EP0993417B1 - Installation de conditionnement d'un produit dans des recipients fermes par un bouchon et dispositif de stockage dynamique de bouchons utilisable dans celle-ci - Google Patents

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EP0993417B1
EP0993417B1 EP98935076A EP98935076A EP0993417B1 EP 0993417 B1 EP0993417 B1 EP 0993417B1 EP 98935076 A EP98935076 A EP 98935076A EP 98935076 A EP98935076 A EP 98935076A EP 0993417 B1 EP0993417 B1 EP 0993417B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stoppers
containers
installation
supply
dynamic storage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98935076A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP0993417A1 (fr
Inventor
Philippe Derouault
Patrick Mie
Jean-Louis Pellegatta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sidel SA
Original Assignee
Sidel SA
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Filing date
Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0006—Conveying; Synchronising
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/02—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying flanged caps, e.g. crown caps, and securing by deformation of flanges
    • B67B3/06—Feeding caps to capping heads
    • B67B3/062—Feeding caps to capping heads from a magazine

Definitions

  • the present invention relates to improvements brought to product packaging facilities in containers closed by a cap and comprising in particular a filling machine suitable for filling containers empty receipts and a capper supplied with corks for closing of filled containers.
  • thermoplastic PET for example
  • PET thermoplastic
  • a blower for molding the containers from the heated preforms, followed by the filler and of the aforementioned capper.
  • a incident in the supply of corks requires, for the troubleshooting operation, stopping the whole installation.
  • Preforms in progress heating in the oven and during blowing in the mussels are then lost; moreover, having regard to the temperatures very high and with thermal inertia, the preforms present in the oven and the blow molds may to melt and / or stick to the walls of the molds, so that the restarting of the installation must be preceded by inspection and cleaning.
  • the object of the invention is therefore to propose an improvement in clean cork supply to avoid the aforementioned drawbacks and to make it shorter and less costly, in all its aspects, stopping an installation following a plug feeding incident.
  • an installation as mentioned in the preamble is essentially characterized, being arranged in accordance with the invention, in that it further comprises, upstream of the capper, a dynamic storage device caps suitable for driving the plugs with a step predetermined and without discontinuity, the number of caps present simultaneously in said storage device being at least equal to the number of containers present in a predetermined portion of the installation, means of control of the supply of plugs being provided upstream of the dynamic storage device and being arranged for check a container feeding device located upstream, preferably at the entrance, of the above portion predetermined installation, thanks to which everything container engaged in the predetermined portion of the installation corresponds a plug present in the device dynamic storage of plugs feeding the capper and, in the event of a plug supply incident upstream of the dynamic storage device, we control the power supply in containers of said predetermined portion of the installation while keeping the terminal part in operation of the installation at least until the incident be acquitted.
  • we control the feeding containers by interrupting the feeding of the containers upstream until the incident is acknowledged; alternately, instead of interrupting this supply, we regulate feeding corks by sliding or controlled offset from containers in particular when the offset relates to a small number (one or two for example) of plugs.
  • the predetermined portion of the installation includes at least the filler and the storage device capacity of caps is at least equal to the number of containers simultaneously present between the filler inlet and the entrance to the capper.
  • the invention applies to an online installation arranged for packaging of a product in containers of thermoplastic material (for example in PET) and comprising in particular, in upstream of the filler, a feed unit of preforms, a preform heating oven and a blower to produce containers from heated preforms; in this case, the above portion predetermined installation includes at least the furnace preform heating and the capacity of the device storing plugs is at least equal to the number of preforms simultaneously present in the oven.
  • said predetermined portion of the installation further includes at least the snowblower and that the capacity of the device storage of the plugs is at least equal to the number of containers (preforms, blanks or finished containers) present between the inlet of the oven and the outlet of the snowblower.
  • said predetermined portion of the installation further includes the filler and capper and that the capacity of the cork storage device is at least equal to the number of containers (preforms, blanks or empty or filled completed containers) present between the inlet of the oven and the inlet of the capper.
  • the means supply control plugs are arranged for regulate the supply of plugs in the event of an incident in feeding of containers (preforms, blanks, or containers completed or filled), for example either by blocking feeding corks, either by causing slippage caps relative to the containers.
  • the dynamic storage device of plugs can in principle be arranged anyway appropriate, however it is particularly desirable that it extends approximately vertically so that occupy a minimum surface in vertical projection and not not lead to a thoughtless increase in dimensions of the installation.
  • FIG. 1 there is shown, very schematically, the arrangement of principle of an installation designed in accordance with the invention for the packaging of a product, in particular a liquid or flowing product, in containers such as bottles, flasks, cans, etc.- with a neck and closed by a cap.
  • This installation includes for this purpose a filling machine 1 suitable for filling containers empty receipts (arrow 2) and to which is attached a capper 3 supplied with plugs (arrow 4) for closing of the filled containers which are then evacuated (arrow 5).
  • a device 6 for dynamic storage of stoppers which is suitable for driving towards the corker the corks one after the other with a predetermined step and without discontinuity.
  • the number of plugs present simultaneously in the storage device 6 is at least equal to the number containers present in a predetermined portion of installation: this predetermined portion may include at least any functional unit 7 of the installation located on the container supply line upstream of filler 1, and can also include the filler 1 herself; the predetermined portion 7 is at the very least constituted by the means for introducing the containers into filler 1, but a concrete example will be given more far with reference to figure 2.
