FR2601135A1 - Procede et dispositif de controle de bouteilles a boisson, vides ou analogues - Google Patents
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Abstract
A.PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DE BOUTEILLES A BOISSON, VIDES OU ANALOGUES. B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QU'ON FIXE CHAQUE BOUTEILLE 1 SEULEMENT ENTRE LE FOND 1A ET L'EPAULEMENT 1C AVANT ET APRES LA DETECTION DANS LA PREMIERE ZONE D'INSPECTION I, ON FAIT PASSER LA BOUTEILLE DANS UNE SECONDE ZONE D'INSPECTION II ET ON DETECTE AINSI DE MANIERE PHOTO-ELECTRONIQUE LA ZONE COMPRISE AU-DESSUS DE LA ZONE DE SERRAGE SUPERIEURE.
Description
Procédé et dispositif de contrôle de bouteilles à boisson, vides ou
analogues ".
La présente invention concerne un 5 procédé de contrôle de bouteilles à boisson, vides ou analogues notamment pour détecter la présence de corps étrangers et de parties sales, chaque bouteille n'étant fixée qu'entre son fond et son orifice pour passer dans une zone d'inspection et permettre ainsi la détection opto-électronique de la zone comprise entre les zones de serrage.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On connait déjà un tel procédé selon 15 lequel les bouteilles ne sont fixées qu'une fois ou exclusivement entre la tête et l'orifice pendant toute l'opération d'inspection et sont déplacées suivant une trajectoire circulaire en exécutant simultanément une rotation propre dans la zone d'inspection (DE-AS 1 432 340). Dans ce cas, la zone de la paroi latérale qui, en hauteur, se trouve entre les deux zones de serrage et la bouteille est détectée de manière opto-électronique. Du fait de la fixation exacte et stable des bouteilles grâce à leur serrage, ce procédé connu permet des débits de défilement élevés
et une grande précision d'inspection. Toutefois, l'inconvénient est que la zone supérieure des bouteilles c'est-àdire la partie des bouteilles se trouvant directement en-
dessous du point de serrage supérieur situé au niveau de la tête de bouteille n'est que difficilement accessible et du fait de la plaque de pression qui comme élément de fixation nécessaire agit sur la surface d'étanchéité de la bouteille crée un effet d'ombre et ne permet pas un contrôle suffisamment précis. Une inspection totale de la paroi latérale entre le fond et l'orifice, comme cela est de plus en plus exigé ne peut se faire à l'aide de ce
procédé connu.
On connaiten outre/un procédé de contrôle d'ampoules remplies pour vérifier les impuretés du contenu, procédé selon lequel on fixe les ampoules pendant toute l'opération d'inspection seulement une fois entre le fond et les épaulements en les déplaçant sur une 15 trajectoire circulaire avec rotation propre, simultanée par endroit lors du passage de la zone d'inspection (DE-AS 22 62 556). Grâce à la fixation axiale des ampoules, ce procédé permet des vitesses de transfert et de rotation élevées ainsi qu'un contr8le exact. Toutefois, ce contr6le 20 se limite à la plage de hauteur relativement réduite des
ampoules entre les deux zones de serrage alors que l'ensemble de la zone du col et de la tête qui est en outre cachée par un élément de serrage de forme tubulaire n'est pas contrôlé. De ce fait, ce procédé connu ne convient pas pour 25 effectuer une inspection totale de la paroi latérale.
