Brevet FR2551191A1 — publié le 19850301

La présente invention est relative aux congélateurs d'aliments du type comportant un cylindre de congélation avec un organe rotatif dans le cylindre pour racler le produit congelé de la surface intérieure du cylindre, mélan5 ger le produit dans le cylindre et faire avancer le produit congelé jusqu'à une sortie d'évacuation voisine d'une extrémité du cylindre Certaines machines pour denrées alimentaires congelées utilisent un organe rotatif dans lequel les barres de grattage hélicoïdales passent suffisam10 ment près de la surface intérieure du cylindre de congélation pour gratter le produit congelé de la surface du cylindre Cependant, ces machines nécessitent un usinage précis et coûteux de la surface interne du cylindre de congélation et des bords externes des lames de grattage 15 pour obtenir l'ajustement tournant étroit approprié De plus, ces machines sont sujettes à une usure du cylindre de congélation et/ou des lames de grattage en cas de frottement entre eux D'autre part, si la lame de grattage est écartée de la surface interne du cylindre de congéla20 tion suffisamment pour qu'elle ne retire pas complètement le produit de la surface du cylindre, le rendement de la machine est amoindri. De nombreux congélateurs d'aliments comportent des organes rotatifs avec des lames de grattage parallèles à 25 l'axe du cylindre pour retirer du cylindre les produits congelés, et une barre de grattage hélicoïdale séparée pour faire avancer le produit vers la sortie du cylindre. Quelques-uns de ces congélateurs, par exemple ceux décrits dans les brevets des E U A n 2 746 730 et 2 836 401, comportent des lames de grattage articulées sur les organes rotatifs pour que les lames se déplacent contre le cylindre de congélation Dans certains congélateurs d'aliments tels que ceux décrits dans les brevets des E U A n 2 788 643, 3 050 960 et 3 497 115, des lames en plastique permettent de réduire les rayures sur le cylindre Cependant, les lames de grattage parallèles à l'axe du cylindre ne facilitent pas la progression du produit le long du cylindre vers la sortie d'évacuation, et même gênent la progres5 sion du produit sous l'action de la barre de grattage hélicoïdale séparée. L'objet de la présente invention est de supprimer les inconvénients de la technique antérieure en réalisant un congélateur pour aliments dans lequel une lame de grattage 10 en résine synthétique est montée sur l'organe rotatif pour longer de manière hélicoïdale la surface interne du cylindre de congélation, des parties de la lame venant de façon élastique au contact de la surface interne du cylindre à la fois pour gratter le produit congelé sur le 15 cylindre et faire avancer le produit congelé vers une sortie d'évacuation lune extrémité du cylindre. Ainsi, la présente invention réalise un congélateur d'aliments du type à cylindre de congélation et organe rotatif comportant au moins une barre de grattage rigide 20 longeant de manière hélicoïdale la surface interne du cylindre, une lame de grattage en résine synthétique élastique comportant un support qui détermine une gorge le long de la lame pour loger une partie de la barre de grattage hélicoïdale et des première et seconde parties de lame 25 s'étendant dans des directions relativement opposées à partir du support, à proximité du fond de la gorge, la lame de grattage épousant l'hélice de la barre de grattage lorsqu Oelle est mrntée sur celle-ci et les parties de lame venant de manière élastique au contact de la surface interne 30 du cylindre pour en racler le produit. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du cylindre de congélation d'un congélateur d'aliments selon 35 la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale selon le plan 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe transversale selon le plan 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe transversale selon le plan 4-4 de la figure 1; et la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une lame de grattage. En considérant plus particulièrement les dessins, 10 le congélateur comporte un cylindre 10 de congélation à peu près horizontal et ayant une paroi postérieure 11 i à une extrémité et une porte ou un couvercle amovible 12 monté son autre extrémité Une sortie 13 d'évacuation est réalisée dans la porte 12 et l'écoulement du 15 produit par la sortie est commandé par une vanne 14 représentée ici sous la forme d'une vanne pivotante Un aliment liquide tel qu'une crème glacée, une crème pâtissière, du yaourt ou autre est introduit dans le cylindre soit par une ouverture 5 d' entrée située dans l'extrémité postérieure 11 du cylindre, soit par une ouverture d'entrée 16 située dans la partie supérieure de la porte 12 Le cylindre est refroidi pour congeler le produit sur sa surface interne et, comme représenté à la figure 1, l'évaporateur 17 d'un mécanisme de réfrigération 25 classique (non représenté) entoure l'extérieur du cylindre. De manière classique, le mécanisme de réfrigération comprend un compresseur, un condenseur et une commande de détente, et le fonctionnement du mécanisme de réfrigération dépend d'un thermostat servant à maintenir le cylindre de congélation 30 à la température requise pour congeler l'aliment sur la surface interne du cylindre. Un organe rotatif