Procédé pour orienter la surtace de capsules de fermeture
et machine pour sa mise en oeuvre
La présente invention a pour objet un procédé pour orienter la surface de capsules de fermeture comportant une patte d'arrachement s'étendant d'abord axialement puis radialement à partir du bord inférieur libre de la jupe.
L'invention comprend en outre une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le problème de l'alimentation et de l'orientation correcte de divers objets devient de plus en plus aigu dans les chaînes de fabrication et d'assemblage automatiques fonctionnant à des vitesses toujours plus élevées.
Bien que le type d'équipement utilise jusqu'ici dans l'alimentation et l'orientation d'objets relativement petits se soit développé à un très haut degré, il se trouve encore presque totalement inadapté à certains buts. C'est le cas notamment quand il s'agit d'orienter correctement à grande vitesse de petits objets légers et asymétriques sans les endommager. Des dispositifs d'alimentation du type vibratoire ont été proposés dans ce but, mais l'orientation d'objets seulement par un mouvement vibratoire présente certaines limitations dont la moindre n'est pas la vitesse. On rencontre le mme inconvénient relatif à la vitesse avec les dispositifs mécaniques agencés pour alimenter et orienter les objets individuellement.
Une approche de la solution permettant des débits d'alimentation plus élevés d'objets asymétriques a consisté à grouper ensemble plusieurs dispositifs conventionnels à faible vitesse. Bien que cette méthode entraîne un débit de sortie multiplié, elle présente l'inconvénient de multiplier aussi le coût total de l'installation et l'espace de travail nécessaire. En outre, la fusion souvent nécessaire des courants de sortie de toutes les unités en un seul courant peut constituer en elle-mme un problème majeur.
Le procédé et la machine envisagés maintenant cons titubent un progrès dans le domaine spécifique du transfert des capsules de fermeture d'un poste d'opération à un autre pendant leur fabrication et leur application.
Ils permettent l'orientation correcte des capsules en complément de leur fabrication au cours de celle-ci, par exemple au cours de la pose du joint. On peut envisager aussi l'orientation Ides capsules quand elles sont amenées d'une réserve dans une machine à capsuler qui applique les capsules à des bouteilles pleines.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre Idu procédé que comprend l'invention et représente également à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, selon 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective par-dessous, à plus grande échelle, d'une capsule traitée par cette forme d'exécution.
La fig. 4 est une vue latérale correspondant à la fig. 3.
La fig. 5 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la forme d'exécution, et
les fig. 6 à 13 sont des vues schématiques illustrant
divers stades de cette mise en oeuvre.
La machine représentée (fig. 1, 2 et 5) comprend des rouleaux cylindriques 1 et 2 et un organe de déviation 3. Ces trois éléments et leur coopération constituent l'essence mme du procédé et de la machine qui vont tre décrits en détail. Les rouleaux 1 et 2 sont parallèles et leurs axes sont disposés dans un plan incliné sur le plan horizontal. Ils présentent des surfaces périphériques 4 et 5, et sont espacés l'un de l'autre de manière à former un canal 7. Les rouleaux 1 et 2 sont montés dans un support à leur extrémité inférieure 8 ou 9, tandis que leur extrémité supérieure est supportée de mme en 10 et 11, respectivement.
Un moteur 12 est relié par un mécanisme d'entraînement 13 aux axes des rouleaux 1 et 2 de manière à les faire tourner dans des sens opposés et de façon que les parties supérieures de leur surface périphérique s'éloignent l'une de l'autre comme l'indiquent des flèches aux fig. 1 et 5. Les rouleaux 1 et 2 comportent de courtes parties 14 et 15 de diamètre réduit à leur extrémité inférieure. Comme la fig. 5 le montre clairement, ces parties de diamètre réduit s'étendent depuis les parties des rouleaux de diamètre maximum, formant des surfaces d'extrémité annulaires 16 et 17 sur ces rouleaux.
L'organe de déviation 3 est constitué par une pièce longitudinale s'étendant au-dessous des rouleaux 1 et 2 et présentant une section transversale en forme de V inversé. L'organe 3 est formé de deux surfaces inclinées 20 et 21 qui se rencontrent sur une arte de faîte 22.
Cette arte 22 est disposée à égale distance des rouleaux 1 et 2, parallèlement à ces rouleaux et au-dessous d'eux.
Les surfaces 20 et 21 forment entre elles un angle de 900 qui s'est montré satisfaisant pratiquement mais qui peut tre toutefois différent selon les objets particuliers à orienter. Un autre facteur qui peut varier selon les objets pour donner les meilleurs résultats possibles est la distance verticale entre l'arte 22 et la ligne moyenne théorique entre les rouleaux 1 et 2.
L'organe de déviation 3 s'étend sur toute la longueur des rouleaux 1 et 2 de manière à permettre l'utilisation de toute cette longueur. L'extrémité inférieure 23 de l'organe de déviation se termine dans l'alignement des surfaces annulaires 16 et 17, de sorte que seules les capsules passant entre les surfaces périphériques 4 et 5 des rouleaux peuvent venir en contact avec l'organe de déviation 3.
