Procédé pour introduire un fluide d'entraînement dans un récipient à aérosols
et pour obturer ensuite ce récipient de façon étanche,
et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé pour introduire un fluide d'entraînement dans un récipient à aérosols présentant un orifice à sa partie supérieure et pour obturer ensuite ce récipient de manière étanche. Elle a également pour objet une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Pour le conditionnement des aérosols dans des récipients en métal, il était usuel jusqu'ici:
10 d'introduire la matière à distribuer, c'est-à-dire le concentré, dans le récipient;
20 de fixer ensuite la tête de distribution sur le récipient;
30 de faire le vide dans ce récipient;
40 d'introduire dans celui-ci le fluide de propulsion ou d'entraînement (par exemple du fréon) par l'intermédiaire de cette tête de distribution alors que celle-ci est maintenue ouverte, le bouton commandant la pulvérisation étant ensuite fixé en place.
Ces opérations étaient effectuées généralement en introduisant le concentré dans le récipient et en fixant à demeure sur celui-ci la tête de distribution avant l'introduction de l'ensemble dans une machine comportant une succession de postes équipés de têtes de travail où les opérations restantes étaient effectuées successivement.
Par opposition au procédé décrit ci-avant, l'un des buts de l'invention est de permettre la réalisation d'une machine comportant un seul poste de travail auquel un récipient contenant un concentré de matière devant être distribuée et portant un couvercle ou une tête de distribution non encore fixé sur lui peut recevoir, par sa partie supérieure ouverte, un fluide de propulsion ou d'entraînement, après quoi le couvercle est fixé sur le récipient alors que celuici demeure à ce poste de travail.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on monte de manière lâche sur ledit orifice un couvercle portant une soupape d'échappement, on soulève le couvercle pour dégager complètement ladite ouverture, on introduit ensuite une quantité déterminée de fluide d'entralnement dans le récipient par ladite ouverture dégagée, on applique le couvercle sur ladite ouverture et on le scelle au récipient.
La machine pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisée en ce qu'elle comprend un siège servant à recevoir et à maintenir dans une position verticale un récipient muni d'un orifice supérieur sur lequel repose un couvercle non encore fixé sur le récipient, une tête de travail disposée au-dessus de ce siège, un dispositif assurant un déplacement relatif entre le siège et la tête pour amener cette tête et ce récipient en contact, un organe porté par la tête et réalisant l'étanchéité autour de l'orifice supérieur du récipient quand cette tête est appliquée sur celui-ci, d'autres organes portés par la tête, servant à soulever le couvercle à l'écart de l'orifice du récipient, un dispositif servant à introduire un fluide d'entraînement dans le récipient à travers la tête alors que ce couvercle est soulevé, des organes abaissant ensuite le couvercle,
et un dispositif porté par la tête et réalisant l'application étanche du couvercle sur le récipient pour assurer un joint hermétique. Le récipient est alors ôté de la machine quand toutes les opérations requises ont été effectuées.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine et illustre une mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective schématisée de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 2
La fig. 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la fig. 3.
Les fig. 5 à 10 sont des vues montrant les stades opératoires successifs effectués par la machine à partir du moment où le récipient est placé dans cette machine et jusqu'au moment où le couvercle ou capuchon est serti en place sur le récipient pour compléter les opérations de remplissage et d'obturation, la fig. 8 étant une coupe par la ligne 8-8 de la fig. 4, et la fig. 10 une coupe par la ligne 10-10 de la fig. 3.
La fig. Il est le schéma électrique de la machine
La machine représentée comprend un bâti
1 comportant une table 2 et une tablette inférieure 3. La table 2 supporte un guide tubulaire vertical 4 dans lequel peut se déplacer axialement un piston 5 qui est empêché de se déplacer angulairement. Ce piston 5 porte un bras horizontal 6, et une tige verticale 7 traverse le bras 6 et le piston 5, pour être reliée par une biellette 8 à un excentrique 9 monté sur un train réducteur
10 de type usuel. La tige 7 traverse librement le bras 6 et le piston 5; elle comporte un collet 11, un ressort 12 étant interposé entre ce collet 11 et le bras 6.
