La présente invention a pour objet une machine automatique de- traitement de bouteilles ou autres contenants, permettant de soumettre ces contenants et/ou leur contenu, de manière séquentielle, à deux ou plusieurs opérations.
Dans plusieurs secteurs de l'industrie, tels que, par exemple, en brasserie, industrie viticole, industrie pharmaceutique, etc., des bouteilles ou analogues sont soumises à plusieurs opérations successives comme, par exemple, le remplissage, la mise à niveau, le bouchage, le surcapsulage, etc. Généralement, ces opérations succes- sives sont effectuées par des machines automatiques ou semi-automatiques qui effectuent chacune une des opéra- tions à effectuer. Dans ce cas, les bouteilles ayant été soumises à une première opération sur une première machine sont acheminées automatiquement vers l'entrée d'une deuxième machine où elles sont soumises à une deuxième opération, pour passer éventuellement ensuite dans une troisième machine ou dans plusieurs autres machines successives, suivant le nombre d'opérations à effectuer.
Dans bien des cas, il est cependant souhaitable de pouvoir soumettre des bouteilles ou autres contenants, de manière séquentielle, à deux ou plusieurs opérations successives au moyen d'une seule machine. Le besoin d'une telle machine peut se faire sentir pour des raisons diverses, notamment économiques. Le fait de pouvoir disposer d'une machine multifonctionnelle compacte permet également d'éviter l'encombrement des ateliers où les contenants sont traités.
Le besoin de telles machines multifonctionnelles compactes se fait notamment sentir dans des installations d'importance assez faible ou moyenne, c'est-à-dire lorsque le nombre de contenants à soumettre à plusieurs opérations successives est en fait trop faible pour justifier l'installation d'une importante chaîne de traitement composée de plusieurs machines effectuant chacune une des dites opérations.
De toute manière, et quelle que soit l'importance de l'installation de traitement, il est souvent souhaitable de pouvoir soumettre les contenants à deux ou plusieurs opérations successives au moyen d'une seule machine multifonctionnelle compacte.
Il est à noter que certaines machines multifonctionnelles ont déjà été conçues et proposées pour certaines applications particulières telles que, notamment, le traitement de bouteilles des vins obtenus par la méthode champenoise, après la première fermentation en bouteille. Toutefois, ces machines existantes sont habituellement peu satisfaisantes en ce sens qu'elles sont insuffisamment fiables et d'un fonctionnement trop peu précis, surtout après un temps de fonctionnement assez prolongé. En outre, ces machines connues ne conviennent généralement que pour des applications bien précises, c'est-à-dire pour effectuer, sur un certain type de contenants, une suite de deux ou trois opérations bien déterminées, et il n'est pas possible de les adapter ou transformer pour effectuer une suite d'opérations différentes.
Un but de la présente invention est de répondre aux besoins d'une machine multifonctionnelle automatique, compacte, fiable et précise, capable de soumettre des contenants et/ou leur contenu à une suite de deux ou plusieurs opérations successives.
Un autre but de l'invention est de réaliser une telle machine multifonctionnelle qui, de manière relativement simple, peut être équipée d'organes de travail choisis suivant la suite d'opérations que l'on souhaite lui faire effectuer, et qui peut éventuellement être transformée sans trop de difficultés, par remplacement de certains organes de travail par des organes de travail différents, rendant ainsi la machine capable d'effectuer une autre suite d'opérations.
La présente invention a pour objet une machine automatique pour le traitement de bouteilles ou autres contenants, permettant de soumettre ces contenants et/ou leur contenu, de manière séquentielle, à deux ou plusieurs opérations, cette machine comprenant, montés sur un bâti :
- un carrousel à axe de rotation vertical, pouvant être <EMI ID=1.1>
moments d'arrêt, et équipé de moyens aptes à porter les contenants à traiter et à les transporter depuis un poste d'entrée jusqu'à un poste de sortie,
- une tourelle de travail portée par une colonne verticale qui peut être mue en un mouvement alternatif de montée et descente, et qui porte deux ou plusieurs postes de travail formés chacun d'un ou plusieurs organes de travail aptes à effectuer une des opérations auxquelles les contenants doivent être soumis,
- des moyens aptes à maintenir et à amener les contenants, au cours de leur transport par le carrousel et par rapport à celui-ci, en une ou plusieurs positions appropriées aux opérations successives auxquelles ils sont soumis,
- des moyens aptes à actionner les dits organes de travail, et
- des moyens aptes à actionner et contrôler les divers éléments de la machine de manière coordonnée, en sorte que :
à chaque fois que la dite tourelle se trouve dans sa position basse ou à proximité de celleci, un nombre prédéterminé de contenant est traité par les organes de travail d'un premier poste de travail, près de l'entrée du carrousel, les contenants précédemment traités par ce poste de travail étant simultanément traités par un poste de travail situé en aval par rapport à la marche du carrousel,
- à chaque fois que la dite tourelle se trouve dans sa position haute ou à proximité de celleci, le carrousel tourne d'un pas et charge, pendant ce temps, par son entrée, un nombre de contenants correspondant au nombre de contenants traités par un poste de travail et évacue simultanément, par sa sortie, le même nombre de contenants traités par les postes de travail successifs de la machine, achevant ainsi un cycle de travail séquentiel de la machine.
Avantageusement, la machine conforme à l'invention comporte en outre, elle-même, des moyens aptes à charger des contenants sur le carrousel, à son entrée, et des moyens aptes à évacuer du carrousel, à la sortie de celui-ci, les contenants traités par la machine.