  • control means 8 Upstream, and preferably at the entrance of the device storage 6 are provided control means 8 arranged to control the supply of corks and detect any anomaly in the supply of corks (absence of a plug, tangled plugs, plugs in reverse position, ).
  • the control means 8 are connected to a unit management 9 which in particular controls a device 10 for control and detection of container feeding of the predetermined portion 7 of the installation (control of operation of the transporter for example): in case incident of cork supply detected by the means 8, the unit 9 controls (for example blocks) the supply of containers until acknowledgment of the feeding incident, by controlling the device 10 appropriately.
  • filler 1 continues concomitantly to operate so as to exhaust all receptacles located, when the chain is blocked at 10, in the predetermined portion 7 of the installation. All these filled containers can be capped with the stock of plugs which is present in the device dynamic storage 6.
  • the aforementioned predetermined portion 7 of the installation includes the filling machine 1: the capacity of the storage device 6 is then at least equal to the number containers present simultaneously between the entry of the filler and the entrance to the capper. Detection in 8 of a plug supply anomaly causes in 10 stopping the feeding of containers at the entrance to the filler.
  • thermoplastic material for example in PET
  • This installation then notably includes, as illustrated in fig. 2, a preform supply unit 11, an oven 12 preform heater and a blower 13 for produce, by blowing or stretch-blowing preforms hot in molds, finished containers that are then routed to filler 1, where associated a capper 3 supplied with corks through a device 6 for dynamic storage of stoppers in accordance in the diagram of fig. 1.
  • the aforementioned predetermined portion of the installation can comprise at least the preform heating furnace 12: the capacity in plugs of the storage device 6 is then at least equal the number of containers (here heated preforms) present simultaneously in the oven.
  • the detection in 8 of a supply anomaly in plugs causes the preform supply to stop in 10 at the entrance to oven 12. However, all of the the installation located downstream of the shutdown device 10 continues to operate until discharged from the oven 12 from all heated preforms.
  • the predetermined portion of the installation simultaneously includes the oven 12 and the blower 13 as shown schematically in 7b in FIG. 2, and that the capacity of the storage device 6 is at least equal to the number containers (preforms, blanks or finished containers) present simultaneously between the inlet of the furnace 12 and the outlet of the blower 13.
  • the containers are closed immediately after filling; if the filling has not followed the filling quickly, the containers and their contents must be discarded.
  • the installation it is desirable to arrange the installation so that the aforementioned predetermined portion simultaneously includes the oven 12, the blower 13, the filler 1 and the capper 3 as shown schematically in 7 c in FIG. 2 and that the capacity of the storage device 6 is at least equal to the number of containers (preforms, blanks and finished containers empty or filled) located between the inlet of the oven 12 and the inlet of the capper 3.
  • the cork storage device that comes to be described can also be arranged to ensure the management of the supply of corks in the event of an incident in feeding containers: for this purpose, the aforementioned device 10, located upstream of the portion predetermined 7 of the installation, or arranged to detect the containers being fed and transmit the information to the management unit 9 so that it controls so suitable the device 8 further arranged, for its part, to manage the supply of plugs at the device inlet storage 6: either unit 9 controls device 8 to stop the arrival of plugs in the storage 6 thanks to the use of means including one example will be given later under the mode of preferred embodiment illustrated in FIG. 4, i.e. unit 9 controls a slowing down of the supply of so as to cause the caps to slip or shift compared to the containers (especially when the offset relates to a low number) or any other equivalent action not causing the actual shutdown of the diet in caps.
  • the aforementioned device 10 located upstream of the portion predetermined 7 of the installation, or arranged to detect the containers being fed and transmit the information to the management unit 9 so that it
  • the dynamic cork storage system can be of any type suitable to meet the requirements mentioned above.
  • the number of plugs which it is required to contain dynamically can be very high: in the last aforementioned case, the number of plugs to be held in reserve in correspondence with the number of containers present in the 7 c portion of the installation can be very large and reach for example several hundred. Under these conditions, a device for dynamic storage of plugs having a horizontal extension alone would be very bulky and therefore costly in terms of floor space occupied.
  • the dynamic storage device 6 comprises means for supplying stoppers constituted in particular by a slide 14 for supplying plugs in line to each other following others from a bulk diet and a disentangling, positioning unit (opening towards up or preferably opening down) and putting in line (not shown).
  • gripping means 15 grab the plugs one by one, keeping them apart each other with a predetermined step, to bring them to the next device.
  • the means of gripping 15 include a rotating wheel 16 of axis vertical 17 which is peripherally provided with a multiplicity of notches 18.
  • a circular arc guide 19, located at sight of the wheel 16, keeps the plugs in the respective notches 18, the guide in an arc having a about half a turn.
  • the gripping means 15 supply the device dynamic storage proper or buffer reserve of caps designated as a whole by the reference 20; this device comprises a vertical central barrel 21 and a peripheral helical track 22.
  • the central barrel 21 is arranged vertically and provided with a vertical rotation shaft 23. Its peripheral face is provided with a multiplicity of vertical recesses parallel 24, in the form of successive grooves, extending over its entire height.
  • the fixed helical track 22 closely surrounds the barrel 21 by winding over the entire height thereof and its outer edge is provided with a retaining rim 25 and guiding the plugs.
  • the conjunction of the vertical recesses 24 of the barrel 21 and helical track 22 defines a multiplicity of fugitive dwellings 26 with dual mobility rotating and sliding vertically, which are suitable for each house a cap and train the caps of a end to end of the helical runway 22.
