Brevet FR2483171A1 — publié le 19811204

L'invention concerne un dispositif de régulation de l'entraînement d'un appareil de transport de beurre as- socié à une machine à mouler et à empaqueter le beurre,dans lequel le beurre provenant d'un réservoir ou d'un chariot est transporté au moyen d'une vis transporteuse actionnée par moteur et est amené par une pompe à beurre à vitesse de rotation réglable et à alimentation directe dans le piston de compensation d'une machine à mouler le beurre. En raison des spécifications de qualité très éle- vées et des périodes de conservation très longues, il faut éviter toute réinfection du beurre lors du transport de la machine à beurre, d'un réservoir, d'un récipient tampon, ou l'analogue, à la machine à empaqueter. Pour cette raison, on s'efforce de faire des systèmes complètement fermés qui évi- tent le contact du beurre non empaqueté avec l'air ambiant. Pour cette raison, les fabricants de machines à empaqueter ont développé et mis en pratique ce qu'on appelle des pistons de compensation, qui remplacent les bacs à beur- re ouverts usuels des machines à mouler et empaqueter le beurre. Un tel piston de compensation peut recevoir une certaine quantité de beurre lorsque le plateau de moulage de la machine à mouler effectue une rotation. Après la rotation, un piston alimenté en air comprimé refoule le beurre dans les moules. Le remplissage du piston de compensation est assu- ré par une pompe à beurre et le beurre provenant du réser- voir est amené au piston au moyen d'une vis transporteuse actionnée par moteur. Le débit de la pompe à beurre doit, dans ce cas, être réglé sur la capacité d'absorption effec- tive de la machine à empaqueter afin d'assurer un remplis- sage continu du piston de compensation. De faibles variations dans la consistance du beurre peuvent toutefois provoquer des variations importantes dans le débit d'alimentation. Il est connu, pour éliminer cet inconvénient, d'u- tiliser des moteurs à commutation de polarité pour entraîner les pompes à beurre, dont la vitesse de rotation est comman- dée par deux interrupteurs de fin de course se trouvant sur le piston de compensation. Cette mesure a toutefois pour conséquence une variation brusque permanente de la vitesse de rotation, ce qui provoque des variations de poids des paquets de beurre. Par ailleurs, la variation de vitesse provoquée par un moteur à commutation de polarité est liée à une consommation supplémentaire d'énergie. Des grandeurs perturbatrices peuvent également prendre naissance dans le chariot à beurre ou dans le ré- servoir tampon lors du transport du beurre aux pompes à beurre. Une vitesse de rotation trop élevée des vis trans- porteuses peut provoquer des changements de structure qui peuvent avoir une incidence négative sur la qualité. Des inclusions d'air peuvent également en résulter. Le but de l'invention est de réguler entièrement automatiquement l'entraînement de l'appareil de transport de beurre associé à une machine à mouler et à empaqueter le beurre afin d'éviter les variations de poids dans les pa- quets de beurre terminés et les charges mécaniques néfastes supportées par le beurre, le transport du beurre pouvant dans ce cas être régulé de façon progressive. Ce but est atteint selon l'invention grâce à une unité de régulation qui comporte au moins deux circuits de régulation séparés, l'un des circuits de régulation étant monté sur le moteur d'entraînement de la pompe à beurre et l'autre circuit de régulation étant monté sur le moteur d'en- traînement de la vis transporteuse,de telle sorte que l'en- traînement de la vis transporteuse soit régulé progressive- ment en fonction du débit instantané de la pompe à beurre et que la pompe à beurre soit régulée progressivement en fonction du remplissage du piston de compensation ou de la capacité d'absorption de la machine à mouler et-empaqueter le beurre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - on prévoit, pour les grandeurs influençant l'en- traînement, respectivement un régleur de valeurs de consigne (18,23) et un générateur de valeurs réelles (générateur d'ir- pulsions 21,26), la valeur réelle (Ip) de la vitesse de ro- tation du moteur d'entraînement (6) de la pompe à beurre (5) étant surimposée à la valeur de consigne prédéterminée (ST, STto) de la vitesse de rotation de l'entraînement de la vis transporteuse, la position de course du piston de compensa- tion (9) étant surimposée à la valeur de consigne de vitesse de rotation (Sp,Spto) du moteur