CH695708A5 - Dispositif de dosage. - Google Patents

Description

  [0001] La présente invention concerne un dispositif de dosage modulaire, permettant de fournir des doses d'une substance fluide, en particulier d'un fluide de consistance visqueuse ou pâteuse, comme un lubrifiant ou un adhésif, ou bien d'une substance fluide chargée de particules en suspension, comme une pâte pour soudure, mais aussi de substances fluides non visqueuses, comme des médicaments sous forme liquide, ou tout autre produit à l'état fluide.

[0002] Le brevet européen EP 0 656 528 B1, du même demandeur, et qui est incorporé par référence à la présente demande, décrit un doseur volumétrique permettant de distribuer des doses très précises. Ce dispositif comprend un corps principal dans lequel est disposée une chambre de dosage à volume variable comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie.

   L'éjection du produit, ainsi que l'ouverture et la fermeture des orifices d'entrée et de sortie sont effectuée par le coulissement d'un piston de dosage et d'une goupille d'obturation, disposées à l'intérieur de la chambre de dosage. Deux vérins pneumatiques assurent le mouvement harmonisé du piston et de la goupille à chaque cycle de dosage. Dans ce dispositif la présence des deux vérins indépendants implique des dimensions importantes, surtout dans la direction des axes de coulissement.

[0003] Il est aussi connu d'effectuer l'ouverture et la fermeture des orifices d'entrée et de sortie par un axe de rotation, au lieu d'un axe de déplacement linéaire.

   Cette disposition permet de réaliser un doseur plus compact.

[0004] Dans le doseur compact décrit ci-dessus, la dose peut être réglée, dans une plage de volume assez limitée, avec l'ajustement de la course du piston de dosage. Si l'on souhaite des variations de volume importantes, il est nécessaire de remplacer le piston et l'axe de rotation du doseur avec des autres éléments dont les diamètres correspondent à la nouvelle dose recherchée. Cela implique en général que le doseur doit être renvoyé au constructeur, ce qui occasionne des coûts et des délais élevés. Pour le constructeur cette solution comporte la nécessité d'avoir en stock un grand nombre de parts différentes.

[0005] Il est courant de devoir fournir des doses multiples d'un produit en même temps.

   Ceci est normalement réalisé par des doseurs multiples, dans lesquels plusieurs blocs de dosage indépendants sont actionnés par un même axe ou groupe d'axes. Il est souvent nécessaire de modifier l'une ou l'autre des doses pour s'adapter aux variations normales du processus de production dans lequel le doseur est employé.

[0006] Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de dosage modulaire compact, permettant d'utiliser un ou plusieurs modules de dosage et de le changer avec facilité, et offrant une précision élevée, une grande flexibilité et une vaste gamme de combinaisons de doses.

   Ce but est atteint grâce aux dispositifs des revendications indépendantes.

[0007] L'invention est exposée ci-après de façon plus détaillée, à l'aide des dessins annexés comprenant les figures suivantes:
<tb>La fig. 1<sep>représente une coupe schématique partielle d'un dispositif de dosage selon la présente invention.


  <tb>La fig. 2<sep>représente une vue différente du même dispositif de dosage selon la présente invention.


  <tb>La fig. 3<sep>représente en détail l'axe de distribution du dispositif selon l'invention.


  <tb>La fig. 4 a, b, c, d<sep> représente schématiquement la position de l'axe de distribution pendant le cycle de fonctionnement du dispositif selon l'invention.


  <tb>La fig. 5<sep> représente un mode de réalisation de la présente invention comportant une multiplicité de modules doseurs.

[0008] Avec référence aux fig. 1 et 2, le dispositif de dosage comprend au moins un module de dosage interchangeable 1 comprenant un bloc de dosage 10, un axe de distribution 20 et un piston de dosage 30. Le bloc de dosage 10 de forme parallepipédique est fabriqué de préférence en aluminium, mais peut également être réalisé à partir de tout autre matériau, selon les besoins. Le bloc de dosage 10 est traversé par une ouverture cylindrique 11, dans laquelle l'axe de distribution 20 est inséré. L'axe de distribution 20, représenté en détail sur la fig. 3 et sur les fig. 4a-4d, est libre de tourner autour de son axe, de façon étanche, à l'intérieur de l'ouverture 11.