Suivant une forme d'exécution avantageuse, la machine suivant l'invention est actionnée par un groupe d'entraînement consistant en un bloc moteur-variateurréducteur dont l'arbre de sortie actionne un boîtier d'indexage dont l'arbre de sortie, animé d'un mouvement de rotation séquentiel, entrecoupé de moments d'arrêt, actionne, par l'intermédiaire d'un jeu de pignons, le carrousel de la machine et les moyens aptes à charger les contenant sur le carrousel, à son entrée, et les moyens aptes à évacuer du carrousel, à la sortie de celui-ci, les contenants traités par la machine.
Le mouvement alternatif de montée et de descente de la tourelle de travail peut être commandé par tout moyen d'actionnement approprié tel que les moyens mécaniques, pneumatiques, hydrauliques, etc. Suivant une forme d'exécution particulière de la machine, le mouvement alternatif de montée et de descente de la tourelle de travail est provoqué par un vérin pneumatique qui attaque la colonne portant la tourelle de travail, l'action de ce vérin étant commandée par une came calée sur l'arbre de sortie du réducteur.
Suivant une forme d'exécution préférée, le carrousel est porté par un axe de rotation vertical creux actionné par une couronne dentée et la colonne portant la tourelle de travail est montée à coulissement dans l'axe creux du carrousel.
Suivant une forme d'exécution particulière, le fonctionnement des organes de travail ou de certains d'entre eux est commandé par une ou plusieurs cames calées sur l'arbre de sortie du réducteur.
Il est notamment prévu que les moyens d'actionnement et de contrôle de la machine comportent un dispositif de sécurité apte à empêcher la rotation du carrousel lorsque la dite tourelle ne se trouve pas dans sa position haute ou à proximité de celle-ci. Ce dispositif de sécurité peut notamment comporter un contacteur électrique actionné par un suiveur de came commandé par une came calée sur l'arbre de sortie du réducteur.
Suivant une forme d'exécution avantageuse et préférée, les moyens dont le carrousel est équipé pour porter et transporter les contenants, consistent en des dispositifs de préhension comportant chacun deux mains ou patins qui, à la manière d'une pince, peuvent se refermer pour enserrer le contenant par son col, suivant deux
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ou patins étant articulés et/ou conformés de manière telle que le contenant saisi par la pince peut néanmoins tourner sur lui-même autour d'un axe horizontal. Plus particulièrement, ces moyens de préhension peuvent être conformes à
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qui ne seront donc pas décrits en détail dans le présent mémoire descriptif -
Pour certaines applications particulières, il importe que les contenants traités soient présentés en position inclinée ou tournée pour être traités par un ou plusieurs postes de travail. Dans ce cas, la machine est équipée d'une ou plusieurs rampes fixes par rapport au bâti de la machine, sur lesquelles les contenants peuvent glisser et prendre appui au cours de leur transport par leur carrousel en étant ainsi inclinés ou retournés de manière appropriée.
La tourelle de travail de la machine suivant l'invention peut notamment être équipée d'un poste de travail qui comprend un ou plusieurs robinets vidangeurs aptes à prélever le liquide contenu dans les contenants jusqu'à un niveau prédéterminé au-dessous du col.
La tourelle de travail de la machine suivant l'invention peut notamment être équipée d'un poste de travail qui comprend un ou plusieurs robinets doseurs aptes à introduire une quantité prédéterminée de liquide dans les contenants.
Dans ce dernier cas, il peut être avantageux que la machine soit équipée d'une rampe de guidage, fixe par rapport au bâti de la machine, qui, dans la zone de travail du poste de travail composé de robinets doseurs, maintient les contenants inclinés sous un angle prédéterminé.
La tourelle de travail de la machine suivant l'invention peut notamment être équipée d'un poste de travail qui comprend un ou plusieurs robinets de mise à niveau aptes à ajouter du liquide dans les contenants jusqu'à un niveau prédéterminé au-dessous du col.
Suivant une forme d'exécution particulière, la machine suivant l'invention est équipée de trois postes de travail et de moyens qui conviennent pour le traitement de bouteilles de vin suivant la méthode champenoise. Dans ce cas, la tourelle de travail peut être équipée :
- d'un premier poste de travail comprenant un ou plusieurs robinets vidangeurs aptes à prélever le liquide contenu dans les contenants jusqu'à un niveau prédéterminé au-dessous du col,
- d'un deuxième poste de travail comprenant un ou plusieurs robinets doseurs aptes à introduire une quantité prédéterminée de liquide dans les conternants, et
- d'un troisième poste de travail comprenant un ou plusieurs robinets de mise à niveau aptes à ajouter du liquide dans les contenants jusqu'à un niveau prédéterminé en dessous du col,
la machine étant alors aussi avantageusement équipée d'une rampe de guidage, fixe par rapport au bâti de la machine,
qui, dans la zone de travail du poste de travail composé des robinets doseurs, maintient les contenants inclinés sous un angle prédéterminé.
On comprendra aisément que la machine peut à volonté, être équipée d'organes de travail de divers types suivant la suite d'opérations auxquelles on désire soumettre les contenants ou leur contenu.
Le fonctionnement de ces organes de travail ou de certains d'entre eux peut être commandé automatiquement, lors de la descente de la tourelle de travail, par le fait que les dits organes de travail entrent en contact, par exemple, avec le col du contenant à traiter, ou bien cette commande de fonctionnement des organes peut être obtenue grâce à un dispositif de commande séparé actionné, par exemple, au moyen d'une came calée sur l'arbre de sortie du réducteur.
