Brevet FR2257417A1 — publié le 19750808

La présente invention due à Tibor i METH, Endre KOV{CS et Tabor HORVÀTH, concerne un pressoir mécanique horizontal. comprenant un panier de pressurage pourvu d'une enveloppe cylindrique perforée et d'une couronne dentée fixée à celle-ci, un arbre principal fileté extérieurement. monté coaxialement à l'intérieur du panier de pressurage et de façon à pouvoir tourner, comprenant en outre au moins une plaque ou couvercle de pressurage pouvant se déplacer longitudinalement. le long de l'arbre principal et en direction axiale sous l'effet de la rotation relative du panier de pressurage et de l'arbre principal ainsi qu'un groupe moteur et un groupe de commande, le groupe moteur comportant un pignon entraîné par un moteur électrique avec interposition d'un train d'engrenages relié cinématiquement à la couronne dentée du panier de pressurage, tandis que le groupe de commande est également pourvu de moyens permettant de détecter la résistance de pressurage et de la limiter à des valeurs déterminées pouvant être fixées à l'avance. On connait depuis longtemps des pressoirs mécaniques horizontaux, et on les utilise dans le domaine de la vinification. Dans les pressoirs horizontaux connus, il est exercé sur la vendanger introduite dans un panier de pressurage à enveloppe cylindrique perforée, par au moins une plaque ou couvercle de pressurage se déplaçant longitudinalement le long dlun arbre principal grâce à son filetage, un effet de compression avec diminution de volume. Le mouvement du couvercle de pressurage ou des couvercles de pressurage le long de l'arbre principal peut être obtenu par rotation du panier de pressurage, par rotation de l'arbre principal ou encore par rotation simultanée de ces deux composants. En raison de la diminution de volume, le jus contenu dans la vendange est petit à petit exprimé. Comme la vendange contient cependant non seulement du jus, mais aussi des constituants solides, il se produit un tassement de ces derniers, les canaux de passage de jus présents dans la vendange s1obstruant de temps en temps. Du fait que la quantité de moût qui sort par unité de temps est une grandeur fluctuante, il prend naissance dans le panier de pressurage une contre-pression intérieure variant avec le temps, qui augmente rapidement en fonction du tassement de la charge et peut parfois atteindre des valeurs tres élevées. Sans des mesures et moyens techniques appropriés pour limiter la pression, ladite pression eniratnerait rapidement des détériorations du pressoir, et dans certains cas il pourrait même se-produire une destruction complète de la machine. La limitation de la pression de pressurage représente, par suite, un problème qu'il faut absolument résoudre et à la solution duquel il faut consacrer un soin particulier au moment de la conception du projet de pressoir, et également pendant son fonctionnement ultérieur. Mais la limitation de pression dans les pressoirs a aussi, du point de vue de la chimie du vin, une importance particuliere. La composition chimique du moût dépend en effet dans unie large mesure de la pression de pressurage exercée. Lorsque la pression de pressurage est excessive, le moût qui sort renferme également des substances nocives qui n'entrent en action que lors de la fermentation ultérieure et entraînent un amoindiressement de la qualité du vin. Dans les pressoirs mécaniques horizontaux connus du type mentionné plus haut, la limitation de pression ou la protection nécessaire de la machine contre les surcharges est obtenue en partie au moyen d'une membrane de détection de la pression placée sur le couvercle de pressurage et à partir de là par transmission de la pression par voie hydraulique à l'aide d'un manomètre à contact (contacteur manométrique) ou d'un interrupteur manométrique (manostat). Dans le cas de pressoirs connus à fonctionnement automatique ou semi-automatique, les signaux de pression engendrés sont parfois utilisés également pour commander le déroulement de l'opération. Dans d'autres pressoirs connus, on effectue la protection contre les surcharges par limitation, du courant d'induit du moteur d'entraînement, et la pression se trouve donc limitée par un moyen indirect. Les pressoirs connus cités ci-dessus ont pour inconvénient qu'ils ne sont pas-suffisamment fiables du point de vue de la sécurité du fonctionnement, leur fonctionnement étant toujours accompagné de perturbations. Dans les systèmes hydrauliques mentionnés, il se présente