Brevet FR2478669A1 — publié le 19810925

PROCEDE ET MACHINE POUR LA FABRICATION ET L'ELlBALlAGE DE BOULETS DE CHARBON DE BOIS La présente invention concerne un procédé et une machine pour la fabrication et I'emballage automatiques de boulets de charbon de bois destines à des installations de cuisson d'aliments du type barbecues. On sait que l'allumage et la combustion d'un foyer de barbecue pose un certain nombre de problèmes parmi lesquels la securité des utilisateurs est tout particulièrement importante, notamment au moment de l'allumage. Traditionnellement, pour ce genre de foyer, on dispose des bichettes de charbon de bois que l'on allume à l'aide d'un produit à combustion rapide (alcool liquide ou solide en pastilles). L'alcool liquide, pour des raisons de sécurité évidentes a éte proscrit par la réglementation. Les pastilles d'alcool solide, quant à elles sont d'un emploi assez difficile, car il faut disposer les bûchettes à enflammer avec grand soin et utiliser un nombre assez important de pastilles Ces manipulations sont longues et ne permettent pas d'obtenir un allumage certain. C'est pourquoi on a proposé des ensembles de combustion pour barbecue constitués par une barquette en matériauenflammable dans laquelle sont disposes de manière appropriée boulets de charbon de bois réalisés à l'aide d'une composition particulière à partir de poudre de charbon de bois. On place cet ensemble dans le barbecue et il suffit d'enflammer l'emballage (realisé par exemple en carton imprégné d'une substance enflammable) pour obtenir (sans utilisation d'alcool) un allumage, puis une combustion convenable. La présente invention concerne la fabrication d'un tel ensemble pour foyer de type barbecue. Les ensembles d'allumage prêts à l'emploi connus sont fabriqués de la manière suivante A partir d'une pâte de charbon de bois, on fabrique par moulage des boulets de charbon de bois que l'on fait cuire pour les durcir. Ensuite, on place les boulets durcis dans les alvéoles d'une barquette. Ce procédé qui nécessite une manipulation des boulets est long, onéreux et entraîne des déchets importants car les boulets sont soumis à des risques de détérioration au cours des manipulations. La présente invention propose en premier lieu un procédé qui élimine ces inconvénients en permettant des cadences de fabrication élevées, et en annulant pratiquement les rejets de boulets. A cet effet, le procédé de l'invention se caractérise par le fait qu'on alimente un moule à l'aide de la composition pâteuse que l'on forme en une série de boulets correspondant au nombre d'alvéoles de la barquette, on extrait les boulets du moule et on les loge simultanément sous la barquette, puis on soumet l'ensemble boulets - barquette à une opération de cuisson pour obtenir le durcissement des boulets. De préférence, les boulets sont mis en place dans la barquette par un élément de la presse à la fin d'un cycle de fonctionnement de celle-ci. La machine pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention comporte - une matrice fixe présentant une série de dépressions destinées à recevoir une quantité prédéterminée de la composition, ces dépressions traversant la matrice de part en part, - deux séries de poinçons de formage des boulets situées respectivement d'un des côtés de la matrice, chaque poinçon d'une des séries étant aligné avec une des dépressions, - des moyens pour déplacer chaque série de poinçons dans une direction perpendiculaire au plan de la matrice, - des moyens pour alimenter les dépressions en imposition pâteuse, - et des moyens pour assurer automatiquement la mise en place des boulets dans les alvéoles d'un emballage, ces moyens étant constitués, selon un aspect préféré de l'invention par une des séries de poinçons au cours d'une phase terminale de leur déplacement dans la matrice. Les deux séries de poinçons se déplacent séquentiellement pour assurer tour à tour l'obturation des dépressions de la matrice ou leur libération, tandis que des moyens sont prévus en outre pour alimenter la machine en emballages vides et pour en extraire les emballages remplis, D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente en perspective une machine selon une forme préférée de l'invention, - la figure 2 est une vue en élévation d'une des séries de poinçons, - la figure 3 est une vue de dessous, selon la flèche 3 de la figure 2, d'une série de