On comprendra également que le nombre de postes de travail dont est équipée la tourelle de travail et le nombre d'organes de travail que comprend chacun de ces postes de travail peuvent être choisis librement suivant l'application particulière à laquelle on destine la machine. Bien entendu, le réglage et la constitution du boîtier indexeur qui actionne la machine doivent être adaptés au nombre de postes de travail et au nombre d'organes de travail que comprend chacun de ces postes de travail.
Il est d'ailleurs à noter que, même si la machine suivant l'invention n'a pas été spécialement conçue pour cette application, il est également possible d'équiper la tourelle de travail d'un ensemble d'organes de travail qui sont tous identiques entre eux.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée plus loin, à titre d'exemple non limitatif, d'une machine particulière, conforme à l'invention, qui peut être utilisée en particulier pour traiter des bouteilles de vin suivant la méthode champenoise. Comme on le sait, dans la préparation du vin suivant la méthode champenoise, après la première fermentation du vin en bouteille, les bouteilles de vin doivent être soumises à une suite d'opérations qui comprennent notamment et dans l'ordre : 1) le "dégorgeage", 2) le vidangeage, qui consiste à prélever une petite quantité du vin contenu dans la bouteille, jusqu'à un niveau prédéterminé en dessous du col, 3) un "dosage", qui consiste à ajouter dans la bouteille une quantité exactement dosée de sirop de sucre ("liqueur"),
4) la mise à niveau, qui consiste à ajouter, dans la bouteille, une petite quantité de vin, de manière à ajuster le niveau du liquide dans la bouteille à un niveau prédéterminé en dessous du col.
La machine qui sera décrite plus en détail ciaprès convient en particulier pour effectuer les trois dernières opérations énumérées ci-dessus. Cette machine sera décrite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue (simplifiée) en élévation latérale de la machine observée par son côté gauche, étant entendu que le côté de la machine qui comprend les entrées et sortie de machine est considérée comme la face avant de la machine;
la Fig. 2 est une vue semblable à la Fig. 1, montrant plus particulièrement les principaux organes mobiles;
la Fig. 3 est une coupe de la Fig. 1 suivant le plan III-III;
la Fig. 4 est une coupe schématique de la Fig. 1 suivant le plan IV-IV;
la Fig. 5 est une vue de détail de la machine montrant plus particulièrement, en vue latérale, un robinet doseur porté par la tourelle de travail en position haute;
la Fig. 6 est une vue semblable à la Fig. 5, mais montrant le robinet doseur porté par la tourelle en position basse.
Il importe de noter que, dans un but de simplification des figures, certains éléments de la machine y sont omis ou représentés de manière schématique. C'est ainsi que la Fig. 1 montre un seul robinet vidangeur (7), et un seul robinet doseur (8) (et aucun robinet de mise à niveau), alors que, comme le montre la Fig. 3, la tourelle de travail de cette machine comprend trois postes de travail composés chacun de quatre organes de travail.
Comme le montrent les dessins, en particulier les Fig. 1 et 2, la machine, indiquée de manière générale en 1, comprend un bâti parallélépipédique creux 2 fermé par un carter en tôle. Le bâti 2 est monté sur quatre vérins qui reposent sur quatre pieds 3, ces vérins étant réglables en hauteur, permettant ainsi une mise à niveau parfaite de la machine. Le bâti 2 abrite un groupe d'entraînement 4, (représenté de manière très schématique à la Fig. 6) et porte en position médiane un carrousel à bouteilles 5 (voir Fig. 3) surmonté d'une tourelle 6 coaxiale par rapport au carrousel 5, sur laquelle des robinets de vidange 7 (voir Fig. 1 et 3), des robinets doseurs 8 (voir Fig. 1, 3, 4 et 5) et des robinets de mise à niveau 9 (voir Fig. 3) sont disposés en postes de travail de quatre unités semblables.
<EMI ID=4.1> Fig. 1, 2 et 3. Il comporte un corps cylindrique 10 animé d'un mouvement de rotation pas à pas dans le ,sens des aiguilles d'une montre (voir Fig. 3), sous l'impulsion d'un arbre tubulaire 11, lui-même actionné par le groupe d'entraînement 4. Le corps cylindrique 10 porte quatorze bras radiaux 12, tous situés dans un même plan horizontal et à égale distance angulaire les uns des autres: Chaque bras radial 12 est muni d'une main 13, délimitant une surface de prise 14, à peu près hémicylindrique, qui prend contact avec le col d'une bouteille 15. Chaque bras radial
12 est aussi muni, sur sa face opposée à celle portant la main 13, d'un doigt basculant 16 dont le mouvement, sous la commande d'une came classique (non représentée),
14 applique le col de la bouteille 15 contre la main 13 du bras 12 précédent, à compter dans le sens du mouvement.
Pour pouvoir imprimer à la bouteille le basculement décrit ci-après, chaque main 13 est portée à pivotement par une broche horizontale 17 insérée perpendiculairement dans le bras radial 12 près de l'extrémité libre de celui-ci. Cette main 13 peut ainsi tourner, à l'encontre d'une force de rappel exercée par un ressort (non représenté) qui ramène la main 13, lorsqu' elle est vide, dans la position où elle peut recevoir une bouteille.
Le doigt basculant 1� est muni d'un tampon terminal prenant contact avec le col de la bouteille 15 qui se trouve ainsi suspendue par le col et à même de tourner autour de l'axe longitudinal de la broche 17.
