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(11) | EP 0 058 121 A2 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Machine de capsulage de bouteilles de gaz ou de récipients semblables |
| (57) Machine de capsulage de bouteilles de gaz, ou de récipients semblables. La machine,
dans laquelle les bouteilles arrivent pré-orientées radialement, comprend un mécanisme
de transfert (TF) déplaçable parallèlement à la direction de transport (T) pour saisir
la bouteille (B), la transférer jusque dans le poste de capsulage et la maintenir
pendant l'opération de sertissage de capsule sur ledit nez (8); un dispositif de capsulage
(TC) comportant une pince de serrage assure son centrage sur l'axe du nez (8) du robinet
en agissant sur le carré (3) de ce dernier, et un support à pantographe (PA), sur
lequel est monté le dispositif de capsulage (TC), comporte des moyens (10, 10a, 12,
15) pour adapter la hauteur de la ligne d'action de ce dispositif à celle de l'axe
du nez (8) de robinet, en prenant pour référence la génératrice inférieure de la surface
(9) circonscrite au filetage extérieur dudit nez (8). |
[0001] La présente invention concerne une machine de capsulage de bouteilles de gaz, ou de récipients semblables, par sertissage d'une capsule, formée généralement d'aluminium et d'un joint, sur le nez du robinet de bouteille.
[0002] Pour automatiser cette opération, il est nécessaire d'amener la bouteille dans la machine dans une position qui soit toujours la même ; en conséquence il faut faire intervenir pour le réglage des éléments actifs de la machine des parties de référence qui se retrouvent toujours sur toutes les bouteilles.
[0003] Une installation de conditionnement de bouteilles de gaz doit obligatoirement opérer sur des bouteilles de toute provenance qui présentent entre elles des écarts importants. Ces écarts sont imputables à différentes causes, dont les principales sont liées à des différences de formes et également de conditions de fabrication, comme cela va être précisé dans la suite. Il existe d'autres causes secondaires d'écarts imputables à leurs conditions sévères d'utilisation, du fait qu'elles .effectuent'une rotation continue entre l'usine de remplissage en gaz et les consommateurs par l'intermédiaire de concessionnaires distributeurs.
[0004] Pour bien mettre en évidence les difficultés qu'on a dû résoudre pour effectuer la mise au point de la machine de capsulage selon l'invention, on va tout d'abord définir les écarts dimensionnels affectant les bouteilles de gaz et en expliquer les causes.
[0005] Pour mieux comprendre les problèmes posés, il faut d'abord examiner la structure d'une bouteille de gaz. En se référant à la figure 1, qui représente schématiquement la partie supérieure d'une bouteille de gaz et également à la partie gauche de la figure 2, où une bouteille est indiquée en vue en perspective, on voit que celle-ci comporte un corps cylindrique de révolution terminé supérieurement par un dôme 5 pourvu d'une ouverture dans laquelle est soudée une collerette 6 ; cette collerette 6 comporte deux parties filetées, à savoir un filetage intérieur destiné à recevoir l'embout fileté 4, également appelé queue ou carotte, du robinet R et un filetage extérieur 7 destiné à recevoir le chapeau de protection du robinet. Celui-ci comporte un clapet, pouvant être ouvert et fermé à l'aide d'un volant 1 et placé dans un corps 2 duquel font saillie d'une part une tubulure ou nez 8, portant un filetage extérieur 9 destiné au raccordement avec le détendeur de l'utilisateur, et d'autre part un carré 3 qui précède l'embout fileté 4. Il est d'ailleurs à noter que l'embout comporte un filetage conique mâle du type Briggs qui a pour fonction d'établir une bonne étanchéité avec le filetage femelle Briggs de la collerette de bouteille.
[0006] Les écarts dimensionnels affectent le corps de bouteille, le robinet et l'ensemble formé par l'assemblage de ces deux éléments, c'est-à-dire la bouteille proprement dite. Une énumération, d'ailleurs non limitative, desdits écarts est maintenant indiquée.
[0007] En ce qui concerne le corps de bouteille :
- le diamètre extérieur de cylindre a une valeur constante, à 1 mm près, mais qui est de 30 cm pour les bouteilles de butane et 31,5 cm pour les bouteilles de propane ;
- le diamètre de collerette est de 66 mm pour les bouteilles de certaines Sociétés et de 68 mm pour les bouteilles d'autres Sociétés ;
- la hauteur entre la collerette et la base du pied de bouteille est en moyenne de 50 cm, mais on peut enregistrer des différences de 7 cm ;
- la hauteur de collerette varie de 15 à 22 mm
- cette collerette, soudée par un rebord circulaire dans une ouverture ménagée dans le dôme du corps de bouteille, peut présenter un excentrement qui atteint jusqu'à ± 15 mm pour certaines bouteilles de fabrication ancienne.
[0008] En ce qui concerne le robinet :
- la seule cote constante, aux tolérances de fabrication près, est la distance entre l'axe vertical et le plan vertical tangent au filetage du nez ;
- le côté du carré varie de 25 à 27 mm selon les fabricants ;
- comme autres cotes non constantes, on peut également citer la hauteur du carré, la position du nez par rapport au carré, la distance entre l'axe du robinet et la face frontale du nez, les dimensions du corps de robinet...