en général des problèmes d'étanchéité. Lorsqu'on applique les solutions de limitation connues, basées sur le principe de la mesure et de la limitation de l'intensité du courant, les fluctuations de la tension du secteur ont des effets défavorables, et il s'est même avéré que les systèmes mentionnés ont beaucoup trop d'inertie et qu' il5 ne peuvent suivre des différences de pression relativement faibles mais qui se produisent dans une gamme de pressions de fonctionnement extrêmement étendue. Ces derniers temps, on a ressenti dans le domaine de la vinification, en plein essor, le besoin de pressoirs mécaniques horizontaux à fonctionnement automatique, besoin qui a été exprimé de façon particulièrement pressante pour satisfaire le desir d'obtenir une discipline technologique accrue et une produc tivité optimale, et pour pallier le manque de main-d'oèuvre. En ce qui concerne les pressoirs à fonctionnement automatique, on a de très fortes exigences en ce qui concerne la sécurité de fonctionnement, exigences qui, comme l'expérience l'a montré, nepouvaient plus être satisfaites par application des principes précités. L'invention a pour but de réaliser un pressoir mécanique horizontal qui en particulier se caractérise par une sécurité de fonctionnement accrue et qui soit également et en même temps adapté à une commande automatique programmée du déroulement de l'opération. Ce problème est résolu au moyen d'un pressoir du type de crit plus haut dans lequel, selon l'invention, un élément quelconque de la chaîne cinématique transmettant le couple moteur au couvercle ou aux couvercles de pressurage est monté à la ma nière d'un pendule de façon à osciller et est appuyé élastiquement contre un point extérieur fixe au moyen d'un ressort d'appui en compression, un transmetteur de position relié au groupe de commande étant associé à un point, situé en dehors de 1'axe d'oscillation, de l'élément oscillant. L'invention repose sur le fait connu que le couple de réaction produit par la résistance de fonctionnement qui varie en fonction de la pression dé pressurage règnant à chaque instant provoque une-rotation de l'élément oscillant de la chaîne ciné mastique. rotation qui se produit contre llaction antagoniste de 11 appui élastique, l'amplitude de cette rotation étant toujours. à l'instant envisagé. proportionnelle au couple de réaction. Il existe donc une corrélation extrêmement sensible et bien reproductible entre la pression de pressurage dans le panier et la rotation angulaire de l'élément d'entraînement oscillant par suite la rotation angulaire peut être détectée avec une grande sûreté sous la forme d'une variation de position au moyen de transmetteurs de position simples, ayant fait leurs preuves, par exemple au moyen d'interrupteurs de fin de course et de dispositifs analogues, et en même temps des signaux peuvent être engendrés, qui, de façon très simple, sans mesures particulières, sont transmis au groupe de commande et, par suite, reçus par la commande programmée de la machine. , Il s'est avéré avantageux, d'utiliser le train d'engrenages comme élément oscillant de la chaîne cinématique du mécanisme d'entraînement.Par suite, un mode de réalisation approprié du pressoir selon l'invention est constitué par la solution concrète qui comporte un train d'engrenages à deux étages, comportant un arbre d'entrée et un arbre de sortie coaxiaux l'un par rapport à l'autre, qui est monté de façon à osciller autour de ces arbres dans des paliers fixés au bâti et qui est appuyé par l'intermédiaire d'un ressort d'appui calibré contre un disque d'articulation spherique fixe, le transmetteur de position du train d'engrenages oscillant étant associé à des bossages ou cames portés par une plaque de support, qui peut se déplacer sous l'action d'un bras fixé rigidement au boîtier du train d'engre nages et comprenant de préférence des interrupteurs de fin de course électriques, notamment des micro-interrupteurs actionnés par les bossages par l'intermédiaire de leviers à galet. Pour une commande automatique du déroulement de l'opéra tion de pressurage, il faut aussi, en plus du dispositif assurant la limitation de pression à des fins de protection contre les surcharges. d'autres groupes-fonctionnels qui garantissent par exemple que la pression de pressurage sera bien maintenue constante à des valeurs de pression prédéterminées pendant des intervalles de temps fixés à l'arance. Comme autres exigences imposées aux pressoirs commandés par programmes