Les capsules à orienter sont prélevées d'une trémie d'emmagasinage 25 par une glissière 24 qui décharge les capsules dans le canal 7 entre les rouleaux 1 et 2, vers l'extrémité supérieure de ces rouleaux. Pendant que les capsules se déplacent vers le bas le long des rouleaux par suite de l'inclinaison de ces derniers, l'orientation est assurée en permettant aux capsules de tomber dans le canal 7 entre les rouleaux et de venir en contact avec l'organe de déviation 3. Les capsules, selon leur orientation, c'est-à-dire le sens dans lequel les cuvettes s'ouvrent quand elles passent dans le canal 7, sont déviées d'un côté ou de l'autre de l'arte 22 et continuent à tre orientées correctement vers le bas des surfaces 20 et 21 de l'organe 3.
Les capsules ainsi orientées sont alors déchargées à partir des surfaces 20 et 21 sur des transporteurs respectifs 26 et 27 (fig. 1) qui les éloignent de la machine.
Les capsules qui, pour une raison quelconque, ne tombent pas dans le canal 7 sont éloignées des surfaces annulaires d'extrémité 16 et 17 des rouleaux en des régions qui leur permettent de tomber entre les parties 14 et 15 Ide diamètre réduit des rouleaux. Un transporteur de recyclisation 29 ramène les capsules non orientées dans la trémie d'alimentation 25.
Les fig. 3 et 4 montrent une capsule 30 formée d'une mince feuille métallique, d'aluminium par exemple, et comprenant une face supérieure 31 en forme de disque entourée par une jupe 32, la face supérieure et la jupe étant jointes l'une à l'autre par une partie annulaire 33. La jupe 32 se termine par un bord inférieur libre 34, et une patte d'arrachement 37 s'étend vers le bas depuis une partie de ce bord inférieur sur une courte distance pour former une partie 35. A l'extrémité inférieure de la partie 35, la patte est repliée en 36 pour former une partie 37 s'étendant vers l'extérieur et à distance de la jupe en plongeant d'un petit angle.
Comme indiqué précédemment, le problème parti culer que doivent résoudre le procédé et la machine décrits est celui de l'orientation de ces capsules de manière que les surfaces internes en forme de cuvette soient toutes dirigées dans le mme sens. La capsule 30 présente deux caractéristiques particulières qui ont produit l'échec des méthodes d'orientation antérieures avec des passages à grande vitesse. La configuration, radialement asymétrique de la capsule, due à la présence de la patte d'arrachement s'étendant latéralement, empche l'emploi d'un équipement conventionnel à haute vitesse tel que celui utilisé dans la manutention d'objets symétriques en forme de cuvettes comme des cachets de bouteilles et des capuchons à oreilles ou à vis.
En outre, l'instabilité inhérente aux capsules par suite de leur construction. très légère rend difficile toute manutention à haute vitesse. Non seulement les capsules ont une forte tendance à vibrer et à rebondir quand elles sont déplacées à grande vitesse, mais elles sont susceptibles aussi de s'endommager quand elles sont soumises à une agitation ou à toute action utilisée par les équipements connus de manutention à grande vitesse.
Considérons les divers stades du procédé permettant d'amener les capsules dans leur position orientée (fig. 6 à 13). Tout d'abord, avant de mettre la machine en marche en vue Id'orienter les capsules 30, les rouleaux 1 et 2 doivent tre réglés de manière que le canal 7 entre les surfaces périphériques adjacentes Ides rouleaux soit légèrement inférieur à la hauteur totale de la capsule 30 telle que la montre la fig. 4. En d'autres mots, la distance verticale entre la pointe de la partie 37 de la patte d'arrachement et la surface de la face supérieure 31 doit tre -plus grande que la largeur horizontale du canal 7 entre les rouleaux. Pour préciser cette relation, on peut dire qu'il est impossible à une capsule 30 de tomber librement selon une trajectoire rectiligne verticale entre les rouleaux.
Pour passer à travers les rouleaux, la capsule doit tre inclinée d'une façon ou d'une autre. Par conséquent, celles des capsules qui tombent dans le canal 7 dont la patte d'arrachement s'étend pratiquement parallèlement aux axes longitudinaux des rouleaux 1 et 2, sont accrochées dans ce canal puisqu'elles ne peuvent passer entre les rouleaux dans cette position. Cependant, le mouvement de rotation imparti aux rouleaux 1 et 2 fait tourner légèrement les capsules 30, par suite de leur forme irrégulière, jusqu'à ce que leur patte soit disposée pratiquement perpendiculairement aux axes longitudinaux des rouleaux.
Ces diverses positions des capsules sont représentées à la fig. 2 qui montre une capsule a momentanément logée entre les rouleaux avec la patte d'arraw chement qui s'étend parallèlement à ces derniers et dirigée vers leur extrémité supérieure. Le mouvement de rotation des rouleaux fait tourner cette capsule, de sorte que sa patte bascule dans une position représentée pour une capsule b. De mme, si la capsule est déposée entre les rouleaux avec sa patte dirigée vers l'extrémité inférieure des rouleaux, la rotation des rouleaux entraîne aussi la capsule dans la position b. Si une capsule est déposée dans la position de la capsule c, elle peut passer vers le bas entre les rouleaux sans tourner.
