Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
Machine de traitement d'objets.
L'invention se rapporte au domaine des machines de traitement
d'objets, en particulier des corps creux tels que des récipients ou des
préformes de récipients.
L'invention se rapporte plus particulièrement aux domaine des
machines de traitement d'objets dans lesquelles une série de postes de
traitement sont mobiles selon un cheminement selon un circuit en boucle,
par exemple en étant solidaires d'un carrousel rotatif d'entraînement ou
d'une chaîne sans fin d'entraînement, et comportent chacun un système de
préhension destiné à prendre en charge un objet en un point de
chargement et à le restituer en un point de déchargement du cheminement.
Entre son point de chargement et de déchargement, un objet est déplacé
relativement au poste, par le système de préhension, d'une position initiale
de chargement à au moins une position de traitement puis à une position
finale de déchargement. Par ailleurs, la machine comporte des dispositifs
de traitement des objets pris en charge par chaque poste.
Une machine de ce type, destinée au traitement de récipients, est
par exemple décrite dans le document EP-A-0.477.341. La machine décrite
dans ce document ne permet d'effectuer qu'un seul traitement de chaque
récipient, tout du moins si l'on veut pouvoir conserver une cadence
importante de fonctionnement de la machine. En effet, le temps de séjour
d'un récipient sur la machine est inversement proportionnel au nombre de
récipients traités pendant une durée donnée, et ce temps de séjour est de
toute façon inférieur au temps nécessaire au carrousel pour effectuer une
rotation. De plus, le temps utile de traitement est encore limité par les
temps nécessaires au chargement, au déchargement, et aux deux
renversements de chaque récipient.
Or, lorsque l'on veut par exemple décontaminer un récipient tel
qu'une bouteille avant son remplissage, il faut lui faire subir plusieurs
traitements successifs. Il peut ainsi s'avérer nécessaire de procéder à un
premier rinçage, à la projection d'un produit de nettoyage et de
stérilisation à l'intérieur du récipient, puis à un nouveau rinçage. Or, dans
ce cas, les deux opérations de rinçage doivent par exemple être effectuées
avec le col du récipient tourné vers le bas tandis que la projection du
produit de nettoyage doit par exemple être effectuée avec le col tourné
COPIE DE CONFIRMATION
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
2
vers le haut pour permettre au produit de rester au contact des parois du
récipient pendant une durée suffisamment longue pour lui permettre d'agir
efficacement.
La mise en ceuvre de tels traitements avec des équipements connus
nécessite d'utiliser plusieurs machines de traitement, chaque récipient
passant tour à tour d'une machine à l'autre. Une telle solution n'est pas
satisfaisante du point de vue du coût cumulé des machines qu'il faut
mettre en ceuvre et du point de vue de l'encombrement de l'installation que
cela nécessite.
La machine décrite dans le document EP-A-0.319.304 permet
d'effectuer plusieurs traitements consécutifs de plusieurs récipients grâce
à la présence de plusieurs postes et de plusieurs dispositifs de traitement
des récipients pris en charge par chaque poste. Toutefois, cette machine
est une machine séquentielle, qui fonctionne donc à relativement faible
cadence, et qui est relativement encombrante eu égard au nombre
relativement faible de récipients qu'elle permet de traiter simultanément.
Un autre type de machine de traitement connu est constitué par les
fours de réchauffage ou de conditionnement thermique de préformes ou
d'ébauches de récipients dans les installations de fabrication de récipients
par soufflage ou étirage puis soufflage de préformes préalablement
réchauffées, telles que les installations du type décrit dans le brevet
français FR-2.479.077. Dans ces machines, les préformes ou ébàuches
suivent un circuit en cheminement en boucle en étant portées par des
systèmes de préhension rotatifs et, tout en étant mises en rotation sur
elles-mêmes, défilent dans des zones de réchauffage comprenant des
éléments chauffants et des réflecteurs. Dans l'installation décrite dans ce
document, les préformes ou ébauches sont introduites col en haut, puis
sont retournées pour être réchauffées avec leur col vers le bas pour éviter
que celui-ci ne s'échauffe trop et ne se déforme ensuite lors de l'opération
3o de soufflage ultérieure, et sont retournées une seconde fois pour permettre
le soufflage de récipients col en haut. Là encore, avec ce type de machine,
le temps de séjour d'une préforme sur la machine est inversement
proportionnel au nombre de préformes traités pendant une durée donnée,
et le temps utile de réchauffage ou de conditionnement est encore limité
par les temps nécessaires au chargement, au déchargement, et aux deux
retournements de chaque préforme. On connaît d'autres installations où
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
3
les récipients sont soufflés col en bas et où second retournement n'a donc
pas lieu.
