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WO2004005181A1 - Dispositif de vissage et de sertissage d'une capsule sur un goulot - Google Patents

Dispositif de vissage et de sertissage d'une capsule sur un goulot Download PDF

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Publication number
WO2004005181A1
WO2004005181A1 PCT/FR2003/002030 FR0302030W WO2004005181A1 WO 2004005181 A1 WO2004005181 A1 WO 2004005181A1 FR 0302030 W FR0302030 W FR 0302030W WO 2004005181 A1 WO2004005181 A1 WO 2004005181A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
typically
head
crimping
rotation
screwing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2003/002030
Other languages
English (en)
Inventor
Guy Denom
Jean-Marie Bourreau
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.)
Amcor Flexibles Capsules France SAS
Original Assignee
Pechiney Capsules SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=29725157&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2004005181(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Pechiney Capsules SAS filed Critical Pechiney Capsules SAS
Priority to BR0312411-8A priority Critical patent/BR0312411A/pt
Priority to CA002491195A priority patent/CA2491195A1/fr
Priority to AU2003269006A priority patent/AU2003269006A1/en
Priority to US10/518,379 priority patent/US7299602B2/en
Priority to MXPA05000113A priority patent/MXPA05000113A/es
Priority to EP03750785A priority patent/EP1519891B1/fr
Priority to DE60304340T priority patent/DE60304340T2/de
Publication of WO2004005181A1 publication Critical patent/WO2004005181A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2066—Details of capping heads
    • 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
    • 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
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    • 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
    • B67B3/10—Capping heads for securing caps
    • B67B3/18—Capping heads for securing caps characterised by being rotatable, e.g. for forming screw threads in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2013—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps by carousel-type capping machines
    • B67B3/2033—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps by carousel-type capping machines comprising carousel co-rotating capping heads

Definitions

  • the invention relates to the field of capping containers, in particular bottles, and typically the screwing and crimping of screw cap caps on bottles with threaded necks.
  • the crimping of capsules is generally carried out using a capping head with movable rollers which operates according to the principle described in French patent No 978 537.
  • the essential elements of the crimping head include in particular:
  • a rotary crown (driven in rotation by means not shown) having a slide as a hub and on which rods are fixed, each of which carries, at its end, a roller with free axial rotation,
  • the rotary crown, the rods and the rollers are in rotation, and, while the tip presses on the head of the capsule, there is a relative (axial) displacement of the crown rotary, rods and rollers in relation to the assembly constituted by the ejector and the skirt of the capsule: little by little, the rollers, which initially pressed against the profiled end piece, pressed against the skirt of the capsule and crimped it.
  • the present invention aims to carry out in a single step and with a single piece of equipment the two screwing and crimping operations, so as to reduce the capping investment, that is to say the cost of the capping equipment or devices, to reduce the capping time, to reduce the size of the capsule equipment.
  • the Applicant has developed a device making it possible to carry out in a single pass the complete operation of screwing and crimping the closure cap.
  • the device for capping a neck of a container provided with an axis of symmetry, typically a bottle, comprising a threaded upper portion of height Hf provided with at least one thread of N turns and a portion lower or ring crimping, using a screw cap capsule provided with a crimpable head, typically metallic comprises a capping head capable of rotating at a rotation speed ⁇ , by means of rotation , along an axis of rotation common with said axis of symmetry, and with axial displacement so as to bring together, during said encapsulation, by means of axial displacement, said head of said neck typically axially fixed, and is characterized in that said head is provided with means for screwing said capsule to said threaded upper portion of said neck, and means for crimping said skirt under said crimping ring, said axial movement comprising a first axial movement of said head activating said means screwing and a second axial movement of said head activating said crimping means, so as to have successively,
  • a single axial displacement of the head makes it possible to carry out successively the screwing of the capsule then its crimping, which solves the problems posed since a single head is sufficient where two heads and two separate pieces of equipment were necessary with the usual means of the prior art.
  • Figures 1 to 6b are schematic views or sections in a vertical plane passing through the axis of rotation (20) of the capping head (2) and the axis of symmetry (71) of the neck (70) to be capped .
  • Figure 1 is a schematic view of the capping device (1).
  • FIG. 2 represents the head (2) before the start of the screwing of the closure cap (8) on the neck (70)
  • FIG. 3 represents the head (2) at the end of the screwing of the capsule (8), but before compression of the seal (81) of the capsule
  • FIG. 4 shows the head (2) after compression of the seal (81) and start of tilting of the crimping arm (40), - Figure 5 shows the head (2) at the end of crimping.
  • Figures 6a and 6b relate to the head which has been manufactured, Figure 6a being a view of the major part of the head (2), while Figure 6b is an enlarged view of the lower part of the head.
  • FIGS. 7a to 7c represent diagrams relating to the axial displacements of the head or of its different parts.
  • FIG. 7a corresponds to the displacements - on the ordinate - of the different parts of the head during a single cycle - on the abscissa, namely first a descent of the head and then an ascent.
  • Figure 7b shows schematically several cycles (3 cycles) consisting of linear portions, while in Figure 7c, the movement of the head is sinusoidal.