[0009] En ce qui concerne l'ensemble-bouteille
- le robinet peut être vissé plus ou moins profondément dans le filetage de collerette, ce qui a une influence sur la cote d'espacement entré la face supérieure de collerette et le plan horizontal tangent au nez de robinet, cette cote pouvant varier de 4 à 21 mm ;
- l'orientation géométrique correcte du robinet par rapport au corps de bouteille peut être également modifiée sous l'effet de chocs en cours de manipulation ;
- le pied de bouteille, constitué par une virole soudée sur le corps, peut subir de fortes déformations en cours de manipulation de la bouteille.
[0010] Cette énumération des écarts dïmensionnels affectant les bouteilles de gaz met en évidence les difficultés de conception d'une machine de capsulage, qui puisse accepter de façon universelle n'importe quelle bouteille, tout en étant suffisamment précise et rapide.
[0011] Cependant , il existe sur les bouteilles plusieurs surfaces de référence sur lesquelles on peut opérer pour effectuer le centrage de la bouteille avant et pendant l'opération de capsulage. Ces surfaces de référence sont les suivantes :
- pour définir l'axe Z-Z du corps de bouteille, l'ensemble formé par la surface cylindrique extérieure du corps de bouteille et de la surface circonscrite au filetage extérieur de la collerette, du fait que l'axe de cette dernière coïncide après vissage avec l'axe du robinet,
- pour définir l'axe y-y du nez de robinet, la surface circonscrite au filetage extérieur 9 du nez 8,
- pour définir le plan médiateur du nez 8 du robinet, les deux faces du carré 3 qui sont parallèles à y-y, et
- pour définir la position en hauteur du nez de robinet par rapport au corps de la bouteille, la face supérieure de la collerette 6 ; il est à noter que cette position relative de hauteur est définie, comme indiqué sur la figure 1, par la distance h séparant ladite face supérieure de collerette de la génératrice inférieure de ladite surface circonscrite au nez de robinet.
[0012] Les trois premières surfaces de référence se trouvent obligatoirement, sur toutes les bouteilles en service, dans des conditions relativement uniformes : en effet la surface : du corps de bouteille ne doit pas être déformée sinon la bouteille est rebutée ; les deux autres surfaces doivent toujours remplir leur fonction respective, c'est-à-dire permettre le vissage du chapeau protecteur et le vissage du détendeur. En ce qui concerne les deux faces du carré 3 du robinet, elles sont toujours orientées parallèlement à l'axe y-y, aux tolérances de matriçage près. Enfin, la face supérieure de la collerette, qui est usinée au tour, constitue également une surface de référence correcte.
[0013] Les problèmes à résoudre pour effectuer automatiquement le capsulage de bouteilles de gaz, déplacées dans une ligne de conditionnement sur un transporteur continu, sont les suivants :
- orienter le nez de robinet toujours dans la même direction, à savoir parallèlement à la ligne d'action du dis-- positif de capsulage, qui est généralement orientée perpendiculairement à l'axe du transporteur,
- régler la hauteur de ce dispositif de capsulage en correspondance à la hauteur du nez de robinet, laquelle varie d'une bouteille à une autre,
- dans le poste de capsulage, centrer le dispositif de capsulage par rapport au nez, le maintenir et l'appliquer dans cette position sur le nez pendant le sertissage de la capsule.
[0014] La première phase, c'est-à-dire.l'orientation radiale des nez de robinets de bouteilles toujours dans la même direction, est effectuée avantageusement à l'aide d'un appareil placé, dans une ligne de conditionnement de bouteilles de gaz, en amont de la machine de capsulage. Un mode de réalisation préféré d'un tel appareil fait l'objet de la demande de brevet déposée ce même jour au nom de la Demanderesse sous le titre "Appareil automatique d'orientation radiale d'objets cylindriques tels que des bouteilles de gaz, ou objets similaires".
[0015] L'orientation préalable des bouteilles étant par conséquent déjà réalisée, il reste à satisfaire aux deux autres conditions définies ci-dessus, c'est-à-dire le réglage de hauteur du dispositif de capsulage et en second lieu le centrage, le maintien et l'application de ce dispositif par rapport au nez.
[0016] L'invention a donc pour objet une machine de capsulage de bouteilles de gaz, ou de récipients semblables, qui ont été au préalable orientés dans un appareil placé en amont de manière que leursnez soient toujours dirigés dans un sens déterminé, ladite machine comprenant :
. un dispositif de capsulage comportant desmoyens assurant son centrage sur l'axe du nez du robinet en agissant sur le carré de ce dernier, et
. un dispositif de support et guidage vertical, sur lequel est monté ledit dispositif de capsulage et qui comporte des moyens pour adapter la hauteur de la ligne d'action de ce dispositif à celle de l'axe du nez de robinet, en prenant pour référence une génératrice inférieure de la surface circonscrite au filetage extérieur dudit nez.