  • the number of these housings 26 is a function of the diameter of the barrel 21, of the number of vertical recesses 24 on its external face, no winding of the helical track 22 and the device height. It will be noted in particular that, for a size given in vertical projection and all things equal, the capacity of the device can be modulated by varying its height and / or the pitch of the helical track.
  • the spacing pitch of the notches 18 of the wheel 16 and the spacing pitch of the vertical recesses 24 of barrel 21 are equal, and wheel 16 and barrel 21 rotate in synchronism so that all the notches 18 of the wheel 16 loaded with respective caps discharge successively in all the housings 26 defined by the recesses 24 of the barrel 21.
  • gripping means 27 which can be analogous to the means 15 arranged in head of the device, and consisting of a wheel 28 with notches 29 rotating around a vertical axis 30, this wheel being accompanied by a guide 31 in an arc.
  • the axes 17, 23 and 30 are driven in synchronism, not only with each other, but also with others installation organs. Therefore, there is no need to provide a specific motorization for the dynamic storage 6 and the drive is provided by a system of belts, chains or the like, designated at 32 in FIG. 3, or alternatively one implements several motor means slaved to each other, in particular when you want to cause a slip between the plug and container feeds as mentioned higher in the event of a container feeding incident.
  • the arrangement of the device 20 offers the advantage to identify the locations occupied by traffic jams successive, and therefore to ensure that, all the dwellings 26 being occupied, the device effectively contains the number of plugs needed to feed everyone the containers present at a given moment in the portion determined 7 of the installation. In addition it is possible, if necessary, carry out a visual check to ensure that all the housings 26 are effectively occupied.
  • this device and its control associated, it is possible to anticipate the effects of a anomaly in the supply of plugs, and to make so that a shutdown of the installation required to process this anomaly does not otherwise cause other effects unfavorable increasing the cost of the incident.
  • the management unit 9 is capable of causing stopping the supply of plugs on wheel 16: at this indeed, there is either a door (such as a locking finger) at the upstream end of the guide 19, or, as shown in the FIG. 4, a section 33 of the guide that can deviate radially of the periphery of the wheel under the action of an organ drive 34 controlled by a motor 35 placed under the dependent on the management unit 9, thanks to which the plugs are ejected by the guide section 33 in position opened.
  • a door such as a locking finger

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Description

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux installations de conditionnement d'un produit dans des récipients fermés par un bouchon et comprenant notamment une remplisseuse propre à remplir des récipients reçus vides et une boucheuse alimentée en bouchons pour la fermeture des récipients remplis.
Dans les installations de conditionnement telles que précitées, un incident survenant dans l'approvisionnement des bouchons à la boucheuse peut avoir de graves incidences sur la ligne principale d'acheminement des récipients, et/ou peut entraíner la perte d'un nombre conséquent de récipients à un stade quelconque, et/ou peut entraíner une perte conséquente du produit à conditionner.
C'est le cas, en particulier, dans les installations de conditionnement de produit dans des récipients en matière thermoplastique (PET par exemple) qui inclut en ligne une alimentation en préformes, un four de chauffage des préformes et une souffleuse pour le moulage des récipients à partir des préformes chauffées, suivie de la remplisseuse et de la boucheuse précitées. Dans ce type d'installation, un incident survenant dans l'approvisionnement en bouchons nécessite, pour l'opération de dépannage, l'arrêt de l'ensemble de l'installation. Les préformes en cours de chauffage dans le four et en cours de soufflage dans les moules sont alors perdues ; en outre, eu égard aux températures très élevées et aux inerties thermiques, les préformes présentes dans le four et les moules de soufflage risquent de fondre et/ou de coller aux parois des moules, de sorte que la remise en fonctionnement de l'installation doit être précédée d'une inspection et d'un nettoyage.
En outre, pour les installations de conditionnement en milieu aseptique ou de conditionnement de produits volatils par exemple, il est préférable que le bouchage intervienne dès la fin du remplissage du récipient ; sinon le caractère aseptique du produit ne peut plus être assuré ou le produit volatil se disperse : les récipients et leur contenu ne peuvent pas être utilisés et sont perdus.
Or, il s'avère en pratique que de nombreux incidents dans l'alimentaiton en bouchons surviennent en aval de la boucheuse (par exemple deux bouchons coincés l'un dans l'autre, mauvais positionnement, ...). Ces incidents pourraient donc être détectés bien avant que le bouchon non utilisable parvienne sur le dispositif de bouchage proprement dit et il deviendrait alors possible d'anticiper l'incident au niveau du fonctionnement du reste de l'installation et d'éviter des pertes en produit de remplissage et/ou en récipient, voire un endommagement de l'installation.
L'invention a donc pour but de proposer un perfectionnement dans l'alimentation en bouchons propre à éviter les inconvénients précités et à rendre moins long et moins coûteux, dans tous ses aspects, l'arrêt d'une installation à la suite d'un incident d'alimentation en bouchon.