L'invention a pour but de proposer une machine particulièrement
compacte et économique en vue de pouvoir effectuer des traitements
d'objets à haute cadence.
Dans ce but, l'invention propose une machine du type décrit
précédemment dans lequel, entre les points de chargement et de
déchargement, l'objet est déplacé relativement au poste, par le système de
préhension, d'une position initiale de chargement à au moins une position
de traitement puis à une position finale de déchargement, du type dans
lequel la machine comporte des dispositifs de traitement des objets pris en
charge par chaque poste, du type dans lequel chaque poste est muni d'une
unité de préhension comportant au moins deux systèmes de préhension, et
du type dans lequel l'unité de préhension est mobile par rapport au poste
entre au moins une première position, pour laquelle un premier objet porté
par un premier système de l'unité est dans sa position initiale tandis qu'un
deuxième objet porté par un deuxième système de l'unité est dans une
position de traitement, et une dernière position pour laquelle le premier
objet est dans une position de traitement tandis que le deuxième objet est
2o dans sa position finale,
caractérisée en ce que, entre le chargement et le déchargement d'un
objet, le cheminement suivi par celui-ci comporte un nombre de tours du
circuit qui est compris entre le nombre de systèmes de préhension de
chaque unité de traitement et l'entier immédiatement inférieur.
L'invention permet de conserver chaque objet sur un poste respectif
pendant une durée de cheminement supérieure à celle nécessaire au poste
pour effectuer un tour complet du circuit. II est donc possible de faire
passer plusieurs fois un même objet en un même point du cheminement,
toutefois en ayant modifié la position de l'unité de préhension, donc la
position spatiale de l'objet.
En conséquence, une machine conforme à l'invention peut servir à
effectuer plusieurs traitements successifs, sans être plus encombrante
qu'une machine de l'art antérieur qui ne permettait qu'un seul traitement,
et bien entendu, sans réduire la cadence. On peut ainsi effectuer, dans un
même espace des traitements de rinçage et de nettoyage d'objets.
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
4
On peut encore mettre à profit l'invention pour augmenter la durée
de traitement d'un objet, sans réduire la cadence globale de
fonctionnement de l'installation et sans en augmenter l'encombrement.
En corollaire, pour un même temps de traitement, il devient possible
de réduire l'encombrement d'une machine qui ne doit effectuer qu'un seul
type de traitement, en effectuant, pour chaque position d'un objet, une
partie du traitement, ce qui est par exemple le cas pour les machines de
réchauffage de préformes ou d'ébauches de récipients dans les
installations de fabrication de récipients par soufflage ou étirage puis
1o soufflage de préformes préalablement réchauffées : il est en effet possible
d'effectuer une partie du réchauffage avec les préformes ou ébauches
dans une position col en haut, et une autre partie dans une position col en
bas.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- à chaque passage devant le point de chargement, l'unité de
préhension est susceptible de prendre en charge un objet ;
- chaque unité de préhension est mobile en rotation par rapport au
poste associé autour d'un axe tangent, en un point donné, à la direction de
cheminement du poste en ce point ;
- chaque unité de préhension est mobile de manière séquentielle
entre au moins autant de positions discrètes que chaque unité de
préhension comporte de systèmes de préhension ;
- les dispositifs de traitement suivent le cheminement des postes, et
chaque dispositif est mobile par rapport aux postes adjacents entre une
position dégagée et une position active dans laquelle il est susceptible de
coopérer avec au moins l'un des objets portés par l'une des unités de
préhension ;
- chaque dispositif de traitement comporte au moins deux moyens de
traitement destinés à coopérer chacun avec un objet, les deux objets étant
portés respectivement par deux postes adjacents ;
- les dispositifs de traitement sont fixés sur le châssis de la machine
le long du cheminement des postes, de sorte que les objets sont soumis au
traitement correspondant lorsqu'ils passent en regard des dispositifs ;
- les postes sont solidaires d'un dispositif d'entraînement, constitué
par un carrousel rotatif de la machine ;
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
- les postes sont solidaires d'un dispositif d'entraînement, constitué
par une chaîne d'entraînement, en circuit fermé, de la machine ;
- les dispositifs de traitement sont mobiles en rotation par rapport au
dispositif d'entraînement autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au
5 plan principal du dispositif d'entraînement, c'est-à-dire parallèle à l'axe
de