   Pour améliorer l'étanchéité et la durabilité de l'ensemble on peut interposer entre l'axe 20 et le bloc de dosage 10 une douille en un matériau approprié vissée, collée, chassée ou fixée d'une manière connue. L'étanchéité est ultérieurement assurée par des joints en élastomère situés dans les gorges 23. L'axe 20 est limité dans son mouvement axial par des moyens de maintien connus.

[0009] L'axe de distribution 20 est percé long de son diamètre par un canal cylindrique droit orthogonal à l'axe 20. Un deuxième canal cylindrique droit, orthogonal au premier canal et à l'axe 20, s'étend du point central du premier canal jusqu'à la surface latérale de l'axe de distribution 20.

   Les deux canaux et leurs trois ouvertures latérales 22 définissent un volume vide en forme de "T" à l'intérieur de l'axe de distribution, qui constitue la chambre de distribution 21.

[0010] La chambre de distribution 21 peut communiquer, selon la position de l'axe de distribution avec les volumes 15, 16, 17 réalisés dans le bloc de dosage 10.

   Ces volumes sont: un canal d'admission 15, en aval de l'ouverture 11, reliant la chambre de distribution 21 avec un réservoir contenant la substance à doser; un canal d'éjection 16, situé au dessous de l'ouverture 11, pour conduire la dose vers la buse de sortie; et une chambre de dosage 17 située au dessus de l'ouverture 11.

[0011] Les volumes 15, 16, 17 aboutissent dans l'ouverture 11 dans un même plan orthogonal à l'axe de ladite ouverture 11 sur trois positions qui correspondent aux ouvertures latérales 22 de la chambre de distribution 21. Ainsi il est possible, en tournant l'axe de distribution 20 de mettre la chambre de distribution en communication avec deux volumes à la fois.

[0012] Le piston de dosage 30 peut coulisser de manière étanche à l'intérieur de la chambre de dosage 17.

   Ici aussi on peut prévoir une douille de guidage, en un matériau approprié, vissée, collée, chassée ou fixée d'une manière connue à l'intérieur du bloc 10, ainsi que des joints en élastomère pour améliorer l'étanchéité et réduire l'usure. Le piston 30 est généralement réalisé en alliage dur, mais il peut aussi être fabriqué à partir de tout autre matériau métallique, plastique, céramique ou composite selon les cas.

[0013] La rotation de l'axe de distribution s'effectue par un actuateur pneumatique 110 de type connu. Un capteur de position angulaire 111 permet de sélectionner les deux positions de fonctionnement illustrées dans les fig. 4a et 4b.

   Il va de soi que la même fonction pourrait être accomplie par un autre mécanisme connu, comme par exemple un servomoteur ou un moteur pas-à-pas ou un actionnement hydraulique ou manuel.

[0014] Le piston de dosage 30 peut être déplacé entre une position haute et une position basse, à l'intérieur de la chambre de dosage 17, comme on le voit sur les fig. 4a et 4c. La course a du piston entre ces deux positions définit, avec la section s de la chambre 17, le volume d'une dose.

[0015] Le mouvement du piston 30 est imprimé par un vérin pneumatique 120 pouvant coulisser entre deux positions. Un réglage fin de la course a est possible par déplacement de la vis de réglage 31. Il est évident que d'autres moyens d'actionnement sont aussi possibles.

   En particulier, si on désire régler la course a du piston 30 de façon automatique, ou entre deux cycles de dosage, il est prévu de remplacer le vérin 110 avec un servomoteur électrique ou un moteur pas à pas, entraînant une vis sans fin ou un autre mécanisme similaire.

[0016] Un cycle de dosage se compose des quatre étapes détaillées dans la suite, avec référence aux fig. 4a-4d:
a) La chambre de distribution est reliée au canal d'admission 15 et à la chambre de dosage 17.

