FR 2628093 A1 19890908 FR 8902703 A 19890302 (i RÉPJBLIQUE FRAN AISE N de publication 2 628 093 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE DE LA PROPRIEINDUSTRIELLE ( N d'enregistrement national 89 02703 PARIS () Int C4 C 03 B 5/16. DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 ( Date de dépôt: 2 mars 1989. (3 Demandeur(s): Société dite: OWENSILLINOIS GLASS CONTAINER INC. - US. () Priorité: US, 4 mars 1988, n 164.296. ()Inventeur(s): Russell W. Heckman; George A. Nickev: Robert C. Miller. ( Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets" n 36 du 8 septembre 1989. _ Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: rn Titulaire(s) Mandataire(s): Bureau D.A. Casalonga-Josse. Four préchauffé pour récipients en verre destinés à recevoir des étiquettes thermorétractables. t Dans le four pour préchauffer des récipients en verre, les rpcipients sont déplacés à travers le four sur un transporteur.41, , le transporteur se déplacant à une vitesse linéaire qui dépasse la vitesse admise du mouvement des récipients. Ceci /, permet aux récipients d'effectuer une rotation par " effet.// d'engrenage " pendant qu'ils sont guidés sur le transporteur par des rails latéraux 45, 46 qui sont espacés l'un de l'autre - - d'une distance supérieure au diamètre du récipient. Une source d'air chauffé est dirigée contre l'épaule du récipient par une buse 35 réglable et une autre buse 34 est dirigée contre le fond de manière à ce que ces zones du récipient soient I préchauffées afin que le rétrécissement d'une étiquette en plastique sur le récipient soit uniforme. O CD 00 -13 3 FOUR PRECHAUFFE POUR RECIPIENTS EN VERRE DESTINES A RECEVOIR DES ETIQUETTES THERMORETRACTABLES L'application d'étiquettes en plastique à des bouteilles et le déplacement consécutif des bouteilles ú à travers un four à retrait thermique a été l'objet de nombreux brevets et demandes de brevets. Par exemple, le brevet U.S. NO 3.802.942, décrit un procédé consistant à façonner une gaine à partir de polystyrène expansé thermorétractable et à o assembler la gaine sur le corps du récipient en verre avec le déplacement consécutif du récipient à travers un four pour que la gaine se rétracte sous l'effet de la chaleur afin qu'elle se conforme au récipient. La gaine peut être pré-imprimée et sert d'étiquette au %S récipient. Il faut remarquer que la nécessité de préchauffer la bouteille est expliquée et que le récipient, qui est supporté par son col, passe d'abord à travers un four préchauffé avant que l'étiquette ne lui soit appliquée. La gaine est façonnée par la te chaleur qui scelle ses extrémités superposées. Dans un autre brevet U.S. NO 4.671.843, une bande de matériau thermorétractable pour étiquettes est enroulée autour des bouteilles dont le corps sert de mandrin pour façonner la gaine sur la bouteille. Dans 1 cet exposé, le passage consécutif de la bouteille à -2- travers un four à retrait complète le façonnage d'une étiquette qui est thermorétractée autour de la paroi latérale de la bouteille entre le culot ou fond et l'épaule de celle-ci. Les extrémités superposées de l'étiquette sont scellées entre elles par un solvant destiné au plastique de l'étiquette. On a constaté que lorsque les bouteilles servent de mandrin comme c'est le cas dans le Brevet U.S. NO 4.671.843, le retrait consécutif de Io l'étiquette par la chaleur n'est pas satisfaisant lorsqu'un retrait de l'étiquette de plus de 20% est nécessaire.. Lorsqu'un retrait de plus de 20% est nécessaire, comme dans le cas d'un récipient de "taille familiale", des plis apparaitraient par suite du \s retrait irrégulier de l'étiquette. En tenant compte des remarques précédentes, l'objet de la présente invention est de fournir un système de préchauffage efficace pour les bouteilles en verre avant le façonnage des étiquette rétractables sur xe celles-ci afin d'obtenir une étiquette exempte de plis. La présente invention a également pour objet de fournir un système de préchauffage pour des récipients en verre, qui soit relativement simple dans 1% son fonctionnement et efficace