rotation du carrousel lorsque le dispositif d'entraînement est constitué d'un
tel carrousel ;
- ies unités de préhension et les dispositifs de traitement sont
disposés sensiblement sur un même cheminement ; chaque dispositif de
1o traitement est intercalé entre deux unités de préhension adjacentes et, en
position active, chaque dispositif de traitement coopère avec des objets
des deux unités adjacentes qui l'encadrent ;
- la machine étant destinée au nettoyage et au rinçage de récipients,
les dispositifs de traitement comportent chacun au moins un bec de
projection d'un fluide de rinçage et un bec de projection d'un produit de
nettoyage ;
- les positions initiale et finale de chaque objet par rapport au poste
qui le porte sont identiques ;
- les objets étant des corps creux, tels que des récipients ou des
préformes de récipients, chaque unité de préhension comporte deux
systèmes de préhension qui portent chacun un corps creux sensiblement
par son extrémité ouverte ;
- les objets sont agencés en sens inverses selon deux axes
parallèles qui sont contenus dans un plan radial du cheminement et qui
sont décalés de part et d'autre de l'axe de rotation de l'unité ;
- - les positions des deux récipients selon la direction de leurs axes
se chevauchent partiellement ;
- la machine étant destinée au nettoyage et au rinçage de récipients,
en position initiale et en position finale, les récipients sont en position
verticale avec l'extrémité ouverte vers le bas pour subir un premier et un
dernier traitement de rinçage ; et
- en position de traitement, les récipients sont en position verticale
avec l'extrémité ouverte vers le haut pour subir un traitement intermédiaire
de nettoyage au cours duquel un produit de nettoyage est injecté dans le
récipient.
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
6
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à
la lecture de la description détaillée qui suit ainsi que dans les dessins
annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective du principe de
fonctionnement d'une machine de traitement selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique de dessus de la machine selon
l'invention ;
- la figure 3 illustre une unité de préhension des récipients
- la figure 4 illustre de manière schématique un dispositif de
traitement permettant de traiter simultanément deux récipients ;
- la figure 5 est une vue de dessus du carrousel de la machine
illustrant les deux positions relatives des dispositifs de traitement par
rapport aux unités de préhension ;
- la figure 6 est une vue schématique de dessus d'une machine selon
l'invention, agencée pour le réchauffage de préformes ou d'ébauches de
récipients.
Comme il sera exposé plus en détail, l'invention peut s'appliquer, par
exemple, de façon tout à fait avantageuse aux machines destinée à rincer
et désinfecter des récipients, notamment des bouteilles en polyéthylène
téréphtalate (PET), en vue de leur remplissage avec un liquide qui peut
être alimentaire, ou bien encore aux machines destinées à rincer et
désinfecter des ébauches de tels récipients, appelées préformes.
Elle peut encore s'appliquer de façon tout à fait intéressante dans
les machines de fabrication de récipients par soufflage de telles
préformes, plus précisément dans les fours de conditionnement thermique
de telles préformes situés en amont des dispositifs de moulage par
soufflage.
La description qui suit illustre plus spécialement le traitement
d'objets constitués par des corps creux, tels que des récipients (bouteilles,
flacons ou autres) ou des préformes de récipients.
On a illustré sur les figures 1 et 2 le principe d'une machine de
traitement d'objets à la fois compacte et capable de hautes cadences.
Cette machine comporte une série de postes 12 qui effectuent un
cheminement en boucle. Dans l'exemple illustré, tous les postes 12 sont
solidaires d'un carrousel circulaire 10 qui est entraîné en rotation de
manière continue autour de son axe A0. Cependant, l'invention pourrait
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
7
aussi être mise en oeuvre dans le cadre de postes liés l'un à l'autre selon
le principe d'une chaîne sans fin d'entraînement.
Le principe de cette machine est de conserver chaque objet sur un
poste respectif pendant une durée supérieure à celle nécessaire au poste
pour effectuer un tour complet de son circuit de cheminement. En
l'occurrence l'objet reste sur le poste pendant presque deux tours.
La machine illustrée est donc une machine rotative dont l'axe de
rotation sera qualifié de vertical pour la clarté de la description. Le
carrousel 10 comporte une série de postes 12 qui sont répartis
1o angulairement autour de l'axe A0 et qui sont destinés chacun à porter
plusieurs bouteilles 11. Dans l'exemple illustré, chaque poste 12 peut
porter deux bouteilies. Toutefois, l'invention pourra aussi être mise en
ceuvre avec des postes pouvant chacun prendre en charge plus de
bouteilles.