  • said screwing means can ensure rotation of said capsule (8) relative to said neck (70), with a speed of rotation of said capsule (8) typically close to said speed of rotation ⁇ of said head (2). In fact, as soon as the support piece (6) comes into contact with the screw cap, it rotates it at speed ⁇ .
  • said screwing means may comprise means, typically an R0 spring (60), exerting on said head (82) of said capsule (8) a force F0 typically ranging from 20 N to 150 N, during all or part of said screwing step.
  • said crimping means can comprise at least two arms or spreaders (40), each arm (40) being carrying at its lower end a crimping wheel (41), articulated so as to be able to be brought closer to said neck (70) during said crimping step and spaced from said neck (70) during said screwing step.
  • said head (2) can comprise a means, typically an R2 spring (42), for exerting on said head (82) of said capsule (8) a force F2 typically ranging from 500 N to 1500 N after said screwing step and during all or part of said crimping step.
  • a means typically an R2 spring (42) for exerting on said head (82) of said capsule (8) a force F2 typically ranging from 500 N to 1500 N after said screwing step and during all or part of said crimping step.
  • said means for exerting said force F2 can be actuated typically before said knobs (41) are pressed against said skirt for crimping said skirt (80), so as to compress axially said capsule (8) against said neck (70) and its flange, in particular when said capsule (8) comprises a compressible seal (81) to be compressed before the crimping step in order to seal the plugging of said capsule (8) on said neck (70).
  • said head (2) can comprise: a) a support C3 (3), typically cylindrical, secured to a fixed frame (10), capable of turning along said axis of rotation (20) with said rotation speed ⁇ typically predetermined and possibly constant, and to move axially relative to said neck (70) according to an axial displacement D3, b) a tubular body C2 (4), coaxial and interior with respect to said support C3 (3), but able to move axially relative to said support C3 (3) according to an axial displacement D2, said support C3 (3) comprising a lower stop (30) to limit the axial displacement of said tubular body C2 (4) and exerting on said body tubular C2 (4) a force F2, typically thanks to a spring R2 (42), c) a central body Cl (5), coaxial with said tubular body C2 (4), typically hollow, secured to said tubular body C2 (4) for said displacement D2 typically thanks to a set of bearings, typically needle bearings (45), said tubular body C2 (4) forming
  • Said crimping means may comprise a cam (32) axially integral with said support C3 (3), each of said arms (40), typically rigid, comprising an upper part (400) typically provided with a roller or a roller or shoe sliding (401), and a wheel holder arm (402) carrying said wheel (41), so that said second movement causes temporary cooperation of said cam (32) and said roller or shoe (401), bringing said dial (41) of said neck (70) for said crimping.
  • said support C3 (3) of said head (2) can be secured to an arm (12), typically horizontal, and is free to rotate relative to said arm (12 ), said support C3 (3) and said arm (12) respectively forming an axle / hub assembly, said arm (12) serving possibly a support for a motor forming said rotation means (13) capable of driving said support C3 (3) in rotation.
  • Said arm (12) and said fixed frame (10) can cooperate, typically thanks to a vertical column (14), so as to ensure said axial movement D3 of the support C3 (3) by translation of said arm (12) in a vertical plane , typically by virtue of an auxiliary motor (11) serving as means of axial displacement.
  • said arm (12) can be loaded on a rotary turret and be part of a set of n capping heads (2), with n typically going from 2 to 12, the supports C3 (3) meshing on a central pinion to produce the rotation of said supports C3.
  • said means for partially rotating coupling of said tubular body C2 (4) and of said central body C1 (5) can be a magnetic or electromagnetic coupling, typically thanks to facing magnets (43, 50) carried by said tubular body C2 (4) and said central body Cl (5).
  • facing magnets are typically chosen so that the torque exerted on the capsule is at most equal to 80% of the value of the limit torque corresponding to the irreversible deformation or to the destruction of the capsule.
  • said support piece C0 (6) is able to come into abutment against said upper stop (51), so that said central body C1 (5) and said tubular body C2 (4) can transmit to the head (82) of said capsule (8) said force F2.
  • the typical values of Hf, ⁇ and N being: 5 mm to 20 mm for Hf, 150 rpm to 500 rpm for ⁇ , 0.5 to 5 for N, the total number of rotations ranging from 10 to 25.
  • Another object of the invention is constituted by the method of capping a bottle using the capping device (1) according to the invention using a capping head (2) ensuring the screwing and crimping of a screw cap (8) on the threaded neck (70) of said bottle or container (7) and in which, said bottle (7) having been previously placed opposite said head, typically by horizontal displacement step by step, or possibly continuously, of said bottle (7) and alignment of said axes of rotation (20) and of symmetry (71), and immobilized during a time T corresponding to a capping cycle, said head is subjected to a cyclic movement of duration T with respect to said neck (70) typically comprising a descent of said head from a high point to a low point, with a descent time Td of said head during which, said capsule having been previously supplied and placed on said neck, is EFFEC first killed said screwing during a time Tdv then said crimping during a time Tds, said descent time Td being substantially equal to the time necessary to effect said first and said second
  • said cyclic movement of said head (2) can be a sinusoidal movement typically obtained by the cooperation of a connecting rod and a crank, as illustrated in FIG. 7c. It can possibly be a continuous circular movement typically obtained using a cam.
