Brevet FR2851764A1 — publié le 20040903

La présente invention concerne un dispositif de remplissage de récipients avec un produit visqueux ou pâteux, avec ou sans morceaux, semi-liquide, liquide ou similaire. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Le remplissage de récipients par de tels produits est en général réalisé au moyen d'une machine comportant une cuve en périphérie de laquelle sont disposés des dispositifs de remplissage à l'aplomb d'un organe de support 10 des récipients. Chaque dispositif de remplissage comprend un corps tubulaire ayant une extrémité recevant à coulissement un piston de dosage et une extrémité opposée pourvue d'un orifice de distribution du produit. Un orifice de raccordement à la cuve est ménagé dans le corps entre 15 ses deux extrémités de manière que le corps délimite un canal de passage du produit. Chaque dispositif de remplissage comprend en général un organe d'obturation sélective de l'orifice de raccordement et de l'orifice de distribution qui est monté dans le corps du dispositif de 20 remplissage pour assurer la distribution du produit d'une part de la cuve vers le piston de dosage et d'autre part du piston de dosage vers l'orifice de distribution. Un inconvénient d'un tel dispositif de remplissage est que l'organe d'obturation sélective rend diffi25 cile le nettoyage du dispositif. En effet, l'organe d'obturation sélective, qui met en jeu un ou plusieurs clapets, présente des interstices entre les différentes pièces le constituant et des jeux de fonctionnement entre les parties mobiles qui le constituent et des parties 30 fixes appartenant notamment soit à l'organe d'obturation sélective lui-même soit au corps du dispositif de remplissage. Ces interstices et ces jeux constituent autant de zones de rétention du produit à doser. Dans le cas de produits alimentaires, le produit qui stagne dans les zo35 nes de rétention peut se dégrader et risque de contaminer l'ensemble du produit avec lequel il rentrera en contact. Le nettoyage doit donc être très méticuleux en particulier au niveau de ces zones de rétention. Il en résulte que le temps de nettoyage, temps pendant lequel la ma5 chine de remplissage n'est pas en production, est relativement long et qu'il est parfois nécessaire de démonter les dispositifs de remplissage, ce qui allonge encore la durée de l'opération de nettoyage. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un dispositif de remplissage possédant une structure qui présente un minimum de zones de rétention et qui facilite son nettoyage. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION 15 A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de remplissage de récipients par un produit, le dispositif comprenant un corps creux et pourvu d'un orifice de raccordement à une cuve de produit et d'un orifice de distribution du produit disposé sous l'orifice 20 de raccordement de manière que le corps délimite un canal de passage du produit, au moins un clapet étant monté dans le corps pour coulisser entre une position d'obturation d'un des orifices et une position de dégagement de cet orifice, le clapet et le corps comportant des 25 surfaces de glissement relatif pour guider en coulissement le clapet par rapport au corps et ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend des moyens pour isoler les surfaces de glissement relatif par rapport au canal de passage du produit. On s'est aperçu que les interstices et jeux de fonctionnement existant entre les surfaces de glissement relatif du corps et du clapet constituent une zone de rétention privilégiée. Les moyens d'isolement empêchent que du produit ne s'immisce entre ces surfaces et y reste 35 prisonnier. En outre, le canal de passage du produit peut alors être agencé pour ne pas présenter de recoins de telle manière que d'une part les zones de rétention de produit y soient très limitées et que, d'autre part, un liquide de nettoyage puisse facilement être en contact avec la totalité de la surface dudit