Brevet FR2491734A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne un appareil de conditionnement de produits pateux, notamment de produits alimentaires tels que de la viande hâchée ; cet appareil comporte un dispositif d'alimentation en produits pâteux non conditionnés et un dispositif de sortie des produits conditionnés. L'invention a pour but de créer une machine permettant de conditionner des produits sous une présentation ou une forme déterminée, lorsqu'il s'agit de produits pâteux ou assimilables à des pattes. I1 en est ainsi de produits alimentaires tels que des pâtes de boulangerie, de pâtisserie ou de la viande hâchée, de la chair à saucisse, des pattés, etc... Le développement de tels types de produits rend nécessaire leur conditionnement automatique par exemple à partir d'un hâchoir à viande plus généralement d'un dispositif d'alimentation contenant le produit pâteux. A cet effet, l'invention concerne un appareil de conditionnement caractérisé en ce qu'il se compose d'un premier organe en forme de tronc de cylindre entraîné en rotation autour d'un axe d'entralnement fixe à position A coaxial à l'axe géométrique du cylindre, cet organe comportant un logement cylindrique le traversant pour déboucher à sa périphérie de son enveloppe latérale, un second organe en forme de piston cylindrique, dont la section correspond à celle du logement cylindrique, ce piston étant placé de façon mobile dans le logement, et un organe de liaison relié de façon articulée d'une part au piston et, d'autre part, en un point fixe de la machine, ainsi qu'un moyen d'entratnement en rotation de l'organe autour de son axe, de façon que la rotation de l'organe commande le coulissement du piston pour le déplacer progressivement d'une première position dans laquelle la cavité définie entre la face frontale du piston du logement reçoit la matière. à conditionner et une seconde position dans laquelle le piston expulse le produit conditionné de la cavité. Cet appareil est d'une construction extrêmement simple et particulièrement robuste. De façon habituelle, l'appareil est entraîné par un moteur. I1 est toutefois également possible de faire tourner l'ensemble à l'aide d'une manivelle. Grâce au réglage de la cavité, il est possible de conditionner les produits sous une forme donnée et notamment sous une forme de galette cylindrique. Comme l'alimentation se fait en général sous pression, le produit pateux se moule bien dans la cavité délimitée par le logement et la face frontale du piston. Suivant le cas, il est également possible de prévoir des motifs en relief ou en creux sur la face du piston, pour inscrire une indication, un dessin, etc... sur le produit. Une telle forme est notamment intéressante lorsque le produit conditionné est figé dans sa forme, par exemple s'il subit une cuisson (dans le cas d'une pate servant à la fabrication de galettes, ètc ...). I1 est particulièrement intéressant que le volume de la cavité soit réglable pour s'adapter à des pro- duits de types différents ou conditionnés suivant des quantités unitaires ou des poids unitaires différents. Cela se fait de façon simple en réglant la position du point fixe de l'articulation de la bielle par rapport à l'axe de rotation de l'organe entraînant le piston. Suivant la longueur du piston et la course de réglage le piston vient plus ou moins en saillie par rapport à la périphérie du premier organe pour faciliter l'enlèvement du produit conditionné. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse à la fois sur le plan de la fabrication, du fonctionnement et de l'utilisation, le premier organe est un tronc de cylindre tournant autour de son axe. I1 est ainsi possible de résoudre de façon simple les problèmes d'étanchéité entre le conduit reliant le dispositif d'alimentation à la cavité, puisqu'il suffit de prévoir sur le conduit, des lèvres, rigides ou éventuellement souples, qui épousent ou s'adaptent au contour périphérique du premier organe. Enfin, comme l'alimentation en produit se fait sous une certaine pression pour obtenir des produits conditionnés dont-la forme correspond à la forme de la cavité, la sécurité de la machine est assurée par un détecteur de pression qui arrête le dispositif d'alimentation en cas de surpression. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe de la machine, selon l'invention, - les figures 2A - 2C et 3A - 3C représentent diverses positions de l'élément de base de la machine, pour deux dosages différents, - la figure 4'est une vue en plan coupée, d'une partie de la machine, - la figure 5 est une vue en perspective de la partie de la machine représentée à la figure 3. Selon le schéma de principe de la figure 1, la machine, destinée à conditionner un produit essentiellement pâteux, se compose d'une entrée de produit 1, d'un dispositif de conditionnement formé par un premier organe 2 dans lequel est logé un deuxième organe en forme de piston 3 et enfin d'un dispositif de sortie 4. Suivant un mode de réalisation préférentiel, le premier organe 2 est un tronc de cylindre circulaire, d'axe géométrique A, perpendiculaire au plan de la figure. Ce premier organe 2 comporte un logement 21 traversant, d'axe non parallèle à l'axe géométrique A de façon à déboucher dans la paroi latérale 22 de l'organe 2. Ce logement cyIinrique 21 de section quelconque contient un piston 3 également cylindrique et de section correspondant à celle du logement 21. Lorsque l'organe 2 est un tronc de cylindre, il est avantageux que l'une ou les deux faces 31, 32 du piston correspondent à la forme de l'enveloppe 22 de l'organe 2 pour que, lorsque le piston est à fleur de l'ouverture du logement 21, il y ait une continuité de la surface apparente de l'organe 2. I1 est intéressant que l'organe 2 soit en forme de cylindre à section circulaire de façon à s'adapter automatiquement à la sortie du dispositif d'alimentation 1. Le piston 3, mobile dans le logement 21, est relié par une bielle 5 en un point fixe B. La liaison entre la bielle 5 et le piston 3 se fait suivant l'articulation ou l'axe C et la liaison entre la bielle 5 et le point fixe B se fait également par une articulation ou parut axe. Selon l'invention, et comme cela sera décrit ultérieurement, l'organe 2 est efltraîné en rotation autour de son axe géométrique A. Cette rotation se traduit par un mouvement de translation du piston 3 à l'intérieur du logement 21. Au cours de ce mouvement, le point de liaison entre la bielle 5 et le piston 3 décrit un çercle dont le rayon est égal 8 la longueur de la bielle 5 et dont le centre fixe est au point B. Le piston 3 définit à l'intérieur du logement 21 avec sa face frontale 31 (ou 32) une cavité V dont le volume varie en fonction de la position en rotation du piston 3 ou de l'organe 2. Pour faciliter l'explication de l'invention, on a superposé des axes orthogonaux AX, AX', AY, AY' à la figure 1. Par convention, l'axe XAX' passe par les points A, B et l'entrée 1 ainsi que la sortie 4 sont alignées sur cet axe. Lorsque l'organe 2 occupe une position~appelée position 0 telle que le piston 3 soit aligné sur l'axe X-X', sa face 31 étant tournée vers X, les considérations géométriques simples montrent que la cavité V a le volume maximum. Par contre, lorsque la position de l'organe 2 est pivotée de 1800 de façon que la face 31 du piston 3 soit tournée vers (position 180), la cavité V a le volume minimum ; ce volume minimum peut être positif, nul ou négatif : lorsque le volume est nul, cela signifie que la face 31 du piston 3 est à fleur de la surface périphérique 22 de l'organe 2 ; lorsque le volume est négatif, cela signifie que la face 31 est en saillie par rapport à la surface 22. Lorsque la face 31 est tournée vers X, le volume sera appelé par convention V0 et lorsque la face 31 est tournée vers X', le volume sera appelé par convention V180. Dans tous les cas, le volume V0 est algébriquement maximum et le volume V180 minimum. Entre les positions "0" et xi80" du piston 3, le volume V de la cavité diminue progressivement de sa valeur V0 à la valeur 180 et lorsque le piston passe de la position 180 à la position "0", dans ce sens, le volume