Chaque poste comporte une unité de préhension 14 de bouteilles qui
est mobile par rapport au poste, donc par rapport au carrousel, et qui
comporte en l'occurrence deux systèmes de préhension 16 pouvant chacun
prendre en charge une bouteille. Dans l'exemple, il s'agit de pinces qui
peuvent saisir une bouteille PET par le col, ces pinces étant de préférence
2o des pinces dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un
mécanisme spécifique, ce mécanisme devant éviter tout risque d'ouverture
intempestive de la pince lorsque la bouteille est en cours de traitement,
ces pinces permettant par ailleurs de laisser libre l'ouverture des bouteilles
afin de permettre l'introduction d'un produit de rinçage ou de nettoyage
lorsque la machine est destinée à de telles fonctions.
Chaque unité de préhension 14 est montée mobile en rotation par
rapport à son poste 12 autour d'un axe An qui est tangent à la trajectoire
du poste. En l'occurrence, chaque unité de préhension est prévue pour
pouvoir occuper deux positions opposées à 180 degrés autour de l'axe An.
Cependant, dans le cas d'une unité de préhension comportant plus de deux
systèmes de préhension, on prévoira que l'unité peut occuper au moins
autant de positions discrètes différentes que l'unité peut porter de
bouteilles. Dans tous les cas, le nombre de positions pour une unité pourra
être supérieur au nombre de bouteilles.
Les systèmes de préhension 16 sont agencés de telle sorte que les
bouteilles portées par une même unité sont disposées selon deux axes
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
8
verticaux parallèles, symétriquement de part et d'autre de l'axe An et les
bouteilles étant bien entendu en sens inverse l'une par rapport à l'autre.
Ainsi, lorsque l'une des bouteilles est orientée avec son extrémité ouverte
vers le haut, l'extrémité ouverte de l'autre bouteille est orientée vers le
bas.
Comme on peut le voir sur la figure 3, les pinces 16 sont décalées
selon la direction des axes des bouteilles et elles sont agencées de part et
d'autre de l'axe An de manière que celle qui porte la bouteille col en bas
est située au-dessous du niveau de celle qui porte la bouteille col en haut.
Par cette disposition, on diminue l'espace libre nécessaire au retournement
de l'unité de préhension lorsqu'elle porte les bouteilles.
Bien entendu, l'unité de préhension 14 est entièrement symétrique
par rapport à l'axe An. En raison de la géométrie de l'unité de préhension
14, chaque pince est amenée à se retrouver alternativement dans une
position radiale externe et dans une position radiale interne par rapport à
l'axe AO du carrousel. Dans un cas, la bouteille qu'elle porte est orientée
col en bas, ici lorsque la pince est en position radiale externe. En position
radiale interne, elle est orientée col en haut. Quelle que soit la position de
l'unité de préhension 14, les axes des bouteilles sont tous sensiblement
dans un même plan radial contenant l'axe AO de rotation du carrousel et
perpendiculaire à l'axe An de rotation de l'unité 14 considérée.
Sur les figures 1 et 2, on peut voir que des systèmes de convoyage
appropriés 15, de type connu, amènent les récipients 11 de manière
tangente jusqu'à un point de chargement du carrousel dont la position est
fixe autour de l'axe AO. En ce point, dans ce cas particulier d'une machine
de rinçage et de nettoyage, la bouteille est prise en charge, col en bas,
par la pince externe d'une unité de préhension. Au fur et à mesure de la
rotation du carrousel, à chaque passage par le point de chargement,
chaque poste prend en charge un récipient en le saisissant par la pince
qui, à cet instant, est en position radiale externe. Une fois prise en charge
par une unité de préhension 14, la bouteille est alors entraînée en rotation
autour de l'axe AO, par le carrousel, sur près d'un demi-tour, jusqu'à
arriver à un secteur de retournement.
Au niveau de ce secteur de retournement, l'unité de préhension 14
est entraînée en rotation autour de son axe An sur 180 degrés. De cette
façon, la bouteille qui se trouvait initialement en position radiale externe
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
9
avec le col en bas subit un déplacement qui l'amène à une position radiale
interne avec le col en haut.
Divers moyens peuvent permettre de commander ce retournement de
l'unité de préhension 16. Dans l'exemple illustré à la figure 3, on peut voir
que chaque unité de préhension 16 comporte deux bras 18 qui s'étendent
symétriquement dans un plan perpendiculaire à l'axe An. Chaque bras 18
présente une extrémité en U qui, au cours de la rotation du carrousel, est
destinée à suivre un profilé 20 fixe de la machine.