  • Said cyclic movement of said head can be is a movement composed of linear parts at constant speed, typically obtained with hydraulic cylinders, as illustrated in FIG. 7b.
  • the ascent time Tr may be less than the descent time Td, and typically at least twice as small.
  • Figures 6a and 6b constitute an embodiment of a head (2) according to the invention
  • Figures 2 to 5 are more schematic intended to explain the operation of the head (2) shown in Figures 6a and 6b.
  • the references shown in Figure 2 have not been repeated in Figures 3 to 5.
  • the invention makes it possible to solve the problems posed and makes it possible to carry out, in a single step and with a single piece of equipment, the two screwing and crimping operations.
  • the device according to the invention if it is slightly more expensive than a screwing device or a crimping device, is very much lower than the investment cost of the sum of two. The same applies to the cost of maintaining the device according to the invention.
  • the Applicant has observed that the device according to the invention makes it possible to increase the production rates.
  • the device according to the invention makes it possible to halve the size on the ground of the screwing and capping means proper.
  • Axial displacement means (auxiliary motor). 1 1
  • End cap adaptable to neck 52

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Of Jars (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Le dispositif (1) comprend une tête de capsulage (2) tournante et à déplacement axial et est caractérisé en ce que la tête (2) est dotée d'un moyen de vissage d'une capsule (8) sur le goulot (70), et d'un moyen de sertissage de la capsule sous ladite bague de sertissage (701), ledit déplacement axial comprenant un premier déplacement axial de ladite tête (2) activant ledit moyen de vissage et un second déplacement axial de ladite tête (2) activant ledit moyen de sertissage, de manière à avoir successivement, et en un seul déplacement axial de ladite tête (2), une étape de vissage et une étape de sertissage constituant ledit capsulage. Avantage : le dispositif (1) permet de réaliser en une même étape le vissage d'une capsule et son sertissage.

Description

DISPOSITIF DE VISSAGE ET DE SERTISSAGE D'UNE CAPSULE SUR UN GOULOT
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine du capsulage des récipients, en particulier des bouteilles, et typiquement le vissage et le sertissage des capsules bouchage à vis sur des bouteilles à goulots filetés.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le sertissage de capsules est généralement réalisé à l'aide d'une tête de capsulage à galets mobiles qui fonctionne selon le principe décrit dans le brevet français No 978 537. Les éléments essentiels de la tête de sertissage comprennent notamment :
- un éjecteur à ressort, muni d'un embout profilé, à déplacement axial grâce à un coulisseau fixé au bâti de la machine à capsuler,
- une couronne rotative (mue en rotation par des moyens non représentés) ayant un coulisseau comme moyeu et sur laquelle sont fixées des tiges dont chacune porte, à son extrémité, un galet à libre rotation axiale,
- des ressorts agissant sur l'ensemble des tiges de manière à ce que les galets exercent une pression radiale sur la capsule durant le sertissage proprement dit ou sur l'embout profilé selon la phase du cycle de sertissage,
- des moyens de guidage. Lors du sertissage d'une capsule de surbouchage, la couronne rotative, les tiges et les galets sont en rotation, et, tandis que l'embout appuie sur la tête de la capsule, il y a un déplacement relatif (axial) de la couronne rotative, des tiges et des galets par rapport à l'ensemble constitué par l'éjecteur et la jupe de la capsule : peu à peu, les galets, qui s'appuyaient initialement contre l'embout profilé, appuient contre la jupe de la capsule et la sertissent.
A plusieurs reprises, la demanderesse a déjà amélioré les têtes de sertissage existantes, soit en modifiant le profil des galets, comme décrit dans le brevet français No 2 469 379, soit encore en jouant sur la dureté des galets, comme décrit dans le brevet français No 2 675 495, soit enfin en jouant sur le nombre ou la configuration des galets, comme décrit dans le brevet français No 2 710 905. Par ailleurs, on connaît aussi des têtes de vissage.
PROBLEMES POSES
Jusqu'à présent, l'opération de bouchage de bouteilles dotées de goulots filetés avec une capsule métallique à vis était effectuée en deux passes ou étapes, avec deux équipements différents :
- une étape de vissage de la capsule, à l'aide d'une tête de vissage,
- puis une étape de sertissage, à l'aide d'une tête de sertissage.