Le système de préhension et de transport des bouteilles par leur col tel qu'il est utilisé dans la machine décrite à titre d'exemple ne sera pas détaillé davantage car il est conforme au système de préhension décrit dans le brevet belge n[deg.] 726.852.
La machine est conçue pour traiter douze bouteilles simultanément, réparties en trois groupes de quatre, les quatre bouteilles de chaque groupe subissant la même opération.
Du fait que le niveau auquel se trouvent les bouteilles 15 quand elles arrivent à la machine 1 est fixe par rapport au bâti de la machine, et que, par ailleurs, la machine 1 doit pouvoir traiter des bouteilles de différentes hauteurs, le réglage en hauteur est réalisé non par montée ou descente des bouteilles par rapport au système carrousel-tourelle, mais par montée ou descente de ce système par rapport au bord supérieur des bouteilles
15. Ce réglage, qui est manuel, est effectué, lors du changement de type de bouteille, au moyen d'une couronne prenant sur un filet de vis qui fait monter et descendre l'arbre tubulaire 11 (Fig. 2) comprenant une partie cannelée 18, de sorte que la pignonerie du groupe d'entraînement 4 ne change pas de niveau.
Le carrousel comprend au total quatorze places, à savoir une d'entrée, à gauche, douze de travail et une de sortie, à droite. Les bouteilles 15 sont amenées par un support de chaîne transporteuse 19 alimentant une vis de sélection d'entrée 20 qui insère les bouteilles 15 entre les branches d'une étoile d'entrée 21 à cinq alvéoles, douze bouteilles sont prises par les mains 13 et les doigts 16.
Les bouteilles 15 qui se trouvent au premier poste de travail sont vidées partiellement par les robinets de vidange 7 jusqu'à un niveau qui est défini par rapport au bord du goulot de la bouteille. L'ajustement de la longueur de la canule du robinet 7 permet de régler ce niveau.
En principe, le robinet de vidange 7 peut être de
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rence le robinet 7 est un robinet plongeur dont le fonctionnement est provoqué par le contact du col de la bouteille avec une couronne obturatrice surmontant une canule qui la traverse.
A la Fig. 3, qui montre les trois postes de travail (composés chacun de quatre organes de travail) que porte la tourelle de travail 6, les postes de travail qui traitent successivement les bouteilles sont désignés, dans l'ordre, par les lettres A, B et C. Les bouteilles 15 qui se trouvent au poste de travail B, y sont parvenues en suivant une rampe 22, laquelle comporte une pente d'accès
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contact avec le corps des bouteilles. La hauteur du palier
24 dépend évidemment de l'ampleur du basculement que l'on veut imprimer à la bouteille. De la sorte, les bouteilles se trouvent tenues par le col grâce aux mains 13 et au doigt basculant 16 et sont soutenues au corps par la rampe
22.
Une rampe suppléante 26 (voir Fig. 5 et 6) est disposée sous la surface enveloppe du trajet des mains 13 tenant les cols des bouteilles pour incliner ces mains lorsqu'elles sont vides, en début et en fin de travail de la machine, afin que les becs verseurs des robinets doseurs 8 ne viennent pas buter contre les mains 13.
Les bouteilles 15 qui se trouvent au troisième poste de travail y sont parvenues en descendant la rampe
22 par la pente de sortie 25. La pente de sortie 25 est aidée dans sa fonction par une rampe supérieure de conduite (non représentée) qui force les bouteilles à reprendre leur position verticale si ce mouvement de redressement ne se fait pas correctement sous le seul poids des bouteilles.
Au moment où les bouteilles 15 sont parvenues à la verticale des postes de travail qui doivent les traiter, le carrousel s'arrête, la tourelle 6 descend sur le carrousel 5 et insère les canules et becs verseurs des robinets dans les bouteilles à traiter. Après que les différents organes de travail ont effectué leur opération, la tourelle remonte et, dès que la tourelle atteint son point supérieur ou la proximité de celui-ci, le carrousel tourne à nouveau d'une fraction de tour, de manière à mettre les bouteilles traitées par un premier poste de travail à la verticale du poste de travail suivant.
Les bouteilles 15 quittent la machine 1 en passant par une étoile de sortie à cinq alvéoles 27 et sont reprises par une chaîne transporteuse 28. Cette dernière peut éventuellement être la chaîne transporteuse
19 qui se continue.
Au second poste de travail, le contenu des bouteilles 15 est additionné d'un constituant liquide, qui est la liqueur (sirop de sucre) dans le cas particulier du traitement des vins de Champagne. A cette fin, la tourelle 6 porte quatre robinets doseurs 8 (voir Fig. 4 et 5). Ceux-ci sont alimentés sous pression et comportent une chambre qui se remplit à l'encontre de la pression exercée par un piston massif, quand les robinets 8 sont en position haute. Quand les robinets viennent en position basse, leur bec verseur 29 est inséré dans les cols des bou-teilles 15 par les vérins 30. Le fonctionnement des vérins
30 est commandé par une came 37 calée sur l'arbre de sortie du réducteur.
La tête 31 surmontant le bec 29 comprend une calotte 32, laquelle coopère avec une came 33 qui fait partie d'un robinet permettant d'isoler la chambre de la réserve de constituant liquide sous pression. Quand le robinet 8 est en position haute, le vérin 30 étant rétracté, la calotte 32 presse la came 33 et la chambre communique avec la réserve précitée. Quand le vérin 30 a fait basculer La tête 31, la calotte 32 ne presse plus la came 33 et celle-ci interrompt la communication avec la réserve sous pression. La tête 31 porte un petit levier 34 qui est engagé par le bord du goulot de la bouteille 15. Ce levier 34 ouvre la communication entre la chambre et le bec 29, de sorte que le piston massif, par son propre poids, refoule le contenu de la chambre dans la bouteille 15, en passant par le bec verseur 29.