pour préchauffer les -3-- bouteilles de.37,80C & 600C tout en étant alimenté à une vitesse allant jusqu'à 600 bouteilles à la minute avec une rotation d'au moins 900 des bouteilles pendant l'opération de préchauffage. ç D'autres objectifs apparaîtront dans la description suivante pour laquelle on se référera aux dessins joints en annexe. La FIG. I est une vue latérale en hauteur du four préchauffé de la présente invention; Io - La FIG. 2 est une vue en plan de dessus du four de la Fig. 1. La FIG. 3 est une vue transversale prise le long de la ligne 3-3 de la Fig. 1; et La FIG. 4 est une vue en perspective S schématique du préchauffeur de la Fig. i dont l'enveloppe extérieure a été enlevée. Le préchauffeur pour récipient en verre illustré dans les dessins est généralement considéré comme une adjonction nécessaire au système d'étiquetage Zo de bouteilles décrit dans le Brevet U.S. 4.671.843 dans les cas o le retrait de l'étiquette doit étre égal ou supérieur à 20%. Ceci est le cas o les bouteilles sont des bouteilles de boisson du type dit "taille familiale" ou ayant un contour exigeant un % retrait d'étiquette supérieur à 20%. -4- Pendant le fonctionnement du système de retrait thermique et d'application des étiquettes; décrit dans le Brevet U.S. 4.671.843 mentionné ci-dessus, la vitesse du système est de l'ordre de 60.0 bouteilles par S minute et il est important que, lors de l'étiquetage des plus grosses bouteilles, celles-ci soient préchauffées à une température allant de 37,80C à 600C aux vitesses d'étiquetage. Compte tenu des remarques précédentes, le o dispositif de préchauffage de récipients selon la présente invention comprend un transporteur 10 généralement horizontal et ayant une surface de support 11 qui se déplace vers la droite tel que vu sur la Fig.1. Le transporteur est soutenu par une série %S d'éléments de châssis sous-jacents 12 qui s'étendent le long du four sur les côtés et à angle droit jusqu'au transporteur 10 aux extrémités et au centre. Le châssis 12 est supporté par plusieurs pieds 13, dont on ne voit qu'une partie. Supportée au-dessus du châssis lo 12 par des éléments verticaux en fer profilé 14, se trouve un châssis généralement horizontal et rectangulaire 15 constitué également de fers profilés. Le châssis 15 entoure et soutient un tunnel en forme de U inversé 16 qui s'étend au-dessus de celui-ci et qui %T est constitué d'un matériau calorifuge. Comme le -5- montre mieux la Fig. 3, le tunnel qui, en effet, ressemble à une boite rectangulaire inversée, a un habillage extérieur en métal 17. Le tunnel 16 forme un canal allongé s'étendant à partirde la droite, comme le montre la Fig. 1, et un brûleur 18 à gaz s'étend à travers la paroi de droite. Une soufflerie 19 est montée sur le brûleur et la combinaison de la soufflerie et du brûleur sert à fournir une flamme qui s'étend dans le canal du o tunnel. A peu près à mi-chemin de la longueur du tunnel et au centre de celui-ci, est placée une soufflerie centrifuge 20. La soufflerie 20 a un arbre horizontal 21 s'étendant à travers le centre de celle-ci, arbre %S qui est entrainé par un moteur électrique 22 monté sur la partie supérieure du four. Une enveloppe 23 couvre les poulies et la courroie d'entraînement qui sont utilisées pour entraîner la soufflerie 20. L'air et les gaz chauffés pénètrent dans la soufflerie 20 à partir tL des côtés et sont propulsés à travers la sortie de la soufflerie 24. En-dessous de la soufflerie et s'étendant sur toute la longueur du four se trouve une chambre sous pression 25 de retour d'air. La chambre 25 a une ouverture 26a sur sa partie supérieure adjacente à l'extrémité droite du four, à travers laquelle l'air -6- de retour pénètre dans le tunnel 16 en avant de la soufflerie 20. La chambre 25 est formée de plusieurs ouvertures 26 dans sa partie inférieure. Ces ouvertures 26 se présentent en réalité sous la forme de ç découpes semi-circulaires dans la paroi, les découpures étant inclinées vers le haut pour former les ouvertures. La zone située au-dessus du transporteur et des bouteilles est la