La présente invention vise à effectuer en une seule étape et avec un seul équipement les deux opérations de vissage et de sertissage, de manière à diminuer l'investissement de capsulage, c'est-à-dire le coût des équipements ou dispositifs de capsulage, à diminuer le temps de capsulage, à réduire l'encombrement des équipements de capsule. A cette fin, la demanderesse a mis au point un dispositif permettant d'effectuer en une seule passe l'opération complète de vissage et de sertissage de la capsule de bouchage.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Selon l'invention, le dispositif de capsulage d'un goulot d'un récipient doté d'un axe de symétrie, typiquement une bouteille, comprenant une portion supérieure filetée de hauteur Hf dotée d'au moins un filet de N tours et une portion inférieure ou bague de sertissage, à l'aide d'une capsule de bouchage à vis dotée d'une tête et d'une jupe sertissable, typiquement métallique, comprend une tête de capsulage apte à tourner à une vitesse de rotation Ω, grâce à un moyen de rotation, selon un axe de rotation commun avec ledit axe de symétrie, et à déplacement axial de manière à rapprocher, lors dudit capsulage, grâce à un moyen de déplacement axial, ladite tête dudit goulot typiquement fixe axialement, et est caractérisé en ce que ladite tête est dotée d'un moyen de vissage de ladite capsule à ladite portion supérieure filetée dudit goulot, et d'un moyen de sertissage de ladite jupe sous ladite bague de sertissage, ledit déplacement axial comprenant un premier déplacement axial de ladite tête activant ledit moyen de vissage et un second déplacement axial de ladite tête activant ledit moyen de sertissage, de manière à avoir successivement, et en un seul déplacement axial de ladite tête, une étape de vissage et une étape de sertissage constituant ledit capsulage.
Ainsi, avec le dispositif selon l'invention, un seul déplacement axial de la tête permet de réaliser successivement le vissage de la capsule puis son sertissage, ce qui résout les problèmes posés puisqu'une seule tête suffit là où deux têtes et deux équipements distincts étaient nécessaires avec les moyens usuels de l'état de la technique.
DESCRIPTION DES FIGURES
Toutes les figures sont relatives à l'invention.
Les figures 1 à 6b sont des vues schématiques ou des coupes dans un plan vertical passant par l'axe de rotation (20) de la tête de capsulage (2) et l'axe de symétrie (71) du goulot (70) à boucher.
La figure 1 est une vue schématique du dispositif de capsulage (1).
Les figures 2 à 5 sont des demi-vues gauches de la tête de capsulage (2) durant différentes phases du capsulage, au fur et à mesure de la descente de la tête (2) par rapport au goulot (70) à capsuler : - la figure 2 représente la tête (2) avant le début du vissage de la capsule de bouchage (8) sur le goulot (70), - la figure 3 représente la tête (2) à la fin du vissage de la capsule (8), mais avant compression du joint (81) de la capsule,
- la figure 4 représente la tête (2) après compression du joint (81) et début du basculement du bras de sertissage (40), - la figure 5 représente la tête (2) en fin de sertissage.
Les figures 6a et 6b sont relatives à la tête qui a été fabriquée, la figure 6a étant une vue de la majeur partie de la tête (2), alors que la figure 6b est une vue agrandie de la partie inférieure de la tête.
Les figures 7a à 7c représentent des diagrammes relatifs aux déplacements axiaux de la tête ou de ses différentes parties.
La figure 7a correspond aux déplacements - en ordonnée - des différentes parties de la tête pendant un seul cycle - en abscisse, à savoir d'abord une descente de la tête puis une remontée.
La figure 7b schématise plusieurs cycles (3 cycles) constitués de portions linéaires, alors que sur la figure 7c, le déplacement de la tête est sinusoïdal.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon l'invention, durant ledit premier déplacement, ledit moyen de vissage peut assurer une rotation de ladite capsule (8) par rapport audit goulot (70), avec une vitesse de rotation de ladite capsule (8) typiquement voisine de ladite vitesse de rotation Ω de ladite tête (2). En effet, dès que la pièce d'appui (6) vient en contact de la capsule à visser, elle l'entraîne en rotation à la vitesse Ω.
Ce contact peut correspondre à une force axiale prédéterminée, et pour cela, comme illustré notamment sur les figures 2 et 3, ledit moyen de vissage peut comprendre un moyen, typiquement un ressort R0 (60), exerçant sur ladite tête (82) de ladite capsule (8) une force F0 allant typiquement de 20 N à 150 N, durant tout ou partie de ladite étape de vissage. Selon l'invention, ledit moyen de sertissage peut comprendre au moins deux bras ou palonniers (40), chaque bras (40) étant porteur à son extrémité inférieure d'une molette de sertissage (41), articulés de manière à pouvoir être rapprochés dudit goulot (70) durant ladite étape de sertissage et écartés dudit goulot (70) durant ladite étape de vissage.
Comme cela apparaît notamment sur les figures 3 à 5, ladite tête (2) peut comprendre un moyen, typiquement un ressort R2 (42), pour exercer sur ladite tête (82) de ladite capsule (8) une force F2 allant typiquement de 500 N à 1500 N après ladite étape de vissage et durant tout ou partie de ladite étape de sertissage.
Comme on peut le voir sur la figure 4, ledit moyen pour exercer ladite force F2 peut être actionné typiquement avant que lesdites molettes (41) ne soient appliquées contre ladite jupe en vue du sertissage de ladite jupe (80), de manière à comprimer axialement ladite capsule (8) contre ledit goulot (70) et son buvant, en particulier lorsque ladite capsule (8) comprend un joint compressible (81) à comprimer avant l'étape de sertissage en vue d'assurer l'étanchéité du bouchage de ladite capsule (8) sur ledit goulot (70).