Ce type de robinet doseur permet d'atteindre une très grande précision dans la quantité de liqueur ajoutée dans les bouteilles.
Au début et à la fin d'une période de travail, la machine se garnit et se dégarnit des bouteilles, de sorte qu'il y a des mains 13 qui se trouvent vides, notamment au second poste de travail. Pour empêcher que les becs verseurs 29 viennent buter sur les mains 13 vides, redressées par leur ressort de rappel, les mains 13 sont chacune munies d'un ergot\ 35 qui vient porter sur la rampe suppléante 26, de sorte que la main 13 vide se trouve sensiblement dans la même position que si elle était pleine. L'ampleur de rotation imprimée par la rampe suppléante 26 est légèrement inférieure à celle de la rotation imposée par la rampe 22, afin que les bouteilles 15 ne soient jamais sollicitées par l'effet de la rampe suppléante 26.
Le fonctionnement du groupe d'entraînement 4 est esquissé avec référence à la Fig. 6 Le groupe d'entraînement 4 comprend un moteur électrique avec variateur et réducteur de vitesse. Le groupe d'entraînement 4 provoque, à l'intervention d'un indexeur 36, les divers mouvements requis. En particulier, par l'intervention d'un jeu de pignons, l'arbre de sortie de l'indexeur 36 fait avancer le carrousel 5 de 4/14 de tour à l'accomplissement de chaque fonction au poste de travail et il commande également le fonctionnement synchronique de la vis de sélection d'entrée 20, de l'étoile d'entrée 21 et de l'étoile de sortie 27. Le groupe d'entraînement 4 actionne aussi des cames de commande 37, 38 et 39.
La première came 37 régit le mouvement de montée et de descente de la tourelle 6, la seconde came 38 commande le fonctionnement des vérins 30 des robinets doseurs, la troisème came 39 commande un système de sécurité apte à empêcher la rotation du carrousel 5 lorsque la tourelle 6 ne se trouve pas dans sa position haute ou à proximité de celui-ci.
La montée et la descente de la tourelle 6 sont assurées par un vérin pneumatique 40 agissant sur la colonne 41 qui passe dans l'arbre tubulaire 11 et porte la tourelle 6.
LA Fig. 2 montre le piston 42 du vérin 40 dans sa position haute et également, en pointillés, la position de ce même piston 42 en position basse. Les positions correspondantes de la tourelle 6 y sont représentées de manière analogue.
Le vin prélevé par les robinets de vidange 7 est accumulé dans un bac 43 qui alimente les robinets de mise à niveau 9.
Pour commencer les opérations, il faut donc disposer d'une certaine quantité de vin dans ce bac 43. A cette fin, la machine comporte un robinet de soutirage 44 spécial surmontant un plateau porte-bouteille 45. Une bouteille débouchée, posée sur ce porte-bouteille 45 et remontée jusqu'au contact de la couronne d'obturation du robinet de soutirage 44, est mise sous pression et le vin en est refoulé par la canule du robinet 44 jusque dans le bac à vin 43.
Pour l'accomplissement de ses diverses fonctions, la machine est raccordée à des sources de liqueur, de C02 et d'air sous des pressions appropriées.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux formes d'exécution particulières qui ont été décrites et de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
The present invention relates to an automatic machine for the treatment of bottles or other containers, making it possible to subject these containers and / or their contents, sequentially, to two or more operations.
In several industrial sectors, such as, for example, in brewery, wine industry, pharmaceutical industry, etc., bottles or the like are subjected to several successive operations such as, for example, filling, leveling, capping, overcapping, etc. Generally, these successive operations are carried out by automatic or semi-automatic machines which each carry out one of the operations to be carried out. In this case, the bottles having been subjected to a first operation on a first machine are automatically routed to the inlet of a second machine where they are subjected to a second operation, to possibly then pass into a third machine or into several others successive machines, depending on the number of operations to be performed.
In many cases, it is however desirable to be able to subject bottles or other containers, sequentially, to two or more successive operations by means of a single machine. The need for such a machine may arise for various reasons, notably economic. The fact of having a compact multifunctional machine also makes it possible to avoid cluttering the workshops where the containers are processed.
The need for such compact multifunctional machines is particularly felt in installations of fairly low or medium importance, that is to say when the number of containers to be subjected to several successive operations is in fact too small to justify the installation. a large processing chain made up of several machines, each performing one of these operations.
In any case, and whatever the size of the processing installation, it is often desirable to be able to subject the containers to two or more successive operations by means of a single compact multifunctional machine.
It should be noted that certain multifunctional machines have already been designed and proposed for certain specific applications such as, in particular, the treatment of bottles of wines obtained by the Champagne method, after the first fermentation in the bottle. However, these existing machines are usually unsatisfactory in the sense that they are insufficiently reliable and too imprecise to operate, especially after a fairly long operating time. In addition, these known machines are generally only suitable for very specific applications, that is to say to perform, on a certain type of container, a series of two or three well defined operations, and it is not possible to adapt or transform them to carry out a series of different operations.
An object of the present invention is to meet the needs of an automatic multifunctional machine, compact, reliable and precise, capable of subjecting containers and / or their contents to a series of two or more successive operations.