[0017] Selon d'autres particularités de la machine de l'invention :
- ladite génératrice inférieure de la surface circonscrite au filetage extérieur dudit nez est la génératrice située dans le plan horizontal tangent intérieurement audit nez
- ledit dispositif de support et guidage vertical est du type à pantographe ;
- il est prévu un mécanisme de transfert, mobile parallèlement à la direction de déplacement des bouteilles et assurant la saisie de la bouteille pour la transférer jusque dans le poste de capsulage et pour la maintenir jusqu'au début de l'opération de sertissage de capsule sur le nez ;
- la bouteille étant maintenue en attente dans un dispositif de blocage, le mécanisme de transfert comporte un plan médiateur vertical de serrage de bouteille, orienté perpendiculairement au sens de déplacement des bouteilles et qui est déplacé d'une position de coïncidence avec le plan médiateur vertical dudit dispositif de blocage jusque dans une position de coïncidence avec le plan médiateur vertical du poste de capsulage ;
- le mécanisme de transfert comporte deux mâchoires, dont les axes verticaux sont placés dans ledit plan médiateur et dont le serrage sur le corps de la bouteille est assuré par un vérin, ces mâchoires pouvant coulisser sur des barres formant pivots et orientés parallèlement à la direction de transport des bouteilles en vue d'assurer le transfert de la bouteille jusqu'au poste de capsulage ;
- le dispositif de capsulage comprend une tête de sertissage de capsulage, dont le centrage final sur l'axe du nez de robinet est assuré à l'aide d'une pince de serrage, dont la ligne d'action est en coïncidence avec l'axe de la tête de sertissage et qui comporte des mors venant s'appliquer contre deux faces parallèles de référence dudit carré du robinet ;
- ledit dispositif de capsulage est monté sur ledit dispositif de support et guidage vertical par l'intermédiaire d'un châssis pouvant coulisser horizontalement, dans une direction transversale au sens de déplacement des bouteilles, par l'intermédiaire de paliers, notamment du type à billes, sur des barres solidaires dudit dispositif de support et guidage vertical afin de permettre au dispositif de capsulage d'absorber les écarts transversaux de positionnement des robinets de bouteilles ;
- ledit dispositif de capsulage est monté sur ledit dispositif de support et guidage vertical par l'intermédiaire d'un pivot supérieur, orienté horizontalement et parallèlement au sens de déplacement des bouteilles, placé dans le plan . médiateur du poste de capsulage et en outre placé à une hauteur appropriée pour que l'ensemble formé par le dispositif de capsulage et ledit pivot opère à la façon d'un pendule pour absorber les écarts transversaux de positionnement dss robinets de bouteilles ;
- lesdits moyens prévus sur ledit dispositif de support et guidage vertical pour adapter la hauteur de l'axe du dispositif de capsulage à celle de l'axe du nez de robinet comprennent :
. deux flasques orientés verticalement, reliés rigidement au pantographe et comportant des bords avant biseautés qui entrent en contact avec le corps de la bouteille au cours de son mouvement de transfert afin de faire monter le dispositif de support et guidage vertical, et !
. une plaquette fixée perpendiculairement sur un desdits flasques et comportant deux faces horizontales, à savoir une face horizontale inférieure par laquelle ledit dispositif de support et guidage vertical s'appuie d'abord sur la face horizontale supérieure de la collerette de bouteille quand lesdits bords biseautés perdent le contact avec le dôme de la bouteille, et une face horizontale supérieure qui est ensuite appliquée, sous l'action d'un système de relevage et de blocage dudit dispositif de support, tangentiellement contre ladite génératrice inférieure de la surface circonscrite au filetage extérieur du nez de robinet.
- ladite plaquette a, en vue en plan, sensiblement la forme d'un rectangle de profil allongé, elle est fixée par un de ses côtés longs sur ledit flasque, son bord d'attaque, dirigé vers les bouteilles entrantes, est pourvu d'un profil effilé et en outre l'épaisseur de ladite plaquette est choisie inférieure à la valeur minimale de la cote d'espacement entre le plan horizontal tangent inférieurement au nez de robinet et la surface supérieure de la collerette ;
- ledit dispositif de relevage et de blocage dudit dispositif de support et guidage vertical comprend un vérin, ou autre organe similaire, relié audit dispositif de support et guidage vertical de façon à le faire.monter pour appliquer ladite plaquette contre ladite surface du nez de robinet et un frein assurant le blocage dudit dispositif de support et guidage vertical dans cette position haute pendant l'opération de capsulage ;
- ledit dispositif de capsulage éoopère avec une goulotte d'amenée de capsules, qui est reliée par sa partie supérieure à un réservoir de capsules installé dans une position fixé, ladite goulotte étant flexible sur sa bngueur et étant terminée à sa partie inférieure par un distributeur qui est fixé sur ledit dispositif de support et guidage vertical et dont l'embouchure est placée sur le trajet suivi par les nez de robinets ;
- ledit distributeur de la goulotte d'amenée est orienté par rapport à la direction de déplacement du mécanisme de transfert d'un angle (α) permettant au nez de robinet d'accrocher automatiquement au passage une capsule qui est ensuite retenue en place sur le nez jusque dans le poste de sertissage.
[0018] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle de la partie supérieure d'une bouteille de gaz, montrant le robinet vissé dans la collerette de bouteille,
- la figure 2 est une vue schématique montrant le processus de réglage de hauteur du support à pantographe portant le dispositif de capsulage,
- la figure 3 est une vue en élévation de l'ensemble de la machine de capsulage selon l'invention,
- la figure 3A est une coupe faite suivant la ligne A-A de la figure 3 pour montrer le mécanisme d'adaptation transversale de la tête de capsulage,
- la figure 4 est une vue en plan du poste de capsulage,
- la figure 5 est une vue de détail montrant comment la capsule est automatiquement placée sur le nez de robinet, et
-la figure 6 est une vue en perspective montrant le mécanisme de transfert de bouteilles.