Selon une modalité de l'invention, ladite tête (2) peut comprendre : a) un support C3 (3), typiquement cylindrique, solidarisé à un bâti fixe (10), apte à tourner selon ledit axe de rotation (20) avec ladite vitesse de rotation Ω typiquement prédéterminée et éventuellement constante, et à se déplacer axialement par rapport audit goulot (70) selon un déplacement axial D3, b) un corps tubulaire C2 (4), coaxial et intérieur par rapport audit support C3 (3), mais apte à se déplacer axialement par rapport audit support C3 (3) selon un déplacement axial D2, ledit support C3 (3) comprenant une butée inférieure (30) pour limiter le déplacement axial dudit corps tubulaire C2 (4) et exerçant sur ledit corps tubulaire C2 (4) une force F2, typiquement grâce à un ressort R2 (42), c) un corps central Cl (5), coaxial audit corps tubulaire C2 (4), typiquement creux, solidarisé audit corps tubulaire C2 (4) pour ledit déplacement D2 typiquement grâce à un jeu de roulements, typiquement de roulements à aiguilles (45), ledit corps tubulaire C2 (4) formant un moyeu pour ledit corps central Cl (5) jouant le rôle d'essieu, d) un moyen de couplage partiel en rotation dudit corps tubulaire C2 (4) et dudit corps central Cl (5), une rotation dudit corps tubulaire C2 (4) n'entraînant une rotation dudit corps central Cl (5) que pendant ladite étape de vissage, la rotation dudit corps central Cl (5) étant apte à s'interrompre par apparition d'un couple antagoniste C en fin de vissage, e) ledit corps central Cl (5) comprend une pièce d'appui C0 (6) destinée à entraîner en rotation ladite capsule (8) et apte à se déplacer axialement par rapport audit corps central Cl (5) selon un déplacement D0 correspondant typiquement à la hauteur de ladite portion filetée (700) de ladite capsule (8), une butée supérieure (51) pour ladite pièce d'appui (6) et un ressort R0 (60) exerçant sur ladite pièce d'appui C0 (6) une force F0, de manière assurer un couplage en rotation de ladite tête (2), via ladite pièce d'appui C0 (6), et de ladite capsule (8), et à former ledit moyen de vissage, f) lesdits bras ou palonniers (40) dudit moyen de sertissage sont axialement solidaires dudit corps tubulaire C2 (4) et orientables grâce à un axe de rotation secondaire (44) typiquement solidaire dudit corps tubulaire C2 (4).
Ledit moyen de sertissage peut comprendre une came (32) axialement solidaire dudit support C3 (3), chacun desdits bras (40), typiquement rigides, comprenant une partie supérieure (400) typiquement dotée d'une roulette ou d'un galet ou patin de glissement (401), et un bras porte-molette (402) portant ladite molette (41), de manière à ce que ledit second déplacement entraîne une coopération temporaire de ladite came (32) et dudit galet ou patin (401), rapprochant ladite molette (41) dudit goulot (70) en vue dudit sertissage.
Selon une modalité de l'invention illustrée schématiquement sur la figure 1 , ledit support C3 (3) de ladite tête (2) peut être solidarisé à un bras (12), typiquement horizontal, et est libre en rotation par rapport audit bras (12), ledit support C3 (3) et ledit bras (12) formant respectivement un ensemble essieu / moyeu, ledit bras (12) servant éventuellement de support pour un moteur formant ledit moyen de rotation (13) apte à entraîner en rotation ledit support C3 (3).
Ledit bras (12) et ledit bâti fixe (10) peuvent coopérer, typiquement grâce à une colonne verticale (14), de manière à assurer ledit déplacement axial D3 du support C3 (3) par translation dudit bras (12) dans un plan vertical, typiquement grâce à un moteur auxiliaire (11) servant d moyen de déplacement axial.
Mais, selon une autre modalité de l'invention (non représentée sur une figure), ledit bras (12) peut être embarqué sur une tourelle rotative et faire partie d'un ensemble de n têtes de capsulage (2), avec n allant typiquement de 2 à 12, les supports C3 (3) engrenant sur un pignon central pour produire la rotation desdits supports C3.
Selon l'invention, ledit moyen de couplage partiel en rotation dudit corps tubulaire C2 (4) et dudit corps central Cl (5) peut être un couplage magnétique ou électromagnétique, typiquement grâce à des aimants en regard (43, 50) portés par ledit corps tubulaire C2 (4) et ledit corps central Cl (5). Ces aimants en regard sont typiquement choisis pour que le couple exercé sur la capsule soit au plus égal à 80% de la valeur du couple limite correspondant à la déformation irréversible ou à la destruction de la capsule.
Il est avantageux qu'en fin d'étape de vissage, ladite pièce d'appui C0 (6) soit apte à venir en butée contre ladite butée supérieure (51), de manière à ce que ledit corps central Cl (5) et ledit corps tubulaire C2 (4) puissent transmettre à la tête (82) de ladite capsule (8) ladite force F2.
La vitesse de rotation Ω et la vitesse V de déplacement de ladite tête (2) durant ledit premier déplacement peuvent être asservies de manière à satisfaire la relation V = Hf. Ω / N, de manière à synchroniser la rotation de ladite capsule (8) et la vitesse de descente sur le goulot (70) durant ladite étape de vissage, les valeurs typiques de Hf, Ω et N étant de : 5 mm à 20 mm pour Hf, 150 tours/min à 500 tours/min pour Ω, 0,5 à 5 pour N, le nombre total de rotations allant de 10 à 25. Ainsi, il n'y a pas de risque de déformation des filets des capsules.