source de l'air de retour, ainsi que de l'air pénétrant dans le four à partir des Io extrémités ouvertes. L'air chauffé qui sort de la soufflerie 20 rencontre une plaque articulée 27 qui sert de registre. La plaque articulée 27 étant en position normale lorsque le système fonctionne, 90% de l'air chauffé eS quittent la sortie de la soufflerie 24 et se dirigent contre la base de la plaque et sont déviés vers le bas et vers les deux côtés du tunnel 16. Deux plaques 28 et 29, formant un déflecteur en V inversé, servent à diriger l'air chauffé vers le bas dans les parties Io supérieures ouvertes des conduits de distribution 30 et 31 qui s'étendent le long de chaque côté de la chambre 25. Comme on le voit mieux sur les Fig. 3 et 4, l'air chauffé qui est dévié vers le bas de chaque côté de cette chambre pénètre les conduits de distribution 30 2 et 31 et s'écoule & travers ceux-ci et dans les -7- conduits verticaux 32 et 33 placés sur les côtés opposés du parcours des bouteilles "'b" à travers le four. Dans la pratique, le conduit 33,, du côté droit, comme le montre la Fig. 3, peut être une seule chambre qui s'étend sur toute la longueur du four. Ce conduit est généralement rectangulaire en coupe transversale, et est muni, à son angle gauche, d'une première buse ou sortie 34 s'étendant horizontalement placée de manière sensiblement adjacente ou opposée au culot d'un o bouteille ou d'un récipient porté sur le transporteur. Cette buse 34 dirige l'air chauffé sur le culot du récipient pour préchauffer cet emplacement inférieur ou critique du culot du récipient. Au-dessous de la buse 34, mais dans la paroi du iS conduit faisant face aux bouteilles, se trouve une seconde buse 35. La buse 35 est placée à la hauteur de l'épaule du récipient ou de la bouteille. Il faut comprendre que la buse 35 peut être montée sur un socle pivotant de manière à ce que sa direction puisse être 1o modifiée pour des hauteurs de bouteille différentes. Avec un pivot permettant un réglage angulaire vertical, la zone critique de l'épaule des bouteilles peut être directement exposée A l'air chaud. Un autre agencement permettant un réglage de hauteur variable de la buse 35 Z consisterait à remplacer la buse qui s'étend depuis le -8- centre de sa plaque de montage 36 surplombant l'ouverture du conduit 35, par une plaque qui, ayant la buse 35 dans sa partie inférieure ou supérieure ou même dans un angle, dirigerait l'air sur l'épaule. La plaque 36 pourrait être montée sur une glissière horizontale et on pourrait la démonter en la tirant par une extrémité et la remplacer par une autre plaque. Le conduit 30 s'ouvre vers le bas dans le conduit vertical 32 comme le montre la- Fig. 3. Dans la pratique, il y a trois conduits 32 qui s'étendent collectivement sur la longueur du four. Les conduits 32, à leur coude droit inférieur, sont munis d'une buse 37 dirigeant l'air et placée à la hauteur de l'épaule de la bouteille en opposition à la buse 35. Le conduit I 32 peut être remplaçable par sections grâce à l'accès à travers les trois ensembles de portes 38 qui s'articulent en 39 sur le côté du four. Comme le montre la Fig. 3, les portes 38 sont assez épaisses pour l'isolation et sont munies de deux fenêtres 40 qui y Io sont ménagées pour permettre l'observation du fonctionnement du four à partir de l'extérieur. Tant que les bouteilles sont acheminées à partir du four jusqu'au système d'étiquetage, le four fonctionne pour préchauffer les récipients dans les S zones de l'épaule et du culot. -9-- La température. de l'air chauffé qui se heurte contre les bouteilles peut être de 3710C et il est donc important que, si la file de récipients à travers le four est interrompu pour quelque raison que ce soit, les bouteilles ne puissent pas rester dans l'atmosphère chauffée pour une période prolongée. La raison en est que, si les bouteilles deviennent trop chaudes et sont ensuite soumises aux étiquettes rétractables, les étiquettes se rétractent prématurément et ce qui to entraîne l'apparition de rides dans l'étiquette ou a comme résultat que l'étiquette n'enveloppe