d'entraînement (6) de lapaib- pe à beurre (5) en tant que grandeur de correction (K); - sur chaque moteur d'entraînement (6) d'une pom- pe à beurre (5) est monté un circuit de régulation (16) et les valeurs réelles (Ip) des vitesses de rotation des pom- pes à beurre, additionnées et proportionnellement réduites, sont surimposées à la valeur de consigne prédéterminée (ST) de la vitesse de rotation de l'entraînement de la vis trans- porteuse - pour obtenir la grandeur de correction (K) dé- pendant du degré de remplissage, ou de la course du piston de compensation (9), on prévoit sur ce dernier un potentio- mètre rotatif (11) commandé par la course du piston (10), qui fournit, à partir d une position médiane, une valeur de correction (K) négative, dans le sens d'une plus grande cour- se du piston, réduisant le débit de la pompe à beurre (5), et une valeur de correction (K) positive, dans le sens d'une plus petite course du piston, augmentant le débit de la pom- pe à beurre (5), la valeur de correction étant envoyée au circuit de régulation (16) de l'entraînement de la pompe à beurre; - le potentiomètre rotatif (11) est commandé par une crémaillère (12) déplacée par le piston (10); - on associe respectivement à la position termina- le haute et à la position terminale basse du piston de com- pensation (9) un interrupteur de fin de course (13,14), l'interrupteur de fin de course supérieur (13) arrêtant le moteur d'entraînement (6) de la pompe à beurre (5) et l'in- terrupteur de fin de course inférieur (14) arrêtant la ma- chine à mouler et à empaqueter le beurre (8), le potentio- mètre rotatif (11) étant disposé fonctionnellement entre les deux interrupteurs de fin de course (13,14); - les moteurs d'entraînement (3,6) de la vis trans- porteuse (4) et de la pompe à beurre (5) sont commandés à une vitesse de rotation régulable progressivement par l'in- termédiaire de régulateurs de vitesse (25,20) électroniques associés; - un dispositif de contrôle de poids est associé à la machine à mouler et empaqueter le beurre (8); - les circuits de régulation (16,17) comportent des affichages (31,32) pour représenter optiquement les gran- deurs de régulation (I,S,K). Les avantages obtenus par l'invention consistent notamment en ce qu'on obtient, grâce à un débit d'alimenta- tion uniforme en beurre de la machine à mouler et à empaque- ter, une grande précision de poids pour les paquets de beurre empaquetés, et de faibles contraintesmécaniques exercées sur la structure du beurre. En outre, le dispositif de l'in- vention procure un degré élevé d'automatisation. Un autre avantage apparaît lors du transport du beurre dans les cana- lisations. Grâce à la vitesse de transport uniforme, le film de silicate se formant sur les parois intérieures des cana- lisations lors du nettoyage chimique du système de canalisa- tions est épargné de sorte que le beurre ne colle pas. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une forme de réalisation représentée schémati- quement au dessin dans lequel: la Fig. 1 représente schématiquement un dispositif de régulation du transport et des pompes à beurre; et la Fig. 2 montre un schéma symbolique du principe de régulation de l'entraînement. Dans le dispositif de régulation du transport et des pompes à beurre représenté sur la Fig. 1, 1 désigne un chariot à beurre dans lequel se trouve la réserve de beurre sous la forme d'un rouleau de beurre 2. Du rouleau de beur- re 2, le beurre est transporté à une pompe à beurre 5 par l'intermédiaire d'une vis transporteuse 4 entraînée par un moteur 3 à régulation électronique progressive. La pompe à beurre est réalisée sous la forme d'une pompe à piston ro- tatif comportant un- moteur d'entraînement 6 également à ré- gulation progressive. Au lieu d'une seule pompe à beurre, on peut également en prévoir deux ou davantage. De la pompe à beurre 5, une canalisation 7 va à une machine à mouler et empaqueter le beurre 8 partiellement représentée, qui comporte un piston de compensation (ou com- pensateur) 9 pour recevoir le beurre transporté dans la ca- nalisation 7. Dans ce compensateur 9 peut être reçue une quantité déterminée de beurre lorsque le plateau de moulage de la machine à mouler et à empaqueter 8, non représenté, a effectué une rotation. Un piston 10 alimenté en air compri- mé refoule, après la rotation du plateau de moulage, une dose précise de beurre sous la forme d'un morceau moulé qui sera ensuite empaqueté. Pour contrôler l'état de remplissage du compensa- teur 9, on prévoit