Un autre objet de l'invention est constitué par le procédé de capsulage d'une bouteille à l'aide du dispositif de capsulage (1) selon l'invention utilisant une tête de capsulage (2) assurant le vissage et le sertissage d'une capsule à vis (8) sur le goulot fileté (70) de ladite bouteille ou récipient (7) et dans lequel, ladite bouteille (7) ayant été au préalable mise en regard de ladite tête, typiquement par déplacement horizontal pas à pas, ou éventuellement en continu, de ladite bouteille (7) et alignement desdits axes de rotation (20) et de symétrie (71), et immobilisée durant un temps T correspondant à un cycle de capsulage, ladite tête est soumise à un mouvement cyclique de durée T par rapport audit goulot (70) comprenant typiquement une descente de ladite tête depuis un point haut jusqu'à un point bas, avec un temps de descente Td de ladite tête durant lequel, ladite capsule ayant été préalablement approvisionnée et placée sur ledit goulot, est effectué d'abord ledit vissage pendant un temps Tdv puis ledit sertissage pendant un temps Tds, ledit temps de descente Td étant sensiblement égal au temps nécessaire pour effectuer ledit premier et ledit second déplacements, puis un temps de remontée Tr de ladite tête, ladite bouteille une fois capsulée étant déplacée et remplacée par une nouvelle bouteille à capsuler typiquement lorsque ladite tête est audit point haut. La figure 7a illustre schématiquement les différents déplacements (en ordonnées) en fonction du temps durant un cycle T (en abscisse).
Dans ce procédé, ledit mouvement cyclique de ladite tête (2) peut être un mouvement sinusoïdal typiquement obtenu par la coopération d'une bielle et d'une manivelle, comme illustré sur la figure 7c. Il peut être éventuellement un mouvement circulaire continu typiquement obtenu à l'aide d'une came.
Ledit mouvement cyclique de ladite tête peut être est un mouvement composé de parties linéaires à vitesse constante, typiquement obtenu avec des vérins hydrauliques, comme illustré sur la figure 7b. Dans ce cas, le temps de remontée Tr peut être inférieur au temps de descente Td, et typiquement au moins deux fois plus petit. EXEMPLE DE REALISATION
Les figures 6a et 6b constituent un exemple de réalisation d'une tête (2) selon l'invention, les figures 2 à 5 plus schématiques étant destinées à expliciter le fonctionnement de la tête (2) représentée sur les figures 6 a et 6b. Pour ne pas alourdir les figures 3 à 5, les repères portés sur la figure 2 n'ont pas été repris sur les figures 3 à 5.
AVANTAGES DE L'INVENTION
L'invention permet de résoudre les problèmes posés et permet d'effectuer en une seule étape et avec un seul équipement les deux opérations de vissage et de sertissage.
D'une part, le dispositif selon l'invention, s'il est légèrement plus coûteux qu'un dispositif de vissage ou un dispositif de sertissage, est très nettement inférieur au coût d'investissement de la somme de deux. Il en est de même du coût de maintenance du dispositif selon l'invention. D'autre part, la demanderesse a observé que le dispositif selon l'invention permettait d'augmenter les cadences de production.
Enfin, le dispositif selon l'invention permet de diviser par deux l'encombrement au sol des moyens de vissage et capsulage proprement dit.
LISTE DES REFERENCES
Dispositif de capsulage 1
Bâti fixe 10
Moyen de déplacement axial (moteur aux.). 1 1
Bras horizontal 12 Moyen de rotation (moteur) de 2 13
Colonne verticale 14
Tête de capsulage 2
Axe de rotation 20
Support C3 3 Butée inférieure 30
Couplage en rotation de 3 et 4 31 Came coopérant avec 401 32
Corps tubulaire C2 4
Bras ou palonniers 40
Partie supérieure 400 Galet ou patin 401
Bras porte-molette 402
Ressort de sertissage 403
Ressort de rappel du bras 40 404
Molette de sertissage 41 Ressort R2 42
Couplage partiel en rotation (aimants). 43
Axe de rotation secondaire 44
Roulements (à aiguilles) entre 4 et 5... 45
Centreur 46 Corps central Cl 5
Couplage partiel en rotation (aimants). 50
Butée supérieure 51
Embout adaptable au goulot 52
Pièce d'appui C0 6 Ressort R0 60
Bouteille, récipient 7
Goulot 70
Portion supérieure filetée 700
Portion inférieure ou bague 701 Axe de symétrie 71
Capsule de bouchage 8
Jupe sertissable 80
Joint compressible 81
Tête 82 Support de bouteille, récipient 9

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de capsulage (1) d'un goulot (70) d'un récipient (7) doté d'un axe de symétrie (71), typiquement une bouteille, comprenant une portion supérieure filetée (700) de hauteur Hf dotée d'au moins un filet de N tours et une portion inférieure ou bague de sertissage (701), à l'aide d'une capsule de bouchage (8) à vis dotée d'une tête (82) et d'une jupe sertissable (80) métallique, ledit dispositif (1) comprenant une tête de capsulage (2) apte à tourner à une vitesse de rotation Ω, grâce à un moyen de rotation (13), selon un axe de rotation (20) commun avec ledit axe de symétrie (71), et à déplacement axial de manière à rapprocher, lors dudit capsulage, grâce à un moyen de déplacement axial, ladite tête de capsulage (2) dudit goulot (70) typiquement fixe axialement, caractérisé en ce que : a) ladite tête de capsulage (2) est dotée d'un moyen de vissage de ladite capsule (8) à ladite portion supérieure filetée (700) dudit goulot (70), et d'un moyen de sertissage de ladite jupe (80) sous ladite bague de sertissage (701), ledit déplacement axial comprenant un premier déplacement axial de ladite tête de capsulage (2) activant ledit moyen de vissage et un second déplacement axial de ladite tête de capsulage (2) activant ledit moyen de sertissage, b) ledit moyen de vissage assure, durant ledit premier déplacement, une rotation de ladite capsule (8) par rapport audit goulot (70), ledit moyen de vissage comprenant un moyen exerçant sur ladite tête (82) de ladite capsule (8) une force
F0 allant typiquement de 20 N à 150 N, durant tout ou partie de ladite étape de vissage, de manière à avoir successivement, et en un seul déplacement axial de ladite tête de capsulage (2), une étape de vissage et une étape de sertissage constituant ledit capsulage.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit moyen de vissage assure ladite rotation avec une vitesse de rotation de ladite capsule (8) typiquement voisine de ladite vitesse de rotation Ω de ladite tête de capsulage (2).