canal. Avantageusement, les moyens d'isolement comprennent une paroi tubulaire qui s'étend entre le clapet et le corps et qui est déformable axialement et, de préférence, la paroi tubulaire est formée.par un soufflet. Les moyens d'isolement ont ainsi une structure relativement simple. Selon un premier mode de réalisation, l'orifice de raccordement étant ménagé transversalement dans le conduit, le clapet est monté transversalement dans le 15 corps en regard de l'orifice de raccordement à la cuve, le clapet comprenant une tête d'appui contre un bord dudit orifice et une queue reçue à coulissement dans un logement du corps et débouchant dans le corps par une ouverture, et une paroi tubulaire déformable axialement 20 s'étend depuis le corps jusqu'à la tête du clapet autour de la queue du clapet et de ladite ouverture du logement. Ce clapet, bien que s'étendant dans le canal de passage du produit est isolé du canal de passage par la paroi tubulaire déformable. Les seules parties en contact 25 avec le produit sont la paroi tubulaire déformable et la tête du clapet qui peuvent être agencées pour présenter des surfaces externes sensiblement lisses. Selon un deuxième mode de réalisation, le corps étant tubulaire et l'orifice de distribution étant ménagé 30 à une extrémité de celui-ci, le clapet est monté longitudinalement dans le corps pour obturer l'orifice de distribution, une tige étant fixée coaxialement dans le corps pour s'étendre dans l'orifice de distribution et avoir une tête épaulée en saillie à l'extérieur du corps 35 et le clapet comprenant un tube monté coaxialement à la tige pour avoir une première extrémité en saillie à l'extérieur du corps et une seconde extrémité montée pour coulisser dans le corps entre une position d'obturation dans laquelle la première extrémité est en appui contre 5 la tête épaulée de la tige et une position de dégagement dans laquelle la première extrémité est écartée de la tête épaulée, une paroi tubulaire axialement déformable s'étendant entre le corps et la seconde extrémité du tube. Les surfaces de glissement relatif sont alors notamment formées, d'une part, par la surface externe du tube et le bord de l'orifice de distribution et, d'autre part, par la surface externe de la deuxième extrémité et la surface interne du corps. Les surfaces de glissement relatif sont ainsi disposées entre le corps, la paroi tubulaire et le tube, ces derniers constituant une paroi rapportée en périphérie du canal de passage. Les surfaces de glissement sont dès lors isolées par rapport au canal de passage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partielle, avec écorché, d'une machine de remplissage équipée de dispositifs de dosage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon le plan II-II de la figure 1, d'un de ses dispositifs de dosage, - la figure 3 est une vue en coupe selon le plan III-III de la figure 1 d'un autre de ses dispositifs de dosage, 3 5 - la figure 4 est ne vue analogue à celle de la figure 3 d'une variante de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, la machine de remplissage comprend un bâti 1 sur lequel est monté pour pivoter 5 autour d'un axe 2 une cuve 3 en périphérie de laquelle sont fixés des dispositifs de remplissage et plus particulièrement ici de dosage, généralement désignés en 4, à l'aplomb desquels s'étendent des plateaux 5 qui sont agencés pour supporter des récipients 6. Les plateaux 5 10 sont montés sous la cuve 3 pour coulisser parallèlement à l'axe 2 de telle manière qu'ils reposent sur la surface supérieure d'une came tambour 7 saillant du bâti 1 parallèlement à l'axe 2. En fonction de la position angulaire de la cuve 3 par rapport au bâti 1, les plateaux 5 sont 15 amenés d'une position basse de chargement des récipients vides à une position haute de début de remplissage pour être ensuite progressivement ramenés au fur et à mesure du remplissage vers une position basse de fin de remplissage et de déchargement des récipients pleins. Chaque dispositif