une résistance réglable sous forme d'un potentiomètre rotatif 11, qui est commandé par le degré de remplissage du compensateur 9 par l'intermédiaire d'une cré- maillêre 12 reliée au piston 10 et qui fournit des valeurs de correction correspondant au réglage d'entraînement qui sera décrit plus loin. A la position supérieure et à la po- sition inférieure de la course du piston 10 sont respective- ment associés les interrupteurs de fin de course 13 et 14, l'interrupteur supérieur 13 arrêtant la pompe à beurre 5 et l'interrupteur inférieur 14, la machine à mouler et à empa- queter le beurre 8. Entre les deux positions terminales du piston 10 du compensateur 9, le potentiomètre rotatif il (potentiomètre de correction), qui est déplacé par la cre- maillère 12 vers le positif (+) ou vers le négatif (-) à par- tir de la position médiane, assure la régulation optimale de la pompe à beurre. Pour obtenir une régulation d'entraînement entiè- rement automatique du dispositif décrit, on prévoit une unité de régulation 15 qui comporte deux circuits de régu- lation séparés 16 et 17. Dans ce cas, le circuit de régula- tion 16 est monté avant le moteur d'entraînement 6 de la pompe à beurre 5, et le deuxième circuit de régulation 17 est monté avant l'entraînement de la vis transporteuse (mo- teur d'entraînement 3). La régulation s'effectue par compa- raison constante de la valeur réelle et de la valeur de consigne des grandeurs influençant la régulation en tenant compte de la valeur de correction K préalablement fournie par le potentiomètre rotatif il en fonction de la position du piston compensateur 9. L'entraînement de la vis trans- porteuse est dans ce cas régulé progressivement en fonction du débit instantané de la pompe à beurre 5 et la pompe à beurre à son tour est régulée progressivement en fonction du remplissage instantané du compensateur 9 et de la capa- cité d'absorption de la machine à mouler et à empaqueter le beurre 8. Le mode de fonctionnement de la régulation est expliqué plus en détail ciaprès en se reportant à la Fig. 2 en même temps qu'à la Fig. 1, les mêmes dispositifs por- tant les mêmes numéros de référence. Par l'intermédiaire d'un régleur de valeurs de consigne 18 du circuit de régulation 16, on présélectionne la vitesse de rotation du moteur d'entraînement 6 de la pom- pe à beurre 5 et on l'applique au moteur d'entraînement 6 par un conducteur 19 en tant que valeur de consigne Sp. Un régulateur 20 du circuit de régulation 16 est associé au moteur d'entraînement 6 et renvoie par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsions 21 (générateur de valeurs réelles), de type connu en soi, des impulsions électriques au système électronique par l'intermédiaire d'un conducteur 22. Ces impulsions correspondent à la vitesse de rotation effective du moteur d'entraînement 6 de la pompe à beurre 5 ou à la valeur réelle Ip. Cette valeur réelle Ip est alors comparée électroniquement à la valeur de consigne Sp. En fonction du résultat de la comparaison, la vitesse de rotation du régu- lateur 20 du moteur d'entraînement 6 est éventuellement mo- difiée progressivement, ou égalée à la valeur de consigne Sp de sorte que l'on obtient une vitesse de rotation (ou un dé- bit) prédéterminée constante de la pompe à beurre 5. Du fait de la présélection du régleur de valeurs de consigne 18, le compensateur 9 est rempli par la pompe à beurre 5 par l'intermédiaire de la canalisation 7. Il se trouve alors toujours dans le compensateur 9 une quantité de beurre déterminée, fonction du débit de la machine à mouler et empaqueter le beurre 8. Si le débit d'empaquetage diminue, le degré de remplissage du compensateur 9 augmente. Le potentiomètre rotatif Il agit alors pour réduire la va- leur de consigne Sp de sorte que la vitesse de rotation de la pompe à beurre 5 diminue automatiquement. Si le débit d'empaquetage augmente, la valeur de consigne Sp est modi- fiée en augmentation et le débit de la pompe augmente de façon correspondante. La valeur de consigne totale Spto se règle alors en tenant compte de la valeur de correction K. Après un arrêt de la machine à mouler et empaque- ter le beurre 8, dû par exemple à un changement de papier, etc., le piston 10 se trouve en position haute et la pompe à beurre 5 a été arrêtée par l'intermédiaire de l'interrup- teur de fin de course 13. Lorsque, après la remise en ser- vice de la machine à mouler et empaqueter le beurre 8, l'in- terrupteur de fin de course 13 pour l'arrêt de la pompe à beurre 5 est libéré, la