La tablette 3 supporte un moteur électrique 13 à vitesse constante entraînant par une courroie une poulie 14 qui est reliée au train réducteur 10 par l'intermédiaire d'un dispositif de renvoi 15 de type usuel formant embrayage et frein. Ce dispositif sert à relier cinématiquement la poulie 14 au train réduc- -teur afin d'assurer l'entraînement de ce dernier aux moments appropriés, et à freiner ou bloquer ce train réducteur aux autres moments. Le train réducteur assure l'entraînement de deux cames 16 et 17 attaquant des micro-contacteurs 18 et 19 servant à la commande de circuits électriques.
Une tête de travail comportant une paire de cylindres, à savoir un cylindre supérieur 20 et un cylindre inférieur 21, est montée rigidement sur le bras 6. Le cylindre 21 présente une culasse supérieure 22 (fig. 3) se prolongeant par une queue tubulaire verticale 23 qui s'étend vers le haut à travers un orifice ménagé dans le bras 6. Cette queue 23 est filetée extérieurement au-dessus de ce bras pour recevoir un écrou de blocage 24 qui rend cette queue solidaire du bras 6 et qui assure en même temps le montage rigide du cylindre inférieur sur ce bras.
L'extrémité supérieure de la queue 23 forme un contrealésage qui est taraudé pour recevoir une queue 25 dirigée vers le bas, portée par la culasse inférieure 26 du cylindre supérieur 20, de sorte que ce cylindre supérieur 20 est également rendu solidaire du bras 6. L'extrémité inférieure du cylindre 21 est fermée par une culasse inférieure 27 (fig. 3) de forme tubulaire, et il est prévu dans le cylindre 21, entre les culasses 22 et 27, un piston 28 solidaire d'un manchon cylindrique 29. Le bord inférieur du manchon 29 comporte une rainure servant à recevoir un joint d'étanchéité en caoutchouc 30. La face supérieure de la culasse inférieure 27 est entaillée, de sorte que, quand le piston 28 repose sur cette culasse inférieure, un espace 31 est ménagé entre eux.
Le piston 28 comporte une chambre 32 formée par un contre-alésage et recevant une tête 33 d'un organe de serrage tubulaire 34 qui est fendu en des zones écartées circonP férentiellement l'une de l'autre pour diviser sa partie inférieure en lamelles ou mâchoires de sertissage élastiques 35 munies d'un talon extérieur 36.
Dans le cylindre supérieur 20 est logé un piston 37 (fig. 2) portant une tige 38 sur laquelle est monté un poussoir 39 de commande des mâchoires (fig. 3). Ce poussoir est chanfreiné à son extrémité inférieure. Quand il occupe sa position supérieure, les mâchoires se contractent radialement mais, quand il est repoussé vers le bas pour prendre appui contre les faces convergentes internes des mâchoires, ces dernières sont écartées radialement l'une de l'autre pour appliquer un capuchon sur un récipient comme décrit plus loin.
Le poussoir 39 est actionné par le piston 37 monté dans le cylindre 20. Ce piston est actionné à son tour pneumatiquement au moyen d'air comprimé admis par des orifices d'entrée 40 et 41. L'air est introduit sélectivement sur les côtés opposés du piston 37 par une vanne à quatre voies 42 (fig. 1) commandée par un solénoïde et par un contacteur 43.
Le piston inférieur 28 est repoussé normalement vers le bas par un ressort 44 (fig.
3), mais il est actionné par aspiration et par de l'air comprimé, un embout d'aspiration 45 étant monté dans le cylindre au-dessus du piston, un embout d'admission de l'air comprimé 46 étant monté au-dessous de ce piston.
La culasse inférieure 27 du cylindre inférieur 21 présente sous la paroi de ce cylindre des canaux 47 d'admission du fluide de propulsion ou d'entraînement, disposés tangentiellement à la surface cylindrique interne de la tête comme montré sur la fig. 4. Ce fluide d'entraînement est introduit sous pression par les embouts 48 (fig. 1 et 4) à partir de vannes 49 à commande par solénoïdes de type usuel. Les vannes 49 obturent normalement les canaux 47, mais elles sont étudiées de manière à découvrir ces canaux 47 quand les enroulements des solénoïdes sont excités, de façon que ce fluide d'entraînement puisse pénétrer dans le récipient.
On remarquera à l'examen des fig. 4 et 8 que, lors de la pénétration du fluide d'entraînement à l'inté- rieur de la culasse inférieure, ce fluide parvient dans la chambre de cette culasse d'une façon tangentielle, sans former d'écume.
