Brevet FR2565883A1 — publié le 19851220

La présente invention concerne un couteau utilisé dans des machines dites "cutters" servant notamment dans les industries alimentaires pour couper, hacher, mélanger des produits, fréquemment carnés. De façon habituelle, ces machines comportent une cuve demi-torique dans laquelle un certain nombre de couteaux disposés en étoile autour d'un arbre horizontal tournent à grande vitesse, la cuve elle-même étant animée d'un mouvement de rota- tion lent dans un-plan horizontal. Un couvercle relevable, fermé pendant le fonctionnement, protège le personnel et évite les projections de matières. I1 existe également quelques modèles de cutters dotés d'un arbre vertical, pour lesquels les problèmes sont de même nature. La forme d'un couteau de cutter doit répondre à un certain nombre d'impératifs. Laissant de côte ceux concernant la zone de fixation (qui peut etre précisée comme celle de serrage entre des rondelles de montage ou d'écartement) sur laquelle la présente invention nta aucune incidence, un impéra- tif essentiel est le suivant - l'extrémité B1 du couteau B (voir fig. 1 et 2) de cutter doit affleurer la cuve A (voir fig. 9) de la machine et en épouser la forme sur une longueur pouvant, selon les réalisations, varier de quelques millimètres à plusieurs centimètres. Dans la plupart des cas cette portion du tranchant du couteau est affutée, mais ce n'est pas absolu, en particulier pour certaines réalisations ne prévoyant aucun moyen de rattraper l'usure des couteaux. Cet impératif formulé, toute liberté est laissée au créateur pour déterminer la forme du couteau et de son tranchant qu'il estimera optimum. En conséquence, les variations de formes se limiteront nécessairemen à i la partie du couteau comprise entre la zone de fixation F (voir fig.3) et l'extrémité B1 (affutée ou non) à l'exclusion de ces deux parties et seront applicables à tous les modèles de couteaux quels que soient les détails particuliers de conception et de réalisation de leurs zones de fixation. Les fig. 1 à 6 représentent divers modèles de couteaux couramment utilisés représentatifs de la technique actuelle, tous dotés dtun tranchant de forme courbe plus ou moins prononcée. Dans certains modèles récents, cette courbe est assez fréquemment constituée par une succession de pans, généralement trois ou quatre, parfois davantage. Ces pans peuvent être rec tilignes, raccordés par des angles vifs (fig. 3) ou successivement concaves et convexes (fig. 6) ou convexes raccordés par des angles vifs (fig. 5). Ce qui importe au regard de I'ifivention est que dans toutes les réalisations antérieures, la forme générale des tranchants B, qu'ils soient continus (fig. 1 et 4), en partie rectiligne (fig. 2), par pans successifs (fig. 3), à lunules en pointes L (fig. 5) ou à lunules adoucies L1 (fig. 6) se développe toujours suivant une courbe dont le centre se trouve placé en arrière du couteau suivant son sens de rotation. I1 s'agis donc toujours de tranchants de forme générale convexe (sens de rotation du couteau donné par la flèche F)(fig. 1 à 6) Dans la présente invention, au contraire, la forme générale du tranchant est concave sur la majorité de sa longueur.Le centre de concavité se trouve donc toujours en avant du couteau suivant son sens de rotation (flèche F2 (fig. 7, 8 et 10). Conformément à l'invention, le couteau pour machine à hacher industrielle dénommée cutter comprend une partie de fixation évidée permettant sa fixation sur l'arbre de la machine, puis un tranchant du couteau est concave de façon que le centre du segment de cercle décrit par ce tranchant se trouve toujours placé en avant du couteau suivant le sens de rotation de ce dernier. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le tranchant concave se développe sur la plus grande partie de la longueur du tranchant du couteau et le point de raccordement de ce tranchant avec les tranchants supérieurs est situé aux environs des 3/4 de la longueur du rayon joignant le centre de rotation du couteau à sa pointe. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 7 montre en élévation, une première forme de réalisation d'un couteau conforme à l'invention. La fig. 8 montre une variante de réalisation du couteau selon l'invention. a fig. 9 est une coupe schématique moncranz dans une cuve de cutter le couteau de la fig. 1 en action. La fig. 10 est une coupe schématique montrant, dans une cuve de cutters; le couteau de la fig. 8 en action. Pour comprendre l'intérêt pratique de l'invention il est nécessaire de savoir comment travaille un couteau de cut- ter. La fig.9 montre une coupe de la cuve de la machine, dans le plan d'un couteau représenté dans la position où il va précisément entrer en contact avec la masse des produits à travailler. De façon pratiquement constante, à charge normale, le niveau de cette masse M1 est approximativement situé comme représenté sur cette coupe. La pénétration du tranchant va se faire progressivement au fur et à mesure de la rotation, en commençant par la partie B2 du tranchant située à proximité de la zone de fixation et se déplaçant régulièrement en direction de l'extrémité du couteau. La vitesse de rotation du couteau peut être comprise entre 1500 et 6000 tours par minute, ce qui permet d'attein- dre des vitesses périphériques à la pointe du couteau approchant les 200 mètres par seconde. I1 n'est donc pas surprenant que se produise une véritable onde de choc" refoulant énergi quement la marchandise vers la périphérie de la cuve, et qu'apparaisse en même temps une force centrifuge puissante, dûe à la mise en rotation par friction de ces mêmes marchandises, tendant elle aussi à la chasser vers la périphérie. I1 résulte de cela que, dans la zone de travail des couteaux, l'essentiel du contenu de la cuve se trouve liitéra- liement plaqué aux parois de la cuve et du couvercle, et que seule travaille intensivement la partie terminale des couteaux. Les personnes qui affûtent les couteaux de cutters sauvent bien, d'ailleurs que c'est essentiellement l'extrémité des couteaux qui s'use (à peu près le tiers terminal), le reste s'émoussant beaucoup moins vite. L'invention se propose donc d'éviter ces inconvénients en tirant parti, au contraire, des observations ci-dessus. Le résultai de ce travail est un couteau de forme nouvelle dont la forme du tranchant est usinée suivani une courbe (pouvant également être constituée de pans) dont le centre se trouve toujours placé du même côté que le tranchant par rapport à la masse du couteau (fig. 7) ou majoritairement en avant du couteau suivant son sens de rotation (fig. 8) cette courbe étant donc concave, ou majoritairement concave. La pénétration du tranchant dans la marchandise a lieu loin de la zone de fixation, soit à l'extrémité du couteau, soit dans la partie du couteau proche de son extrémité, au contraire des réalisations connues (voir fig. 10) . Au fur et à mesure de la rotation du couteau, le point d'attaque B3 va donc se déplacer en direction du centre de rotation, et non en direction de l'extrémité du couteau comme dans les réalisations connues. L'onde de choc apparaissant au point de contact entre le tranchant et la marchandise refoule donc cette dernière vers le centre de rotation des couteaux, et ce refoulement allant en sens contraire de la force centrifuge il résulte de cet antagonisme un véritable cisaillement des marchandises. A l'usage, les couteaux réalisés suivant l'invention présentent donc les avantages suivants - coupe beaucoup plus franche, plus nette, plus rapide, - en raison du brassage énergique, mélange plus intime et granulation plus fine et plus régulière, - durée d'utilisation du couteau augmentée par une meilleure répartition de l'usure sur touie la longueur du tranchant, - couteau de forme très droite : rigidité plus grande (moins de casse), économie de métal, moins de surface de friction (qualité du travail meilleure, et économie d'énergie motrice), couteau plus léger (moins de vibrations). REVENDICATIONS 1 -- Couteau pour machine à hacher industrielle dénommée cutter qui est caractérisé en ce qu'il comprend une partie de fixation évidée permettant sa fixation sur l'arbre de la tachine puis un tranchant (B4) concave de façon que le centre du segment de cercle décrit par ce tranchant se trouve toujours placé en avant du couteau suivant le sens de rotation de ce dernier. 2 - Couteau pour machine à hacher industrielle suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tranchant concave (B4) se développe sur la plus grande partie de la longueur du tranchant du couteau et-.le point de raccordement de ce tranchant avec les tranchants supérieurs (B1-B5) est situé aux environs des 3/4 de la longueur du rayon joignant le centre de rotation du couteau à sa pointe.