croit de la valeur V180 à la valeur V0. En position "0", le dispositif-d'entrée 3 remplit la cavité avec le produit à conditionner. Puis, au fur et à mesure de la rotation de l'ensemble tournant (2, 3), le produit est expulsé progressivement de la cavité (le volume de la cavité diminue) et en position "180", le dispositif de sortie 4 reçoit le produit ainsi conditionné. Le fonctionnement de l'appareil peut être discontinu, c'est-à-dire avec arrêt lorsque le piston ou la cavité V sont en regard du dispositif d'entrée 1 et du dispositif de sortie 4 ou encore de façon continue, avec alimentation continue du produit par le dispositif 1. En fonctionnement continu, il est particulièrement important que organe 2 soit un corps de révolution et, de préférence, un cylindre, pour s'adapter sur le dispositif d'entrée 1 et permettre de résoudre facilement les problèmes d'étanchéité sans avoir à déplacer le dispositif 1. En effet, il faut que le dispositif d'entrée 1 comporte des lèvres latérales 112 12 en arc de cercle, de longueur suffisante pour éviter que le dispositif d'entrée 1 ne puisse communiquer avec l'extérieur par l'intermédiaire de la cavité V, soit à la fin du mouvement du piston entre la position "180" et la position "0" ou au début du mouvement du piston entre la position tO" et la position "180" ; la longueur des lèvres 11, 12 dépend de la largeur du logement 21. Le volume V de la cavité notamment en position initiale 0 (VO) ou en position 180 (V180) de fin de mouvement d'expulsion dépend de la distance "i" entre l'axe "C" et le sommet de la surface 31 de l'écartement "d" des axes B et A ainsi que de la longueur m de la bielle 5. Ces trois paramètres sont lies. Comme les longueurs "1" et m sont des paramètres définis une fois pour toutes lors de la réalisation de l'appareil, on ne peut modifier en cours d'utilisation que la distance d. Pour cela, la machine comporte un dispositif de réglage de la position de l'axe B par rapport à l'axe A. Pour simplifier l'exposé de l'invention, il a suffi de décrire le fonctionnement de principe pour la cavité V définie par la face 31 du piston 3 et le logement 21. I1 eSt possible de doubler le rendement de l'appareil en utilisant également la face 32 opposée du piston 3 définissant une cavité V1. Diverses possibilités sont envisageables : on peut placer le point "C" au milieu de la longueur du piston 3 et, dans ce cas, le volume de la cavité V' défini par la surface 32 est égal (pour des positions angulaires respectives) au volume de la cavité V défini par la face 31 si bien que les cavités V et V' conditionnent des produits de volume identique. Par contre, en décalant le point d'articulation C par rapport au milieu de la longueur du piston 3, on peut obtenir des cavités V, V' de volume différent et conditionner alternativement des produits de volume ou de quantité différents. Les figures 2A-2C représentent les trois posi tions de rotation de l'ensemble (2, 3) pour les positions an gulaires 00, 900, 180, montrant schématiquement le remplissage de la cavité Vj la position d'expulsion du produit à mi-chemin (position à 900) et la position d'expulsion en sortie (posi tion à 1800). Selon l'exemple des figures 2, la géométrie est choisie pour qu'en position "0 "-, la face 32 soit à fleur de la face périphérique 22 de l'organe 2. Dans cet exemple, le réglage de la distance "d" est au minimum. Les figures 3A - 3C représentent le même dis positif que celui des figures 2A - 2C, c'est-à-dire avec la même géométrie. La seule différence est que la distance "d" entre les axes B et A a été augmentée au maximum. Dans ces conditions, le volume VO est le volume maximum que l'on peut obtenir pour la géométrie du dispositif et en ayant réglé la distance "d" à la valeur maximale. La facé 32 du piston 3 vient en saillie à partir d'un certain point de rotation, et cette saillie est maximale pour la rota tion de 1800. Les figures 2A - 2C, 3A - 3C montrent un éjecteur 6 en forme de raclette qui s'appuie sur le contour périphérique 22 de l'organe 2 ou plus exactement contre la