Brevet FR2388499A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne une machine destinée à permettre la di vision d'une masse pâteuse en fractions égales en poids devant subir ultérieu rement d'autres opérations de façonnage ou transformation et elle vise, plus particulièrement, une machine destinée à la division d'une masse de patte à pain en fractions égales en poids devant etre soumises ultérieurement à une opération de boulage puis de façonnage. Pour réaliser l'opération de division, telle que ci-dessus, à partir d'une masse piteuse en fractions de poids égal, on a déjà proposé des machines à couteaux multiples pénétrant ensemble dans une cavité remplie d'une masse pâteuse qui est ainsi divisée en fractions de poids déterminé, selon le réglage d'écartement relatif des différents couteaux ainsi iue celui de la profondeur conférée à la cavité. Si une telle machine présente l'avantage de ne pas sou mettre la masse pâteuse à une contrainte ou à un échauffement lors de la pénétration des couteaux, elle présente, par contre, l'inconvénient de néces siter une pesée préalable de la masse à diviser devant etre placée dans la cavité.En outre, une telle machine pose un problème dans le cas d'application à la division d'une masse de pâte à pain, car les résultats obtenus sont, bien entendu, fonction de la densité de la masse pâteuse et, par conséquent, ne peuvent pas etre considérés comme reproductibles, même à partir d'une même masse de pâte donnée si, par exemple, deux opérations de division sont conduites avec entre elles un intervalle de temps relativement long pendant lequel le processus de fermentation de la pâte se développe. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, on a proposé aussi des machines mettant en oeuvre des unités de division faisant intervenir un ou plusieurs cy lindres et pistons à mouvements alternatifs. Ces machines donnent générale ment des résultats convenables, mais sont, le plus souvent, d'un prix de re vient et d'un court d'entretien excessivement élevés provenant de la complexité des mécanismes mis en oeuvre pour assurer leur fonctionnement. On a proposé également des machines du type volumétrique de conception simplifiée faisant intervenir un rotor contenant un ou plusieurs pistons à sec tion polygonale mQs en déplacement alternatif-par l'intermédiaire de méca nismes de transformation de mouvement agissant parallèlement à l'une des faces latérales. De telles machines permettent d'obtenir de tres bons résul tats, mais font naftre un problème de réalisation pratique tenant plus parti culièrement aux conditions d'exécution et d'ajustement entre- les pistons et les cylindres pour réduire les frottements, tout en conservant une étanchéité compatible avec un colt d'entretien faible et une mise en service rapide. L'objet de la présente invention est de remédier aux différents inconvé- nients connus pour ce qui concerne les matériels actuellement proposés en offrant une nouvelle ditiseuse pour matière pâteuse à fractionner, du type volumétrique, à rotor tournant, qui présente une conception simple, mais robuste, permettant, par conséquent, d'abaisser le prix de revient ainsi que le colt d'entretien comparativement aux différents matériels existants. L'objet de l'invention offre l'avantage supplémentaire de permettre l'obtention de fractions de masse pâteuse à grande cadence horaire, tout en permettant un réglage précis et rapide de la masse propre desdites fractions. L'objet de l'invention est en outre conçu pour présenter l'avantage supplémentaire, dans le cas d'application à la division d'une masse de pâte, notamment à pain, de permettre le fractionnement d'une telle masse sans la soumettre à des contraintes de compression ou d'échauffement susceptibles de nuire au développement du processus de fermentation ultérieure nécessaire, dans ce cas de l'application particulière, à l'obtention de produits de bonne qualité. Conformément à l'invention, la diviseuse pour matière pâteuse à fractionner du type comprenant une trémie de réception d'une masse pâteuse dont la base communique avec un carter contenant un rotor d'axe horizontal associé à un organe moteur d'entrafnement en rotation et délimitant un logement pour au moins un piston relié à des moyens d'entrahement en déplacement alternatif en synchronisme avec le passage dudit logement en coincidence avec la base de la -trémie et avec un passage inférieur pratique dans le carter pour l'éjection de chaque fraction de pâte divisée est caractérisée en ce que, d'une part, le logement du rotor est formé par un cylindre dont l'axe colLcide avec audit un diamètre/rotor sur le chant duquel ledit cylindre s'ouvre en deux endroits diamétralement opposés et, d'autre part, le piston est- constitué par un corps cylindrique de longueur axiale inférieure à celle du cylindre dans lequel il est monté à coulissement pour effectuer des déplacements rectilignes alternatifs engendrés, dès la rotation du rotor, par des moyens d'entrafnement agissant sur ledit piston. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation latérale en partie arrachée de l'objet conforme à l'invention. Les fig. 2 et 3 soet deux coupes prises respectivement selon les lignes Il-Il et 111-111 de la fig. 1. Les fig. 4 à 7 sont des vues schématiques illustrant certaines phases de fonctionnement de l'objet de l'invention. La fig. 8 est une élévation latérale illustrant une- variante de réalisation de l'objet conforme à l'invention. Selon les fig. 1 à 3, l'objet de l'invention comprend un.bâti 1 constitué par un piètement 2 supportant une table 3 présentant dans sa zone médiane une ouverture 4 sur toute sa longueur correspondant au plan du dessin. La table 3 supporte un carter 5 délimitant un tambour 6 cylindrique, d'axe horizontal. Le carter 5 est monté sur la table 3 de manière qu'un passage 9, pratiqué parallèlement au plan de la fig. 1 et sur sensiblement la moitié de sa hauteur à partir de sa base, soit placé en colncidence avec l'ouverture 4. Le carter 5 présente également à partir de sa face supérieure une fenetre 10 de direction radiale verticale déportée sur la gauche selon les dessins par rapport au plan vertical de symétrie X-X' passant par l'axe du tambour cylindrique 6. La fenêtre 10 s 'ouvre au droit d'un plan d'appui 11 présenté par le carter 5 pour recevoir l'embase 12 d'une trémie 13 formant, de façon connue, réservoir pour une masse de pâte P à diviser et qui est généralement forcée dans la fenêtre 10 par l'intermédiaire d'une pression interne développée dans la trémie 13. Le tambour 6 contient intérieurement un rotor 14 dlaxe horizontal monté avec possibilité de rotation libre. Le rotor 14 est associé par sa paroi transversale 15a à un moyeu 16 d'assemblage avec l'arbre de sortie 17 d'un organe moteur non représenté, par exempLe un moteur électrique, chargé de faire tourner le rotor 14 dans le sens de la flèche fl. Le rotor 14 est maintenu dans le tambour 6 par l'intermédiaire de deux joues latérales 18 et 19 qui sont fixées sur le carter 5 par tout moyen convenable amovible, l'une de ces joues, par exemple la joue 18, étant évidée dans sa partie centrale pour permettre le passage du moyeu 16 et de l'arbre 17. Ainsi que cela est illustré en traits mixtes à la fig. 3, la ssoue 18 est, de préférence, associée à un capotage amovible 20 chargé d'assurer la protection du moyeu 16, de l'arbre 17 et du moteur électrique d'entrafnement Le rotor 14 délimite un cylindre diamétral 21 débouchant en deux endroits diamétralement opposés sur le chant périphérique du rotor 14. Le cylindre 21 présente un diamètre sensiblement égal à la largeur du passage 4 ainsi qu'à celle de la fenetre 10.Le cylindre 21 contient un piston 22 cylindrique dont la longueur axiale est nettement inférieure à la longueur du cylindre 21 et dont les deux faces transversales 22a et 22b sont conformées en segment de surface cylindrique, de rayon égal à celui du rotor 14, de manière à pou- voir s'inscrire exactement dans le chant périphérique de ce dernier lorsque ledit piston occupe le point mort correspondant pour chacune desdites faces. Le piston 22 délimite ainsi dans le cylindre 21 deux chambres opposées 23a et 23b dont le volume variable peut prendre toutes les valeurs comprises entre la valeur zéro lorsque la face 22a ou 22est inscrite dans le chant périphérique du rotor et la valeur maximale correspondant à la différence de longueur axiale existant entre le cylindre 21 et le piston 22. Le piston 22 forme, à partir de sa zone médiane et transversalement à son axe longitudinal, un demi-arbre 24 s'étendant parallèlement à l'axe du rotor 14. Le demi-arbre 24 traverse la paroi 15b du rotor 14 par une lumière oblongue 25 pratiquée le long del'axe X-X' sur une longueur égale à la différence de longueur axiale existant entre le cylindre 21 et le piston 22. Le demiarbre 24 traverse également la joue 19 par une lumière oblongue 26 de memes caractéristiques que la