Le long des secteurs angulaires pour lesquels l'unité de préhension
16 reste fixe, les profilés sont agencés selon des arcs de cercles d'axe A0.
Au niveau du secteur de retournement, chaque profilé 20 s'étend selon un
tronçon d'une hélice enroulée sur une surface torique. Un tel moyen de
commander le retournement est analogue à celui décrit dans le document
EP-A-0.477.341 et on remarque que, ainsi commandée, l'unité de
traitement 14 tourne toujours dans le même sens autour de son axe An.
Toutefois, d'autres moyens pourront être utilisés, tels que des actionneurs
motorisés.
Dans l'exemple illustré, chaque unité de préhension 14 n'est amenée
à occuper que deux positions et on ne prévoit qu'un seul secteur de
retournement. De la sorte, une bouteille qui vient d'être prise en charge
sur le carrousel, et qui vient d'être retournée, est amenée à effectuer un
tour complet en position radiale interne. Dans le cadre d'un traitement de
nettoyage et de désinfection, cette durée permet de donner à l'agent
stérilisant un temps d'action suffisant. On pourrait toutefois envisager une
machine présentant par exemple trois secteurs de retournement. De même,
on pourrait prévoir d'amener l'unité de préhension dans un certain nombre
de positions intermédiaires.
Bien entendu, on pourrait encore prévoir d'amener les bouteilles col
en haut et de les retourner pour les placer col en bas sur la machine.
A l'issue de son tour en position radiale interne, la bouteille est de
nouveau ramenée en position radiale externe par l'unité de préhension.
Elle a alors effectué environ un tour et demi autour de l'axe A0 depuis son
chargement sur le carrousel.
La rotation du carrousel se poursuivant, la bouteille considérée en
position radiale externe arrive jusqu'à un point de déchargement qui, dans
le sens de rotation, est situé juste avant le point de chargement. Au point
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
de déchargement, un système de convoyage 17 prélève les bouteilles,
libérant ainsi successivement les postes qui, en arrivant au point de
chargement, peuvent de nouveau prendre en charge une bouteille à traiter.
Dans l'exemple décrit, l'unité de préhension n'occupe que deux
5 positions discrètes distinctes. Aussi, les positions initiale de chargement
et
finale de déchargement d'une bouteille sont les mêmes. Toutefois, on
pourrait envisager que ces deux positions de la bouteille soient différentes.
Grâce à cette conception de la machine, il est possible de faire subir
à la bouteille un nettoyage et une désinfection complets entre le
1o chargement et le déchargement, sans avoir à transférer la bouteille entre
deux étapes de traitement. Ainsi, sans que la bouteille ne soit relâchée,
elle peut subir successivement un premier rinçage, une désinfection par
projection d'un agent stérilisant, et un rinçage final pour éliminer les
traces
d'agent stérilisant.
On comprend aisément que la durée relative des diverses étapes de
traitement dépend aussi de l'emplacement du ou des secteurs de
retournement par rapport au circuit. Ainsi, en partant de l'exemple illustré
par les figures 1 et 2, il serait possible de réduire la durée du premier
rinçage en disposant le secteur de retournement plus près du point de
chargement des bouteilles. Corrélativement, la durée du rinçage final
serait augmentée. A la limite, il pourrait n'être possible de réaliser que
deux étapes de traitement en disposant le secteur de retournement
immédiatement à proximité du point de chargement ou du point de
déchargement.
L'invention offre donc une grande souplesse.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, chaque unité de préhension 14 ne
comporte que deux systèmes de préhension 16 si bien que chaque
récipient effectue une fraction de nombres de tour de carrousel comprise
entre 1 et 2. Pour une machine comportant quatre systèmes de préhension
par unité de préhension, chaque récipient pourrait effectuer sur le
carrousel entre 2 et 3 tours.
La machine selon l'invention comporte aussi des dispositifs de
traitement 22 aptes à projeter à l'intérieur de la bouteille des liquides,
tels
que de l'eau ou un agent stérilisant. Eventuellement, on pourrait aussi
prévoir la projection d'un gaz, ou de tout autre agent.