est monté amovible dans le cylindre pour retirer le produit congelé de la surface interne du cylindre, mélanger et/ou aérer le produit dans le cylindre 35 et faire avancer le produit vers la sortie 13 d'évacuation à une extrémité du cylindre Un arbre 21 d'entraînement traverse un palier 22 dans la paroi 11 du cylindre et est commandé par un mécanisme 23 d'entraînement de batteur de construction classique. L'organe rotatif est métallique, par exemple en acier inoxydable et comporte au moins une, et de préférence deux barres de grattage ou davantage, représentées ici au nombre de deux et référencées 31 a et 31 b Les barres de grattage sont reliées de manière rigide, par exemple par 10 des traverses 32 a, 32 b et 32 c pour former une structure rotative rigide Dans la forme de réalisation représentée, les traverses 32 a et 32 b sont reliées entre elles par un axe 33 situé dans l'axe de l'organe rotatif et relié sans pouvoir tourner à l'arbre 21 qui sert à le faire tourner. 15 A l'autre extrémité de l'organe rotatif, la traverse 32 c comporte une broche axiale rotative montée sur un palier 35 dans la porte 12 Les barres de grattage sont conçues pour longer de manière hélicoidale l'intérieur du cylindre avec leur bord externe sensiblement écarté vers l'intérieur par rapport à la surface interne du cylindre, et les barres de grattage sont de préférence des tringles plates relativement larges dont les faces latérales opposées sont orientées à peu près radialement par rapport au cylindre, sur toute leur longueur. Une lame de grattage 41 d en résine synthétique élastique est installée sur chacune des barres de grattage et conçue pour épouser l'hélice de la barre de grattage La lame de grattage 41 peut,'par exemple, être réalisée à partir d'une matière plastique élastique telle que du -30 polyéthylène, du "Nylon" ou autres,qui ne devient pas cassante aux températures rencontrées dans le cylindre de congélation La lame de grattage a une section transversale à peu près trilobée Un premier lobe 41 a de la lame constitue un support et comporte une gorge 42 orientée 35 longitudinalement pour loger une partie radialement exté- rieure d'une des barres de grattage respectives 31 a, 31 b La lame de grattage comporte aussi un second lobe 41 b et un troisième lobe 41 c s'étendant dans des directions mutuellement opposées à partir du premier lobe, près du fond de la gorge et se terminant par &es bords 41 d et 41 e orientés longitudinalement De préférence, la lame de grattage 41 est formée par extrusion directe de la résine synthétique élastique et, une fois montée sur la barre hélicoidale, la lame trilobée s'incurve pour épouser l'hé10 lice de la barre Comme décrit plus haut, la barre de grattage a de préférence une forme plate et large, ses faces latérales opposées étant dirigées à peu près radialement par rapport au cylindre, sur toute la longueur de celui-ci, et la gorge 42 est ménagée avec une profondeur nettement supérieure à sa largeur afin que la lame de grattage puisse suivre de près la forme de la barre de grattage La lame est conçue pour supporter la barre de grattage avec le bord extérieur de la barre au contact du fond de la gorge 42, et les lobes 41 b et 41 c s'écartent 20 de la base de la gorge sur une distance supérieure à l'espace entre le bord extérieur de la barre de grattage et le cylindre de congélation, si bien que les lobes 41 b et 41 c doivent se déformer radialement vers l'intérieur suivant un angle limité quand on introduit dans 25 le cylindre l'organe rotatif et les lames de grattage. L'épaisseur des lobes ou parties de lames 41 b et 41 c est choisie en fonction de l'élasticité de la matière constituant la lame afin que les bords 41 d et 41 e, orientés longitudinalement, sur les second et troisième 30 lobes portent chacun de manière élastique contre la surface interne du cylindre Comme la figure 5 le montre très bien, l'épaisseur des lobes 41 b et 41 c diminue progressivement dans un sens allant du premier lobe 41 a vers les bords libres des lobes 41 b et 41 c afin que les 35 lobes aient leur élasticité maximale près de leur bord libre Les faces externes des second et troisième lobes 41 b et 41 c, c'est-à-dire les faces opposées au cylindre de congélation, définissent un angle inclus de moins de 130 degrés afin que la lame soit en retrait par rapport 5 au cylindre en des points situés entre les bords 41 d et 41 e Il est avantageux que les lobes 41 b et 41 c soient symétriques par rapport au plan bissecteur de la gorge afin que la lame puisse être retournée et remise en place sur la barre de grattage respective pour que l'un ou 10 l'autre de ses bords puisse être utilisé conme: bord antérieur en cas d'usure ou d'émoussement d'un bord Les second et troisième lobes 41 b et 41 c convergent vers l'intérieur et rejoignent la surface extérieure du premier lobe en une courbe douce transversalement concave Ainsi, une 15 fois montée sur la barre hélicoïdale, la lame de grattage longe de manière hélicoïdale la surface intérieure du cylindre de congélation pour porter de manière élastique contre le cylindre, y racler le produit congelé et le faire avancer dans le sens longitudinal du cylindre vers la sortie d'évacuation, ainsi que pour déplacer le produit congelé vers l'intérieur afin d'obtenir un meilleur mélange Etant donné