[0019] Comme indiqué ci-dessus, la machine de l'invention permet de fixer par sertissage, sur le nez 8 du robinet de bouteille de gaz, une capsule, généralement formée d'aluminium et d'un joint, et destinée à remplir d'une part une fonction d'étanchéité et d'autre part une fonction d'anti-violation.
[0020] Pour automatiser cette opération, il est nécessaire, dans une ligne continue de conditionnement de bouteilles de gaz ou de récipients semblables, de placer le poinçon de la tête de sertissage, qui constitue un élément connu, toujours exactement dans l'axe du nez de robinet, en automatisant également la mise en place d'une capsule sur ledit nez avant l'opération de sertissage.
[0021] Du fait qu'on a affaire à des bouteilles très disparates en ce qui concerne l'origine, la fabrication et l'état, l'invention a pour objet une machine permettant de satisfaire aux impératifs suivants :
- l'ensemble du dispositif de capsulage est mobile, aussi bien verticalement qu'horizontalement, parallèlement à son axe de travail en vue d'adapter sa hauteur à celle du nez de robinet,
- l'axe de la tête de sertissage peut être amené en coïncidence correcte avec l'axe du nez de robinet,
- la capsule est automatiquemnt engagée et maintenue sur le nez avant l'opération de sertissage.
[0022] Comme on l' a précisé ci-dessus, la machine selon l'invention opère sur des bouteilles de gaz dont le nez a déjà été orienté dans une direction constante avantageusement à l'aide d'un appareil faisant l'objet de la demande de brevet précitée, déposée ce même jour par la Demanderesse. Cet appareil comporte à sa sortie un étau de blocage (EC2, figure 3) qui a pour fonction de maintenir en attente une bouteille de gaz dont le nez est correctement orienté dans une direction évidente, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe de la ligne transporteuse de bouteilles.
[0023] Selon l'invention, on a adopté le processus suivant :
on saisit la bouteille maintenue dans l'étau de blocage de l'appareil d'orientation et on assure son transfert jusque dans le poste de capsulage et, au cours de ce mouvement de transfert, on fait intervenir des moyens appropriés pour assurer l'adaptation de la hauteur de la tête de sertissage à celle du nez de robinet, le centrage de l'axe de la tête de sertissage sur le nez de robinet et l'amenée automatique de la capsule sur le nez correspondant, ces différents moyens opérant sur lessurfaces de référence précitées qui existent sur la bouteille, à savoir dans le cas de la machine de capsulage :
- la face plane supérieure de la collerette 6 de bouteille,
- la surface circonscrite au filetage extérieur 9 du nez 8 du robinet de bouteille, et
- les deux faces du carré 3 du robinet qui sont parallèles à l'axe y-y du nez 8.
[0024] La machine de capsulage selon l'invention comprend les ensembles suivants :
- un portique,
- un dispositif de support et guidage vertical, par exemple du type à pantographe, relié au portique, sur lequel est monté le dispositif de capsulage et qui est pourvu de moyens pour adapter la hauteur dudit dispositif de capsulage à celle du nez de robinet et pour centrer ce dispositif sur ledit nez.
[0025] Il est en outre prévu un mécanisme de transfert de bouteilles entré l'appareil d'orientation et le poste de capsulage. Cependant on peut se passer de ce mécanisme de transfert en faisant arriver les bouteilles dans la machine de capsulage sur le transporteur proprement dit qui assure la poussée des bouteilles l'une contre l'autre.
[0026] Pour bien mettre en évidence les caractéristiques de la machine de capsulage selon l'invention, on va maintenant décrire en détail sa structure'et ses fonctions.
[0027] Le portique a été seulement indiqué schématiquement en 14 sur les figures. Il est disposé de manière à chevaucher le transporteur de bouteilles désigné par T. Les bouteilles ont déjà été orientées dans l'appareil précité de manière que leur nez 8 soit toujours dirigé dans un sens déterminé ; dans l'exemple considéré, pour un observateur examinant la figure 3, le nez est orienté perpendiculairement au plan de la figure dans un sens dirigé vers l'observateur. Après leur orientation, elles sont immobilisées dans l'étau de blocage EC2 qui les maintient en attente.
[0028] La machine comporte un mécanisme de transfert, dont un mode de réalisation est indiqué schématiquement par TF sur la figure 3 et a été représenté en vue en perspective détaillée sur la figure 6. Il comporte deux branches 17, 17', sur chacune desquelles est fixé un bras horizontal 17a, 17'a portant une plaque 29, 30. Chaque plaque est pourvue,'dans l'exemple considéré, de quatre sabots 31 destinés à s'appliquèr contre la surface périphérique de la bouteille. Chaque branche 17, 17' est montée sur une barre correspondante 36, 38 formant à la fois un pivot et une glissière. A leurs parties inférieures, les branches 17, 17' sont reliées entre elles à l'aide d'un vérin de manoeuvre 40 qui est articulé sur deux axes 37, 39.