Selon un autre procédé connu de contr6le de bouteilles à boisson, vides, pour détecter les saletés, des doigts poussent les bouteilles contre des galets à friction agissant sur la paroi latérale pendant 30 que les bouteilles décrivent une trajectoire circulaire à travers la zone d'inspection (DE-AS 1 648 640). Dans ce cas, il n'y a ni appui, ni fixation des bouteilles dans la direction axiale. Ce procédé conviendrait pour un contrôle total de la paroi latéralemais il s'est toutefois avéré 35 qu'une fixation des bouteilles simplement par les forces de friction latérales ne permettait ni un rendement élevé, ni un contrôle exact du fait des différences de formes et de dimensions très grandes, habituelles sur les bouteilles à boisson d'un même type. Ce procédé connu n'a pu de ce fait s'imposer en pratique. Selon un autre procédé connu de contrôle d'ampoules pleines pour détecter les impuretés du contenu, on ne fixe les ampoules qu'en un endroit au niveau du fond à l'aide d'un plateau tournant muni d'une buse d'aspiration n'assurant en aucune manière une fonction de transfert (DE-AS 1 573 687). Cela permet de contrôler toute la plage de la paroi latérale des ampoules. Toutefois, la fixation par dépression agissant sur la surface du fond n'est envisageable que pour des ampoules relative15 ment petites et légères.mais,en aucun cas,pour des bouteilles à boisson relativement grandes et lourdes. Dans ce cas, en effet on ne pourrait fixer de manière certaine les bouteilles au niveau du fond du fait de la faible force de retenue et des irrégularités du fond en particulier dans 20 le cas de vitesses de transfert élevées pour l'inspection
de bouteilles.
Enfin, on connaît un procédé pour détecter de manière optique des défauts de bouteilles à boisson vides; selon ce procédé, les bouteilles sont por25 tées par une surface d'appui n'agissant que sur le fond et sans autre fixation à travers la zone d'inspection (DE-AS 22 40 833). Ce procédé permet sans difficulté de contrôler l'ensemble de la paroi latérale des bouteilles. La stabilité des bouteilles positionnées librement est toutefois 30 très réduite et s'oppose à des débits élevés. En outre, on ne peut faire tourner les bouteilles sur elles-mêmes comme cela est indispensable pour les installations de
contrôle opto-électroniques (DE 32 28 464).
La présente invention a pour but de 35 développer un procédé du type cidessus pour contrôler h des bouteilles à boisson, vides,en effectuant un contrôle total de l'ensemble de la paroi latérale du fond jusqu'à l'orifice et de maintenir les bouteilles de manière stable et précise. De plus, l'invention se propose de créer un dispositif simple et d'un fonctionnement sGr pour la mise
en oeuvre de ce procédé.
A cet effet, l'invention concerne un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'on fixe chaque bouteille seulement entre le fond et l'épaulement 10 avant et après la détection dans la première zone d'inspection, on fait passer la bouteille dans une seconde zone d'inspection et on détecte ainsi de manière photo-électronique la zone comprise au-dessus de la zone de serrage supérieure. Dans le procédé selon l'invention, chaque bouteille en cours d'examenc'est-à-dire pendant son passage à travers la machine est fixée en alternance ou successivement de deux manières différentes l'une entre le fond et l'orifice et l'autre entre le fond et l'épaulement. Ainsi dans le premier cas, on peut controler sans etre gêné,la partie comprise entre les deux zones de serrage de la paroi latérale de la bouteille notamment le corps et la partie de col; dans le second cas, on peut contrôler, sans être gêné,la tête de la bouteille et une 25 partie du col de la bouteille. On peut ainsi inspecter de manière optimale l'ensemble de la paroi latérale, le cas échéant y compris la surface de l'orifice et la surface d'étanchéité mais si cela se fait par deux étapes
différentes. Les bouteilles sont fixées solidairement cha30 que fois dans la direction axiale, ce qui permet des vitesses de transport et de rotation extrêmement élevées.
Dans les conditions normales, il suffit de changer une fois le mode de fixation et de détecter les bouteilles de manière correspondante suivant deux zones d'inspection 35 différentes. Le cas échéant, on peut également alterner plusieurs fois et effectuer un contrôle supplémentaire
dans d'autres zones d'inspection.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les zones de bouteilles détectées dans la première et dans la seconde zones d'inspection se chevauchent de préférence dans la zone du col. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on détecte au moins une partie de la zone de col dans la première zone d'inspection de la zone du corps et - on détecte la zone de tête ou le cas échéant une partie de la zone de col de chaque bouteille dans la
seconde zone d'inspection.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque bouteille est maintenue dans la zone comprise entre les deux zones d'inspection pendant le changement entre les deux modes de serrage, de préférence au niveau du fond et en même temps de l'orifice et de l'épaulement. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux; il évite que) pendant le transfert entre deux mo20 des de fixation, le blocage des bouteilles ne soit diminué
de quelque manière que cela soit.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on fait tourner chaque bouteille autour de son axe pendant la détection dans la seconde zone d'ins25 pection, la bouteille étant fixée entre le fond et l'épaulement.