3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel ledit moyen de vissage comprend un ressort RO (60) exerçant sur ladite tête (82) de ladite capsule (8) ladite force F0.
4. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel ledit moyen de sertissage comprend au moins deux bras ou palonniers (40), chaque bras (40) étant porteur à son extrémité inférieure d'une molette de sertissage (41), articulés de manière à pouvoir être rapprochés dudit goulot (70) durant ladite étape de sertissage et écartés dudit goulot (70) durant ladite étape de vissage.
5. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel ladite tête de capsulage (2) comprend un moyen, typiquement un ressort R2 (42), pour exercer sur ladite tête (82) de ladite capsule (8) une force F2 allant typiquement de 500 N à 1500 N après ladite étape de vissage et durant tout ou partie de ladite étape de sertissage.
6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel ledit moyen pour exercer ladite force F2 est actionné typiquement avant que lesdites molettes (41) ne soient appliquées contre ladite jupe en vue du sertissage de ladite jupe (80), de manière à comprimer axialement ladite capsule (8) contre ledit goulot (70) et son buvant, en particulier lorsque ladite capsule (8) comprend un joint compressible (81) à comprimer avant l'étape de sertissage en vue d'assurer l'étanchéité du bouchage de ladite capsule (8) sur ledit goulot (70).
7. Dispositif selon une quelconque des revendications 4 à 6 dans lequel ladite tête de capsulage (2) comprend : a) un support C3 (3), typiquement cylindrique, solidarisé à un bâti fixe (10), apte à tourner selon ledit axe de rotation (20) avec ladite vitesse de rotation Ω typiquement prédéterminée et éventuellement constante, et à se déplacer axialement par rapport audit goulot (70) selon un déplacement axial D3, b) un corps tubulaire C2 (4), coaxial et intérieur par rapport audit support C3 (3), mais apte à se déplacer axialement par rapport audit support C3 (3) selon un déplacement axial D2, ledit support C3 (3) comprenant une butée inférieure (30) pour limiter le déplacement axial dudit corps tubulaire C2 (4) et exerçant sur ledit corps tubulaire C2 (4) une force F2, typiquement grâce à un ressort R2 (42), c) un corps central Cl (5), coaxial audit corps tubulaire C2 (4), typiquement creux, solidarisé audit corps tubulaire C2 (4) pour ledit déplacement D2 typiquement grâce à un jeu de roulements, typiquement de roulements à aiguilles (45), ledit corps tubulaire C2 (4) formant un moyeu pour ledit corps central Cl (5) jouant le rôle d'essieu, d) un moyen de couplage partiel en rotation dudit corps tubulaire C2 (4) et dudit corps central Cl (5), une rotation dudit corps tubulaire C2 (4) n'entraînant une rotation dudit corps central Cl (5) que pendant ladite étape de vissage, la rotation dudit corps central Cl (5) étant apte à s'interrompre par apparition d'un couple antagoniste C en fin de vissage, e) ledit corps central Cl (5) comprend une pièce d'appui C0 (6) destinée à entraîner en rotation ladite capsule (8) et apte à se déplacer axialement par rapport audit corps central Cl (5) selon un déplacement DO correspondant typiquement à la hauteur de ladite portion filetée (700) de ladite capsule (8), une butée supérieure (51) pour ladite pièce d'appui (6) et un ressort R0 (60) exerçant sur ladite pièce d'appui C0 (6) une force F0, de manière assurer un couplage en rotation de ladite tête de capsulage (2), via ladite pièce d'appui C0 (6), et de ladite capsule (8), et à former ledit moyen de vissage, f) lesdits bras ou palonniers (40) dudit moyen de sertissage sont axialement solidaires dudit corps tubulaire C2 (4) et orientables grâce à un axe de rotation secondaire (44) typiquement solidaire dudit corps tubulaire C2 (4).