A cette fin, une installation telle que mentionnée au préambule se caractérise essentiellement, étant agencée conformément à l'invention, en ce qu'elle comprend en outre, en amont de la boucheuse, un dispositif de stockage dynamique des bouchons propre à entraíner les bouchons avec un pas prédéterminé et sans discontinuité, le nombre des bouchons présents simultanément dans ledit dispositif de stockage étant au moins égal au nombre des récipients présents dans une portion prédéterminée de l'installation, des moyens de contrôle de l'alimentation en bouchons étant prévus en amont du dispositif de stockage dynamique et étant agencés pour contrôler un dispositif d'alimentation en récipients situé en amont, de préférence à l'entrée, de la susdite portion prédéterminée de l'installation, ce grâce à quoi à tout récipient engagé dans la portion prédéterminée de l'installation correspond un bouchon présent dans le dispositif de stockage dynamique de bouchons alimentant la boucheuse et, en cas d'incident d'alimentation en bouchons en amont du dispositif de stockage dynamique, on contrôle l'alimentation en récipients de ladite portion prédéterminée de l'installation tout en maintenant en fonctionnement la partie terminale de l'installation au moins jusqu'à ce que l'incident soit acquitté.
On constitue ainsi, en amont du dispositif de bouchage, un réservoir tampon de bouchons qui sont individualisés et en nombre connu, de sorte qu'on réduit considérablement à ce niveau les risques d'incident dans la fourniture des bouchons jusqu'au dispositif de bouchage et que, en cas d'incident en amont de ce réservoir tampon, on est en mesure de pouvoir continuer à traiter tous les récipients présents dans ladite partie prédéterminée de l'installation. De préférence, on contrôle l'alimentation des récipients en interrompant l'alimentation des récipients en amont jusqu'à l'acquittement de l'incident ; alternativement, au lieu d'interrompre cette alimentation, on régule l'alimentation en bouchons en effectuant un glissement ou décalage contrôlé par rapport aux récipients notamment lorsque le décalage porte sur un nombre faible (un ou deux par exemple) de bouchons.
Dans une mise en oeuvre possible, de l'invention, la portion prédéterminée de l'installation comprend au moins la remplisseuse et la capacité du dispositif de stockage de bouchons est au moins égale au nombre des récipients simultanément présents entre l'entrée de la remplisseuse et l'entrée de la boucheuse.
Dans une autre mise en oeuvre, l'invention s'applique à une installation en ligne agencée pour le conditionnement d'un produit dans des récipients en matériau thermoplastique (par exemple en PET) et comprenant notamment, en amont de la remplisseuse, une unité d'alimentation de préformes, un four de chauffage des préformes et une souffleuse pour produire des récipients à partir des préformes chauffées ; dans ce cas, la susdite portion prédéterminée de l'installation comprend au moins le four de chauffage des préformes et la capacité du dispositif de stockage des bouchons est au moins égale au nombre des préformes simultanément présentes dans le four.
Il peut, en outre, être très souhaitable que ladite portion prédéterminée de l'installation comprenne en outre au moins la souffleuse et que la capacité du dispositif de stockage des bouchons soit au moins égale au nombre des récipients (préformes, ébauches ou récipients achevés) présents entre l'entrée du four et la sortie de la souffleuse.
Finalement, au moins pour certains domaines d'application (conditionnement aseptique par exemple), il peut être intéressant que ladite portion prédéterminée de l'installation comprenne en outre la remplisseuse et la boucheuse et que la capacité du dispositif de stockage des bouchons soit au moins égale au nombre des récipients (préformes, ébauches ou récipients achevés vides ou remplis) présents entre l'entrée du four et l'entrée de la boucheuse.
On recueille ainsi l'avantage considérable d'éviter une perte de récipients remplis mais non bouchés (remplissage aseptique), une perte de récipients en cours de fabrication (souffleuse/remplisseuse en ligne), un nettoyage des unités chaudes (four, moules de soufflage), et finalement l'acquittement de l'incident peut être effectué sans arrêt de l'installation : aussitôt après acquittement, l'alimentation en récipients peut redémarrer normalement.
Dans un mode de réalisation perfectionné, les moyens de contrôle de l'alimentation en bouchons sont agencés pour réguler l'alimentation en bouchons en cas d'incident dans l'alimentation des récipients (préformes, ébauches, ou récipients achevés ou remplis), par exemple soit en bloquant l'alimentation en bouchons, soit en provoquant un glissement des bouchons par rapport aux récipients.
Bien que le dispositif de stockage dynamique de bouchons puisse en principe être agencé de toute manière appropriée, il est toutefois particulièrement souhaitable qu'il s'étende approximativement verticalement de façon à occuper une surface minimale en projection verticale et à ne pas entraíner un accroissement inconsidéré des dimensions générales de l'installation.
Selon un autre de ses aspects, l'invention se rapporte également à un agencement particulier intéressant d'un dispositif de stockage dynamique d'un nombre prédéterminé de bouchons destinés à la fermeture au défilé de récipients remplis, ce dispositif étant destiné à être utilisé notamment dans une installation telle que précitée au paragraphe précédent et comportant :
  • des moyens d'alimentation en bouchons prépositionnés et disposés les uns à la suite des autres,
  • des moyens transporteurs déplaçant les bouchons sur une trajectoire ayant une longueur fonction du susdit nombre prédéterminé de bouchons,
  • et des moyens de prélèvement situés à la sortie desdits moyens transporteurs pour saisir les bouchons un à un.
Un tel dispositif, agencé selon l'invention, se caractérise essentiellement en ce que les moyens transporteurs comprennent :
  • un barillet tournant autour d'un axe vertical et possédant, sur sa face périphérique, une multiplicité d'évidements verticaux parallèles, et
  • une piste hélicoïdale fixe entourant étroitement le barillet sur toute la hauteur de celui-ci et propre à supporter des bouchons par ailleurs partiellement engagés individuellement dans les susdits évidements respectifs du barillet de manière à être entraínés sur la trajectoire hélicoïdale définie par la piste lorsque le barillet tourne,
  • le nombre de tours de la piste hélicoïdale et le nombre des évidements verticaux constitués sur la périphérie du barillet définissant le susdit nombre prédéterminé de bouchons présents simultanément dans le dispositif.