pas complètement les bouteilles. La machine A étiqueter, qui doit recevoir les bouteilles en verre préchauffées, est celle que décrit %S le Brevet U.S. 4.671.843, bien que la présente invention pourrait trouver une application comme four préchauffant pour toute machine à étiqueter devant appliquer les étiquettes rétractables à des récipients en verre. ta Compte tenu de ce qui précède, il est important que dans la pratique, le présent four préchauffé soit relié au système de commande pour la machine à étiqueter de manière que, lorsque la machine à étiqueter est arrêtée, un signal soit transmis au four zs préchauffé. Ce signal se présente sous la forme d'un -10 - signal de commande pour actionner un moteur 41 à fluide monté sur la partie supérieure du four. Le moteur 41 est un moteur à piston dont la tige de piston est reliée à un câble 42 qui s'étend horizontalement sur une poulie 43 et ensuite vers le bas à travers une ouverture dans la partie supérieure du four et dont l'extrémité inférieure est reliée à la plaque 27. Lorsque la commande du moteur reçoit le signal indiquant que la machine à étiqueter s'est arrêtée avec Io comme conséquent l'arrêt des bouteilles en dehors du four préchauffant, le moteur 41 entraine l'abaissement de la plaque articulée sous son propre poids à la position abaissée illustrée en traits interrompus en Fig. 1. Lorsque la plaque est abaissée, l'air chauffé IS provenant de la soufflerie 20 et le tunnel 16 sera dévié vers le haut dans une cheminée d'échappement 44. En conséquence de l'abaissement de la plaque d'amortisseur 27, la soufflerie 20 continue à extraire l'air de la chambre 25 à travers l'ouverture 26. Lo Cependant, cet air ne sera pas chauffé car il provient de la zone située immédiatement au-dessus des bouteilles. Puisqu'il n'y a pas d'air dirigé contre les bouteilles, les bouteilles ne sont pas surchauffées, mais lorsque le système recommence à fonctionner, le 2i cylindre à air 41 élève la plaque 27 et l'air chaud se - 11 - dirige à nouveau contre les récipients à partir des buses 34, 35 et 37. Alors que dans la description précédente, les conduits 32 sont remplaçables par des conduits de g hauteur différente, on considère comme un autre système réalisable celui o les conduits 32 sont constitués de deux sections verticales télescopiques, o la section inférieure peut être réglée verticalement par l'opérateur grâce à l'accès ménagé à travers les to portes. Sur le côté du transporteur 10, à approximativement mi-hauteur des parois latérales des bouteilles, il y a deux rails opposés 45 et 46. Ces rails sont espacés d'une distance qui est 1-1/4 à 1-1/2 iS fois le diamètre des bouteilles devant être préchauffées de manière que les bouteilles soient alignées généralement dans une seule file, mais le déplacement des bouteilles se fait par contact de la bouteille postérieure poussant la bouteille antérieure, %o la bouteille antérieure étant bornée par les rails 45 et 46. Il faut noter qu'il n'y a pas de disposition spécifique pour le pivotement des bouteilles; cependant, on a déterminé par expérience et en faisant 7 fonctionner le système que, lorsque les bouteilles sont - 12 - en contact bouteille contre bouteille lors de leur acheminement à travers le four, et que le transporteur se déplace plus vite que la vitesse à laquelle les bouteilles traversent le four, le frottement des bouteilles l'une contre l'autre et contre les rails latéraux espacés 45, 46 a comme résultat la précession des bouteilles par une sorte d'"effet d'engrenage" qui permet aux bouteilles de pivoter et à la chaleur de s'appliquer sur la circonférence des bouteilles pendant toque celles-ci passent à travers le four. Afin de protéger les bouteilles d'un choc thermique au contact des rails, les rails 45, 46 peuvent être recouverts par un matériau résistant à la chaleur, comme le matériau Isolation Applon, qui est aussi résistant à l'usure, I5 vendu sous la désignation DG 1160 PC par Applied Plastics Corp. à Tuscumbia, Alabama. Il faut garder à l'esprit que le four est constitué de trois sections de 