plus en détail en figure 2, les chariots comportent chacun une pluralité d'alvéoles 12 disposés côte à côte perpendiculairement à la direction de déplacement des brins 6, 7 pour recevoir une rangée de bouteilles 2 prélevées dans un conteneur 200. Les chariots 11 sont disposés régulièrement sur la chaîne selon une succession définie par la distance entre les postes de traitement afin de pouvoir réaliser simultanément des opérations d'embouteillage sur plusieurs rangées de bouteilles. Les chariots sont maintenus sur les deux brins de la chaîne par des moyens de fixation 27. Selon les figures 2 et 3, les alvéoles sont pourvus sur un de leurs côtés d'une paroi formant une portion de cylindre selon une génératrice sensiblement perpendiculaire à la chaîne de convoyage et sur un côté opposé d'un moyen de serrage. Ce moyen est selon l'exemple une barre 131 de serrage mobile apte à se déplacer entre une position de libération des bouteilles et une position de serrage des bouteilles contre le segment arrondi des alvéoles 12 sous l'action de moyens d'actionnement 15 par exemple des cames permettant d'écarter la barre 131 de la paroi 111 du chariot 11. Conformément à l'invention, les chariots munis des dispositifs de serrage constituent des moyens de préhension 10 solidaires de la chaîne de convoyage aptes à tenir les bouteilles la tête en bas lors de leur passage au niveau des postes inférieurs. Selon le mode de réalisation alternatif de la figure 5, les alvéoles 12 comportent une paroi munie d'un profil de serrage 122 ici en V pour permettre d'accepter des bouteilles de diamètre variés, l'ouverture du V étant orientée vers les bouteilles, le moyen de serrage est réalisé par un élément gonflable 132 apte à emprisonner les bouteilles contre le profil de serrage. L'élément gonflable en forme de boudin comporte une valve 134 permettant le gonflage du boudin par un embout de gonflage 133 disposé sur la ligne d'embouteillage par exemple au niveau du pignon amont 8a ou au niveau du dispositif de chargement des bouteilles sur la ligne. Selon l'invention, et notamment pour réduire l'emprise au sol de la ligne d'embouteillage, comme représenté dans l'exemple en figure 1, la ligne d'embouteillage comprend des postes 3 de traitement supérieurs en regard du brin supérieur 6 et des postes 4 de traitement inférieurs en regard du brin inférieur 7. Avantageusement, les postes de traitement 3, 4 comportent une pluralité de moyens de traitement simultané des bouteilles, la ligne pouvant être prévue pour traiter simultanément un nombre de bouteilles correspondant à une rangée d'un conteneur, ce qui permet de ne pas introduire de rupture ou de changement d'organisation de stockage entre les bouteilles vides et les bouteilles pleines. Dans le but de rationaliser la ligne d'embouteillage, un poste 3e d'alimentation de la ligne en bouteilles vides sur les chariots est disposé à proximité d'une zone terminale du brin supérieur 6 de la ligne d'embouteillage. Ce poste comporte selon l'exemple représenté en figure 1 un bras 50 pourvu de mâchoires 152 pouvant prendre les bouteilles par leur col 25, le bras 50 étant monté sur une potence 151 télescopique et rotative pour soulever les bouteilles d'un conteneur 200 et les disposer sur les chariots Il, dans les alvéoles 12. Tout autre système de chargement peut être prévu, par exemple un système d'amenée sur convoyeur peut être employé. En aval du poste 3e d'alimentation de la ligne en bouteilles vides sur la ligne d'embouteillage se trouve un poste 3f de mise en place et de serrage des bouteilles. Ce poste est situé au niveau desdits premiers pignons 8a, 8b qui seront appelés pignons amont de la ligne. Ce poste pour lequel les bouteilles sont inclinées par rapport à la verticale permet aux bouteilles de se positionner correctement dans les alvéoles 12 lors de la rotation du chariot autour des pignons amonts 8a, 8b. A ce poste est réalisé un actionnement des éléments de serrage en position de serrage, position dans laquelle la barre 131 plaque les bouteilles dans les alvéoles 12. Dans le cas ou le dispositif de serrage des bouteilles dans les alvéoles est réalisé par un boudin 132, c'est à ce niveau que peut se faire le gonflage du boudin. En amont du poste d'alimentation de la ligne en bouteilles se trouve un poste 3d de retrait de bouteilles pleines. Afin de gagner de la place