Les récipients devant recevoir le fluide d'entraînement et devant être fermés de façon hermétique sont disposés sur la table 2 contre une butée angulaire 50. Quand un récipient tel que celui indiqué en C sur la fig. 1 est amené à une position prédéterminée, il actionne un micro-contacteur 51 pour fermer un circuit qui déclenche le fonctionnement de la machine.
Lors de ce fonctionnement, les différents organes agissent selon un ordre de succession déterminé par suite de la commande électrique des différents mécanismes intéressés. A cet effet, on utilise un chronorégulateur T (fig.
11) de type usuel en soi bien connu. Ce chrono-régulateur est connecté par des circuits électriques aux différents micro-contacteurs précités, et il fonctionne d'une manière usuelle pour mettre ces microcontacteurs en service afin de déclencher les opérations selon un ordre approprié.
On a représenté sur la fig. 1 1 les connexions des différents contacteurs que montre la fig. 1. Les détails de construction d'un chrono-régulateur de ce type ne sont pas indiqués ici, car il en existe un grand nombre de types industriels connus qui peuvent être utilisés ici.
La machine fonctionne de la façon suivante: un récipient en métal C, muni d'un orifice à sa partie supérieure, reçoit tout d'abord une certaine quantité de la matière à distribuer. Une cuvette X contenant un clapet, un bouton de pulvérisation et un tube plongeur (voir les fig. 6 à 10) comme décrit dans le brevet suisse No 289791, est alors placée sans être fixée sur l'orifice supérieur du récipient. Ce récipient est ensuite amené à la position représentée sur la fig. 1 et, lorsqu'il vient s'appliquer contre le guide 50, il ferme le micro-contacteur 51. Ceci déclenche le fonctionnement du chrono-régulateur, qui ferme le cirouit du bloc 52 afin de commander le dispositif de renvoi 15.
En conséquence, le moteur 13, qui est actionné de façon continue, est accouplé au train réducteur 10 en vue d'entraîner l'excentrique 9 pour l'écarter de son point mort supérieur représenté sur la fig. 1 et l'amener jusqu'à son point mort inférieur. Une fois cette opération terminée, la came 16 associée au train réducteur 10 agit sur le micro-contacteur 18 pour produire le débrayage et met en service le frein du dispositif 15, afin de maintenir cet excentrique au repos dans cette position de point mort inférieur.
L'excentrique 9, en passant de la position de point mort supérieur à la position de point mort inférieur, abaisse le bras 6 et le cylindre inférieur 21, de sorte que la culasse inférieure 27 vient prendre appui sur le récipient C reposant sur la table et le maintient fermement, tandis qu'un joint élastique 53 prend appui sur la partie supérieure du récipient et réalise l'étanchéité avec celui-ci, comme montré sur les fig. 3 et 6. Le ressort 12 permet au bras 6 d'être abaissé élastiquement pour compenser les variations de hauteur qui peuvent se présenter entre les divers récipients.
Le piston 28 se déplace également, et son ressort 44 repousse le bord inférieur du manchon cylindrique 29 pour l'appliquer contre le bord di
rigé vers le haut de la cuvette X, de sorte
que le joint 30 monté dans la partie inférieure de ce manchon réalise également l'étanchéité avec la cuvette X.
Le chrono-régulateur T agit ensuite sur une vanne 54 à commande par solénoïde (fig.
1 et 11) pour faire le vide dans l'embout 45, afin de créer ainsi une dépression dans la partie du cylindre située au-dessus du piston inférieur 28. Cette dépression est transmise par un canal 55 à l'intérieur du manchon tubulaire 29 et agit de manière à retenir fixement la cuvette X contre l'extrémité inférieure de ce manchon tubulaire 29. Ce vide est insuffisant pour surmonter la force du ressort 44, de sorte que le piston 28 demeure dans sa position inférieure représentée sur la fig. 3.
Ce vide est maintenu afin de retenir la cuvette X sur le manchon cylindrique 29 du piston, et le chrono-régulateur excite alors une vanne 56 à commande par solénoïde (fig. 1 et 11) pour admettre de l'air comprimé par l'embout 46 (fig. 3) jusque dans l'espace 31 ménagé sous le piston 28. En conséquence, ce piston est déplacé vers le haut pour soulever la cuvette X à l'écart de l'orifice supérieur du récipient, comme montré sur la fig. 7. Pendant que le piston occupe cette position relevée, le chrono-régulateur excite les vannes jumelées 49 à commande par solénoïde et le fluide d'entraînement est introduit dans le récipient par les canaux 47 (fig. 4). Cette adduction peut s'effectuer pendant un laps de temps déterminé, ou bien le fluide & entraî- nement peut traverser une vanne doseuse appropriée.