L'invention concerne également un dispositif pour la m.ise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif est caractérisé en ce que, concentrique30 ment à chaque cloche de centrage, on a un anneau de centrage adapté à l'épaulement de bouteille et qui peut être
soulevé et abaissé indépendamment de la cloche et en ce qu'il est prévu une seconde installation de contrôle qui détecte les bouteilles de manière opto-électronique, au35 dessus de l'anneau de centrage mis en place sur l'épaule-
ment de bouteille.
La présente invention sera décrite ci-après à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, partiellement coupée, 5 d'une bague de centrage et d'une cloche de centrage sur
une bouteille.
- la figure 2 est une vue de-dessus de la pièce de guidage
en forme de fourche et des tiges de retenue.
- la figure 3 montre la fixation d'une bouteille tenue au 10 niveau du col.
- les figures 4 à 7 montrent schématiquement la mise en oeuvre des organes de serrage comparée aux phases de détection par voie opto- électronique.
- la figure 8 montre schématiquement la table à bouteilles 15 au cours de l'ensemble de l'opération d'inspection.
L'installation selon l'invention est une machine de contrôle de bouteilles vides à rendement élevé, la zone d'inspection concernant principalement la paroi et l'orifice des bouteilles vides. Pour des raisons 20 de simplification, on n'a représenté que les parties de machine nécessaires à la compréhension de l'invention et pour les phases opératoires ainsi que pour les éléments du dispositif. Les pièces représentées concernent ainsi
principalement les outils de serrage des récipients ainsi 25 que leur mouvement relatif par rapport aux zones d'inspection à détecter de manière opto-électronique avec alternance de côté.
Selon les figures 1 à 4, un récipient, tel qu'une bouteille 1, est transféré par l'intermédiaire 30 d'une entrée de bouteilles non représentée en détail à l'un des plateaux rotatifs 2 répartis à des intervalles correspondant à une distribution et appartenant à une table à bouteilles 3; la bouteille est alors fixée dès la zone de transition entre le plateau tournant 2 et une cloche de centrage 4 qui descend. Cette cloche de centrage présente une réalisation classique avec une tige de soulèvement 5 mobile sous la pression constante d'un ressort et dont l'extrémité supérieure porte un galet de guidage 7 sur un dispositif de fixation 6; la surface de rotation de ce galet est appuyée sous l'effet d'une force, en permanence contre la courbe de soulèvement 8 solidaire du système et la cloche de centrage 4 est chaque fois mise dans une position de serrage ou de libération de la bouteille 1. La tige de soulèvement 5 est guidée dans un bloc de 10 palier 9 sensiblement cylindrique lui-même fixé par des brides sur le moyeu 10 du carrousel 11 simplement indiqué
aux dessins.
Le bloc de palier 9 cylindrique forme., en outre, l'élément de retenue et de guidage d'une fourche 15 12 radialement en saillie, ouverte vers l'extérieur, et dont le côté tourné vers le centre de la machine porte un galet de commande 13 guidé de force par un chemin de soulèvement 14 et dont les autres branches 15, 16 comportent
des perçages 17, 18 pour recevoir des galets de guidage 20 19, 20 euxmêmes fixés à l'aide de vis de serrage 21.
Le bloc de palier 9, cylindrique,porte respectivement au niveau de son extrémité supérieure et de son extrémité inférieure deux bras 24, 25 ou analogues radialement en saillie avec des perçages 26, 27 alignés 25 sur chaque tube de guidage 19, 20 pour les recevoir de manière coulissante. Les tubes de guidage 19, 20 servent uniquement à recevoir chaque fois une tige de fixation 22,
23 souple, chargée par ressort.