lumière 25. Extérieurement à la joue 19, le demiarbre 24 est relié à des moyens 27 d'entrainement en déplacement alternatif du piston 22 sous l'action de rotation du rotor 14 dans le sens de la flèche fl. Les moyens 27 sont composés de moyens de transformation de mouvement comprenant une manivelle 28 calée angulairement sur le demi-arbre 24 de part et d'autre duquel elle forme deux branches 28a et 28b diamétralement opposées. Les deux branches de la manivelle 28 portent au voisinage de leurs extrémités deux galets ou rouleaux 29a et 29b qui sont destinésà coopérer lors de la rotation du rotor 14 dans le sens de la flèche f1 avec des moyens de transformation de mouvement Ces moyens comprennent une rampe 32 montée pivotante sur le carter 5 parallèlement au flasque 19 par un axe 33. La rampe 32 est associée à un mécanisme de réglage 34 qui peut etre constitué par un axe ou arbre 35 monté tournant dans la joue 19 et muni d'un volant de manoeuvre 36.L'axe 35 forme dans sa partie médiane un bossage cylindrique excentré 37 qui est disposé en permanence dans un logement correspondant présenté par la partie terminale de la rampe 32. Le bord longitudinal de la rampe 32 forme, en regard du plan de révolution des galets 29a et 29b, un chemin de roulement 38 du type concave qui peut oestre amené, par action sur l'organe de réglage 34 à intercepter, au moins partiellement, de l'extérieur vers l'intérieur selon le sens de rotation, le lieu de révolution occupé par les galets lorsque la face du piston 22 correspondant à chacun d'eux est placée en alignement avec le chant périphérique du rotor 14. Les moyens d'actionnement comprennent, par ailleurs un plateau-came 39 qui est maintenu dans le plan de révolution des galets 29a et 29b par l'intermédiaire d'un pontet ou autre moyen de support 40 dégageant son chant périphérique. Le plateau 39 présente dans son chant au moins deux segments 41 et 42 reliés entre eux par un segment de raccordement 41a. Le segment 41 constitue une rampe convexe placée dans le plan de révolution des galets 29a et 29b de façon å intereepter; de l'intérieur vers l'extérieur selon le sens de rotation, le lieu géométrique de révolution susceptible d'etre occupé par chaque galet pour tous les cas de réglage dans lesquels la chambre 23a ou 23b correspondante ne présente pas un volume égal à zéro.Le segment 41a est conformé de manière à assurer la transition entre le segment 41 et le segment 42 qui se présente sous la forme d'une portion circulaire définissant le lieu géométrique théorique de chaque galet pour lequel la paroi correspondante de piston est alors alignée aven le chant périphérique du rotor 14 La diviseuse volumétrique décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante La fig. 4 illustre une position de référence dans laquelle la rotation du rotor 14 dans le sens de la flèche f amène le cylindre 21 en coihcidence avee la fenetre 1 Qlors que le piston 22 occupe une position telle que, par exemple, la face 22a est placée dans le prolongement du chant périphérique du rotor 14. La poursuite de la rotation dans le sens de la flèche f1 amène le galet 2 9a à rouler sur la rampe 38 qui repousse ledit galet vers le centre du rotor 14 au fur et à mesure de la rotation de ce dernier. Cette rotation est ainsi transformée en un déplacement rectiligne du piston 22 qui recule dans le cylindre 21. Le recul du piston 22 confère un volume croissant a la chambre 23a qui se remplit de pâte à travers la fenêtre 10. Cettephase d'admission peut se dérouler par effet d'aspiration combiné avec la chute de la pâte par gravité ou etre forcée en prévoyant de faire régner une pression dans la trémie 13.La phase d'admission prend fin lorsque le cylindre 22 a parcouru la longueur d'arc correspondante de la fenêtre 10 avec le bord de laquelle il coopère pour trancher la fraction P' de pâte admise. La fig. 5 montre que dans le cas de réglage selon les dessins la poursuite de la rotation dans le sens de la flèche f1 a pour effet d'amener le galet 29b à rencontrer le segment 41 qui le repousse vers l'extérieur du rotor 14, jusqu'à llamener par le segment 41a à suivre le segment 42. Ceci se traduit par un coulissement du piston 22 dans le cylindre 21 avec pour effet la réduction à la valeur zéro de la chambre 23b et simultanément l'augmentation de la chambre 23a jusqu'à la valeur maximale. Cet accroissement de volume de la chambre 23a n'a toutefois aucune incidence sur la fraction P', étant donné