8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel ledit moyen de sertissage comprend une came (32) axialement solidaire dudit support C3 (3), chacun desdits bras (40), typiquement rigides, comprenant une partie supérieure (400) typiquement dotée d'une roulette ou d'un galet ou patin de glissement (401), et un bras porte-molette (402) portant ladite molette (41), de manière à ce que ledit second déplacement entraîne une coopération temporaire de ladite came (32) et dudit galet ou patin (401), rapprochant ladite molette (41) dudit goulot (70) en vue dudit sertissage.
9. Dispositif selon une quelconque des revendications 7 à 8 dans lequel ledit support C3
(3) de ladite tête de capsulage (2) est solidarisé à un bras (12), typiquement horizontal, et est libre en rotation par rapport audit bras (12), ledit support C3 (3) et ledit bras (12) formant respectivement un ensemble essieu / moyeu, ledit bras (12) servant éventuellement de support pour un moteur formant ledit moyen de rotation (13) apte à entraîner en rotation ledit support C3 (3).
10. Dispositif selon la revendication 9 dans lequel ledit bras (12) et ledit bâti fixe (10) coopèrent, typiquement grâce à une colonne verticale (14), de manière à assurer ledit déplacement axial D3 du support C3 (3) par translation dudit bras (12) dans un plan vertical, typiquement grâce à un moteur auxiliaire (11) servant de moyen de déplacement axial.
11. Dispositif selon la revendication 9 dans lequel ledit bras (12) est embarqué sur une tourelle rotative et faire partie d'un ensemble de n têtes de capsulage (2), avec n allant typiquement de 2 à 12, les supports C3 (3) engrenant sur un pignon central pour produire la rotation desdits supports C3.
12. Dispositif selon une quelconque des revendications 7 à 11 dans lequel ledit moyen de couplage partiel en rotation dudit corps tubulaire C2 (4) et dudit corps central Cl (5) est un couplage magnétique ou électromagnétique, typiquement grâce à des aimants en regard (43, 50) portés par ledit corps tubulaire C2 (4) et ledit corps central Cl (5).
13. Dispositif selon une quelconque des revendications 7 à 12 dans lequel, en fin d'étape de vissage, ladite pièce d'appui C0 (6) est apte à venir en butée contre ladite butée supérieure (51), de manière à ce que ledit corps central Cl (5) et ledit corps tubulaire C2
(4) puissent transmettre à la tête (82) de ladite capsule (8) ladite force F2.
14. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel la vitesse de rotation Ω et la vitesse V de déplacement de ladite tête de capsulage (2) durant ledit premier déplacement sont asservies de manière à satisfaire la relation V = Hf. Ω / N, de manière à synchroniser typiquement la rotation de ladite capsule (8) et sa descente sur le goulot (70) durant ladite étape de vissage, Hf, Ω et N étant respectivement compris entre 5 mm et 20 mm pour Hf, 150 tours/min et 500 tours/min pour Ω et 10 tours et 25 tours pour N.
15. Procédé de capsulage d'une bouteille à l'aide du dispositif de capsulage (1) selon une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel ladite tête de capsulage (2) assure le vissage et le sertissage d'une capsule à vis (8) sur le goulot fileté (70) de ladite bouteille ou récipient (7), et dans lequel, ladite bouteille (7) ayant été au préalable mise en regard de ladite tête, typiquement par déplacement horizontal pas à pas, ou éventuellement en continu, de ladite bouteille (7) et alignement desdits axes de rotation (20) et de symétrie (71), et immobilisée durant un temps T correspondant à un cycle de capsulage, ladite tête est soumise à un mouvement cyclique de durée T par rapport audit goulot (70) comprenant typiquement une descente de ladite tête depuis un point haut jusqu'à un point bas, avec un temps de descente Td de ladite tête durant lequel, ladite capsule ayant été préalablement approvisionnée et placée sur ledit goulot, est effectué d'abord ledit vissage pendant un temps Tdv puis ledit sertissage pendant un temps Tds, ledit temps de descente Td étant sensiblement égal au temps nécessaire pour effectuer ledit premier et ledit second déplacements, puis un temps de remontée Tr de ladite tête, ladite bouteille une fois capsulée étant déplacée et remplacée par une nouvelle bouteille à capsuler typiquement lorsque ladite tête est audit point haut.
16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel ledit mouvement cyclique de ladite tête de capsulage (2) est un mouvement sinusoïdal typiquement obtenu par la coopération d'une bielle et d'une manivelle.
17. Procédé selon la revendication 15 dans lequel ledit mouvement cyclique de ladite tête (2) est un mouvement circulaire continu typiquement obtenu à l'aide d'une came.
18. Procédé selon la revendication 15 dans lequel ledit mouvement cyclique de ladite tête est un mouvement composé de parties linéaires à vitesse constante, typiquement obtenu avec des vérins hydrauliques.
19. Procédé selon la revendication 18 dans lequel le temps de remontée Tr est inférieur au temps de descente Td, et typiquement au moins deux fois plus petit.
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