On conçoit que, grâce aux dispositions de l'invention, il est possible de constituer un réservoir tampon de bouchons ayant une capacité qui peut être très élevée, en fonction du diamètre du barillet et du nombre des évidements verticaux présents sur la périphérie de celui-ci, et surtout, pour un diamètre donné du barillet, fonction de la hauteur de celui-ci. En particulier, il est possible de constituer un réservoir d'une contenance très élevée bien que n'occupant peu de place en projection verticale et donc peu encombrant. Sa structure est simple et fait appel à des pièces mécaniques courantes. Son entraínement, qui doit être synchronisé avec celui du dispositif de bouchage et du reste de l'installation, peut ne pas nécessiter une motorisation spécifique et peut être obtenu par un renvoi de mouvement traditionnel (chaíne, courroie,...).
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
  • la figure 1 est un schéma très simplifié d'une installation de remplissage/bouchage agencée conformément à l'invention en mettant en oeuvre un dispositif de stockage dynamique de bouchons ;
  • la figure 2 est un schéma très simplifié d'une installation de chauffage/soufflage/remplissage/bouchage agencée conformément à l'invention en mettant en oeuvre un dispositif de stockage dynamique de bouchons ; et
  • les figures 3 et 4 sont des vues respectivement de côté et de dessus d'un dispositif de stockage dynamique de bouchons agencé conformément à l'invention.
En se reportant tout d'abord à la figure 1, il y est représenté, de façon très schématique, l'agencement de principe d'une installation conçue conformément à l'invention pour le conditionnement d'un produit, notamment d'un produit liquide ou coulant, dans des récipients -tels que bouteilles, flacons, bidons, etc.- présentant un col et fermés par un bouchon. Cette installation comprend notamment à cet effet une remplisseuse 1 propre à remplir des récipients reçus vides (flèche 2) et à laquelle est adjointe une boucheuse 3 alimentée en bouchons (flèche 4) pour la fermeture des récipients remplis qui sont ensuite évacués (flèche 5).
En amont de la boucheuse 3 est prévu selon l'invention un dispositif 6 de stockage dynamique des bouchons qui est propre à entraíner vers la boucheuse les bouchons les uns à la suite des autres avec un pas prédéterminé et sans discontinuité. Le nombre des bouchons présents simultanément dans le dispositif de stockage 6 est au moins égal au nombre des récipients présents dans une portion prédéterminée de l'installation : cette portion prédéterminée peut comprendre au moins toute unité fonctionnelle 7 de l'installation située sur la ligne d'alimentation en récipients en amont de la remplisseuse 1, et peut inclure également la remplisseuse 1 elle-même ; la portion prédéterminée 7 est à tout le moins constituée par les moyens d'introduction des récipients dans la remplisseuse 1, mais un exemple concret sera donné plus loin en référence à la figure 2.
En amont, et de préférence à l'entrée du dispositif de stockage 6 sont prévus des moyens de contrôle 8 agencés pour contrôler l'alimentation en bouchons et détecter toute anomalie dans l'approvisionnement en bouchons (absence d'un bouchon, bouchons emmêlés, bouchons en position renversée,...). Les moyens de contrôle 8 sont reliés à une unité de gestion 9 qui notamment commande un dispositif 10 de contrôle et de détection d'alimentation en récipients de la portion prédéterminée 7 de l'installation (commande de fonctionnement du transporteur par exemple) : en cas d'incident d'alimentation en bouchons détecté par les moyens 8, l'unité 9 contrôle (par exemple bloque) l'alimentation en récipients jusqu'à acquittement de l'incident d'alimentation, en commandant le dispositif 10 de façon appropriée.
Dans cet agencement, à tout récipient introduit dans la portion prédéterminée 7 de l'installation (quel que soit le type du récipient : récipient achevé prêt à être rempli, ou préforme destinée à la fabrication d'un récipient devant ensuite être rempli, ou encore ébauche d'un récipient en cours de fabrication et devant ensuite être rempli) correspond de façon certaine un bouchon présent dans le dispositif de stockage dynamique de bouchons 6 alimentant la boucheuse 3.
En cas d'incident, la remplisseuse 1 continue concomittamment à fonctionner de manière à épuiser tous les récipients situés, au moment du blocage de la chaíne en 10, dans la portion prédéterminée 7 de l'installation. Tous ces récipients remplis peuvent être bouchés avec le stock de bouchons qui se trouve présent dans le dispositif de stockage dynamique 6.
L'arrêt de l'alimentation en récipients pour remédier au défaut d'alimentation en bouchons s'effectue donc sans perte du produit à conditionner, sans perte de récipients, et sans risque d'endommagement de l'installation comme cela sera exposé plus loin.
Selon une première possibilité d'agencement de l'installation, la portion prédéterminée précitée 7 de l'installation comprend la remplisseuse 1 : la capacité du dispositif de stockage 6 est alors au moins égale au nombre des récipients présents simultanément entre l'entrée de la remplisseuse et l'entrée de la boucheuse. La détection en 8 d'une anomalie d'alimentation en bouchons provoque en 10 l'arrêt de l'alimentation en récipients à l'entrée de la remplisseuse.