Another object of the invention is to produce such a multifunctional machine which, in a relatively simple manner, can be equipped with working members chosen according to the sequence of operations which it is desired to have it perform, and which can possibly be transformed without too much difficulty, by replacing certain working members with different working members, thus making the machine capable of carrying out another sequence of operations.
The subject of the present invention is an automatic machine for the treatment of bottles or other containers, making it possible to subject these containers and / or their contents, sequentially, to two or more operations, this machine comprising, mounted on a frame:
- a carousel with vertical axis of rotation, which can be <EMI ID = 1.1>
stopping moments, and equipped with means capable of carrying the containers to be treated and of transporting them from an entry station to an exit station,
- a working turret carried by a vertical column which can be moved in an alternating movement of ascent and descent, and which carries two or more workstations each formed by one or more working members capable of performing one of the operations to which the containers must be submitted,
means capable of holding and bringing the containers, during their transport by the carousel and with respect thereto, to one or more positions suitable for the successive operations to which they are subjected,
means capable of actuating the said working members, and
- means capable of actuating and controlling the various elements of the machine in a coordinated manner, so that:
each time the said turret is in its low position or close to it, a predetermined number of containers is processed by the working members of a first work station, near the entrance to the carousel, the containers previously processed by this workstation being simultaneously processed by a workstation located downstream from the step of the carousel,
- each time the said turret is in its high position or close to it, the carousel turns one step and loads, during this time, by its entry, a number of containers corresponding to the number of containers treated by a workstation and simultaneously evacuates, by its output, the same number of containers treated by the successive workstations of the machine, thus completing a sequential work cycle of the machine.
Advantageously, the machine according to the invention further comprises, itself, means capable of loading containers on the carousel, at its entry, and means suitable for evacuating the carousel, at the exit thereof, the containers processed by the machine.
According to an advantageous embodiment, the machine according to the invention is actuated by a drive group consisting of a motor-variator-reduction unit whose output shaft actuates an indexing box whose output shaft, driven by '' a sequential rotational movement, interspersed with stopping moments, activates, via a set of pinions, the carousel of the machine and the means capable of loading the containers onto the carousel, at its entrance, and the means capable of removing from the carousel, the containers treated by the machine.
The reciprocating up and down movement of the working turret can be controlled by any suitable actuating means such as mechanical, pneumatic, hydraulic, etc. According to a particular embodiment of the machine, the reciprocating movement of raising and lowering of the working turret is caused by a pneumatic jack which attacks the column carrying the working turret, the action of this jack being controlled by a cam fixed on the gearbox output shaft.
According to a preferred embodiment, the carousel is carried by a hollow vertical axis of rotation actuated by a toothed crown and the column carrying the working turret is slidably mounted in the hollow axis of the carousel.
According to a particular embodiment, the operation of the working members or of some of them is controlled by one or more cams wedged on the output shaft of the reducer.
Provision is made in particular for the actuation and control means of the machine to include a safety device capable of preventing the rotation of the carousel when said turret is not in its high position or close to it. This safety device may in particular comprise an electrical contactor actuated by a cam follower controlled by a cam wedged on the output shaft of the reduction gear.
According to an advantageous and preferred embodiment, the means with which the carousel is equipped for carrying and transporting the containers consist of gripping devices each comprising two hands or pads which, in the manner of a clamp, can be closed to enclose the container by its neck, following two
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or skids being articulated and / or shaped so that the container gripped by the clamp can nevertheless rotate on itself around a horizontal axis. More particularly, these gripping means may be in accordance with
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which will therefore not be described in detail in this specification -
For certain specific applications, it is important that the treated containers are presented in an inclined or turned position to be treated by one or more work stations. In this case, the machine is equipped with one or more ramps fixed relative to the frame of the machine, on which the containers can slide and bear during their transport by their carousel being thus inclined or turned appropriately.
The working turret of the machine according to the invention can in particular be equipped with a working station which comprises one or more drain taps capable of withdrawing the liquid contained in the containers up to a predetermined level below the neck.
The working turret of the machine according to the invention can in particular be equipped with a working station which comprises one or more metering taps capable of introducing a predetermined quantity of liquid into the containers.
In the latter case, it may be advantageous for the machine to be equipped with a guide ramp, fixed relative to the machine frame, which, in the work area of the work station composed of metering taps, keeps the containers inclined from a predetermined angle.
The working turret of the machine according to the invention can in particular be equipped with a working station which includes one or more leveling taps capable of adding liquid to the containers up to a predetermined level below the neck. .
According to a particular embodiment, the machine according to the invention is equipped with three work stations and means which are suitable for the treatment of wine bottles according to the Champagne method. In this case, the working turret can be equipped with:
- a first work station comprising one or more drain taps capable of withdrawing the liquid contained in the containers up to a predetermined level below the neck,
a second work station comprising one or more metering taps capable of introducing a predetermined quantity of liquid into the components, and
- a third work station comprising one or more leveling taps capable of adding liquid to the containers up to a predetermined level below the neck,
the machine then also advantageously being equipped with a guide ramp, fixed relative to the frame of the machine,
which, in the work area of the work station composed of metering taps, keeps the containers tilted at a predetermined angle.
It will be easily understood that the machine can at will be equipped with working members of various types depending on the sequence of operations to which it is desired to submit the containers or their contents.
The operation of these working members or of some of them can be controlled automatically, when lowering the working turret, by the fact that said working members come into contact, for example, with the neck of the container. to be processed, or else this command for operating the organs can be obtained by means of a separate control device actuated, for example, by means of a cam wedged on the output shaft of the reducer.