[0029] Ainsi, les deux branches 17, 17' du mécanisme de transfert TF forment deux mâchoires susceptibles de venir serrer par l'intermédiaire des plaques 29, 30 la bouteille B maintenue dans l'étau de blocage EC2. Une fois le serrage de la bouteille terminé, l'ensemble formé par les branches 17, 17' et la bouteille est déplacé le long du transporteur T à l'aide d'un vérin, non représenté sur les figures, jusque dans le plan médiateur du poste de capsulage, défini schématiquement sur la figure 6 par l'axe Y-Y et sur la figure 3 par l'axe Z-O-Z.La commande de ce processus de transfert a été également schématisée sur la figure 6 : dans la plaque 30 de la mâchoire portée par le bras 17'a, il est prévu un témoin 32 qui a pour fonction de détecter, au cours du mouvement de rapprochement des deux branches 17, 17', la présence d'une bouteille B dans l'étau de blocage EC2 de l'appareil d'orientation. S'il existe effectivement une bouteille, le témoin de présence 32 amorce le cycle de transfert. D'autre part, des témoins 33, 34 sont prévus sur le trajet suivi par le mécanisme de transfert TF de manière à définir une fin de course avant dans laquelle les deux plaques 29, 30 sont centrées dans le plan médiateur de l'étau de blocage EC2 et une fin de course arrière dans laquelle les deux plaques 29, 30 sont centrées dans le plan médiateur Y-Y du poste de capsulage. Dans cette dernière position, la bouteille, comme indiqué en B',est maintenue serrée par les mâchoires pendant l'opération de capsulage.
[0030] On va maintenant décrire ce qui se passe au cours de ce mouvement de transfert de la bouteille de la position B jusque dans la position B'. Four les facilités de l'exposé, les opérations ont été décomposées dans la succession des étapes du procédé. On notera cependant que la machine de l'invention fopctionne à cadence rapide. Par exemple la phase de transfert dure moins d'une seconde.
[0031] La machine de capsulage comporte un dispositif de capsulage, désigné dans son ensemble par TC sur la figure 3 et dont la structure sera précisée dansla suite. Ce dispositif de capsulage est fixé sur un dispositif de support et guidage vertical du type à pantographe, désigné dans son ensemble par PA, constitué de barres en parallélogramme et dont la fonction est de permettre un déplacement en hauteur du dispositif de capsulage TC tout en conservant son orientation axiale. Ce dispositif de support PA est lui-même articulé sur le portique 14 de manière à pouvoir pivoter par rapport à celui-ci, il est pourvu d'un contrepoids P destiné à assurer son équilibrage et il porte en outre d'une part des moyens d'adaptation de la hauteur de la ligne d'action du dispositif de capsulage à la hauteur du nez 8 du robinet de bouteille et d'autre part des moyens d'adaptation transversale de la position de la tête de capsulage à la position spatiale du nez de robinet, en vue de compenser un excentrement excessif de la collerette par rapport au dôme de la bouteille, une torsion éventuelle du robinet et des défauts du pied de bouteille.
[0032] On va décrire tout d'abord les moyens d'adaptation de la hauteur de la ligne d'action du dispositif de capsulage à la hauteur du nez 8 du robinet de bouteille. Ces moyens comprennent deux flasques verticaux 10, 10', qui sont fixés sur le support PA dans des positions symétriques par rapport à l'axe X-X de la ligne transporteuse et qui sont pourvus de bords biseautés 10a, comme indiqué sur les figures 2 et 3. En outre, il est prévu sur le flasque 10, situé du côté du nez de robinet, une plaquette 11 fixée perpendiculairement au flasque dans une orientation parallèle au plan horizontal du transporteur T. Sur la figure 2, on a schématisé le processus de réglage de hauteur du dispositif de capsulage TC à l'aide du support PA qui intervient par l'intermédiaire des flasques 10, 10'. On a agrandi intentionnellement la distance de transfert entre l'étau de blocage EC2 et le plan médiateur TC du dispositif de capsulage afin de mieux montrer les différentes phases. Dans la position B1 de la bouteille de gaz, qui correspond à l'étau de blocage EC2, le mécanisme de transfert TF amorce son déplacement vers la gauche, en regardant la figure '2, et il fait entrer en contact la bouteille B avec le flasque 10 au point désigné par a. Le mécanisme de transfert poursuivant son mouvement, la bouteille relève le flasque 10, et par conséquent l'ensemble du support PA et du dispositif de capsulage TC en correspondance à la courbe tracée en a-b sur le dôme de bouteille. Quand le point de contact entre le bord biseauté 10a et le dôme de bouteille arrive au voisinage du point b, la fonction de soutient du support PA est assurée par la plaquette 11 qui s'appuie par sa face inférieure contre la surface précitée de référence constituée par la face supérieure de la collerette 6 de bcuteille. Ce processus correspond à un guidage d'approche mais il est cependant nécessaire pour placer la plaquette 11 dans la zone appropriée et lui permettre de s' engager entre la collerette et le nez de robinet. A cet égard, pour tenir compte des écarts dimensionnels entre bouteilles qui se traduisent par une variation entre quatre et vingt et un millimètres de la distance séparant la base du nez de robinet de la face supérieure de la collerette, on donne au bord d'attaque de la collerette, en considérant la ligne X-X d'avancement des bouteilles , un profil effilé, mis en évidence sur la figure 2 et on maintient l'épaisseùr de la plaquette en dessous de 4 mm.