sur la ligne, ce poste est contigu au poste d'alimentation de la ligne en bouteilles vides et en amont de ce dernier. Le poste de retrait des bouteilles pleines peut être réalisé par un dispositif comportant un bras 53 pourvu d'une mâchoire 54, le bras faisant partie d'une potence télescopique 55 le dispositif étant ainsi similaire au dispositif d'alimentation en bouteilles. Après le poste de mise en place et de serrage des bouteilles, la ligne selon l'invention se continue sous le convoyeur par des postes inférieurs. Ces postes inférieurs 4 comprennent au moins un poste 4b de stérilisation et/ou un poste 4a de rinçage par injection d'un fluide de bas en haut au travers du col 25 des bouteilles, bouteilles tête en bas. Ces postes comportent une rampe 16 munie de tubes 17, alimentés par un dispositif tel qu'une pompe 58, destinés à projeter un fluide à l'intérieur des bouteilles. La rampe est montée par exemple sur un bâti 56 et solidaire de moyens 57 de déplacement vertical de la rampe qui permettent d'introduire les tubes 17 dans les bouteilles 2 positionnées goulot vers le bas. Ainsi grâce à la réalisation de postes inférieurs sur le convoyeur et grâce au maintien des bouteilles par leur partie inférieure, les opérations de rinçage et de stérilisation, si nécessaire, sont réalisées aisément bouteilles tête en bas. Un poste de séchage 4c peut être positionné après les postes de rinçage et/ou stérilisation, ce poste de séchage comportant par exemple des buses 58 destinées à souffler un gaz sous pression dans les bouteilles. Pour terminer la partie inférieure de la ligne d'embouteillage un poste 4d d'égouttage est éventuellement ajouté. La ligne se continue alors en partie haute, les moyens 10 de préhension entraînant les bouteilles 2 autour des seconds pignons 9a, 9b dits pignons avals pour les amener vers lesdits postes 3 de traitement supérieurs. Le premier des postes 3 de traitement supérieurs est un poste 3a de remplissage. Ce poste 3a de remplissage comprend, dans le cadre de l'exemple représenté une pluralité de moyens de remplissage par gravité correspondant au nombre de bouteilles en parallèle sur un chariot 11. Pour au moins une bouteille 2, les moyens 18 de remplissage par gravité comportant un bac réservoir 19, rempli de liquide 23 par exemple du vin. Le bac réservoir 19 est solidaire de premiers moyens 20 de manoeuvre verticale, par exemple un dispositif de vis sans fin 31 et d'écrou 32 solidaire du réservoir, la vis sans fin 31 étant entraînée par un moteur 33, permettant de déplacer le bac verticalement. Les moyens de remplissage comprennent pour chaque bouteille une canule 21 de remplissage montée sur une rampe 34 solidaire de seconds moyens 22 de manoeuvre verticale par exemple des vérins. Le fonctionnement du dispositif de remplissage sera plus particulièrement décrit en référence aux figures 4a à 4d. Tout d'abord, selon la figure 4a, le chariot se positionne de sorte que les bouteilles se trouvent sous les canules 21. Ensuite, Les seconds moyens de manoeuvre descendent la rampe 34 ce qui permet d'introduire les canules 21 dans le goulot 25 des bouteilles 2. Dans un premier temps, la rampe est descendue suffisamment pour que les canules atteignent le fond des bouteilles. Dans un même temps comme représenté en figure 4b, le bac réservoir relié aux canules par des tuyaux 24, est monté par les premiers moyens 20 selon la flèche F1 ce qui permet de commencer le remplissage des bouteilles par gravité. Une fois le remplissage amorcé, les canules sont progressivement remontées (flèche F2 sur la figure 4c) jusqu'à ce que leur extrémité affleurent le niveau n1 désiré de remplissage des bouteilles. La remontée progressive des canules qui restent sous le niveau du liquide permet un écoulement sans heurts et sans contact à l'air libre du liquide notamment de vin pour lequel un écoulement turbulent et une oxydation sont à éviter. Simultanément ou avec un temps de décalage, la descente du bac réservoir 19 est amorcée (flèche F3) de façon à ce que le bac arrive à une hauteur pour laquelle le niveau supérieur n2 du liquide est égale au niveau n1 un peu après l'arrivée des canules au niveau n 1 de façon à ce que le niveau du liquide dans les bouteilles dépasse légèrement le niveau n1. Cette position est représentée en figure 4c. Enfin, les premiers moyens 20 de manoeuvre descendent le