A l'extrémité inférieure des tiges de 30 guidage 22, 23, il est prévu un anneau de centrage 28 dont la position correspond à celle de la cloche de centrage 41 et qui peut se déplacer de manière alternée par rapport à cette cloche; cet anneau copie les mouvements verticaux de la fourche 12 par l'intermédiaire des éléments de glis35 sement et de soulèvement cidessus et à l'aide des éléments à ressort mentionnés ci-dessus logés à l'intérieur des tubes de guidage 19, 20, il compense les différences de dimensions de bouteilles ou de périphéries, dans la mesure o cet anneau de centrage 28 est non seulement libre en rotation grâce à des paliers à billes 29 de son moyen de fixation 31 mais peut lui-même être réalisé en un matériau élastique et avoir une surface intérieure de forme conique adaptée à la zone de serrage. Les courses en soulèvement de la cloche de centrage 4 et de l'anneau de cenO10 trage 28 sont dimensionnées de façon que,pour l'entrée et la sortie des récipients dans les zones d'inspection,
zones dans lesquelles les récipients sont serrés de manière alternée, on arrive à un passage sans difficulté.
Comme l'anneau de centrage 28 exécute des courses de sou15 lèvement plus importantes que celles de la cloche de centrage 4, il est nécessaire que le diamètre intérieur de l'anneau de centrage 28 soit supérieur au diamètre extérieur de la cloche de centrage 4 correspondante.
Chaque bouteille 1 est tout d'abord 20 fixée entre son fond la et son orifice lb; la bouteille parcourt,pendant que le plateau rotatif 2 effectue des mouvements de rotation, une zone d'inspection I équipée d'une détection opto-électronique agissant entre les deux points de serrage. Les étapes opératoires selon l'inven25 tion prévoient dans le détail que chaque bouteille 1 soit serrée seulement entre le fond la et l'épaulement lc avant et après la détection dans la zone d'inspection I, et passe dans une seconde zone d'inspection II. Pour cela, la figure 1 indique que la zone d'inspection I de la bou30 teille 1, debout mais en rotation, se situe entre le fond la et sensiblement l'épaulement lc et que la zone d'inspection II tout en tenant compte d'une éventuelle zone de chevauchement III se situe entre l'orifice lb et l'épaulement lcc'està-dire de façon prédominante dans 35 la zone du col d'une bouteille 1. Ainsipour un réglage correct de la machine, chaque zone de la paroi de la bouteille est détectée de manière opto-électronique, suffisante, des mesures étant prises pour que les tiges de fixation 22 et 23 (vues dans la direction de déplacement des bouteilles) se situent en avant et/ou en arrière de la bouteille pour permettre le passage non gêné de la lumière dans la direction de déplacement de la bouteille 1 (zones d'inspection II et III) à travers la tête de la bouteille. Les figures 4 à 7 montrent,en vue de c6té le fonctionnement alterné des éléments de serrage de la cloche de centrage 4 et de l'anneau de centrage 26 pour bien tenir la bouteille 1 entre ces éléments de serrage et le plateau tournant ou plateau à bouteilles 2 en liai15 son avec la plage active des zones d'action I et II schématisées sur la bouteille 1; la camera 32, 33 et les écrans d'éclairage 34, 35 correspondants ou analogues prennent des positions donnant un effet d'inspection optimum
pour le contrôle de bouteilles à boisson, vides.
La figure 8 montre,par une vue dedessus, schématiqued'une machine d'inspection, les distances ou intervalles dans l'espace et dans le temps entre la plage d'entrée et la plage de sortie des bouteilles,
avec les installations de commande pour actionner effica25 cement les organes de centrage et les éléments d'inspection opto-électroniques associés pour assurer un fonctionnement sans incident.