Les deux positions b et c sont acceptables pour l'orientation sélective à suivre et les capsules doivent tre dans l'une ou l'autre Ide ces positions pour passer entre les rouleaux.
La fig. 6 montre le commencement de l'orientation d'une capsule 30 dont la patte d'arrachement est dispo sée vers l'arrière et dont la surface de cuvette interne fait face vers la gauche de la figure. Quand la partie avant de la capsule entre dans le canal 7, dans la zone où la largeur entre les surfaces périphériques des deux rouleaux est minimum, la capsule occupe une position pratiquement verticale. Cette disposition verticale est obtenue quelle que soit l'orientation de la capsule au moment du contact initial avec les rouleaux, contact qui comporte un glissement de la capsule sur son bord 34, vers le bas Id'un des rouleaux 1 ou 2 ou un tel glissement de la capsule sur sa face supérieure plate 31, ou encore la chute verticale dans le canal 7.
Comme indiqué précédemment, toutefois, la capsule ne peut pas tomber selon une trajectoire verticale entre les rouleaux, car la largeur minimum du canal 7 est inférieure à la hauteur totale de la capsule.
Dans le stade d'orientation suivant représenté à la fig. 7, la partie 35 de la patte d'arrachement approche du canal 7, la partie 33 de la capsule est en contact avec le rouleau 2 et la partie de repli 36 de cette patte est en contact avec le rouleau 1. La partie avant 33b de la capsule est basculée vers la gauche pendant que la capsule suit une trajectoire courbe vers le bas entre les rouleaux. Il est essentiel que la capsule soit basculée de cette façon afin qu'elle passe à travers les rouleaux avec sa patte d'arrachement disposée en arrière. Une fois tournée dans la position représentée, la capsule, quand sa patte d'arrachement passe à travers le canal 7, tombe librement sur la surface inclinée 20 de l'organe de déviation 3 (fig. 8).
Par conséquent, toute les capsules qui tombent dans le canal 7 avec leur patte d'arrachement en arrière et leur surface de cuvette interne tournée vers la gauche sont déviées de façon à tomber sur la surface 20 et à glisser au-dessous des rouleaux, leur surface interne de cuvette tournée vers le haut. La fig. 9 montre comment les capsules dont la patte d'arrachement est également tournée vers l'arrière mais dont la surface interne de cuvette est tournée vers la droite sont déviées de la mme façon, pour tomber sur la surface 21 correctement orientées. La seule différence entre la position représentée à la fig. 9 et celle que montrent les fig.
6 à 8 est que la partie avant 33b de chaque capsule est basculée vers la droite lors des stades d'orientation, par ailleurs les mmes qu'aux fig. 6, 7 et 8. Ces deux groupes de positions intéressent, toutes les capsules qui sont rntro- duites entre les rouleaux avec leur patte d'arrachement tournée vers l'arrière.
Considérons maintenant les capsules qui pénètrent dans le canal 7 avec leur patte d'arrachement dirigée vers l'avant (fig. 10 à 13). La fig. 10 montre la position initiale qu'assume la capsule lors de son entrée dans le canal 7 avec sa patte dirigée vers l'avant et sa surface interne de cuvette tournée vers la gauche. Par suite de la patte, la capsule ne peut prendre une position verticale comme lorsque la patte était tournée vers l'arrière, mais elle est supportée par le rouleau 1, le bord libre 34 de la jupe et la partie 36 de la patte étant engagés avec la surface de ce rouleau. La partie 33b de la capsule joue maintenant un rôle conducteur et s'approche de la surface périphérique 5 du rouleau 2. Ici à nouveau la capsule doit suivre une trajectoire courbe afin d'amener la patte d'arrachement dans le canal 7.
Ayant incurvé sa trajectoire entre les rouleaux, cependant, la capsule (fig. 11) est momentanément libre de tomber verticale ment. Quand elle tombe, la partie 37 de la patte vient d'abord en contact avec la surface inclinée 20, de sorte que la capsule est déviée vers la gauche. On peut voir à la fig. 12 que lorsque la patte glisse vers le bas de la surface 20, le corps de la capsule se déplace vers le bas et vers la gauche, suffisamment pour que la partie avant 33b évite juste 1'arte 22 et vienne en contact avec la surface inclinée 20. La capsule est maintenant correctement orientée avec sa surface interne de cuvette tournée vers le haut et continue à descendre le long de la surface 20 à distance des rouleaux.
La fig. 13 montre comment les capsules dont la patte d'arrachement est dirigée vers l'avant mais dont la surface interne de cuvette fait face vers la droite, sont déviées de la mme façon et correctement orientées sur la surface inclinée 21. A nouveau la seule différence entre les positions représentées aux fig. 10 à 12 et à la fig 13 est que la partie 37 de la patte est déviée vers la droite alors que la capsule glisse le long de la surface 21.
Ainsi sont traitées toutes les capsules qui passent entre les rouleaux avec leur patte d'arrachement tournée vers l'avant.