[0033] Après ce guidage d'approche, il faut maintenant effectuer un réglage précis de la hauteur du support PA et par conséquent du dispositif de capsulage TC. Ce problème est résolu en utilisant la surface de référence du nez, c'est-à-dire la surface 9 circonscrite à son filetage extérieur. A cet effet, on assure le relevage de la plaquette 11 pour l'appliquer contre la génératrice inférieure de ladite surface de référence 9. Ce mouvement de relevage est engendré à l'aide du vérin 12, visible sur la figure 3 et qui est articulé en 12a sur une barre du support à pantographe PA et en 12b sur une barre 13 solidaire du portique 14. Cet actionnement par vérin n'est cependant pas limitatif de l'invention et on pourrait envisager tout autre mécanisme approprié, par exemple une pédale à ressort. La plaquette 11 étant maintenant appliquée par sa face supérieure contre la génératrice inférieure de la surface 9 du nez de robinet, il faut l'immobiliser pour maintenir le dispositif de capsulage TC à la hauteur ainsi réglée. Ce blocage est assuré à l'aide d'un frein schématisé en 15 et agissant sur une des barres du support PA. Il est à noter que la position du dispositif de capsulage sur le pantographe est évidemment réglée en hauteur en correspondance à la position en hauteur de la plaquette 11 du flasque 10 afin que l'application de cette plaquette contre le nez de robinet place obligatoirement l'axe du dispositif de capsulage au niveau de l'axe du nez de robinet, défini par la ligne A-A sur la figure 2. On a également mis en évidence sur cette figure la hauteur 0 h dont le dispositif de capsulage est relevé dans la dernière phase du réglage de hauteur, correspondant à la position B3 de la bouteille.
[0034] Il est à noter que ce système de relevage à plaquette et vérin pourrait être remplacé par un système à glissières inclinées vers le haut et agissant de manière à amener progressivement le dispositif de capsulage au niveau du nez de robinet.
[0035] On va maintenant décrire les moyens d'adaptation transversale de la position de tête de capsulage à la position spatiale du nez de robinet en vue de compenser, comme indiqué ci-dessus, l'excentrement de la collerette par rapport au dôme de bouteille, une torsion éventuelle du robinet et des défauts de pied de bouteille. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, et notamment sur les figures 3 et 3A, ces moyens sont constitués par un châssis 43 essentiellement en forme de cadre, qui est articulé sur les quatre barres PAl, PA2, PA3, PA4 du dispositif de support PA, du type pantographe, de la manière suivante. Il est prévu deux arbres 46, 47, orientés horizontalement et constituant les axes d'articulation des barres respectives PA1, PA3 et PA2, PA4 du parallélogramme, la liaison entre lesdits arbres 46, 47 et les barres du parallélogramme étant assurée par l'intermédiaire de roulements à billes indiqués schématiquement en 54. Sur les deux branches verticales du châssis 43, sont fixés extérieurement des paliers de coulissement 48, 49, 50, 51 notamment des paliers à billes,à l'aide desquels le châssis 43 peut coulisser sur les arbres 46, 47, l'intervalle de cculissement étant désigné par j sur la figure 3A. Cet intervalle est choisi à la conception de manière à tenir compte des écarts maximaux pouvant être créés par des défauts des bouteilles, ces écarts pouvant atteindre + 15 mm, c'est-à-dire qu'on donne à l'intervalle j une valeur de 30 mm. La tête de capsulage TC est fixée inférieu- rementsur une plaque 52 placée à la partie inférieure du châssis 43. En outre, cette plaque 52 porte'supérieurement l'appareillage de commande, indiqué schématiquement en 28, de la tête de capsulage.
[0036] Il est à noter que ce système d'adaptation transversale de la tête de capsulage n'est pas limitatif de l'invention et qu'on peut adopter tout autre système permettant d'obtenir ledit intervalle de débattement transversal de la tête de capsulage. Ainsi on peut monter l'ensemble de la tête de capsulage à la façon d'un pendule en la suspendant à un axe horizontal de pivotement, placé dans le plan médiateur vertical de la ligne transporteuse de bouteilles et situé au-dessus de la tête de capsulage à une hauteur suffisante pour que le mouvement de débattement de cette dernière soit sensiblement horizontal. Il est également possible de suspendre l'ensemble de la tête de capsulage à un pivot supérieur vertical centré dans le plan médiateur de la ligne transporteuse.
[0037] Avant l'exécution de l'opération de capsulage proprement dite, il faut que le dispositif de capsulage soit centré dans le plan médiateur du poste de capsulage, défini par l'axe vertical Z-Z sur la figure 3 et l'axe Y-Y sur les figures 4 et 6. On a représenté ce dispositif de capsulage en vue en plan détaillé sur la figure 4. Il comprend une tête de sertissage comportant un poinçon 20 pourvu d'un évidement frontal 21 venant s'engager, sous l'action du dispositif d'entrainement schématisé en 22, sur la capsule C placée sur le nez 8 du robinet. Pour assurer le redressage et le centrage du robinet, l'alignement de la tête de sertissage dans le plan médiateur Y-Y du poste de capsulage, et également pour jouer le rôle de l'enclume pendant l'opération de sertissage de la capsule, il est prévu une pince, désignée dans son ensemble par PS sur la figure 4 et dont la ligne d'action est centrée sur l'axe de la tête de sertissage TS.