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FROO/01799
11
Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, chaque dispositif
comporte deux becs de projection : un bec externe 24 qui est susceptible
de projeter, vers le haut, un agent de rinçage, ici du liquide, à l'intérieur
d'une bouteille disposée col en bas en position radiale externe, et un bec
interne 26 qui peut projeter, vers ie bas, l'agent stérilisant à l'intérieur
d'une bouteille disposée col en haut en position radiale interne.
Sur la figure 5, on voit que chaque dispositif 22 est mobile entre une
position dégagée et une position active. En effet, chaque dispositif 22 est
agencé au sommet d'une colonne verticale 28 qui, par rapport à l'axe A0,
1o est située radialement entre le cercle externe et le cercle interne de la
trajectoire des bouteilles. Au sommet de la colonne 28, les deux becs 24,
26 sont montés à rotation autour de l'axe de la colonne 28, de préférence
par l'intermédiaire d'un raccord rotatif 30 qui permet de relier les becs 24,
26 à des circuits de distribution de produits 32 de la machine. Les deux
becs 24, 26 s'étendent à l'opposé l'un de l'autre par rapport à la colonne
28.
Les dispositifs de traitement 22 sont en même nombre que les unités
de préhension 14 et ils sont intercalés angulairement entre les postes 12.
En position dégagée, les deux becs 24, 26 sont orientés sensiblement
2o dans un plan radial contenant l'axe A0 de manière à ne pas interférer avec
les unités de préhension 14 adjacentes, ni avec les bouteilles que celies-ci
portent. Dans cette position, ils n'entravent pas le retournement des
bouteilles. En position active, les deux becs ont pivoté autour de l'axe
vertical de la colonne 28, de telle sorte que le bec interne 26 soit en
regard de l'ouverture d'une bouteille en position radiale interne sur l'un
des deux postes adjacents au dispositif 22. Le bec externe 24 est alors en
regard de l'ouverture d'une bouteille en position radiale externe sur l'autre
des deux postes adjacents.
En position active, un dispositif 22 peut donc traiter en même temps
3o deux bouteilles en projetant dans l'une du liquide de rinçage et dans
l'autre un agent stérilisant. Pour le bon fonctionnement de la machine, il
faut toutefois ramener le dispositif en position dégagée, d'une part au
niveau du secteur angulaire de renversement, et, d'autre part, au niveau
du secteur angulaire le long duquel se font le déchargement et le
chargement des bouteilles.
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
12
Comme on le voit sur la figure 4, le bec externe 24, qui projette du
liquide de rinçage dans une bouteille disposée col en bas, est reçu
coaxialement dans une conduite de récupération tubulaire 34 dont
l'extrémité ouverte est en regard du col de la bouteille lorsque le dispositif
est en position active. La conduite de récupération 34 peut ainsi récolter le
liquide de rinçage qui s'écoule de la bouteille et l'évacue, via le raccord
tournant 30, vers les circuits de distribution de la machine. Bien entendu,
le bec interne 24 et la conduite de récupération 34 sont solidaires l'un de
l'autre.
Par ailleurs, les dispositifs 22 comportent des moyens pour éviter de
projeter du produit sur la machine s'il n'y a pas de bouteille sur l'un des
postes. En effet, le bec externe 24 comporte un déflecteur mobile 36 qui,
lorsqu'il n'y a pas de bouteille, se trouve juste en regard du bec 24 et de la
conduite de récupération 34. Ainsi, le liquide projeté par le bec 24 est
renvoyé directement vers la conduite de récupération.
Le déflecteur 36 est agencé à l'extrémité d'un bras 37 qui peut
pivoter par rapport au bec 24 et à la conduite 34 autour d'un axe vertical
parallèle à l'axe de pivotement de ces derniers. Lorsque le bec 24 passe
de sa position dégagée à sa position active, le déflecteur 36 est prévu
pour venir en appui sur le col de la bouteille, s'il y en a une. Dans ce cas,
le déflecteur 36 pivote par rapport au bec 24, lequel poursuit sa course
vers sa position active en regard de l'extrémité ouverte de la bouteille.
Ainsi, en présence d'une bouteille, le déflecteur est écarté du bec et ne
perturbe par la projection de liquide.
Au contraire, en l'absence de bouteille, le déflecteur 36 ne rencontre
pas de surface d'appui et reste en regard du bec 24, ce qui est sa position
habituelle vers laquelle il est ramené par des moyens élastiques (non
représentés).
De manière similaire, le bec interne 26 est équipé d'une tubulure de
3o récupération 38 qui, en l'absence de bouteille, se situe juste en regard du
bec 26. En présence d'une bouteille, la tubulure 38 est écartée en
pivotement par le col de la bouteille lorsque le dispositif 22 passe de sa
position dégagée à sa position active.