Les dispositions qui viennent d'être décrites trouvent une application particulièrement intéressante dans une installation agencée pour le conditionnement d'un produit dans des récipients en matériau thermoplastique (par exemple en PET) qui inclut en ligne toutes les opérations de fabrication du récipient et le remplissage/bouchage. Cette installation comprend alors notamment, comme illustré à la fig. 2, une unité 11 d'alimentation en préformes, un four 12 de chauffage des préformes et une souffleuse 13 pour produire, par soufflage ou étirage-soufflage des préformes chaudes dans des moules, des récipients achevés qui sont ensuite acheminés vers la remplisseuse 1, à laquelle est associée une boucheuse 3 alimentée en bouchons à travers un dispositif 6 de stockage dynamique de bouchons conformément au schéma de la fig. 1.
Dans ce cas, la portion prédéterminée précitée de l'installation, désignée par la référence 7a sur la figure 2, peut comprendre au moins le four de chauffage des préformes 12 : la capacité en bouchons du dispositif de stockage 6 est alors au moins égale au nombre des récipients (ici des préformes chauffées) présentes simultanément dans le four.
La détection en 8 d'une anomalie d'alimentation en bouchons provoque en 10 l'arrêt d'alimentation en préformes à l'entrée du four 12. Toutefois, toute la partie de l'installation située en aval du dispositif d'arrêt 10 continue à fonctionner jusqu'à évacuation hors du four 12 de toutes les préformes chauffées.
On évite ainsi que des préformes soient immobilisées dans le four et soient surchauffées avec le risque de fusion et de calcination du matériau plastique ; on écarte la contrainte de nettoyage qui en résulte ; on évite également la perte d'un nombre important de préformes, car toutes les préformes introduites dans le four sont ensuite transformées en récipients, remplies et bouchées.
Toutefois, un risque analogue existe également au sein de la souffleuse dans laquelle le matériau plastique chaud risque d'adhérer à la paroi des moules en cas de contact prolongé. Il est donc prudent de faire en sorte que la portion prédéterminée de l'installation inclue simultanément le four 12 et la souffleuse 13 comme schématisé en 7b sur la figure 2, et que la capacité du dispositif de stockage 6 soit au moins égale au nombre des récipients (préformes, ébauches ou récipients achevés) présents simultanément entre l'entrée du four 12 et la sortie de la souffleuse 13.
Enfin, au moins pour certaines applications (remplissage aseptique ou produits volatils par exemple), il est nécessaire que les récipients soient fermés immédiatement après leur remplissage ; si le bouchage n'a pas suivi rapidement le remplissage, les récipients et leur contenu doivent être mis au rebut. Pour éviter cette perte, il est souhaitable d'agencer l'installation de manière que la portion prédéterminée précitée inclue simultanément le four 12, la souffleuse 13, la remplisseuse 1 et la boucheuse 3 comme schématisé en 7c à la figure 2 et que la capacité du dispositif de stockage 6 soit au moins égale au nombre des récipients (préformes, ébauches et récipients achevés vides ou remplis) situés entre l'entrée du four 12 et l'entrée de la boucheuse 3.
Le dispositif de stockage des bouchons qui vient d'être décrit peut également être agencé pour assurer la gestion de l'alimentation en bouchons en cas d'incident dans l'alimentation en récipients : à cet effet, il convient que le dispositif 10 précité, situé en amont de la portion prédéterminée 7 de l'installation, soit agencé pour détecter les récipients alimentés et transmettre les informations à l'unité de gestion 9 afin que celle-ci contrôle de façon appropriée le dispositif 8 agencé en outre, de son côté, pour gérer l'alimentation en bouchons à l'entrée du dispositif de stockage 6 : soit l'unité 9 commande le dispositif 8 pour arrêter l'arrivée des bouchons dans le dispositif de stockage 6 grâce à la mise en oeuvre de moyens dont un exemple sera donné plus loin dans le cadre du mode de réalisation préféré illustré à la fig. 4, soit l'unité 9 commande un ralentissement de l'alimentation en bouchons de manière à provoquer un glissement ou décalage des bouchons par rapport aux récipients (notamment lorsque le décalage porte sur un nombre faible) ou toute autre action équivalente n'entraínant pas l'arrêt proprement dit de l'alimentation en bouchons.
Le dispositif de stockage dynamique des bouchons peut être de tout type propre à satisfaire aux exigences mentionnées plus haut.
Cependant, on conçoit que le nombre des bouchons qu'il est amené à contenir dynamiquement peut être très élevé : dans le dernier cas précité, le nombre des bouchons à tenir en réserve en correspondance avec le nombre des récipients présents dans la portion 7c de l'installation peut être très important et atteindre par exemple plusieurs centaines. Dans ces conditions, un dispositif de stockage dynamique de bouchons ayant une extension horizontale seule serait très encombrant et donc coûteux en surface occupée au sol.
Il est donc indispensable, pour ne pas accroítre inconsidérément le développement horizontal de l'installation, de concevoir un dispositif de stockage à extension verticale et de relativement faible surface en projection verticale. L'invention propose un tel dispositif qui est représenté sur les figures 3 et 4.
Le dispositif de stockage dynamique 6 comprend des moyens d'alimentation en bouchons constitués notamment par un toboggan 14 d'amenée des bouchons en file les uns à la suite des autres en provenance d'une alimentation en vrac et d'une unité de démêlage, de positionnement (ouverture vers le haut ou de préférence ouverture vers le bas) et de mise en file (non montrées).