Le dessin montre le plateau tournant 36 (selon la direction de la flèche) portant une bouteille; 30 ce plateau est précédé d'une étoile d'entrée 37 représentée par un secteur de cercle et une étoile de sortie 38 également représentée par un secteur de cercle. Les références 39 et 40 représentent les zones de transfert (entree et sortie) des récipients 1. Pour que l'axe central 35- M du plateau tournant à bouteilles 36 ne constitue pas un obstacle pour l'intervention opto-électronique entre la double camera 41, 42 et l'éclairage de la paroi du récipient, diamétralement opposé 43, 44, les zones des rayons des caméras 41, 42 passent de part et d'autre de la colon5 ne centrale. La cloche de centrage 4 est appliquée sur la bouteille dans la zone de transition 39 par une commande
par came (chemin) et fixe la bouteille jusqu'au-dessus de la zone d'inspection I à l'extrémité de la paroi d'éclairage 43 (voir figures 4 et 5). Pendant ce temps, l'anneau 10 de centrage 38 n'agit pas et se trouve en position haute.
Comme le serrage des bouteilles au niveau du plateau à bouteilles ou plateau tournant 36 ne doit pas être interrompu, dans la zone 45, chaque bouteille est maintenue pendant un court instant de la rotation de la table par 15 les deux éléments de centrage,c'est-à-dire par la cloche de centrage 4 et l'anneau de centrage 28 agissant en commun (figure 6). Pendant qu'à la suite de cela, la cloche de centrage 4 se soulève jusqu'au delà de la zone d'éclairage de la tête de récipient 44, l'anneau de centrage 28 20 reste en position active (figure 7) - zone d'inspection II - jusqu'à ce que la cloche de centrage 4 fixe de nouveau la bouteille 1 avant la zone de transfert de sortie 40 pour préparer un transfert correct à l'étoile de sortie 38. Ce transfert s'effectue en 47 à la périphérie du 25 plateau à bouteilles ou du plateau tournant 36. En 46, l'anneau de centrage 28 est commandé de manière appropriée pour se soulever. Ce n'est qu'au niveau de la zone de transfert 40 que la cloche de centrage 4 abandonne sa fonction de serrage et la bouteille 1 peut alors être transférée sans difficulté à l'étoile de sortie 38. Les deux éléments de centrage restent dans cette "position de repos" au moins jusqu'au point de transfert 39 d'un nouveau récipient, point auquel tout d'abord la cloche
de centrage 4 assure la fixation d'une bouteille transfé35 rée par l'étoile d'entrée 37.
1 1 Ce type de commande des éléments de centrage a également pour consequence que les installations de commande des cloches de centrage 4 et des anneaux de centrage 28 doivent être conçues pour quedans la zone d'entrée et dans la zone de sortie de la table tournante 3, les bouteilles 1 ne soient maintenues que par les plateaux 2 et les cloches de centrage 4 alors que les anneaux de centrage 28 passent au-dessus de la trajectoire des
bouteilles 1 de préférence en position d'extrémité supé10 rieure.
2601 135
R E V E N DI C A T I 0 N S
) Procédé de contr6le de bouteilles à boisson, vides ou analoguesnotamment pour détecter la présence de corps étrangers et de parties sales, chaque bouteille n'étant fixée qu'entre son fond et son orifice pour passer dans une zone d'inspection et permettre ainsi la détection opto-électronique de la zone comprise entre les zones de serrage, procédé caractérisé en ce qu'on fixe chaque bouteille (1) seulement entre le fond (la) et l'épaulement (lc) avant et après la détection dans la première zone d'inspection (I), on fait passer la bouteille dans une seconde zone d'inspection (II) et on détecte
ainsi de manière photo-électronique la zone comprise audessus de la zone de serrage (lc) supérieure.
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones de bouteilles détectées dans la première et dans la seconde zone d'inspection (I et II) se chevauchent de préférence dans la zone du col (II). 3 ) Procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on détecte
au moins une partie de la zone de col dans la premiere zone d'inspection (I) de la zone du corps et en ce qu'on détecte la zone de tête oule cas échéant,une partie de 25 la zone de col de chaque bouteille dans la seconde zone
d'inspection (II).
) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque
bouteille (1) est maintenue dans la zone comprise entre 30 les deux zones d'inspection (I et II) pendant le changement entre les deux modes de serrage, de préférence au niveau du fond (la) et en même temps de l'orifice (lb)
et de l'épaulement (1c).
) Procédé selon l'une quelconque 35 des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait
tourner chaque bouteille (1) autour de son axe pendant la détection dans la seconde zone d'inspection (II), la bouteille étant fixée entre le fond (la) et l'épaulement (le).
6 ) Dispositif pour la mise en oeu5 vre du procédé selon la revendication 1, comportant au moins un plateau soutenant la bouteille par le fond, plateau sur lequel se fixent les bouteilles par l'intermédiaire d'une cloche de centrage agissant au niveau de l'orifice de la bouteille, cloche susceptible d'être soulevée et abaissée, 10 ainsi qu'une installation de contrôle détectant de manière opto-électronique les bouteilles dans la zone comprise entre le plateau et la cloche de centrage, dispositif caractérisé en ce que,concentriquement à chaque cloche de centrage (4), on a un anneau de centrage (28) adapté à l'épau15 lement de bouteille (lc) et qui peut être soulevé et abaissé indépendamment de la cloche et en ce qu'il est prévu une seconde installation de contrôle qui détecte les bouteilles (1) de manière opto- électronique, au-dessus de
l'anneau de centrage (28) mis en place sur l'épaulement 20 de bouteille (lc).
7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par plusieurs plateaux (2) circulant sur une trajectoire fermée, avec des cloches de centrages (4) et des anneaux de centrage (28) et en ce que les anneaux 25 de commande du poinçon de centrage ou des cloches de centrage (4) sont conçus de façon que les bouteilles (1) ne soient serrées qu'entre le fond (la) et l'orifice (lb)
sur une première partie de leur trajectoire et qu'elles soient serrées seulement entre le fond (la) et l'épaule30 ment (lc) pour la seconde partie de leur trajectoire.
8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les cloches de centrage (4) et les anneaux de centrage (28) sont montés réglables en hauteur dans un rotor ou un carrousel 35 (11) au-dessus de la trajectoire des bouteilles (1).
) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque anneau de centrage (28) comporte au moins une tige de fixation (22, 23) parallèle à l'axe de la bouteille, tige qui est prévue.dans la di5 rection de déplacement de la bouteille (1) en avant ou en arrière de la bouteille, de sorte que,transversalement à la direction de déplacement des bouteilles (1),on a un
passage de lumière pratiquement non gêné (plages d'inspection II et III) à travers de la tête de la bouteille.
10 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que chaque anneau de centrage (28) est monté à rotation sur son
support (31).
11 ) Dispositif selon l'une quelcon15 que des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le
diamètre intérieur de l'anneau de centrage (28) est supérieur au diamètre extérieur de la cloche de centrage (4) correspondante.
12 ) Dispositif selon l'une quelcon20 que des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que les
plateaux (2) sont montés sur la table tournante (3) qui est suivie ou précédée d'une étoile de transport et en ce que les installations de commande des cloches de centrage (4) et des anneaux de centrage (28) sont réalisées 25 de façon que,dans la zone d'entrée et dans la zone de sortie de la table tournante (3), les bouteilles (1) ne soient maintenues que par les plateaux (2) et les cloches
de centrage (4) alors que les anneaux de centrage (28) sont guidés audessus de la trajectoire des bouteilles 30 (1) de préférence dans leur position d'extrémité supérieure.
13 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que l'installation de contrôle détecte la zone de paroi latérale 35 complète et une partie du col du récipient en procédant
par voie opto-électronique.
14 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que la
zone d'inspection (I) détecte une zone de contrôle qui se situe principalement sur la hauteur du corps de la bouteille et du col de la bouteille.
) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que la zone d'inspection (II) détecte une zone de contrôle qui recouvre principalement la hauteur du col et de la tête lO d'un récipient.
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