[0038] Cette pince PS comprend deux branches 23, 23 a pouvant pivoter autour d'axes désignés respectivement par 44 et 44a. Les branches se terminent par des mors 24, 24a et elles sont actionnées par un vérin 25 à double effet qui est articulé sur les branches par l'intermédiaire d'axes désignés par 26 et 26a. En outre, il est prévu un vérin 27, dont l'axe est placé dans le prolongement de l'axe du vérin 22 de la tête de sertissage, et qui sert à rapprocher ou éloigner la pince PS du trajet suivi par les robinets de bouteilles. Ce mode d'actionnement n'a cependant pas d'effet limitatif sur l'invention, la seule condition étant que la pince remplisse sa fonction.
[0039] Le vérin 22 de la tête de sertissage TS est installé dans une position fixe sur le châssis 43 de manière à faire sortir ou rentrer le poinçon 20 tandis que la structure, constituée par la pince PS, son vérin de serrage 25 et son vérin de transfert 27, est montée sur des glissières solidaires du châssis 43, et non représentées, afin de pouvoir exécuter un mouvement alterné de translation dans la direction Y-Y.
[0040] Quand une bouteille transportée par le mécanisme de transfert TF arrive dans le poste de capsulage défini par l'axe Y-Y sur la figure 4, elle est libérée par les mâchoires et l'ensemble du dispositif de capsulage TC, dont l'axe est maintenant placé à la hauteur de l'axe y-y du nez 8 du robinet, doit maintenant être amené en coïncidence avec cet axe, dont l'orientation radiale peut différer de l'orientation de l'axe Y-Y du poste de capsulage. La pince PS est alors rapprochée du robinet par le vérin 27, ses mors 24, 24 a entrant en contact avec des faces parallèles du carré 3 du robinet de manière à commencer le redressage en position de ce dernier. Le vérin 25 est alors actionné de manière à rapprocher les deux mors 24, 24· a des faces parallèles correspondantes du carré 3, comme indiqué schématiquement en 24', 24'a sur la figure 4. Il est à noter qu'ainsi le châssis de débattement transversal 43 a été déplacé en fonction de la position spatiale du robinet, pour amener la tête de capsulage TC dans la position correcte par rapport à la bouteille existante.
[0041] Le dispositif de capsulage étant ainsi correctement centré sur le nez de robinet portant la capsule C, le vérin 22 de la tête de sertissage TS est actionné de façon à faire sortir le poinçon 20 qui vient sertir la capsule sur le filetage extérieur 9 du nez de robinet.
[0042] Il faut précisément que cette capsule C se trouve sur le nez correspondant et la machine de capsulage comporte un système permettant d'effectuer automatiquement cette mise en place. Ce système comprend une goulotte d'amenée de capsules, qui a été désignée par 16 sur les figures 3 et 4 et qui est reliée à son extrémité supérieure à un réservoir de capsules, muni d'un vibreur de type connu servant à engager les capsules toujours dans la même orientation dans la goulotte 16. Cette goulotte est reliée à son extrémité inférieure à un distributeur, désigné par 18 et représenté de façon plus détaillée sur la figure 5. Le distributeur 18 comporte à son embouchure un petit clapet désigné par 45 et laissant passer une par une les capsules C, qui sont pourvues d'une languette de déchirement L, afin de les maintenir dans la trajectoire,matérialisée par la ligne S-S parallèle à l'axe X-X de la ligne transporteuse. La première capsule est immobilisée par ledit clapet 45, avec son ouverture dirigée vers le nez 8, de sorte que ce dernier, au cours du mouvement de transfert de la bouteille de gaz, pénètre par son bord avant dans ladite ouverture de capsule qui bascule, en prenant appui par sa surface arrière sur l'axe du clapet, tout en étant retenue par celui-ci, de sorte qu'elle vient finalement s'engager comme indiqué en C', sur le nez de robinet par lequel elle est maintenue en place jusque dans le poste de sertissage. Pour que cette opération soit réalisée avec succès, l'axe longitudinal du distributeur est orienté par rapport au plan médiateur Y-Y du poste de capsulage d'un angle bien déterminé, désigné par a sur les figures 4 et 5 et faisant l'objet d'un réglage initial.
[0043] Il est à noter que ce distributeur est fixé sur le dispositif de support et guidage vertical PA de sorte qu'il suit ses déplacements. Il en résulte que la goulotte 16 doit présenter une certaine souplesse pour absorber le mouvement relatif entre le distributeur et le réservoir de capsules. Ce problème est résolu en utilisant une matière plastique appropriée et en donnant une incurvation appropriée à son axe longitudinal.