En bas du toboggan, des moyens de préhension 15 saisissent les bouchons un par un, en les maintenant écartés les uns des autres d'un pas prédéterminé, pour les amener au dispositif suivant. Dans l'exemple représenté, les moyens de préhension 15 comprennent une roue tournante 16 d'axe vertical 17 qui est munie périphériquement d'une multiplicité d'encoches 18. Un guide en arc de cercle 19, situé en regard de la roue 16, maintient les bouchons dans les encoches 18 respectives, le guide en arc de cercle ayant une étendue d'environ un demi-tour.
Les moyens de préhension 15 alimentent le dispositif de stockage dynamique proprement dit ou réserve tampon de bouchons désigné dans son ensemble par la référence 20 ; ce dispositif comporte un barillet central vertical 21 et une piste hélicoïdale périphérique 22.
Le barillet central 21 est disposé verticalement et pourvu d'un arbre vertical de rotation 23. Sa face périphérique est pourvue d'une multiplicité d'évidements verticaux parallèles 24, en forme de gorges successives, s'étendant sur toute sa hauteur.
La piste hélicoïdale fixe 22 entoure étroitement le barillet 21 en s'enroulant sur toute la hauteur de celui-ci et son bord externe est pourvu d'un rebord 25 retenant et guidant les bouchons.
La conjonction des évidements verticaux 24 du barillet 21 et de la piste hélocoïdale 22 définit une multiplicité de logements fugitifs 26 à double mobilité tournante et glissante verticalement, qui sont propres à abriter chacun un bouchon et à entraíner les bouchons d'une extrémité à l'autre de la piste hélicoïdale 22. Le nombre de ces logements 26 est fonction du diamètre du barillet 21, du nombre des évidements verticaux 24 sur sa face externe, du pas d'enroulement de la piste hélicoïdale 22 et de la hauteur du dispositif. On notera notamment que, pour un encombrement donné en projection verticale et toutes choses égales par ailleurs, la capacité du dispositif peut être modulée en faisant varier sa hauteur et/ou le pas de la piste hélicoïdale.
Dans le cas représenté, le déplacement des bouchons sur la piste hélicoïdale inclinée 22 sous l'action d'entraínement du barillet tournant 21 s'effectue dans le sens descendant. De ce fait l'amenée des bouchons s'effectue à la partie haute du dispositif comme illustré sur les figures 3 et 4.
Enfin on remarquera, comme visible à la figure 4, que l'extrémité du guide 19 précité s'étend, au-delà du contour de la roue 16, jusqu'à l'intérieur de la piste hélicoïdale 22 en regard du début du rebord 25 de celle-ci, de manière qu'à cet endroit les bouchons soient forcés à s'engager entre le guide 19 et le rebord 25 afin de quitter la roue 16 et de s'engager sur la piste 22.
De préférence le pas d'espacement des encoches 18 de la roue 16 et le pas d'espacement des évidements verticaux 24 du barillet 21 sont égaux, et la roue 16 et le barillet 21 tournent en synchronisme de façon que toutes les encoches 18 de la roue 16 chargées en bouchons respectifs se déchargent successivement dans tous les logements 26 définis par les évidements 24 du barillet 21.
Une fois parvenus à la base de la piste hélicoïdale 22, les bouchons sont saisis par des moyens de préhension 27, qui peuvent être analogues aux moyens 15 disposés en tête du dispositif, et constitués d'une roue 28 à encoches 29 tournant autour d'un axe vertical 30, cette roue étant accompagnée d'un guide 31 en arc de cercle.
Les axes 17, 23 et 30 sont entraínés en synchronisme, non seulement entre eux, mais aussi avec les autres organes de l'installation. De ce fait, il n'est pas besoin de prévoir une motorisation spécifique pour le dispositif de stockage dynamique 6 et l'entraínement est procuré par un système de courroies, chaínes ou analogues, désignées en 32 sur la figure 3, ou alternativement on met en oeuvre plusieurs moyens moteurs asservis entre eux notamment lorsqu'on souhaite provoquer un glissement entre les alimentations en bouchons et en récipients comme mentionné plus haut en cas d'incident d'alimentation en récipients.
L'agencement du dispositif 20 offre l'avantage d'individualiser les emplacements occupés par les bouchons successifs, et donc d'assurer que, tous les logements 26 étant occupés, le dispositif renferme effectivement le nombre de bouchons nécessaires pour l'alimentation de tous les récipients présents à un instant donné dans la portion déterminée 7 de l'installation. En outre il est possible, si nécessaire, d'effectuer un contrôle visuel pour s'assurer que tous les logements 26 sont effectivement occupés.
Grâce à ce dispositif et à la commande qui lui est associé, il est possible d'anticiper les effets d'une anomalie de l'approvisionnement en bouchons, et de faire en sorte qu'un arrêt de l'installation nécessaire pour traiter cette anomalie ne provoque pas par ailleurs d'autres effets défavorables accroissant le coût de l'incident.
Par ailleurs, en cas d'incident d'alimentation en récipients, l'unité de gestion 9 est apte à provoquer l'arrêt de l'alimentation en bouchons sur la roue 16 : à cet effet, on prévoit soit une porte (tel un doigt de blocage) à l'extrémité amont du guide 19, soit, comme représenté à la figure 4, un tronçon 33 de guide pouvant s'écarter radialement de la périphérie de la roue sous l'action d'un organe d'entraínement 34 commandé par un moteur 35 placé sous la dépendante de l'unité de gestion 9, ce grâce à quoi les bouchons sont éjectés par le tronçon de guide 33 en position ouverte.
Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims (11)

  1. Installation de conditionnement d'un produit dans des récipients fermés par un bouchon et comprenant notamment une remplisseuse (1) propre à remplir des récipients reçus vides et une boucheuse (3) alimentée en bouchons pour la fermeture des récipients remplis,
    caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, en amont de la boucheuse (3), un dispositif (6) de stockage dynamique des bouchons propre à entraíner les bouchons avec un pas prédéterminé et sans discontinuité, le nombre des bouchons présents simultanément dans ledit dispositif de stockage dynamique (6) étant au moins égal au nombre des récipients présents dans une portion prédéterminée (7) de l'installation, des moyens (8) de contrôle de l'alimentation en bouchons étant prévus en amont du dispositif de stockage dynamique (6) et étant agencés pour contrôler un dispositif (10) d'alimentation en récipients situé en amont de la susdite portion prédéterminée (7) de l'installation, ce grâce à quoi à tout récipient engagé dans la portion prédéterminée de l'installation correspond un bouchon présent dans le dispositif (6) de stockage dynamique de bouchons alimentant la boucheuse (3) et, en cas d'incident d'alimentation en bouchons en amont du dispositif de stockage dynamique (6), on contrôle (9, 10) l'alimentation en récipients de ladite portion prédéterminée (7) de l'installation tout en maintenant en fonctionnement la partie terminale de l'installation au moins jusqu'à ce que l'incident soit acquitté.
  2. Installation en ligne selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que la portion prédéterminée (7) de l'installation comprend au moins la remplisseuse (1) et en ce que la capacité du dispositif (6) de stockage dynamique de bouchons est au moins égale au nombre des récipients simultanément présents entre l'entrée de la remplisseuse (1) et l'entrée de la boucheuse (3).
  3. Installation en ligne selon la revendication 1, agencée pour le conditionnement d'un produit dans des récipients en matériau thermoplastique et comprenant notamment, en amont de la remplisseuse (1), une unité d'alimentation de préformes (11), un four (12) de chauffage des préformes et une souffleuse (13) pour produire des récipients à partir des préformes chauffées,
    caractérisée en ce que la susdite portion prédéterminée (7) de l'installation comprend au moins le four (12) de chauffage des préformes et en ce que la capacité du dispositif (6) de stockage dynamique de bouchons est au moins égale au nombre des préformes simultanément présentes dans le four (12).
  4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite portion prédéterminée (7) de l'installation comprend en outre au moins la souffleuse (13) et en ce que la capacité du dispositif (6) de stockage dynamique de bouchons est au moins égale au nombre des récipients (préformes, ébauches ou récipients achevés) présents entre l'entrée du four (12) et la sortie de la souffleuse (13).
  5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite portion prédéterminée (7) de l'installation comprend en outre la remplisseuse (1) et la boucheuse (3) et en ce que la capacité du dispositif (6) de stockage dynamique de bouchons est au moins égale au nombre des récipients (préformes ou récipients achevés) présents entre l'entrée du four (12) et l'entrée de la boucheuse (3).
  6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif (6) de stockage dynamique de bouchons s'étend approximativement verticalement.
  7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un outre des moyens pour réguler l'alimentation en bouchons en cas d'incident dans l'alimentation en récipients.
  8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens pour réguler l'alimentation en bouchons sont agencés pour bloquer (9, 33) l'alimentation en bouchons.
  9. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens (9, 33) pour réguler l'alimentation en bouchons sont agencés pour provoquer un glissement contrôlé des bouchons par rapport aux récipients.
  10. Dispositif de stockage dynamique d'un nombre prédéterminé de bouchons destinés à la fermeture au défilé de récipients remplis, ce dispositif étant destiné à être utilisé notamment dans une installation selon la revendication 6 et comportant :
    des moyens (15) d'alimentation en bouchons prépositionnés et disposés les uns à la suite des autres avec un pas prédéterminé,
    des moyens transporteurs (20 ; 22, 24, 26) déplaçant les bouchons sur une trajectoire ayant une longueur fonction du susdit nombre prédéterminé de bouchons,
    et des moyens (27) de prélèvement situés à la sortie desdits moyens transporteurs pour saisir les bouchons un à un,
    caractérisé en ce que les moyens transporteurs comprennent:
    un barillet (21) tournant autour d'un axe vertical (23) et possédant, sur sa face périphérique, une multiplicité d'évidements (24) verticaux parallèles, et
    une piste hélicoïdale fixe (22) entourant étroitement le barillet (21) sur toute la hauteur de celui-ci et propre à supporter des bouchons par ailleurs partiellement engagés individuellement dans les susdits évidements respectifs du barillet de manière à être entraínés sur la trajectoire hélicoïdale définie par la piste lorsque le barillet tourne,
    le nombre de tours de la piste hélicoïdale et le nombre des évidements verticaux constitués sur la périphérie du barillet définissant le susdit nombre prédéterminé de bouchons présents simultanément dans le dispositif.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (15) d'alimentation comportent une roue tournante (16) qui possède des encoches périphériques (18) espacées avec le même pas que les évidements verticaux (24) du barillet (21) et qui est propre à saisir les bouchons présentés en file et à les délivrer sur l'extrémité de la piste hélicoïdale (22) respectivement dans les évidements verticaux successifs (24) du barillet.
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