surface 32 du piston 3. Pour tenir compte du fait que, suivant les réglages, une face du piston peut venir en saillie par rapport au contour 22 de l'organe 2, il est nécessaire d'associer l'éjec- teur 6 au dispositif de réglage de la distance d. Les figures 4 et 5 montrent un exemple de réalisa tion pratique de la machine décrite, de façon schématique, ci dessus. L'appareil de conditionnement de produits pâteux se compose d'un dispositif d'alimentation constitué par une vis 101 telle qu'une vis d'extrusion, recevant la matière introduite par l'orifice 102 pour refouler cette matière sous pression dans le conduit 71 du corps 7 de l'appareil. Ce conduit 71 est muni d'un détecteur de pression 72 relié à un circuit de commande non représenté. En fonction de la pression détectée à l'intérieur du conduit 71, le détecteur de pression commande l'arrAt d'une partie de la machine par exemple l'arrêt du dispositif d'alimentation 1. Ce dispositif d'alimentation 1 est entraîné par un moteur non représenté. A la figure 4, le piston 3 et l'organe 2 sont représentés en coupe dans la position angulaire "zéro", selon la convention ci-dessus. L'organe 2 est solidaire de l'arbre 23 entratné en rotation par un moteur 8 solidaire de 1'embase de la ma chine. L'arbre 23 est coaxial à l'axe géométrique A selon la figure 1-. Le piston 3 comporte une cavité 33 pour recevoir la bielle 5. Cetté cavité 33 n'a pas été représentée aux figures précédentes pour simplifier ces figures. La bielle 5 est en fait constituée par un bloc 51 portant deux axes 52, 53 correspondant respectivement aux articulations ou axes géométriques B et C de la figure 1. Le corps 7 comporte deux flasques 73, 74 placés contre les faces planes non référencées de l'organe 2 et du piston 3. Le flasque 73 est muni d'une ouverture 74 correspondant à l'ouverture réalisée dans la surface correspondante de l'organe 2 pour le passage de l'axe 52. Le dispositif de réglage 9 du volume V (ou V') est constitué par une vis 91 munie d'un bouton de commande 92. La vis est libre en rotation mais bloquée en translation par rapport au bâti de l'appareil. Un écrou 93, libre en rotation mais solidaire en translation d'une tige ou plaque 94 porte l'axe 52. En tournant la vis 91 dans un sens ou dans l'autre on déplace l'écrou 93 dans le sens de la double flèche F et, par suite, l'axe 53 de façon à régler la distance "d". I1 est avantageux d'afficher, au moins de façon relative, la position de l'axe (53) par rapport à l'axe (A) grâce à un index (95) solidaire de la patte (94) et qui se déplace devant une échelle graduée (96) fixe. On peut ainsi repérer des positions si l'échelle graduée ne constitue qu'un moyen de repérage. I1 est également possible de graduer lté- chelle en volume. Lorsque les produits conditionnés sont par exemple distribués ou vendus au poids et lorsque l'appareil fonctionne de façon continue, le remplissage de la cavité V dans la position "zéro" peut dépendre d'un grand nombre de facteurs, éventuellemçnt indépendants ou liés les uns aux autres si bien que l'échelle graduée ne peut donner qu'une indication relative. I1 suffira alors de peser les produits en sortie en fonction de chaque réglage pour graduer l'échelle ou du moins se fixer des points de repère en fonction des poids voulus pour les produits conditionnés. Le fait qu'il règne une certaine pression dans le conduit (71), grâce au dispositif d'alimentation 1 ne suffit pas à traiter complètement le problème ci-dessus. Toutefois, en augmentant la pression, on uniformise la masse pâteuse si bien que le fonctionnement de l'appareil devient plus indépendant de la nature de la masse pâteuse traitée. Or, en augmentant la pression , il faut veiller à ne pas dépasser des limites déterminées, qui feraient fuire le produit par les joints ou risqueraient de provoquer la détérioration de l'appareil. Le détecteur de pression 72 assure cette surveillance et coupe le dispositif d'alimentation 1 dès que la pression à l'intérieur du conduit 72 atteint un certain seuil. La vue en perspective de la figure 5 complète la figure 