de dosage 4 comprend un corps 8 tubulaire ayant une extrémité 9 formant une chambre recevant à coulissement un piston de dosage 10 et, à l'opposé, une extrémité il pourvue d'un bouchon 57 percé d'un orifice de distribution 12 du produit. Le corps 8 25 comprend également, entre les extrémités 9 et 11, un orifice 13 de raccordement à la cuve 3. Il est ainsi délimité dans le corps 8 un canal de passage du produit à doser depuis la cuve 3 jusqu'à l'orifice de distribution 12 de produit. Le piston de dosage 10 est solidaire d'une extrémité d'une tige 14 possédant une extrémité opposée qui s'étend en saillie du corps 8 et en saillie transversale de laquelle est monté pour pivoter un galet 15 reçu dans un rail 16 solidaire du bâti 1 pour déplacer le piston de 35 dosage 10 entre une position haute ou position d'aspiration (représentée à la figure 2) et une position basse ou position de refoulement (représentée à la figure 3) en fonction de la position angulaire de la cuve 3 par rapport au bâti 1. Chaque dispositif de dosage 4 comprend un clapet, généralement désigné en 17, d'obturation de l'orifice 13 de raccordement à la cuve 3 et un clapet, généralement désigné en 18, d'obturation de l'orifice de distribution 12. Le clapet 17 comprend une tête 19 solidaire d'une queue 20 montée pour coulisser selon l'axe de l'orifice 13 dans une pièce creuse qui est rapportée sur la paroi du corps 8 à l'extérieur de celui-ci et qui passe par une ouverture 21 de ladite paroi pour former un logement éta15 gé 22 à l'opposé de l'orifice 13. La queue 20 a une extrémité opposée à la tête 19 qui est solidaire d'un piston 23 divisant de façon étanche une chambre 24 du logement 22 en un compartiment avant 25 et un compartiment arrière 26. Les compartiments avant et arrière 25, 26 20 sont associés à des moyens d'admission et d'échappement d'air sous pression 27, 28 de telle manière que le piston 23 puisse être déplacé au moyen d'air sous pression entre une position d'obturation du clapet 17 (figure 3) dans laquelle la tête 19 est en appui contre un bord de 25 l'orifice 13 et une position d'ouverture du clapet 17 (figure 2) dans laquelle la tête 19 est écartée de ce bord. La surface périphérique du piston 23 solidaire du clapet 17 et la surface interne de la chambre 24 solidaire du corps 8 constituent des surfaces de glissement 30 relatif du clapet 17 et du corps 8, de même que la surface interne de la partie avant du logement 22 qui coopère par glissement avec la surface externe de la queue 19. Un moyen de rappel élastique, ici un ressort hé35 licoidal 29, est disposé dans le compartiment avant 25 entre la face avant du piston 23 et un épaulement du logement 22 pour rappeler élastiquement le piston 23 dans la position d'ouverture du clapet 17. La tête 19 possède à l'opposé de la queue 20 une 5 surface conique 30 qui est bordée par un joint annulaire 31 compressible pour prendre appui contre le bord de l'orifice 13 lorsque le clapet 17 est en position d'obturation. Le clapet 17 est associé à un soufflet 32 qui 10 comporte une extrémité 33 pincée de façon étanche entre deux pièces constituant la tête et une extrémité opposée 34 qui est reçue dans l'ouverture 21 pour être pincée de façon étanche entre la surface externe du corps 8 et la pièce constituant le logement 22. Ce soufflet 32 consti15 tue une paroi tubulaire axialement déformable qui isole les surfaces précitées de glissement relatif par rapport au canal de passage du produit. Le soufflet 32 est ici réalisé en élastomère. On notera que le soufflet 32 a, dans un plan transversal au canal de passage, une largeur 20 inférieure à la section du canal de passage dans ce plan afin de permettre l'écoulement du produit lorsque le clapet 17 est en position d'obturation. Le clapet 18 est associé à une tige 35 possédant une première extrémité 36 fixée par des ailettes 37 ra25 diales reliées à une bague 38 fixée dans le corps 8 de telle manière que la tige 35 s'étende coaxialement dans le corps 8 en passant dans