poinçons, - la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un tiroir d'alimentation de la matrice en composition pâteuse, - la figure 5 est une vue de dessus, avec arrachement partiel, du tiroir de la figure 4, - les figures 6 à 13 sont des schémas expliquant le fonctionnement de la machine, - la figure 14 est une vue en perspective d'un boulet de charbon de bois réalisé selon l'invention et la figure 15 est une vue de dessus d'un ensemble boulets - emballage selon l'invention, La machine comporte une assise fixe 1 sur laquelle sont fixées quatre colonnes verticales 2 maintenues à leur partie supérieure par une plaque fixe 3. Dans un plan transversal aux colonnes et à peu près à mi-hauteur de celles-ci, une matrice (désignée de façon générale en 4) est montée et immobilisée par rapport aux colonnes. Cette matrice fixe est percée d'une série d'orifices 23, qui dans l'exemple représenté ont une section rectangulaire, ces orifices débouchants sur les faces supérieures 24 et inférieure 25 de la matrice. Au-dessus de la matrice 4, les colonnes 2 servent de guides à un plateau 5 coulissant verticalement selon le double flèche et dont la face inférieure est garnie d'une série de poinçons 6 qu'on décrira en détails plus loin. De même, au-dessous de la matrice 4, les colonnes 2 servent de guide à un plateau 7 coulissant verticalement selon la double flêche du dessin et dont la face supérieure est garnie d'une série de.poinpons 6 identiques aux poinçons du plateau supérieur. Chaque poinçon du plateau supérieur est aligné verticalement avec un poin çon du plateau inférieur et avec un des orifices 23 de la matrice, de telle sorte que les poinçons puissent pénétrer dans la matrice comme on le verra plus loin. Le déplacement alternatif des plateaux 5 et 7 est obtenu par des vérins respectivement 9 et 10. Sur le c8té de la matrice 4 on prévoit une trémie 11 contenant une composition pâteuse destinée à la fabrication des boulets. Sous la bouche de trémie est placée un tiroir 12 d'alimentation de la machine qui est susceptible de coulisser honrizontalement dans la direction de la double flêche du dessin, sur une table 13 fixée à la matrice. On décrira plus loin en détail ce tiroir 12. Aux figures 2 et 3, on a représenté le plateau supérieur 5, étant entendu que le plateau inférieur 7 pourra être identique ou de structure similaire. Ce plateau comporte une pièce rectangulaire 14 munie à ces quatre angles de manchons 15 destinés à coulisser sur les colonnes 2. Au centre du plateau, on trouve un palier 16 dans lequel est engagée et fixée ltextré- mité de l'axe 17 du vérin d'actionnement 9 (ou 10). Les poinçons (au nombre de 32 dans l'exemple représenté) sont constitués par des tiges verticales ls fixées en 19 dans la plaque 14 et dont l'ex- trémité libre porte une pièce 20 en forme générale de U, avec un fond horizontal 21 et deux parties latérales inclinées 22. Cette forme de poinçon permet de réaliser des boulets de forme prismatique telle que représentée à la figure 14. Toutefois, on comprendra que l'on pourrait prévoir une autre forme pour les poinçons. On décrira à présent le tiroir 17 en référence aux figures 4 et 5. Ce tiroir attelé pour son aetionnement à un vérin non représenté, est constitué par un cadre 26 sans fond ni couvercle, protégé en arrière par une plaque 27 horizontale qui sert à obturer la bouche de la trémie 11 lorsque le tiroir est en position d'alimentation de la matrice (voir figure 7 et 8). Le bord supérieur avant du cadre-26 sera avantageusement équipé d'un élément de nettoyage des poinçons supérieurs qui pourra avoir la forme d'un petit balai 28. A l'intérieur du tiroir sont prévus des axes 29 tournants s'étendant dans un plan sensiblement horizontal, ces axes 29 portant des lames 30 destinées, en tournant, à agiter la masse de matière logée dans le tiroir et à permettre son écoulement dans la matrice comme on le verra plus loin. Sur chaque axe 29 est prévu une oreille 31 articulée en 32 sur une tringle 33 transversale aux axes 29 et s'étendant, à travers un orifice 34 du tiroir, vers l'extérieur de ce dernier. La tringle est raccordée en 35 à l'extrémité d'une tige 36 d'un piston 37 de verin 38 articulé en 39 sur une partie fixe 40 de la plaque arrière 27 du tiroir. On comprend que le déplacement alternatif du vérin provoque la rotation des axes d'une portion de tour dans un sens puis dans