3 ; cette vue montre notamment le logement 33 dans lequel se trouve la pièce 51 portant les axes 52, 53. Cette figure montre également la plaque 94 mobile en translation dont le mouvement est commandé par l'écrou93 porté par la vis 91. A titre de remarque l'éjecteur 6 est de préférence associé au mouvement de l'organe de régalge. Toutefois dans tous les cas il est intéressant que l'éjecteur soit monté de façon souple pour suivre le mouvement de la surface du piston, car dans certain cas le piston avance ou recule par rapport à l'arase de l'éjecteur. A titre complémentaire, on peut également donner à la surface du piston une forme de développement remédiant à cette difficulté. Dans tous les cas et suivant la forme nécessaire de la surface du piston on choisira le montage approprié de l'éjecteur pour que celui-ci nettoye toute la surface. La présente invention peut s'utiliser pour le conditionnement de divers produits pâteux ou analogues, notamment des produits alimentaires tels que de la viande hachée pour le conditionnement de steaks hachés. R E V EN D I C A T I O N S 10) Appareil d conditionnement de produits pâteux comportant un dispositif d'alimentation en produits non conditionnés et un dispositif de sortie des produits conditionnés, appareil caractérisé en ce qu'il se compose d'un premier organe (2) en forme de tronc de cylindre entratné en rotation autour d'un axe d'entraînement (23) fixe à position A coaxial à l'axe géométrique du cylindre, cet organe comportant un logement cylindrique (21) le traversant pour déboucher à sa périphérie (22) de son enveloppe latérale (22), un second organe (3) en forme de piston cylindrique, dont la section correspond à celle du logement cylindrique (21), ce piston étant placé de façon mobile dans le logement (21), et un organe de liaison (5) relié de façon articulée d'une part (C) au piston (3) et, d'autre part, (B) en un point fixe de la machine, ainsi qu'un moyen d'entraînement en rotation de l'or- gane (2) autour de son axe, de façon que la rotation de l'organe (2) commande le coulissement du piston (3) pour le déplacer progressivement d'une première position (o) dans laquelle la cavité (V) définie entre la face frontale (31) du piston (3) du logement (21) reçoit la matière à conditionner et une seconde position (180) dans laquelle le piston (3) expulse le produit conditionné de la cavité. 20) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier organe (2) a'la forme d'un tronc de cylindre circulaire dont l'axe geométrique est coaxial à l'axe d'entraînement (23). 30) Appareil selon la revendication 1 carac taris8 en ce que le logement (21) et le piston (3) ont une section circulaire. 40) Appariez selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point fixe B de l'articulation de la bielle (5) est réglable en position par rapport à l'axe A de rotation de l'organe (2). 5 ) Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réglage en position du point fixe B de l'articulation de la bielle (5) est assuré par une vis (91) fixe en translation mais libre en rotation, sur laquelle vien-t un écrou solidaire en rotation du point fixe B. 60) Appareil selon la revendication 5, carac tersé en ce que la patte (94) portant l'axe (53) est munie d'un index (95) se plaçant devant une échelle graduée (96) pour afficher la position de l'axe (53) par rapport à l'axe (23) (A). 70) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bielle (5) et les articulations B, C sont constituées par une pièce (51) recevant deux axes (51, 52) ces derniers formant des articulations B, C. 80) Appareil selon la revendication 1, carac térisé n ce que le dispositif de sortie comporte un éjecteur (6) en forme de raclette. 90) Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la position de l'éjecteur (6) est réglable solidairement à la position de l'axe (53). 100) Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de pression (72) placé dans le dispositif d'alimentation en produit non conditionné, pour arrêter le fonctionnement du dispositif d'ali tentation en cas de surpression.