l'orifice de distribution 12 pour avoir une deuxième extrémité 39 en saillie à l'extérieur du corps 8. Une tête tronconique 40 est fixée 30 par son petit diamètre à la deuxième extrémité 39 de la tige 35. Le clapet proprement dit est ici formé par un tube 41 monté coaxialement à la tige 35, autour de celleci, pour avoir une première extrémité 42 en saillie à 35 l'extérieur du corps 8 et une deuxième extrémité 43 mon- tée pour coulisser dans le corps 8. Le diamètre externe du tube 41 est sensiblement égal au diamètre interne de l'orifice de distribution 12 et le diamètre interne du tube est supérieur au diamètre externe de la tige 32 pour 5 définir avec celle-ci une section annulaire de passage du produit, et inférieur au plus grand diamètre de la tête tronconique 40. La première extrémité 42 du tube 41 est montée pour coulisser sur une bague 44 solidaire de la tête 10 tronconique 40 et percée à proximité de la tête tronconique 40 d'orifices 45 pour le passage du fluide. Un soufflet 46 s'étend autour de la tige 35 et possède une extrémité 47 fixée au corps 8 (et plus précisément pincée de façon étanche entre la bague 38 et un 15 anneau 48 rapporté sur celle-ci) et une extrémité 49 opposée reliée à la deuxième extrémité 43 du tube 41. Le soufflet 46 est ici réalisé en élastomère. La deuxième extrémité 43 du tube 41 est solidaire d'un piston 50 qui vient pincer de façon étanche 20 l'extrémité 49 du soufflet 46 contre la deuxième extrémité 43 à laquelle le piston 50 est fixé. Le piston 50 divise, en un compartiment avant 51 et un compartiment arrière 52, une chambre 53 qui est délimitée par le soufflet 46, le tube 41, l'anneau 48, le corps 8 et le bou25 chon 57. Chacun des compartiments avant 51 et arrière 52 est pourvu de moyens d'admission et d'échappement 54, 55 d'air sous pression. Le piston 50 peut ainsi être déplacé au moyen d'air sous pression entre une position d'obturation du clapet 18 (figure 2) dans laquelle la 30 première extrémité 42 du tube 41 est appliquée conte la tête tronconique 40 et recouvre les orifices 45 et une position d'ouverture du clapet 18 dans laquelle la première extrémité 42 du tube 41 est écartée de la tête tronconique 40 et découvre les orifices 45. Des moyens de rappel élastique, ici un ressort 56 hélicodal, s'étendent dans le compartiment arrière 52 entre le piston 50 et l'anneau 48 solidaire du corps 8 pour rappeler élastiquement le tube 41 en position d'obturation. Les surfaces de glissement formées d'une part par la surface externe du tube 41 et le bord de l'orifice de distribution 12 et, d'autre part, par la surface externe du piston 50 et la surface interne du corps 8 sont isolées par rapport au canal de passage par le soufflet 46. 10 Il en est de même pour le ressort 56. En fonctionnement, la cuve 3 tourne de façon continue par rapport au bâti 1. En considérant un seul dispositif de dosage 4, le clapet 17 étant en position d'ouverture et le clapet 18 15 étant en position de fermeture tels que représentés à la figure 2, le piston de dosage 10, du fait de la rotation de la cuve 3 par rapport au rail 16, est entraîné de sa position basse vers sa position haute. Une quantité prédéterminée de produit est ainsi admise dans la chambre 20 délimitée par l'extrémité 9 du corps 8. Simultanément, le récipient 6 est rapproché par son plateau 5 du dispositif de dosage 4. Une fois le dosage terminé, le clapet 17 est commandé pour être amené en position d'obturation. Le clapet 25 18 est alors commandé pour être amené dans sa position d'ouverture et simultanément le piston de dosage 10 est amené de sa position haute vers sa position basse pour procéder au remplissage du récipient 6. Le récipient 6 (qui repose sur le plateau 5 glis30 sant sur la surface supérieure de la came tambour 7) est alors éloigné du dispositif de dosage 4 au fur et à mesure que s'effectue le remplissage, avant d'être évacué de manière connue. Un nouveau récipient 6 peut alors être amené sous 35 le dispositif de dosage 4 pour être rempli