It will also be understood that the number of work stations with which the work turret is equipped and the number of work members that each of these work stations comprises can be freely chosen according to the particular application for which the machine is intended. Of course, the adjustment and the constitution of the indexing unit which actuates the machine must be adapted to the number of work stations and to the number of work members that each of these work stations comprises.
It should also be noted that, even if the machine according to the invention was not specially designed for this application, it is also possible to equip the working turret with a set of working members which are all identical to each other.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which will be given below, by way of nonlimiting example, of a particular machine, in accordance with the invention, which can be used in particular for treating bottles. of wine according to the Champagne method. As we know, in the preparation of wine according to the Champagne method, after the first fermentation of wine in the bottle, the wine bottles must be subjected to a series of operations which include in particular and in order: 1) the " disgorging ", 2) emptying, which consists in taking a small quantity of the wine contained in the bottle, up to a predetermined level below the neck, 3) a" dosage ", which consists in adding to the bottle exactly dosed with sugar syrup ("liqueur"),
4) leveling, which consists in adding a small quantity of wine to the bottle, so as to adjust the level of the liquid in the bottle to a predetermined level below the neck.
The machine which will be described in more detail below is particularly suitable for carrying out the last three operations listed above. This machine will be described with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a view (simplified) in side elevation of the machine observed from its left side, it being understood that the side of the machine which includes the machine inlets and outlets is considered to be the front face of the machine;
Fig. 2 is a view similar to FIG. 1, showing more particularly the main moving parts;
Fig. 3 is a section through FIG. 1 according to plan III-III;
Fig. 4 is a schematic section of FIG. 1 according to plan IV-IV;
Fig. 5 is a detail view of the machine showing more particularly, in side view, a metering valve carried by the working turret in the high position;
Fig. 6 is a view similar to FIG. 5, but showing the metering tap carried by the turret in the low position.
It is important to note that, for the purpose of simplifying the figures, certain elements of the machine are omitted or shown diagrammatically therein. This is how Fig. 1 shows a single drain valve (7), and a single metering valve (8) (and no leveling valve), whereas, as shown in FIG. 3, the working turret of this machine comprises three work stations each composed of four working members.
As the drawings show, in particular Figs. 1 and 2, the machine, generally indicated in 1, comprises a hollow parallelepiped frame 2 closed by a sheet metal casing. The frame 2 is mounted on four jacks which rest on four feet 3, these jacks being adjustable in height, thus allowing a perfect leveling of the machine. The frame 2 houses a drive group 4, (shown very schematically in Fig. 6) and carries in the middle position a bottle carousel 5 (see Fig. 3) surmounted by a turret 6 coaxial with the carousel 5, on which drain taps 7 (see Fig. 1 and 3), metering taps 8 (see Fig. 1, 3, 4 and 5) and leveling taps 9 (see Fig. 3) in workstations of four similar units.
<EMI ID = 4.1> Fig. 1, 2 and 3. It comprises a cylindrical body 10 animated by a rotation movement step by step in the clockwise direction (see FIG. 3), under the impulse of a tubular shaft 11, itself actuated by the drive unit 4. The cylindrical body 10 carries fourteen radial arms 12, all located in the same horizontal plane and at equal angular distance from each other: Each radial arm 12 is provided with a hand 13 , delimiting a gripping surface 14, roughly semi-cylindrical, which makes contact with the neck of a bottle 15. Each radial arm
12 is also provided, on its face opposite to that carrying the hand 13, with a tilting finger 16 whose movement, under the control of a conventional cam (not shown),
14 applies the neck of the bottle 15 against the hand 13 of the preceding arm 12, counting in the direction of movement.
In order to be able to print the tilting described below on the bottle, each hand 13 is pivoted by a horizontal pin 17 inserted perpendicularly into the radial arm 12 near the free end thereof. This hand 13 can thus rotate, against a return force exerted by a spring (not shown) which returns the hand 13, when it is empty, to the position where it can receive a bottle.
The swinging finger 1 � is provided with a terminal pad making contact with the neck of the bottle 15 which is thus suspended by the neck and able to rotate around the longitudinal axis of the spindle 17.
The system for gripping and transporting the bottles by their neck as used in the machine described by way of example will not be detailed further since it conforms to the gripping system described in Belgian patent n [deg.] 726.852.
The machine is designed to process twelve bottles simultaneously, divided into three groups of four, the four bottles of each group undergoing the same operation.
Because the level at which the bottles 15 are when they arrive at the machine 1 is fixed relative to the frame of the machine, and that, moreover, the machine 1 must be able to process bottles of different heights, the height adjustment is carried out not by raising or lowering the bottles relative to the carousel-turret system, but by raising or lowering this system relative to the upper edge of the bottles
15. This adjustment, which is manual, is carried out, when changing the type of bottle, by means of a crown taking on a screw thread which raises and lowers the tubular shaft 11 (Fig. 2) comprising a part grooved 18, so that the pinion of the drive unit 4 does not change level.
The carousel has a total of fourteen places, namely one entrance, on the left, twelve working and one exit, on the right. The bottles 15 are brought by a conveyor chain support 19 supplying an input selection screw 20 which inserts the bottles 15 between the branches of an input star 21 with five cells, twelve bottles are taken by the hands 13 and fingers 16.
The bottles 15 which are at the first work station are partially emptied by the drain valves 7 to a level which is defined relative to the edge of the neck of the bottle. Adjusting the length of the tap cannula 7 allows this level to be adjusted.