Ces deux dispositifs anti-projection sont entièrement mécaniques et
sont donc particulièrement simples à mettre en oeuvre. Toutefois, on peut
aussi prévoir de les remplacer par des dispositifs plus perfectionnés
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
13
comportant des moyens de détection de la présence d'une bouteille et des
moyens de vannage pour commander la projection de liquide en fonction
de l'information fournie par les moyens de détection.
Dans la machine illustrée sur les figures 1 à 5, on met donc à profit
les positions initiales et finales du récipient, qui sont d'ailleurs
identiques,
pour lui faire subir des traitements, en l'occurrence des opérations de
rinçage. La durée de ces opérations est suffisante grâce au fait que le
récipient reste dans ces deux positions pendant près de la moitié d'un tour
du carrousel.
La machine ainsi proposée est donc particulièrement simple et
compacte, tout en permettant de mettre en oeuvre un procédé complet de
nettoyage et de stérilisation du récipient.
Comme ceci a été évoqué, l'invention trouve une autre application
particulièrement avantageuse pour le réchauffage de préformes ou
d'ébauches de récipients dans les installations de fabrication de récipients
en matière plastique, par soufflage ou étirage puis soufflage de telles
préformes ou ébauches.
La figure 6 en est une illustration schématique.
Comme sur les figures 1 et 2, la machine comporte une série de
postes 120 qui effectuent un cheminement en boucle. Dans l'exemple
illustré, tous les postes 120 sont solidaires d'un carrousel circulaire 100
qui est entraîné en rotation de manière continue autour de son axe A10
vertical. Cependant, l'invention pourrait aussi être mise en ceuvre dans le
cadre de postes liés l'un à l'autre selon le principe d'une chaîne à maillons.
Les postes 120 qui sont répartis angulairement autour de l'axe A10
et sont destinés chacun à porter plusieurs, dans l'exemple illustré deux,
préformes 110 ou ébauches de récipients
Chaque poste comporte une unité de préhension 140 de préformes
110 ou d'ébauches de récipients qui est mobile par rapport au poste, donc
par rapport au carrousel, et qui comporte en l'occurrence deux systèmes
de préhension 160 pouvant chacun prendre en charge une préforme 110 ou
ébauche de récipient. Chaque système de préhension 160 comporte d'une
part des moyens de saisie, non illustrés en détail, mais connus en soi,
d'une préforme 110 ou ébauche de récipient, et des moyens pour permettre
la rotation des préformes 110 autour de leur axe longitudinal au moins
lorsque les préformes sont dans une zone de réchauffage.
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
14
Ainsi, les moyens de saisie sont par exemple constitués par des
mécanismes de type mandrin qui saisissent l'intérieur ou l'extérieur du col
des préformes, et les moyens pour mettre en rotation les préformes sur
elles-mêmes sont liés mécaniquement aux moyens de saisie. La mise en
rotation s'effectue par exemple à l'aide de mécanismes à chaînes et
pignons, connus en soi et non représentés.
Comme pour les applications destinées au rinçage et au nettoyage
de récipients, illustrées sur les figures 1 à 5, chaque unité de préhension
140 est montée mobile en rotation par rapport à son poste 120 autour d'un
axe qui est tangent à la trajectoire du poste. Dans l'exemple, chaque unité
de préhension est prévue pour pouvoir occuper deux positions opposées à
180 degrés autour de cet axe.
L'unité de préhension 140 est symétrique par rapport à l'axe tangent
à la trajectoire du poste. En raison de la géométrie de l'unité de
préhension 140, chaque préforme est amenée à se retrouver
alternativement orientée dans une position col en bas et dans une position
col en haut.
Des systèmes de convoyage appropriés 150, de type connu, amènent
les préformes 110 ou ébauches de récipients, col en haut, de manière
tangente jusqu'à un point de chargement du carrousel dont la position est
fixe autour de l'axe A10. En ce point, chaque préforme est prise en charge,
par les moyens de saisie d'une unité de préhension. Au fur et à mesure de
la rotation du carrousel, à chaque passage par le point de chargement,
chaque poste prend en charge une préforme 110. Une fois prise en charge
par une unité de préhension 140, chaque préforme 110 est alors entraînée
en rotation autour de l'axe A10, par le carrousel, sur près d'un demi-tour
dans l'exemple illustré, jusqu'à arriver à un secteur de retournement.