   Le piston de dosage 30, initialement en position basse, se déplace en position haute, remplissant un volume a X s de substance à doser depuis le canal d'admission 15.
b) L'axe de distribution est tourné de 90  , de façon à relier la chambre de dosage et le canal d'éjection.
c) Le piston de dosage descend en position basse, poussant un volume égal à a X s de substance à doser dans le canal d'éjection 16 vers la buse de sortie.
d) L'axe de distribution est tourné dans la position précédente, pour se préparer au cycle suivant.

[0017] Le bloc de dosage 10, l'axe de distribution 20 et le piston de dosage 30 constituent un module interchangeable 1 qui peut être facilement déconnecté et remplacé par un autre, simplement en agissant sur les vis de serrage 2 qui le serrent contre la plaque fixe 70.

   Lorsque une dose doit être modifiée au-delà de la possibilité de la vis de réglage 31, il est possible de remplacer le module de dosage 1 par un module comportant un calibre plus grand ou plus petit, selon la nécessité. Il est à noter que l'axe de distribution porte sur la base une rainure 25 qui correspond à une saillie sur la face avant du système d'entraînement 110, ce qui permet d'accoupler l'axe et l'arbre très aisément et assure que la chambre de distribution 21 se trouve au départ exactement dans la position angulaire désirée.

[0018] Afin de faciliter ultérieurement le remplacement, le canal d'admission 15 débouche sur la face arrière du bloc de dosage 10 et le canal d'alimentation 60 visible sur la fig.

   1 reliant le doseur au réservoir contenant la substance à doser est disposé à l'intérieur de la plaque fixe 70 avec son ouverture vis-à-vis de l'ouverture du canal d'admission 15 et entourée d'un joint disposé entre une gorge annulaire 71. De cette façon le serrage du module interchangeable connecte aussi de façon étanche le canal d'admission 15 avec l'alimentation.

[0019] Bien entendu, même si cela n'est pas prévu dans ce mode de réalisation particulier, il est possible de connecter aussi le canal d'éjection 16 de la même façon.

[0020] La fig. 5 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention où l'on produit trois doses simultanément.

   Les trois modules de dosage 1 sont rangés côté à côté, et leurs axes de dosage 20 portent des rainures 25 et des sailles 26 sur leur bases opposées, de façon à s'emboîter et à transmettre entre eux le mouvement de rotation, sans toutefois gêner le démontage d'un quelconque des modules interchangeables. Cette disposition permet de livrer des doses très précises même si elles sont quantitativement très différentes, ou bien de doser des produits différents, par exemple dans le but de réaliser un mélange où les composants doivent être dosés très précisément. Bien entendu il est possible de ranger un nombre de modules supérieure à trois, de façon analogue, pour obtenir un doseur capable de produire plus que trois doses simultanément.

[0021] Les avantages de la construction modulaire sont encore plus grands dans un doseur multiple.

   On peut assortir des modules de calibres différents et les arranger très rapidement dans un grand nombre de combinaisons. L'ajustement de la course et du calibre des pistons permet de réaliser un nombre infini de mélanges ou de dosages.

Claims (13)

1. Dispositif de dosage pour fournir des doses d'une substance fluide, notamment pour fournir des doses d'une substance visqueuse, pâteuse ou chargée, comprenant au moins un bloc de dosage (10) comportant une chambre de dosage (17) définissant le volume de la substance à doser, des moyens d'actionnement rotatifs (110) pour commuter entre des phases d'admission, de dosage et d'expulsion de ladite substance dans, respectivement hors, de ladite chambre de dosage (17), caractérisé en ce que ledit bloc de dosage (10) est fixé au dispositif de dosage par des moyens d'assemblage non permanents (2).