In principle, the drain valve 7 can be of
<EMI ID = 5.1>
Rence the tap 7 is a plunger valve whose operation is caused by the contact of the neck of the bottle with a shutter crown surmounting a cannula which passes through it.
In Fig. 3, which shows the three work stations (each composed of four work members) carried by the work turret 6, the work stations which successively process the bottles are designated, in order, by the letters A, B and C. The bottles 15 which are at work station B, have arrived there by following a ramp 22, which has an access slope
<EMI ID = 6.1>
contact with the body of the bottles. Landing height
24 obviously depends on the extent of the tilting that we want to print on the bottle. In this way, the bottles are held by the neck by the hands 13 and the tilting finger 16 and are supported on the body by the ramp
22.
An alternate ramp 26 (see FIGS. 5 and 6) is arranged under the envelope surface of the path of the hands 13 holding the necks of the bottles to tilt these hands when they are empty, at the start and end of work of the machine, in order that the pouring spouts of the metering taps 8 do not come into contact with the hands 13.
The bottles 15 which are at the third work station arrived there by going down the ramp
22 by the outlet slope 25. The outlet slope 25 is helped in its function by an upper pipe ramp (not shown) which forces the bottles to return to their vertical position if this straightening movement is not carried out correctly under the sole weight of bottles.
When the bottles 15 have reached the vertical of the work stations which have to treat them, the carousel stops, the turret 6 descends on the carousel 5 and inserts the cannulas and spouts of the taps into the bottles to be treated. After the various working members have carried out their operation, the turret goes back up and, as soon as the turret reaches its upper point or the proximity thereof, the carousel turns again by a fraction of a turn, so as to put the bottles treated by a first workstation vertically from the next workstation.
The bottles 15 leave the machine 1 via an outlet star with five cells 27 and are taken up by a conveyor chain 28. The latter can possibly be the conveyor chain
19 that continues.
At the second work station, the content of the bottles 15 is added with a liquid constituent, which is the liquor (sugar syrup) in the particular case of the treatment of Champagne wines. To this end, the turret 6 carries four metering taps 8 (see Fig. 4 and 5). These are supplied under pressure and have a chamber which fills against the pressure exerted by a massive piston, when the valves 8 are in the high position. When the taps come in the low position, their spout 29 is inserted into the necks of the bottles 15 by the jacks 30. The operation of the jacks
30 is controlled by a cam 37 wedged on the output shaft of the reducer.
The head 31 surmounting the spout 29 comprises a cap 32, which cooperates with a cam 33 which is part of a tap making it possible to isolate the chamber from the reserve of pressurized liquid constituent. When the valve 8 is in the high position, the jack 30 being retracted, the cap 32 presses the cam 33 and the chamber communicates with the aforementioned reserve. When the jack 30 has tilted the head 31, the cap 32 no longer presses the cam 33 and the latter interrupts communication with the pressurized reserve. The head 31 carries a small lever 34 which is engaged by the edge of the neck of the bottle 15. This lever 34 opens the communication between the chamber and the spout 29, so that the massive piston, by its own weight, pushes back the contents from the chamber into the bottle 15, passing through the spout 29.
This type of metering tap makes it possible to achieve very high precision in the quantity of liquor added to the bottles.
At the beginning and at the end of a work period, the machine fills and strips the bottles, so that there are hands 13 which are empty, in particular at the second work station. To prevent the spouts 29 from abutting on the empty hands 13, straightened by their return spring, the hands 13 are each provided with a lug 35 which comes to bear on the alternate ramp 26, so that the hand 13 is empty is in substantially the same position as if it were full. The amplitude of rotation imparted by the alternate ramp 26 is slightly less than that of the rotation imposed by the ramp 22, so that the bottles 15 are never stressed by the effect of the alternate ramp 26.
The operation of the drive unit 4 is sketched with reference to FIG. 6 The drive unit 4 includes an electric motor with variator and speed reducer. The drive unit 4 causes, with the intervention of an indexer 36, the various movements required. In particular, by the intervention of a set of pinions, the output shaft of the indexer 36 advances the carousel 5 by 4/14 of a turn at the accomplishment of each function at the work station and it also controls the synchronous operation of the input selection screw 20, the input star 21 and the output star 27. The drive unit 4 also actuates control cams 37, 38 and 39.
The first cam 37 governs the up and down movement of the turret 6, the second cam 38 controls the operation of the jacks 30 of the metering valves, the third cam 39 controls a safety system capable of preventing rotation of the carousel 5 when the turret 6 is not in its high position or close to it.
The turret 6 is raised and lowered by a pneumatic cylinder 40 acting on the column 41 which passes through the tubular shaft 11 and carries the turret 6.
LA Fig. 2 shows the piston 42 of the jack 40 in its high position and also, in dotted lines, the position of this same piston 42 in the low position. The corresponding positions of the turret 6 are shown therein in a similar manner.
The wine withdrawn by the drain taps 7 is accumulated in a tank 43 which supplies the leveling taps 9.
To start operations, it is therefore necessary to have a certain amount of wine in this tank 43. To this end, the machine includes a special draw-off valve 44 surmounting a bottle-holder tray 45. An uncorked bottle placed on this door -bottle 45 and raised up to contact with the shutter crown of the withdrawal tap 44, is pressurized and the wine is discharged therefrom by the tap cannula 44 into the wine tank 43.
To perform its various functions, the machine is connected to sources of liquor, C02 and air under appropriate pressures.
Of course, the present invention is not limited to the particular embodiments which have been described and numerous modifications can be made without departing from its scope.