on peut énumérer les suivantes - fixation à l'avance de valeurs de consigne de la pression cor respondant aux différentes phases de l'opération-de pressurage;; - fixation à l'avance et matérialisation dè temps d'attente dif férents correspondant aux différentes phases de l'opération de pressurage - remise en route automatique du mécanisme d'entraînement, lors que ces temps d'attente se sont écoulés ; - variation de la vitesse de pressurage, c'est-à-dire de la vitesse d',avancement du couvercle de pressurage ou des couver cles de pressurage - coupure automatique du fonctionnement de la machine, après achèvement du programme Dans des pressoirs automatiques ou semi-automatiques connus, on a résolu les problèmes ci-dessus par détection et transmission de la pression et en matérialisant les temps d'attente au moyen d'horloges synchrones. Selon un mode de réalisation préféré du pressoir selon l'invention, il est au contraire prévu un groupe de commande électronique qui comprend un disque de programmation amovible à entraînement pas à pas, un circuit de commutation du disque de programmation, un montage permettant de modifier la vitesse de rotation et au moins deux circuits électroniques de mesure du temps. Il s'est avéré particulièrement avantageux. dans ce mode de réalisation que le circuit de commutation du disque de programmation et les circuits de mesure du temps soient réalisés sous la forme de montages électroniques à diodes à base double. Dans le pressoir selon l'invention, la détection de la pression a lieu mécaniquement. la pression étant transformée d'abord en couple puis en un déplacement. plus précisément en une variation de position. Llavantage réside dans le fait que l'on peut 'ainsi réaliser avec une grande sûreté de fonctionnement une détection de la pression par échelons discrets ajustables. Les perturbations provenant de problèmes d'étanchéité, qui apparaissent lorsqu'on applique,des solutions hydrauliques, disparaissent complètement. La matérialisation des temps d'attente technologiques a lieu par des moyens électroniques dont les avantages résident dans un encombrement extrêmement faible, dans leur fonctionnement précis et sûr et dans la possibilité d'un réglage facile et progressif au moyen de potentiomètres. En plus du fait que le pressoir selon l'invention est dépourvu des insuffisances-et inconvénients des pressoirs connus mentionnés précédemment, la sécurité de fonctionnement extraordinairement élevée constitue un avantage supplementaire. A cela s'ajoute l'avantage que le pressoir selon l'invention permet, grâce à la sécurité accrue de l'observation du programme du point de vue aussi de la chimie des vins, de préparer des vins de qualité accrue, en utilisant une main-d'oeuvre peu qualifiée et peu nombreuse. Les facteurs subjectifs sont entièrement supprimés, pendant le déroulement des procédés technologiques. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'un de ses modes de réalisation, donné uniquement à titre illustratif et sans caractère limitatif, qui en sera faite à laide des dessins annexés dont - la figure 1 est un schéma de principe de la chaîne cinématique du mécanisme moteur selon l'invention - la figure 2 est un schéma de principe un peu plus détaillé du pressoir selon l'invention. dans lequel on a représenté également les sous-ensembles fonctionnels essentiels du groupe de commande. Dans le mode de réalisation du pressoir selon l'invention représenté sur les figures, un arbre d'entrée 9 d'un train d'engrenages8 à deux étages est entraîné d'une façon variable par l'intermédiaire d'une poulie double pour courroie trapézoidale 7 et au moyen de courroies trapézoldales. respectivement 3 et 6, par des moteurs électriques 1 et 4 respectivement. Les moteurs électriques 1 et 4 ont des vitesses de rotation nominales différentes, de'sorte que l'agencement précité réalise de façon simple un changement de vitesse de rotation.L'arbre d'entrée 9 et-un arbre d sortie 10 d train à deux étages 8 sont disposés coaxialement et montés des deux côtés dans des paliers il et 12 fixés au bats. Par suite, le boîtier du train d'engrenages 8 joue le rôle d'élément oscillant de la chaîne cinématique du mécanisme d'entraînement. Sur l'arbre de sortie 10 est calé un pignon 13 qui engrène constamment avec une couronne dentée 14 fixée sur un panier de pressurage 15. Le panier de -pressurage 15 est monté de façon à tourner autour d'un arbre principal 22 fixe par rapport au bâti et pourvu d'un filetage à