que ladite chambre est alors fermée par le tambour 6. Comme indiqué précédemment, la phase ci-dessus n'intervient que dans la mesure où le réglage apporté à la rampe 32 confère à la chambre 23a une cylindrée utile inférieure à celle correspondant à la mesure de recul maximal possible du piston à l'intérieur du cylindre 21. Dans un cas de tel réglage en effet, le galet 29b occuperait la position basse selon la fig. 7 et serait alors tout au plus amené ultérieurement à rencontrer lors de son déplacement la partie terminale du tronçon de raccordement 41a pour suivre le segment 42. La rotation dans le sens de la flèche fl du rotor 14 amène ensuite le gá- let ou rouleau 29b à coopérer avec le chemin 38, d'une façon analogue à ce qui est décrit ci-dessus, ce qui se traduit par une phase d'admission d'une fraction P' de pâte à l'intérieur de la chambre 23b. Au cours de cette phase, le déplacement du piston 22 sous l'action de la rampe 32 a pour effet de ramener le volume de la chambre 23a à sa valeur d'admission initiale. La phase de rotation subséquente amène le galet 29a contre le segment 41 comme illustré par la fig. 6. Le déplacement axial résultant du piston 22 réduit le volume de la chambre 23a à la valeur zéro,de sorte que la face 22a éjecte hors du cylindre 21 la fraction P:précédemment admise, qui tombe sur un transporteur d'évacuation T. Un cycle de fonctionnement identique se déroule ainsi pour chaque demitour du rotor 14 qui fournit à chaque tour de rotation deux masses fractionnées P' de valeur identique. Il y a lieu de noter que le segment 42 chargé de ramener le volume de chaque chambre à la valeur zéro préalablement à la phase d'admission assume, en coopérant avec chaque galet successivement, une fonction supplémentaire de butée s'opposant à tout déplacement axial du piston dans le sens de compression de la fraction de pâte admise dans la chambre diamétralement opposée. La pâte fractionnée n'est ainsi soumise à aucun effet de compression ou d'échauffement préjudiciable. Ainsi que cela est représenté en traits mixtes, il est avantageusement prévu de faire comporter an plateau-came 39 un segment 43, représentant une butée radiale placée dans le plan de révolution des galets pour s'opposer à tout risque de déplacement axial du piston sur une mesure supérieure à sa course utile. De manière à contrôler avec certitude la position du piston 22 à l'intérieur du cylindre 21, notamment dans le cas de vitesse de rotation élevée du rotor 14, il est prévu, selon une variante de réalisation illustrée par la fig. 8, d'associer à la rampe 32 une contre-rampe 44 formée, de préférence, par une platine 45 montée dans une coulisse ou autre moyen 46 présenté par le plateaucame 39.La contre-rampe 44 définit ainsi avec le chemin 38 un couloir 47 de guidage positif pour chaque galet déterminant une position obligée du piston 22 avant celle définie par l'association des segments 42 et 43 La platine 45 est reliée par une biellette 48 à la rampe 32 et le réglage de l'ensemble, revue de déterminer la cylindrée utile de chaque chambre en phase d'admission, peut être conféré par un organe 34 tel que décrit ci-avant ou comprenant une vis 49 montée dans une noix taraudée 50 portée par la platine 45 et reliée par son extrémité à une butée axiale 51, par exemple solidaire du pontet. Il peut être avantageux également de conformer la platine 45 pour lui faire comporter, à l'opposé du segment 44, un segment 52 destiné à immobiliser le piston 22 dans une position axiale déterminée pendant la course de rotation du rotor correspondant aux fig. 5 et 6, c'est-à-dire avant que chaque galet ne soit amené à coopérer avec le segment 41 Ainsi que cela ressort de ce qui précède, le réglage de la rampe 32 permet de modifier de façon rapide, pratique et précise, la cylindrée utile de chaque chambre à volume variable amenée en course d'admission et, par conséquent, d'obtenir toujours des fractions de pâte P' correspondant exactement au poids déterminé recherché pour chacune d'elles. Par ailleurs, la constitu tion simple de l'objet de l'invention permet d'abaisser le prix de revient ainsi que le colt d'entretien tout en offrant une capacité de production horaire élevée. Un avantage supplémentaire tient à la possibilité de conférer à la machine de l'invention des caractéristiques remarquables de sécurité, notamment pour le personnel chargé de sa mise en oeuvre, étant donné qu'un capotage 20a peut également être prévu pour recouvrir l'ensemble des pièces ou organes en mouvement constituant les moyens de transformation de mouvement, tel que cela est représenté en traits-mixtes à la fig. 3. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. RE VE NDICATIONS 1 - Diviseuse pour matière pâteuse.à fractionner du type comprenant une trémie de réception d'une masse pâteuse dont la base communique avec un carter contenant un rotor d'axe horizontal associé à un organe moteur d'entraînement en rotation et délimitant un logement pour au moins un piston relié à des moyens d'entrainement en déplacement alternatif en synchronisme avec le passage dudit logement en coihcidence avec la base de la trémie et avec un passage inférieur pratiqué dans le carter pour l'éjection de chaque fraction de pâte divisée, caractérisée en ce que, dtune part, le logement du rotor est formé par un cylindre dont l'axe coïncide avec un diamètre dudit rotor sur le chant duquel ledit cylindre s'ouvre en deux endroits diamétralement opposés et, d'autre part, le piston est constitué par un corps cylindrique de longueur axiale inférieure à celle du cylindre dans lequel il est monté à coulissement pour effectuer des déplacements rectilignes alternatifs engendrés, dès la rotation du rotor, par des moyens d'entrainement agissant sur ledit piston, 2 - Diviseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor est disposé dans un carter sur lequel sont montés des moyens d'entrâmement soumettant le piston à un déplacement alternatif complet pour chaque tour du rotor. 3 - Diviseuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rotor est disposé dans un carter sur lequel sont montés des moyens d'entrat- nement en déplacement alternatif du piston associés à des moyens de réglage de la course utile dudit piston. 4 - Diviseuse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rotor est disposé dans un carter sur lequel sont montés des moyens d'entrainement en déplacement alternatif du piston qui délimite dans le cylindre deux chambres à volume variable diamétralement opposées ouvrant chacune sur le chant dudit rotor pour être amenées chacune, par la rotation du rotor, successivement en regard de la base de la trémie et du'passage inférieur du carter. 5 - Diviseuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractêrisée en ce que le rotor est disposé dans un carter sur lequel sont montés des moyens d'entracement en déplacement alternatif du piston, lesdits moyens comprenant des moyens de transformation du mouvement rotatif du rotor en mouvement rectiligne alternatif du piston et des moyens d'actionnement desdits moyens de transformation. 6 - Diviseuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de transformation comprennent une manivelle à deux branches diamétralement opposées portant chacune un galet ou rouleau au voisinage de son extrémité libre, ladite manivelle étant calée angulairement sur l'extré- mité, extérieure au carter, d'un demi-arbre formé par le piston perpendiculairement à son axe et traversant des lumières oblongues présentées par le rotor et le carter. 7 - Diviseuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement des moyens de transformation de mouvement sont constitués par au moins deux rampes disposées sur le plan de révolution des galets de la manivelle constitutive des moyens de transformation, lesdites rampes étant disposées pour agir sur les galets de manière à provoquer respectivement, pour chaque chambre à volume variable, un recul du piston à l'intérieur du cylindre correspondant à une course d'admission d'une fraction de pâte en corncidence avec la base de la trémie et une avancée du piston à l'intérieur du cylindre correspondant à une course de refoulement de la fraction de pâte en coincidence avec le passage d'éjection du carter 8 - Diviseuse selon la revendication 7, caractérisée en ce que les rampes sont formées, d'une part, par une pièce pivotante à position réglable présentant une rampe d'actionnement coupant le lieu géométrique de révolution des galets de l'extérieur vers l'intérieur et, d'autre part, par un plateau-came offrant au moins un segment d'actionnement interceptant ledit lieu de l'intérieur vers l'extérieur. 9 - Diviseuse selon la revendication 8, caractérisée en ce que le plateaucame supporte une platine coulissante à position réglable,reliée à la rampe pivotante et formant des contre-rampes correspondantes s'opposant aux déplacements radiaux non contrOlés des rouleaux ou galets de la manivelle.