Au niveau de ce secteur de retournement, l'unité de préhension 140
est entraînée en rotation autour de son axe tangent à la trajectoire du
poste sur 180 degrés. De cette façon, la préforme qui se trouvait
initialement en position avec ie col en haut subit un déplacement qui
l'amène à une position radiale interne avec le col en bas.
Des moyens similaires ou identiques à ceux décrits en regard des
figures 1 à 5, tels que des profilés, peuvent être utilisés pour assurer le
retournement, toujours dans le même sens, d'une part et le maintien en
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
position fixe des unités de préhension d'autre part. Ils ne seront donc pas
décrits plus en détail.
Dans l'exemple illustré, chaque unité de préhension 140 n'est
amenée à occuper que deux positions et on ne prévoit qu'un seul secteur
5 de retournement.
A l'issue de son tour en position col en bas, la préforme est de
nouveau ramenée en position col en haut par l'unité de préhension. Elle a
alors effectué environ un tour et demi autour de l'axe A10 depuis son
chargement sur le carrousel.
10 La rotation du carrousel se poursuivant, la préforme considérée en
position col en haut arrive jusqu'à un point de déchargement où un
système de convoyage 170 prélève chaque préforme, et l'entraîne vers un
moule de soufflage, non représenté, libérant ainsi successivement les
postes qui, en arrivant au point de chargement, peuvent de nouveau
15 prendre en charge une préforme à réchauffer.
Dans l'exemple décrit, puisque l'unité de préhension n'occupe que
deux positions discrètes distinctes, les positions initiale de chargement et
finale de déchargement d'une préforme sont les mêmes. Toutefois, on
pourrait envisager que ces deux positions de la préforme soient
différentes, notamment dans les installations dans lesquelles les préformes
sont introduites col en haut, et le soufflage des récipients s'effectue avec
le col en bas.
Dans cette application, le traitement consiste en un réchauffage des
préformes 110, et des dispositifs de traitement 220, 221, constitués par
des moyens de réchauffage des préformes 110, dont la structure est
connue en soi, sont fixés au châssis de la machine et sont disposés de
façon appropriée dans les zones comprises entre la zone de chargement
150 et la zone de retournement d'une part, de même qu'entre la zone de
retournement et la zone de déchargement d'autre part, de façon à chauffer
les préformes qui passent en regard de ces moyens, qu'elles se trouvent
avec leur col en haut ou en bas. A titre d'exemple, ces moyens de
réchauffage sont constitués par des lampes et des réflecteurs.
Grâce à cette conception de la machine, et avec l'exemple illustré où
les postes peuvent prendre deux positions, le réchauffage s'effectue en
deux tours de carrousel, et on conçoit aisément qu'il est possible de
réduire la circonférence du carrousel dans un rapport d'approximativement
CA 02376736 2001-12-10
WO 01/00340 PCT/FR00/01799
16
deux pour arriver au même résultat, en termes de cadences et d'efficacité,
qu'avec une machine classique. On parvient donc à réduire
considérablement l'encombrement d'une installation de fabrication de
récipients.
On comprend aisément que la durée relative des diverses étapes de
chauffage dépend de l'emplacement du ou des secteurs de retournement
par rapport au circuit. Dans l'exemple, les préformes effectuent, après leur
chargement, presque un demi-tour de circuit où elles sont réchauffées col
en haut, puis un tour col en bas, et enfin presque un demi-tour à nouveau
1o col en haut. Toutefois, il serait possible de réduire la durée du premier
réchauffage col en haut en disposant le secteur de retournement plus près
du point de chargement des préformes ; alternativement, il serait possible
de réduire la durée du dernier réchauffage col en haut en disposant le
secteur de retournement plus près du point de déchargement des
préformes.
A la limite, il pourrait n'être possible de réaliser que deux étapes de
réchauffage en disposant le secteur de retournement immédiatement à
proximité du point de chargement ou du point de déchargement. Dans ce
cas, selon l'option choisie, le réchauffage commencerait col en bas ou col
en haut ; de plus, dans ce cas, il n'y aurait plus de moyens de réchauffage
dans la zone comprise entre le point de chargement et le secteur de
retournement ou dans celle comprise entre le secteur de retournement et
le point de déchargement.
L'invention est donc particulièrement avantageuse dans ce type
particulier d'application, puisqu'elle permet de réduire l'emprise au sol des
fours de réchauffage ; en outre, elle permet d'optimiser le réchauffage
grâce aux possibilités de mise en position des préformes col en haut ou col
en bas.