gauche et d'un filetage à droite, et à l'intérieur du panier de'pressurage 15 se trouvent des plaques ou couvercles de pressurage 23 et 24, reliés à ce panier simplement de façon à lui être solidaire en rotation, qui sont montés séparément sur l'arbre principal 22 et comportent également un filetage respectivement à gauche et à droite. Si, par suite, le panier de pressurage 15 est mis en rotation, les couvercles de pressurage 23 et 24 se déplacent, selon le sens de rotation existant dans chaque cas, en se rapprochant ou en s'éloignant.La vendange introduite dans l'intervalle compris entre les couvercles de pressurage 23 et 24 est soumise à une pression interne qui se présente comme une résistance de fonctionnement pour le mécanisme moteur, et se traduit par un couple antagoniste agissant sur les éléments de la chaîne cinématique. Le boîtier du train d'engrenages8 est, comme on l'a indiqué plus haut, monté à la manière d'un pendule de façon à pouvoir osciller et il a tendance à tourner sous l'action du couple de réaction, en opposition avec l'action drun ressort d'appui 16. Le ressort d'appui 16 s'appuie sur un disque d'articulation sphérique 26 fixé en position fixe. Le botier du train d'engrenages tourne, dans le sens de la flèche A, dans chaque cas en fonction de la pression de pressurage existant à l'instant considéré, jusqu t à ce que la compression du ressort d'appui 16 produise l'état d'équilibre.Lorsque le boîtier de transmission tourne,- une plaque-support 46 pourvue de bossages jouant le rôle de cames 41, 42 > 43, 44 et 45 se déplace en ligne droite, par l'intermédiaire d'un bras 17 et au moyen d'un entraîneur 18, les différentes cames 41, 421 43, 44 et 45 étant sssociées'à des interrupteurs de fin de course, de façon avantageuse des micro-interrupteurs, correspondants, d'un transmetteur de position 19. Sur la figure. 2, le déplacement de la plaque-support 46 est indique par une flèche B. Le transmetteur de position 19 est relié à un groupe de commande électronique 20. A la position terminale extérieure des couvercles de pressurage 23 et 24 est associé un autre interrupteur de fin de course 21 qui est relié également au groupe de commande 20 Dans le mode de réalisation représenté, le transmetteur de position 19 comporte cinq micro-interrupteurs actionnés par des leviers à rouleaux, qui sont placés en face de la plaque-support, de façon que les cames 41 à 45 actionnent successiyement ces micro-interrupteurs, lorsque la plaque-support 46 progresse dans la direction B.Si la résistance de fonctionnement s'annule, le boîtier du train d'engrenages, sous l'action du ressort d'appui 16 agissant dans le sens oppose à celui de la flèche h revient, dans sa position de repos, les micro-interrupteurs du transmetteur de position 19 étant en mEme temps libérés successivement. te transmetteur de position 19 joue les rôles suivants Son premier r81e consiste à limiter le couple minimum qui, au début du pressurage, est engendre dans le train d'engrenages par le rapprochement rapide des couvercles de pressurage 23, 24 se déplaçant à grande vitesse. Cela est nécessaire, car le rapprochement rapide est souhaité pour augmenter la productibilité, mais par contre l'action de pressurage elle-m8me ne doit être exercée que lentement (pour des raisons technologiques). Le second rôle du transmetteur de position 19 consiste, au cours du déroulement de l'opération commandé par le programme, à arrêter l'entraînement du pressoir lorsque des valeurs discrètes prédéterminées de la pression sont atteintes. On peut programmer ces valeurs-limites de pression, dans le présent mode de réalisation, en réglant de façon appropriée la position des cames 41, 42, 43. 44 et 45 sur la plaque-support 46. Le troisième rôle du transmetteur de position 19 consiste à délivrer des signaux de commande à destination des circuits 47 de mesure du temps qui matérialisent les temps d'attente technologiques réglés selon le programme, ou à destination du circuit de commutation 48 du disque de programmation. Les circuits chronométreurs 47 font partie du groupe de commande 20 et leur rôle consiste à faire en sorte que les moteurs d'entraînement 1 et 4 ne se mettent en marche que lorsqu'un temps d'attente, prédéterminé selon le programme, s'est écoulé. Une fois ce temps écoulé, l'un de ces moteurs 1, 4 ou les deux redémarre dans le sens de rotation déterminé par le programme. Le circuit de commutation du disque de programmation fait également partie du groupe de commande 20, et son rôle consiste à faire avancer un disque de programmation 33 de quantités déterminées. L'avancement pas à pas du disque de programmation33 est assuré, dans le mode de réalisation représenté . par un électro-aimant 31 relié à un mécanisme de commutation à cliquet 32. Dans le présent mode de réalisation, le disque de programmation 33 comporte à sa périphérie extérieure une denture et l'une-de ses faces frontales comporte des sillons circulaires concentriques dans lesquels sont insérés' des segments circulaires ayant des longueurs d'arc déterminées. A ces segments circulaires sont également associés des micro-interrupteurs 34, 35, 36, 37, 38, 39. 