Dès qu'une quantité suffisante de fluide d'entraînement a été introduite dans le récipient, le chrono-régulateur T désexcite les vannes jumelées 49. Immédiatement après, ce chrono-régulateur excite deux vannes à commande par solénoïde 57 (fig. 1 et 11) pour mettre à la fois les parties supérieure et inférieure du cylindre inférieur 21 en communication avec l'atmosphère. Le ressort 44 abaisse immédiatement le piston 28 de ce cylindre pour ramener la cuvette X sur l'orifice du récipient (fig. 9).
Une fois cette cuvette X remise en place, le chrono-régulateur ferme un micro-contac
teur 58, qui ferme à son tour un relais 43 servant à exciter la vanne à quatre voies 42 à commande par solénoïde (fig. 1) pour faire arriver de l'air comprimé dans le cylindre supérieur 20 au-dessus du piston 37 (fig. 2).
Ce piston est ainsi déplacé vers le bas en entraînant avec lui le poussoir 39, qui écarte les mâchoires 35. La partie de la cuvette se trouvant au-dessous du bord roulé de l'orifice du récipient subit une expansion radiale sous l'effet des mâchoires, et est repoussée sur la partie marginale de l'orifice de ce récipient, de manière à réaliser l'étanchéité.
Une fois cette opération terminée le déplacement vers le bas du piston 37 agit sur une tête 59 (fig. 2) d'un axe 60 de commande du contacteur, pour le repousser vers le bas et ouvrir le circuit passant par le micro-contacteur 58, de sorte que la vanne à quatre voies 42 met la chambre supérieure du cylindre 20 en communication avec l'atmosphère et assure l'admission d'air comprimé en 41 dans la partie inférieure du cylindre. Le piston 37 est ainsi déplacé vers le haut et rappelle le poussoir 39 à la position représentée sur la fig. 2. Le chrono-régulateur excite ensuite le bloc de commande 52 pour supprimer l'effet de freinage et assurer l'embrayage du dispositif 15, de sorte que le moteur 13 entraîne le train réducteur 10 pour ramener l'excentrique 9 de son point mort inférieur au point mort supérieur initial que montre la fig. 1.
Le bras 6 et les organes associés de la tête de travail sont alors soulevés à l'écart du récipient ainsi rempli et fermé de façon étanche. Dès que l'excentrique 9 atteint sa position de point mort supérieur, la came 17 (fig. 1) actionne le micron- tacteur 19, de sorte que le frein est serré et que l'accouplement est débrayé, tous les organes, sauf le moteur, occupant une position de repos qui correspond à leur position initiale. L'ouvrier peut alors enlever le récipient et le remplacer par un autre récipient qui doit être rempli et fermé au cours d'une succession d'opérations telle que celle décrite précédemment.
La description détaillée qui précède illustre unermise en oeuvre préférée du procédé envisagé, mais il est évident que des modifications peuvent y être apportées. Ainsi, par exemple, dans la machine représentée sur les dessins, le récipient est placé sur un siège appartenant à la table 2. Ce siège, de même que le reste de la table, est fixe, et la tête de travail est soulevée et abaissée de manière à venir coopérer avec le récipient par le mouvement du piston 5 comme décrit précédemment.
Etant donné que le but principal est d'assurer la venue en contact et l'écartement du récipient et de la tête par un déplacement relatif entre eux, il est également possible de monter le bras 6 de façon rigide sur le guide 4, de sorte que la tête est alors rendue solidaire de la table, et de déplacer le siège vers le haut et vers le bas pour appliquer le récipient contre la tête de travail ou l'en écarter. A cet effet, la partie de la table qui représente le siège et qui porte le guide 50 peut se présenter sous la forme d'une plate-forme mobile montée de manière à pouvoir être réglée verticalement et qui est actionnée à partir du train réducteur 10 par l'intermédiaire de la biellette 8, comme décrit précédemment, de façon à déplacer ce siège vers le haut et vers le bas en relation chronologique avec les autres organes de la machine.