[0044] Pour faciliter la compréhension de la machine de capsulage selon l'invention, on va maintenant donner une description ' détaillée de son fonctionnement :
La bouteille dont le nez 5 a été orienté préalablement et qui est tenue en attente dans l'étau de blocage EC2, est saisie par lest mâchoires du mécanisme de transfert TF et le témoin de présence 32 déclenche le cycle de transfert. Le mécanisme de transfert TF est alors déplacé le long des barres 36, 38 de façon à amener la bouteille dans le plan médiateur Y-Y du poste de capsulage, qui est défini par la fin de course 34. Au cours de ce mouvement de transfert, la bouteille entre en contact par son dôme avec les bords biseautés 10a, 10'a des flasques 10, 10' de sorte que le pantographe PA, et par conséquent le dispositif de capsulage TC, sont relevés en correspondance au trajet défini par a-b sur la figure 2. Au point b la plaquette 11 reprend la fonction d'appui du support PA sur la face supérieure de la collerette 6 et, sous l'action d'un autre témoin de présence, non représenté, le vérin 12 est enclenché de façon à faire pivoter le support PA autour de ses points d'articulation sur le portique 14 afin d'appliquer ainsi la plaquette 11 contre la génératrice inférieure de la surface de référence 9 du nez de collerette.
[0045] Le dispositif de capsulage TC est ainsi placé de niveau avec l'axe y-y du nez de robinet. Le mécanisme de transfert TF poursuit son mouvement en direction du plan médiateur Z-O-Y du poste de capsulage, où il est arrêté sous l'action du témoin de présence 34, en relâchant alors la bouteille. Au préalable, le châssis 43 à glissières 48, 49, 50, 51 a amené la tête de capsulage en correspondance avec la position spatiale du robinet de bouteille. Le centrage du dispositif de capsulage sur l'axe y-y du nez de robinet est alors effectué par l'intermédiaire de la pince PS, dont les mors 24, 24 a viennent s'appliquer contre les faces correspondantes du carré 3 du robinet, ce qui établit une coincidence entre l'axe du poinçon de sertissage 20, 21 et l'axe y-y du nez de robinet. Il est à noter que celui-ci a entrainé, au cours de son transfert, une capsule C tenue à disposition à l'extrémité du distributeur 18.
[0046] Le dispositif de capsulage est maintenant prêt à effectuer l'opération de sertissage, qui est déclenchée par un autre témoin 19 de contrôle d'orientation correcte de nez de robinet. Le poinçon vient s'engager par son évidement 21 sur la capsule C et il actionne une bague intérieure de sertissage, formée d'un matériau élastique qui vient serrer la capsule et comprimer sa surface périphérique pour l'engager entre les filets du filetage du nez 8.
[0047] Pendant l'opération de sertissage, il est à noter que d'une part le robinet de la bouteille est maintenu par la pince PS qui joue ainsi le rôle d'enclume pour la tête de sertissage et que d'autre part le corps de la bouteille est retenu par des butées périphériques, schématisées en 41, 41a, ces butées étant actionnées par des vérins 42, 42a.
[0048] En fin d'opération de sertissage, un pressostat intervenant dans l'appareillage indiqué schématiquement en 28 et réagissant à la pression finale de sertissage provoque le retrait des vérins de la tête de capsulage TC de sorte que la bouteille, terminée de sertissage, peut être librement entraînée par le transporteur T, en actionnant au passage un élément de commande, indiqué schématiquement en 35, qui assure le retour à l'état initial des composants de la machine.
[0049] Dans l'exemple considéré, on a adopté un système logique pneumatique pour commander la séquence de déroulement des différentes opérations et on a également utilisé des composants pneumatiques pour produire les différents mouvements. Cependant il va de soi que cette conception n'a aucun effet limitatif sur l'invention et il est possible d'envisager l'intervention de systèmes différents, notamment électromécaniques, hydrauliques et électroniques ou autres. En ce qui concerne la cadence de travail de la machine, il est possible de capsuler environ 1.200 à 1.300 bouteilles à l'heure.
- un dispositif de capsulage (TC) comportant des moyens (PS) assurant son centrage sur l'axe (y-y) du nez (8) du robinet en agissant sur le carré (3) de ce dernier, et
- un dispositif de support et guidage vertical (PA), sur lequel est monté ledit dispositif de capsulage (TC) et qui comporte des moyens (10, 11, 12, 15) pour adapter la hauteur de la ligne d'action de ce dispositif à celle de l'axe (y-y) du nez de robinet, en prenant pour référence une génératrice inférieure de la surface (9) circonscrite au filetage extérieur dudit nez (8).
- deux flasques (10, 10'). orientés verticalement, reliés rigidement au pantographe et comportant des bords avant biseautés (10a, 10'a) qui entrent en contact avec le corps de la bouteille au cours de son mouvement de transfert afin de faire monter le dispositif de support et guidage vertical, et
- une plaquette (11) fixée perpendiculairement sur un desdits flasques (10) et comportant deux faces horizontales, à savoir une face horizontale inférieure par laquelle ledit dispositif de support et guidage vertical s'appuie d'abord sur la face horizontale supérieure de la collerette (6) de bouteille quand lesdits bords biseautés (10a; 10'a) perdent le ccntact avec le dôme de la bouteille, et une face horizontale supérieure qui est ensuite appliquée, sous l'action d'un système de relevage et de blocage dudit dispositif de support, tangentiellement contre ladite génératrice inférieure de la surface (9) circonscrite au filetage extérieur du nez (8) de robinet.