par celui-ci. Un cycle de remplissage de ce récipient est ensuite amorcé. Dans la variante de réalisation de la figure 4, la commande des clapets 17 et 18 de chaque dispositif de 5 dosage 4 est assurée au moyen d'un dispositif de distribution généralement désigné en 60 fixé sur le corps 8 du dispositif de dosage 4 à l'opposé de la cuve 3. Chaque dispositif de distribution 60 comprend un distributeur 61 de commande du clapet 17 et un distribu10 teur 62 de commande du clapet 18. Le distributeur 61 comprend un tiroir 63 mobile entre une position d'alimentation du compartiment arrière 26 pour amener le piston 23 dans la position d'obturation du clapet 17 (représentée à la figure 4) et une position 15 de mise à l'échappement du compartiment arrière 26 pour permettre au ressort 29 de ramener le piston 23 dans la position d'ouverture du clapet 17. Le distributeur 62 comprend un tiroir 64 mobile entre une position d'alimentation du compartiment avant 20 51 pour amener le piston 50 dans la position d'obturation du clapet 18 (représentée à la figure 4) et une position de mise à l'échappement du compartiment avant 51 pour permettre au ressort 56 de ramener le piston 50 dans la position d'ouverture du clapet 18. Les tiroirs 63 et 64 comportent des doigts d'actionnement respectivement désignés 63.1, 63.2 et 64.1, 64.2 pour coopérer avec des cames de déplacement des tiroirs 63 et 64 vers leurs positions d'alimentation et de mise à l'échappement. Ces cames, dont une seule référencée 65 est représentée, sont fixées avec un décalage angulaire relatif sur le bâti 1 de la machine de remplissage en périphérie de celle-ci pour se trouver sur la trajectoire des doigts d'actionnement 63.1, 63.2, 64.1, 64.2 des dispositifs de 35 distribution 60 lors de la rotation des dispositifs de il dosage 4. Les cames forment des rampes destinées à enfoncer les doigts d'actionnement 63.1, 63.2, 64. 1, 64.2 pour déplacer de façon correspondante les tiroirs 63, 64. La came 65, comme les autres cames, est montée 5 sur une glissière 66 du bâti 1 par l'intermédiaire d'un vérin 67 d'axe vertical actionnable entre une position active (tige rentrée, représentée à la figure 4) dans laquelle la came 65 enfonce les doigts d'actionnement 63.1 et une position inactive (tige sortie) dans laquelle 10 la came 65 n'est pas sur la trajectoire des doigts d'actionnement 63.1. La position inactive est par exemple utilisable pour effectuer des opérations de maintenance, de réglage ou de nettoyage. Le dispositif de distribution 60 et le vérin 67 15 sont alimentés en air sous pression par l'intermédiaire de moyens non représentés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven20 tion tel que défini par les revendications., En particulier, bien que le dispositif de dosage ait été décrit avec deux clapets, un seul clapet peut être utilisé et, par exemple, seul le clapet 17 peut être prévu dans le cas o le dispositif de dosage est dédié 25 aux produits très visqueux. Bien que les moyens de support 5 des récipients 6 aient été décrits comme supportant les récipients à une hauteur variable (en fonction de la portion de la came tambour 7 sur laquelle les plateaux 5 reposent), les 30 moyens de support des récipients 6 peuvent être agencés pour supporter les récipients 6 à une hauteur fixe. Bien que l'invention ait été ici décrite en relation avec des dispositifs de remplissage associés à des pistons de dosage (ces dispositifs ont été pour cette 35 raison appelés des dispositifs de dosage), l'invention s'applique également aux dispositifs de remplissage dénués de moyens de dosage ou au contraire pourvus de moyens de dosage différents de ceux décrits (mesure du poids de produit...). REVENDICATIONS 1. Dispositif de remplissage de récipients par un produit, le dispositif comprenant un corps (8) creux et pourvu d'un orifice de raccordement (13) à une cuve de 5 produit et d'un orifice de distribution (12) du produit disposé sous l'orifice de raccordement de manière que le corps délimite un canal de passage du produit, au moins un clapet (17, 18) étant monté dans le corps pour coulisser entre une position d'obturation d'un. des orifices 10 (12, 13) et une position de dégagement de cet orifice, le clapet et le corps comportant des surfaces de glissement relatif (23, 24; 50; 8) pour guider en coulissement le clapet par rapport au corps, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens (32, 46) pour isoler les 15 surfaces de glissement relatif par rapport au canal de passage du produit. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'isolement comprennent une paroi tubulaire (32, 46) qui s'étend entre le clapet (17, 20 18) et le corps (8) et qui est déformable axialement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi tubulaire est formée par un soufflet (32,46). 4. Dispositif selon la revendication 1, caracté25 risé en ce que, l'orifice de raccordement (13) étant ménagé transversalement dans le conduit, le clapet (17) est monté transversalement dans le corps (8) en regard de l'orifice de raccordement (13) à la cuve, le clapet comprenant une tête (19) d'appui contre un bord dudit ori30 fice et une queue (20) reçue à coulissement dans un logement (22) du corps (8) et débouchant dans le corps par une ouverture (21), et en ce qu'une paroi tubulaire (32, 46) déformable axialement s'étend depuis le corps jusqu'à la tête du clapet autour de la queue du clapet et de la35 dite ouverture du logement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la queue (20) du clapet (17) est reliée à un piston (23) reçu dans une chambre (24) pourvue de moyens (27, 28) d'admission et d'échappement d'un fluide sous pression. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (29) de rappel élastique du clapet en position d'ouverture. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le corps (8) étant tubulaire et l'orifice de distribution (12) étant ménagé à une extrémité de celui-ci, le clapet (18) est monté longitudinalement dans le corps (8) pour obturer l'orifice de distribution (12), 15 une tige (35) étant fixée coaxialement dans le corps (8) pour s'étendre dans l'orifice de distribution et avoir une tête épaulée (40) en saillie à l'extérieur du corps et le clapet comprenant un tube (41) monté coaxialement à la tige pour avoir une première extrémité (42) en saillie 20 à l'extérieur du corps et une seconde extrémité (43) montée pour coulisser dans le corps entre une position d'obturation dans laquelle la première extrémité est en appui contre la tête épaulée de la tige et une position de dégagement dans laquelle la première extrémité est 25 écartée de la tête épaulée, et en ce qu'une paroi tubulaire (46) axialement déformable s'étend entre le corps et la seconde extrémité du tube. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde extrémité (43) est solidaire 30 d'un piston (50) divisant en deux compartiments (51, 52) une chambre (59) qui est délimitée par la paroi tubulaire (46), le tube (41) et le corps (8), et qui est pourvue de moyens (53, 54) d'admission et d'échappement d'un fluide sous pression. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou la re- vendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (55) de rappel élastique du clapet (18) en position d'obturation. 10. Dispositif selon la revendication 1, caracté5 risé en ce qu'il comporte un premier clapet (17) conforme à l'une des revendications 4 à 6, et un deuxième clapet (18) selon l'une des revendications 7 à 9. 11. Dispositif selon la revendication 1, équipant une cuve (3) montée pour pivoter sur un bâti (1), carac10 térisé en ce que le clapet (17, 18) est associé à un piston (23, 50) mobile entre des positions d'obturation et d'ouverture et en ce que le dispositif comprend au moins un distributeur (61, 62) de commande du piston, le distributeur comportant au moins un tiroir (63, 64) déplaça15 ble entre deux positions correspondant aux positions d'obturation et d'ouverture, sous l'action d'au moins une came (65) solidaire du bâti.