que les bords antérieur et postérieur de la lame de grattage portent sur la paroi de congélation en des points espacés cir25 ccnf-érentiell Ueent; sur les côtés opposés d'un plan bissecteur de -la gorge, l'éloignement de la lame de grattage antérieureest neutralisé par la lame de grattage postérieure Comme représenté aux figures 1 et 4, la traverse 32 c passe à l'extérieur du bord externe des barres de 30 grattage 31 a et 31 b et crée une butée pour limiter le débattennt en bout des lames de grattage 41,en direction de la porte 12 Les lames de grattage peuvent être montées sur les barres de grattage avant l'introduction de l'organe rotatif dans le cylindre de congélation en étant glissées sur les barres, ceci en commençant par les extrémités proches de la traverse 31 a ou en étant pressées radialement sur les barres tout en étant incurvées afin de permettre aux gorges de les loger. L'organe rotatif représenté est une forme de réaD lisation actuellement préférée pour les congélateurs d'aliments afin de congeler des produits relativement rigides tels aue de la crème glacée dure, et les barres de grattage ont un angle d'hélice relativement faible, de l'ordre de 13 à 20 degrés afin de réaliser une avance 10 lente des aliments congelés vers la sortie à l'extrémité du cylindre Une lame 51 d'expulsion du produit est montée de préférence sur l'hélice, à proximité de l'extrémité de sortie du cylindre pour aider à refouler le produit par la sortie 13 Comme représenté aux figures 1 et 4, la lame d'expulsion 51 est réalisée d'une seule pièce avec la traverse 32 c et se présente sous la forme d'un segment arqué dont le bord externeest adjacent à la face intérieure du cylindre de congélation et dont le bord interne est adjacent à un moyeu 12 a sur la porte La lame d'expulsion a un bord antérieur 51 a incliné par rapport a un plan perpendi20 culaire à l'axe de l'organe rotatif, camie représenté à la figure 1 et une face 51 b q(i se rapproche de la porteet se termine en une face postérieure 51 c très proche de la surface interne de la porte On comprendra que la face 51 b pousse le produit vers la porte et par la sortie 13 lorsque la vanne 14 est 25 ouverte. On peut retirer facilement les lames des barres en vue de leur nettoyage et/ou de leur remplacement Puisque les lames hélicoldales raclent le produit congelé sur la paroi de congélation et font avancer en même temps le pro30 duit vers une sortie d'évacuation, on n'a pas besoin de lames longitudinales séparées pour racler le produit sur la paroi de congélation Par ailleurs, la lame élastique réduit l'usure et l'abrasion sur le cylindre et permet des variations mineures de dimensions et de concentri35 cité du batteur et du cylindre. REVENDICATIONS 1 Congélateur d'aliments du type à cylindre de congélation ( 10) comportant une sortie ( 13) d'évacuation dans le cylindre, un dispositif de refroidissement entourant le cylindre pour congeler des denrées alimentaires 5 sur la surface interne du cylindre, et un dispositif rotatif dans le cylindre pouvant tourner sur l'axe du cylindre et comportant au moins une barre de grattage ( 31) de forme hélicoidale longeant sans la toucher la surface interne du cylindre pour faire avancer les aliments vers 10 la sortie, caractérisé en ce qu'il comporte une lame de grattage ( 41) en résine synthétique élastique à section transversale trilobée, la lame comprenant un premier-lobe ( 41 a) muni d'une gorge longitudinale ( 42) débouchant au niveau du bord extérieur du premier lobe pour loger au 15 moins la partie ra-ia oe_ t textérieurede la barre hélico 5dale, la lame comprenant un second ( 41 b) et un troisième ( 41 c) lobes S'étendant dans des directions relativement opposées à partir du premier lobe, près du fond de la gorge et se terminant chacun par un bord longitudinal, la lame 20 de grattage épousant l'hélice de la barre quand elle est montée sur la barre et les second et troisième lobes portant chacun de manière élastique contre la surface interne du cylindre par leurs bords longitudinaux. 2 Congélateur d' aliments selon la revendication 25 1, caractérisé par le fait que les second et troisième lobes font un angle identique avec un plan bissecteur de la gorge. 3 Congélateur d' aliments selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le second et le troisième 30 lobes définissent chacun une surface extérieure transversalement concave avec la surface extérieure du premier lobe. 4 Congélateur d' aliments selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'épaisseur des second et 35 troisième lobes diminue progressivement du premier lobe vers son bord libre. Congélateur d' aliments selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la barre de grattage a des faces antérieure et postérieure relativement parallèles, disposées à peu près radiale ment au cylindre sur toute la longueur de celui-ci, la gorge comportant des parois latérales écartées portant sur les faces antérieure et postérieure de la barre,et la gorge ayant une profondeur nettement supérieure à sa largeur. 6 Congélateur d' aliments selon la revendication , caractérisé par le fait que l'organe rotatif comporte un certain nombre de barres de grattage réparties selon des angles égaux autour de l'axe de l'organe rotatif, et qu'une lame de grattage est montée sur chaque barre.