l'autre. On expliquera à présent le fonctionnement de la machine en référence aux dessins schématiques des figures 6 à 13. Au début du cycle de fabrication, (figure 6), le tiroir 12 est en position reculée sous la bouche de la trémie 11 et se remplit d'une quantité prédéterminée de produit. Le plateau supérieur 5 est totalement relevé tandis que les poinçons du plateau inférieur 7 sont engagés complètement dans la matrice 4 dont les orifices se trouvent ainsi obturés. On actionne (figure 7) le vérin du tiroir 12 qui se déplace selon la flèche 12a pour venir se disposer au-dessus de la matrice 4 en entraînant la quantité C de matière. La bouche de la trémie ll se trouve obturée par la plaque 27. A la figure 8, on~woit que l'on effectue simultanément deux opérations, à savoir a) abaissement du plateau inférieur 7 selon la flêche 7a pour l'amener dans la position de la figure 8 où les poinçons bien que dégageant totalement les orifices 23 de la matrice, obturent la base de ceux-ci. b) mise en rotation alternative des axes 29 logés dans le tiroir 12 en même temps que mise en vibration (selon les flêches 12b) du tiroir afin de permettre la descente de la pâte dans les orifices de la matrice. Une fois que la pâte est répartie dans les orifices de la matrice (figure 9), le tiroir repart en arrière selon la flèche 12c. Puis figure 10 on fait descendre le plateau supérieur 5 selon la flèche 5a, le plateau inférieur 7 demeurant immobile. On applique une poussée suffisante pour presser et former les boulets B, le plateau supérieur 5 n'étant cependant pas en fin de course de descente en raison de la présence des boulets. On place une barquette E sur la machine et on immobilise le plateau supérieur 5 dans sa position. Ensuite (figure 11), on fait descendre le plateau inférieur 7 selon la flêche 7b pour dégager la matrice totalement et on fait pénétrer une barquette E selon la flèche Ea, sous la matrice. Lorsque la barquette est en place, on permet au plateau supérieur de continuer à descendre légèrement selon la flêche 6b jusqu'à ce qu'il vienne en butée. Au cours de cette course complémentaire, les poinçons supérieurs chassent les boulets hors de la matrice et les appliquent avec une certaine pression à l'intérieur des alvéoles de la barquette E. On relève ensuite complètement le plateau supérieur 5 selon la flèche 5c (figure 13) et on évacue la barquette chargée des boulets B selon la flêche Eb. En raison de la forme des poinçons, on obtient des boulets ayant sensiblement une forme prismatique représentée à la figure 14 dont les deux faces d'extrémité 50 et 51, formées par les parois des orifices de la matrice sont approximativement planes et parallèles. De même le boulet présente deux faces latérales opposées 52 et 53 sensiblement parallèles et perpendiculaires aux faces 50 et 51, ces faces latérales étant aussi formées par les parois des orifices de la matrice. En effet, afin d'être certain d'obtenir des boulets non creux et bien formés, il est préférable que lors de la formation des boulets, les arêtes latérales des poinçons supérieurs et inférieurs demeurent écartées l'une de l'autre. Si elles se touchaient au cours de la formation des boulets, on ne serait pas certain que la matière soit convenablement pressée. La figure 15 représente des boulets en place dans la barquette E. Pour terminer, on ajoutera que la barquette chargée de ses boulets est ensuite acheminée vers un four où est réalisée la cuisson des boulets sans distinction naturellement de la barquette. Celle-ci pourra ensuite être enduite, sur son fond, d'une composition facilitant son inflammation. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication et l'emballage de boulets de charbon de bois obtenus à partir d'une composition pâteuse appropriée, les boulets étant destinés à être présentés en série déterminée dans des alvéoles d'une barquette de matière combustible à raison d'un boulet par alvéole, caractérisé en ce que on alimente un moule à l'aide de la composition que l'on forme en une série de boulets correspondant au nombre d'alvéoles de la barquette. on extrait les boulets du moule et on les loge dans la barquette. puis on soumet l'ensemble boulets - barquette à une opération de cuisson pour obtenir le durcissement des boulets. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les boulets sont mis en place dans les alvéoles de la barquette par un élément de la presse à la fin d'un cycle de fonctionnement de celle-ci. 3. Machine pour la fabrication et l'emballage des boulets de charbon de bois caractérisée en ce qu'elle comporte . - une matrice fixe présentant une série de dépressions destinées à recevoir une quantité prédéterminée d'une composition pateuse pour la formation des boulets, lesdites dépressions traversant la matrice de part en part. - une première série de poinçons mobiles située d'un côté de la matrice et une seconde série de poinçons mobiles située du caté opposé de la matrice, chaque poinçon d'une des série étant aligné avec une des dépressions de la matrice. - des moyens pour déplacer chacune des séries de poinçons dans une direction perpendiculaire au plan de la matrice. - des moyens pour alimenter les dépressions de la matrice en composition pâteuse - et des moyens pour réaliser automatiquement la mise en place des boulets formés dans les alvéoles d'un emballage. 4. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que ces deux séries de poinçons se déplacent séquentiellement pour assurer tour à tour l'obturation des dépressions de la matrice ou leur libération. 5. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens pour assurer l'introduction des emballages vides dans la machine et leur retrait après qu'ils aient été charges. 6. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que chaque série de poinçons est porté par un plateau guidé sur des colonnes afin de pouvoir se déplacer en translation, ledit plateau étant attelé à un organe d'actionnement, notamment un vérin. 7. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que les moyens pour alimenter la matrice en composition pâteuse consistent en un tiroir mobile sur le plan supérieur de la matrice entre une position dans laquelle il se trouve sous une goulotte d'alimentation pour son remplissage et une position où il recouvre la matrice. 8. Machine selon la revendication 6 caractérisée en ce que le tiroir est constitué par un cadre fermé latéralement mais démuni de fond et d'une plaque prolongeant le cadre sur un cèté et destinée à obturer la goulotte lorsque le tiroir est dans la position d'alimentation de la matrice. 9. Machine selon la revendication 7 caractérisée en ce que le tiroir comporte un mécanisme interne assurant un brassage de la composition pâ- teuse contenue par le tiroir du moins lorsque celui-ci se trouve au niveau de la matrice. 10. Machine selon la revendication 3, les moyens de mise en place automatique des boulets dans l'emballage sont constitués par une des séries de poinçons chassant les boulets hors de la matrice. 12. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 11 caractérisée en ce que chaque poinçon a une forme en partie de prisme. 13. Procédé de mise en oeuvre de la machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 12 caractérisé en ce que la matrice étant disposée horizontalement et les poinçons animés d'un mouvement vertical, on obture les dépressions de la matrice à l'aide des poinçons inférieurs, les poinçons supérieurs étant relevés pour dégager la matrice on actionne le tiroir d'alimentation remplit de la composition pour l'amener au-dessus de la matrice on remplit chacune des dépressions de la matrice avec la composition, les poinçons inférieurs obturant simplement la base de ces dépressions. on opère un premier abaissement des poinçons supérieurs qui s'engagent dans les dépressions de la matrice et opèrent le moulage des boulets en coopérant avec les poinçons inférieurs et les parois des dépressions de la matrice. on effectue le retrait des poinçons inférieurs pour dégager la matrice on introduit un emballage sous la base de la matrice et on réalise un abaissement complémentaire des poinçons supérieurs pour chasser les boulets hors de la matrice et les engager dans l'emballage. 14. Boulet obtenu selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une petite bûche ayant deux faces d'extrémité approximativement planes et parallèles. 15. Boulet selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il présente au moins deux faces latérales sensiblement parallèles et perpendiculaires aux faces d'extrémité. 16. Ensemble de barquette contenant des boulets obtenu selon le procédé de la revendication 13 caractérisé en ce que les boulets sont introduits sous pression dans les alvéoles de la barquette avant cuisson.