1,20 mètre de longueur. C'est ce que montre la Fig. 1 o la vue latérale 7o illustre trois portes d'accès pivotantes qui s'étendent le long d'un côté de la structure du four. Evidemment, cette structure pourrait être faite d'une seule pièce; cependant il est plus facile de manipuler de plus petites sections lorsque l'on assemble le système et Z que l'on fait les réglages nécessaires de la hauteur - 13 - des buses de projection d'air qui sont dirigées sur les bouteilles sur le transporteur. Alors que la température de l'air chauffé peut être de l'ordre de 371,10C, elle peut se situer dans - une gamme de 148,90C-426,70C, selon la forme de la bouteille et le degré de retrait nécessaire sur le culot et l'épaule de la bouteille. Ayant décrit le meilleur moyen envisagé par l'inventeur en réalisant cette invention, on peut to recourir à d'autres modifications dans le cadre des revendications en annexe. - 14 - REVENDICATIONS 1. Four préchauffé pour chauffer des récipients (b) en verre dans des zones verticales choisies avant l'application sur celles-ci d'une étiquette thermoré- tractable formant gaine, ledit four (16) étant caractérisé en ce qu'il comprend un transporteur linéaire (10) à déplacement horizontal, s'étendant le long du four, une paire de rails latéraux opposés fixes s'étendant sur la longueur dudit transporteur, lesdits %o rails latéraux étant espacés l'un de l'autre d'une distance supérieure au diamètre d'un récipient individuel mais non supérieure à 1-1/2 diamètre de récipient, une source (20) d'air chauffé.à une température de 149OC-427 C, ladite source étant située US au-dessus du transporteur, un agencement de conduits (32, 33) s'étendant à partir de ladite source le long d'un côté au moins des récipients sur ledit transporteur, un agencement de buses (35, 37) étant placé sur le bord inférieur dudit agencement de Z. conduits pour diriger l'air chauffé contre les épaules desdits récipients, afin de chauffer les récipients jusqu'à une température allant de 37,80C à 600C, lesdits récipients étant en contact l'un avec l'autre et avec les rails latéraux pendant leur déplacement % linéaire & travers ledit four pour que les récipients - 15 - tournent ainsi autour de leurs axes verticaux afin d'être chauffés sur leur circonférence. 2. Four préchauffé selon la Revendication 1 caractérisé en ce que lesdits rails latéraux sont g5 espacés l'un de l'autre d'une distance se situant entre 1-1/4 diamètre et 1-1/2 diamètre des récipients préchauffés. 3. Four préchauffé selon la Revendication 1 caractérisé en ce que la température dudit air chauffé to est maintenue à 3710F. 4. Four préchauffé selon la Revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un premiers (32) desdits conduits est réglable. verticalement par rapport au %. transporteur pour loger des récipients de différentes hauteurs d'épaule. 5. Four préchauffé selon la Revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième conduit (33) placé sur le côté opposé des récipients Io par rapport audit premier conduit, ledit deuxième conduit ayant à son extrémité inférieure une buse (34) qui est dirigée sur le fond des récipients sur ledit transporteur. - 16 - 6. Four préchauffé selon la Revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une deuxième buse (35) s'étendant à partir du deuxième conduit vertical, ladite deuxième buse étant montée sur ledit conduit pour effectuer-un mouvement pivotant vertical autour d'un axe horizontal, ladite deuxième buse étant dirigée sur l'épaule des récipients. 7. Four préchauffé selon la Revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des Io dispositifs pour contrôler le déplacement des récipients à travers ledit four et des dispositifs reliés auxdits dispositifs de contrôle pour dévier ledit air chaud vers une cheminée d'échappement lorsque ledit dispositif de contrôle détecte l'arrêt du IS déplacement des récipients,à travers ledit four. 44 43 42 41 22 24 _. 2, \,- 19 ::f t[; 7.... - -. -); 14 39' U 39 38 1 12 FIG. I t*-1122 1':... 44FIG. FIG. 2 Iú1 ú -,, l 7 g X$ ú60 8a9Z C. os Co X I1 N1 f-1