bac 19 (flèche F4 figure 4d) dans une position telle que le niveau n2 de liquide 23 dans le bac soit inférieur audit niveau n1 de remplissage prédéterminé des bouteilles de sorte que le liquide 23 est aspiré vers le bac, ressort de la canule 21 et retourne dans le bac 19 jusqu'à désamorçage de la canule 21. Selon ce principe, sans dispositif complexe de capteurs de niveau il est possible d'assurer un remplissage à niveau constant des bouteilles. Pour faire fonctionner ce système, une connaissance et un réglage préalable de la position des extrémités inférieures des canules par rapport au niveau n1 souhaité par rapport à la hauteur des bouteilles est nécessaire. Le niveau n2 dans le bac 19 peut être simplement régulé par un système de remplissage avec déversoir 34 recyclant le trop plein du bac 19 ou par un système de pompe à débit variable et une sonde par exemple de type capacitif. Le temps de remplissage est fonction du diamètre des canules définissant leur débit, et le réglage du système porte sur les temps de remontée des canule et de descente du bac, les seules contraintes étant de le pas faire déborder les bouteilles en descendant le bac trop lentement ou de ne pas désamorcer les canules avant le niveau n1 par une descente trop rapide du bac ou une remontée trop rapide des canules. Afin d'optimiser le remplissage et comme représenté en figure 7, le dispositif de remplissage peut comporter deux étages identiques à cela près qu'un premier étage est réalisé avec des canules 21 de diamètre important par exemple de l'ordre de 12 mm, et un premier niveau n1 inférieur au niveau définitif, un second étage de remplissage, réalisé avec des canules 21' de plus faible diamètre par exemple de l'ordre de 4 mm étant positionné sur un poste ultérieur pour ajouter un complément de liquide selon un niveau affiné. Pour terminer le cycle d'embouteillage, la ligne d'embouteillage peut être pourvue d'un poste de bouchage 3c comportant un tête de bouchage 60 éventuellement montée mobile sur un rail 61 transversal au convoyeur pour successivement boucher les bouteilles positionnées sur un chariot donné. En figure 7 est représentée un détail de réalisation pour laquelle une came en bout d'un vérin 70, disposé sur un chariot 71 se déplaçant latéralement simultanément à la tête de bouchage, soulève la bouteille à boucher pour limiter les efforts lors du bouchage. Pour permettre de soulever les bouteilles, le boudin 132 est dégonflé à l'aide d'un poussoir 135 agissant sur la valve 134 De manière traditionnelle, la ligne d'embouteillage peut être reliée à un automate programmable qui gère de façon séquentielle le déplacement des chariots sur la ligne, les mouvements des bras et des mâchoires de pose et de retrait des bouteilles, l'activation des dispositifs de lavage, stérilisation, séchage et la commande des dispositifs de remplissage et de bouchage. D'autres configurations des postes de chargement et de déchargement des bouteilles sur la ligne sont possibles sans sortir du cadre de l'invention, par exemple des dispositifs d'amenée à convoyeurs annexes. Du fait de sa faible emprise au sol, la ligne d'embouteillage selon l'invention est utilisable dans une unité mobile d'embouteillage pouvant être déplacée chez les viticulteurs ou dans de petites exploitations. L'invention ne se limite pas aux exemples représentés et notamment le nombre de bouteilles par chariot peut être adapté en fonction de la capacité de 35 production souhaitée. 9 REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'embouteillage comportant un convoyeur (1) susceptible de déplacer des bouteilles (2) entre une succession de postes (3, 4) de traitement formant une ligne d'embouteillage, le convoyeur comportant une chaîne de convoyage pourvue d'un brin supérieur (6) et d'un brin inférieur (7) se déplaçant entre des premiers (8a, 8b) et des seconds (9a, 9b) pignons dans des sens opposés, caractérisé en ce qu'il comprend des postes (3) de traitement supérieurs en regard du brin supérieur (6) et des postes (4) de traitement inférieurs en regard du brin inférieur (7). 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les bouteilles (2) sont maintenues par leur extrémité inférieure (26) par des moyens (10) de préhension solidaires de la chaîne de convoyage, les moyens de préhension (10) étant aptes à tenir les bouteilles la tête en bas lors de leur passage au niveau des postes inférieurs. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens de préhension (10) comportent des dispositifs chariots (11) disposés de place en place sur la chaîne de convoyage, chaque chariot (11) comportant des alvéoles (12) de réception de bouteilles et au moins un élément de serrage (13) des bouteilles (2). 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les alvéoles (12) comportent une paroi formant une portion de cylindre selon une génératrice sensiblement perpendiculaire à la chaîne de convoyage, l'élément de serrage comportant une barre (131) de serrage apte à se déplacer entre une position de libération des bouteilles et une position de serrage des bouteilles contre ladite paroi sous l'action de moyens d'actionnement (15). 5 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les alvéoles (12) comportent une paroi munie d'un profil de serrage orienté vers les bouteilles, l'élément de serrage comportant un élément gonflable (132) apte à emprisonner les bouteilles contre le profil de serrage 6 Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la ligne d'embouteillage comporte un poste (3e) d'alimentation de la ligne en bouteilles vides disposé à proximité d'une zone terminale du brin supérieur (6) de la chaîne de convoyage, un poste (3d) de retrait de bouteilles pleines étant contigu au et en amont du poste d'alimentation de la ligne en bouteilles vides. 7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le poste (3e) d'alimentation en bouteilles vides est suivi, au niveau desdits premiers (8a, 8b) pignons dits pignon amont, d'un poste (3f) de mise en place et de serrage des bouteilles (2), la mise en place des bouteilles dans les alvéoles (12) étant réalisée par l'inclinaison du chariot (Il) lors de sa rotation autour desdits pignons (8a, 8b) amont et un actionnement des éléments de serrage (131, 132) en position de serrage. 8 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits postes inférieurs (4) comportent au moins un poste (4b) de stérilisation et/ou un poste (4a) de rinçage par injection d'un fluide de bas en haut au travers du col (25) des bouteilles, bouteilles tête en bas, et comportent au moins un poste (4d) d'égouttage. 9 - Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le poste (4b) de stérilisation et/ou poste (4a) de rinçage comporte une rampe (16) de rinçage munie de tubes (17) destinés à projeter un fluide à l'intérieur des bouteilles et comporte des moyens de déplacement vertical de la rampe afin d'introduire les tubes (17) dans les bouteilles (2) positionnées goulot vers le bas. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens (10) de préhension entraînent les bouteilles (2) autour des seconds pignons (9a, 9b) dits pignons aval pour les amener vers lesdits postes (3) de traitement supérieurs. 1 1 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les postes (3) de traitement supérieurs comprennent au moins un poste (3a) de remplissage des bouteilles. 12 - Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que le poste (3a) de remplissage comprend, pour au moins une bouteille (2), des moyens (18) de remplissage par gravité comportant un bac réservoir (19), rempli de liquide (23), solidaire de premiers moyens (20) de manoeuvre verticale, une canule (21) de remplissage solidaire de seconds moyens (22) de manoeuvre verticale aptes à introduire la canule (21) dans le goulot (25) de ladite bouteille (2), un tuyau (24) reliant le bac réservoir (19) à ladite canule (21), les premiers et seconds moyens (20, 22) étant aptes à descendre la canule (21) et monter le bac réservoir (19) pour remplir la bouteille par gravité. 13 - Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que les seconds moyens (22) de manoeuvre sont aptes à monter la canule (21) 35 pendant le remplissage de sorte que son extrémité inférieure (21a) affleure un niveau (n1) de remplissage prédéterminé dans la bouteille (2). 14 - Dispositif selon la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce que les premiers moyens (20) de manoeuvre sont aptes à descendre le bac (19) dans une position telle que le niveau (n2) de liquide (23) dans le bac soit inférieur audit niveau (n1) de remplissage prédéterminé de sorte que le liquide (23) ressorte de la canule (21) et retourne dans le bac (19) jusqu'à désamorçage de la canule (21).