pompe à beurre 5 tourne à vitesse réduite. Cette vitesse de rotation correspond à une valeur de consigne totale Sp-to basse, à savoir à la valeur de con- signe Sp du régleur de valeurs de consigne 18 diminuée de la valeur de correction K du potentiomètre rotatif calculée à partir de la position moyenne du potentiomètre rotatif Il. La vitesse de rotation du moteur d'entraînement 6 de la pom- pe à beurre 5 s'équilibre au bout d'un certain temps auto- matiquement avec le débit d'empaquetage de la machine à mou- ler et empaqueter le beurre. Si la machine est équipée en plus d'un contrôle automatique de poids, les corrections de débit d'empaquetage qui y sont liées sont effectuées auto- matiquement. Etant donné que les machines à empaqueter elles- mêmes n'empaquètent que par volumes, les variations de poids, dues par exemple à des teneurs variables en air et à des in- clusions d'air, sont des grandeurs perturbatrices qui exigent une régulation complémentaire de la pompe à beurre 5. Celle- ci s'effectue automatiquement à l'aide du potentiomètre ro- tatif il précité. D'autres grandeurs perturbatrices peuvent toute- fois prendre naissance également dans le chariot à beurre 1 lors du transport du beurre à la pompe à beurre 5. Par exem- ple, une vitesse de rotation trop élevée de la vis transpor- teuse 4 provoque des modifications de structure dans le beurre et de ce fait une diminution de la qualité. De même les inclusions d'air. En fonction des facteurs précités, la vitesse de rotation de la vis transporteuse 4 est régulée, selon l'in- vention, en fonction du débit instantané de la pompe à beur- re 5. Le moteur d'entraînement 3 de la vis transporteuse 4 à régulation progressive électronique, est régulé au moyen d'un régleur de valeurs de consigne 23 du circuit de régu- lation 17, à une vitesse de rotation de base qui est amenée en tant que valeur de consigne ST par un conducteur 24 au moteur d'entraînement 3. Un régulateur 25 du circuit de ré- gulation 17 est associé au moteur d'entraînement 3 et renvoie par un générateur d'impulsions 26 (générateur de valeurs réelles) correspondant par exemple, quant à son mode de fonctionnement, au générateur d'impulsions 21 du régulateur , des impulsions électriques au système électronique-sur un conducteur 27, impulsions qui correspondent à la vitesse de rotation réelle du moteur d'entraînement 3, donc à une valeur réelle IT' La vitesse de rotation effective, c'est-à-dire la valeur réelle Ip, du moteur d'entraînement 6 de la pompe à beurre 5, est alors surimposée à la valeur de consigne ST de la vitesse de base du moteur d'entraînement 3 de la vis trans- porteuse 4, comme il est représenté sur la Fig. 1 par le con- ducteur 28. Il en résulte un accroissement de la vitesse de rotation de la vis pour atteindre la valeur de consigne to- tale STto. S'il y a plusieurs pompes à beurre 5 entraînées par moteur électrique, comportant des circuits de régulation 16 et des moteurs d'entraînement 6 correspondants, la régu- lation s'effectue de la même manière. Etant donné que la grandeur de la valeur de consigne ST' ou STto,pour la pré- sélection de la vitesse de rotation de la vis transporteuse 4 est limitée, les valeurs réelles Ip, lors de l'utilisation de plusieurs pompes à beurre 5, sont additionnées, réduites proportionnellement et seulement ensuite surimposées à la valeur de consigne ST de la vis transporteuse 4 (bornes a, b,c, Fig. 2). Lors d'un arrêt d'une pompe à beurre 5, la vitesse de l'entraînement de la vis transporteuse est rédui- te en conséquence. Les grandeurs influençant la régulation d'entrai- nement et leur relation fonctionnelle sont encore une fois exposées ciaprès: valeur de consigne pompe(Sp)+ grandeur de correction (K) ponu valeur de consigne ppetotale (Spto) valeur réellep mpe(Ip)+ valeur de consignevis transporteuse (ST) - valeur de consignevis5 transporteusetOtale (Spto). On peut effectuer un contrôle optique des grandeurs de régulation, notamment des valeurs réelles Ip et IT par l'intermédiaire de conducteurs de mesure supplémentaires 29 et 30 (Fig. 2) qui sont reliés à des affichages appropriés 31 et 32 dans l'unité de régulation 150 Pour la régulation d'entraînement décrite ci-dessus, qui est représentée en détail sur la Fig. 2, les références 33 à 36 désignent des amplificateurs de régulation, des élé- ments de commande électroniques, des amplificateurs univer- sels, ou des étages de sortie à thyristor de construction usuelle en combinaison avec des résistances d'équilibrage. On