40 actionnés par leviers à galet, qui ont-pour rôle de former des signaux de valeur de consigne compatibles avec le fonctionnement et conformes au programme. Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, il y a un disque de programmation 33 comportant par exemple quatre micro-interrupteurs séparés 34, 35, 36, 37 ce qui permet de fixer quatre échelons de pression de pressurage différents. Pour déterminer ltéchelon de vitesse nécessaire dans chaque cas, on utilise d'autres micro-interrupteurs 38 et 49 > tandis que le micro-interrupteur 40 a pour r81e de prédéterminer deux temps d'attente technologiques différents conformes au programme. REVENDICATIONS 1. Pressoir mécanique horizontal comprenant un panier de pressurage pourvu d'une enveloppe cylindrique perforée et d'une couronne dentée fixée à celle-ci, un arbre principal fileté extérieurement > monté coaxialement à l'intérieur du panier de pressurage et de façon à pouvoir tourner, comprenant en outre au moins une plaque ou couvercle de pressurage pouvant se déplacer longitudinalement, le long de l'arbre principal et en direction axiale, sous effet de la rotation relative entre le panier de pressurage et l'arbre principal, ainsi qu'un groupe moteur et un groupe de commande, le groupe moteur comportant un pignon entraîné par un moteur électrique, avec interposition d'un train d'engrenages relié cinématiquement à la couronne dentée du panier de pressurage. tandis que le groupe de commande est également pourvu de moyens permettant de détecter la résistance de pressurage et de la limiter à des valeurs déterminées pouvant être fixées à l'avance, lequel pressoir est caractérisé en ce qu'un élément quelconque de la chaîne cinélaatique transmettant le couple moteur au couvercle ou aux couvercles de pressurage est monté à la manière d'un pendule de façon à osciller et est-appuyé elas- tiquement contre un point extérieur fixe au moyen d'un ressort d'appui en compression. et en ce qu'un transmetteur dé position relié au groupe. de commande est associé à un point. situé en dehors de l'axe d'oscillation. de l'élément oscillant. 2. Pressoir selon la- revendication 1, caractérisé en ce que l'élément oscillant de la chaîne cinématique du mécanisme d'entraînement est le train d'engrenage (8). 3. Pressoir selon la revendication 2 > caractérisé en ce qu'il comporte un train d'engrenage (8) à deux étages, comportant un arbre d'entrée (9) et un arbre de sortie (10) coaxiaux, qui est monté de façon à osciller autour de ces arbres dans des paliers (11, 12) fixés au bâti et qui est appuyé par l'interme- diaire d'un ressort d'appui (16) calibré contre un disque d'articulation sphérique fixe (26) > le transmetteur de position (19) étant associé à des bossages ou cames (41, 42 > 43, 44, 45) fixées de façon à pouvoir être déplacées sur une plaque-support (46) mobile sous l'action d'un bras,(17) fixé rigidement au boîtier du train d'engrenages. 4. Pressoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le transmetteur de position (19) comprend des interrupteurs de fin de course, en particulier des microinterrupteurs, actionnés par cames par I'intermédiaire de leviers à galet. 5. Pressoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que son groupe de commande électronique (20) comprend un disque de programmation amovible (33) à entrainement pas à pas (31, 32 > , un circuit de commutation (48) du disque de programmation, un montage (49) permettant de modifier la vitesse'de rotation et au moins deux circuits (47) de mesure du temps matérialisant des temps d'attente différentsr 6. Pressoir selon la revendication 5, caractérisé-en ce que son circuit de commutation (48) du disque de programmation et ses circuits (47) de mesure du temps sont réalisés sous la forme de montages électroniques temporisateurs à diodes à base double.