2. 2. Dispositif de dosage selon la revendication 1, comprenant une ouverture (11) traversant ledit bloc de dosage (10), relié à ladite chambre de dosage (17), un canal d'admission (15), un canal d'expulsion (16) disposés dans ledit bloc de dosage et chacun relié de façon indépendante à ladite ouverture (11), afin de permettre l'admission, l'expulsion et le dosage de la substance à doser, un axe de distribution (20), inséré dans ladite ouverture (11) et entraîné par lesdits moyens d'actionnement rotatifs(110), une chambre de distribution (21), disposée à l'intérieur dudit axe de distribution (20) et ouverte par des ouvertures latérales (22) sur la surface latérale dudit axe de distribution (20), un moyen d'actionnement linéaire (120) pour faire coulisser un piston de dosage (30) à l'intérieur de ladite chambre de dosage (17)

de façon à remplir un volume prédéterminé de la substance a doser à l'intérieur de la chambre de dosage (17) par ledit canal d'admission (15) et à éjecter ensuite ledit volume prédéterminé de la substance à doser par ledit canal d'expulsion (16), caractérisé en ce que le bloc de dosage (10), l'axe de distribution (20) et le piston de dosage (30) constituent un module interchangeable (1) fixé au dispositif de dosage par lesdits moyens d'assemblage non permanent (2).

3. Dispositif de dosage selon la revendication précédente où lesdits moyens d'actionnement rotatif (110), font tourner ledit axe de distribution (20) à l'intérieur de l'ouverture (11) de façon à relier ladite chambre de dosage (17), par lesdites ouvertures latérales (22), soit au canal d'admission (15) soit au canal d'expulsion (16).

4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel lesdits moyens d'assemblage non permanent (2) sont des vis.

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens d'actionnement rotatifs (110) et/ou lesdits moyens d'actionnement linéaire (120) sont constitués par un moteur électrique.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens d'actionnement rotatifs (110) et/ou les dits moyens d'actionnement linéaire (120) sont de type pneumatique.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens d'assemblage non permanent (2) permettent aussi de relier ledit canal d'admission (15) au réservoir contenant la substance à doser et/ou lesdits moyens d'assemblage non permanent (2) permettent aussi de relier ledit canal d'éjection (16) à une buse de sortie de la substance à doser.

8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, dans lequel une vis de réglage (31) est disposé entre le piston de dosage (30) et le moyen d'actionnement linéaire (120), permettant de modifier la course (a) du piston de dosage (30).

9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement linéaire (120) sont constitués par un moteur électrique entraînant une vis sans fin.

10. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs modules interchangeables (1).

11. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les plusieurs modules interchangeables (1) sont rangés côte à côte, et en ce que les axes de distribution (20) desdits plusieurs modules interchangeables (1) portent des rainures (25) et des sailles (26) sur leur bases, de façon à se transmettre entre eux le mouvement de rotation, sans toutefois gêner le démontage d'un quelconque des modules interchangeables (1).

12. Module de dosage (1) pour fournir des doses d'une substance fluide, notamment pour fournir des doses d'une substance visqueuse, pâteuse ou chargée dans un dispositif de dosage selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins un bloc de dosage (10) comportant une chambre de dosage (17) définissant le volume de la substance à doser et au moins un axe de distribution (20) apte à être tourné autour de son axe de symétrie, pour commuter entre des phases d'admission, de dosage et d'expulsion de ladite substance dans, respectivement hors, de ladite chambre de dosage (17), caractérisé en ce que ledit module de dosage (1) se fixe au dispositif de dosage par des moyens d'assemblage non permanents (2).

13. Module de dosage selon la revendication précédente, comprenant une ouverture (11) traversant ledit bloc de dosage (10), relié à ladite chambre de dosage (17) dans laquelle est inséré ledit axe de distribution (20), un canal d'admission (15), un canal d'expulsion (16) disposés dans ledit bloc de dosage et chacun relié de façon indépendante à ladite ouverture (11), afin de permettre l'admission, l'expulsion et le dosage de la substance à doser, une chambre de distribution (21), disposée à l'intérieur dudit axe de distribution (20) et ouverte par des ouvertures latérales (22) sur la surface latérale dudit axe de distribution (20), un moyen d'actionnement linéaire (120) pour faire coulisser un piston de dosage (30), à l'intérieur de ladite chambre de dosage (17)

de façon à remplir un volume prédéterminé de la substance a doser à l'intérieur de la chambre de dosage (17) par ledit canal d'admission (15) et à éjecter ensuite ledit volume prédéterminé de la substance à doser par ledit canal d'expulsion (16).