peut également envisager une autre variante de connexions que celle qui a été représentée. REVENDICATIONS - 1. Dispositif de régulation de l'entraînement d'un appareil de transport de beurre pour une -machine à mouler et empaqueter le beurre, dans lequel le beurre provenantd'un réservoir ou d'un chariot à beurre, est transporté au moyen d'une vis transporteuse actionnée par moteur et est amené par une pompe à beurre à vitesse régulable et à alimentation directe dans le piston de compensation d'une machine à mou- ler le beurre, caractérisé par une unité de régulation (15) qui comporte au moins deux circuits de régulation séparés (16,17), l'un des circuits de régulation (16) étant monté sur le moteur d'entraînement (6) de la pompe à beurre (5), et l'autre circuit de régulation (17) étant monté sur le moteur d'entraînement (3) de la vis transporteuse (4), de telle sorte que l'entraînement de la vis transporteuse soit régulé progressivement en fonction du débit instantané de la pompe à beurre (5), et que la pompe à beurre (5) soit régu- lée progressivement en fonction du remplissage du piston de compensation (9), ou de la capacité d'absorption de la ma- chine à mouler et empaqueter le beurre (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'on prévoit, pour les grandeurs influençant l'en- traînement, respectivementun régleur de valeurs de consigne (18,23) et un générateur de valeurs réelles (générateur d'im- pulsions 21,26), en ce que la valeur réelle (Ip) de la vi- tesse de rotation du moteur d'entraînement (6) de la pompe à beurre (5) est surimposée à la valeur de consigne prédé- terminée (ST, STto) de la vitesse de rotation de l'entraîne- ment de la vis transporteuse, et en ce que la position de course du piston de compensation (9) est surimposée à la va- leur de consigne de vitesse de rotation (Sp,Spto) du moteur d'entraînement (6) de la pompe à beurre (5) en tant que gran- deur de correction (K). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, comportant plusieurs pompes à beurre entraînées par moteur électrique caractérisé en ce que sur chaque moteur d'entral- nement (6) d'une pompe à beurre (5) est mEnté un circuit de régulation (16) et que les valeurs réelles (Ip) des vitesses de rotation des pompes à beurre, additionnées et proportion- nellement réduites, sont surimposées à la valeur de consigne prédéterminée (ST) de la vitesse de rotation de l'entraîne- ment de la vis transporteuse. - 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que, pour obtenir la gran- deur de correction (K) dépendant du degré de remplissage,ou de la course du piston de compensation (9), on prévoit sur ce dernier un potentiomètre rotatif (11) commandé par la course du piston (l0),qui fournit, à partir d'une position médiane, une valeur de correction (K) négative, dans le sens d'une plus grande course du piston, réduisant le débit de la pompe à beurre (5), et une valeur de correction (K) positive, dans le sens d'une plus petite course du piston, augmentant le débit de la pompe à beurre (5) , la valeur de correction étant envoyée au circuit de régulation (16) de l'entraîne- ment de la pompe à beurre. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le potentiomètre rotatif (11) est commandé par une crémaillère (12) déplacée par le piston (10), 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'on associe respective- ment à la position terminale haute et à la position terminale basse du piston de compensation (9) un interrupteur de fin de course (13,14), l'interrupteur de fin de course supérieur (13) arrêtant le moteur d'entraînement (6) de la pompe à beurre (5) et l'interrupteur de fin de course inférieur (14) arrêtant la machine à mouler et à empaqueter le beurre (8), et en ce que le potentiomètre rotatif (11) est disposé fonc- tionnellement entre les deux interrupteurs de fin de course (13,14). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que les moteurs d'entraîne- ment (3,6) de la vis transporteuse (4) et de la pompe àbeur- re (5) sont commandés à une vitesse de rotation régulable progressivement par l'intermédiaire de régulateurs de vitesse (25,20) électroniques associés. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce qu'un dispositif de contrô- le de poids est associé à la machine à mouler et empaqueter le beurre (8). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce que les circuits de régula- tion (16,17) comportent des affichages (31,32) pour repré- senter optiquement les grandeurs de régulation (I,S,K).