Brevet FR2643146A1 — publié le 19900817

La présente invention se rapporte à un disDosi- tif mécanique d'une grande simplicité et d'une grande ef- ficacité, destiné à exécuter le dosage volumétrique des produits solides possédant des formes et dimensions irré- gulières et pour effectuer la distribution de doses uni- formes de tels produits ainsi formés. On observe fréquemment, dans les domaines les plus variés de l'activité humaine, la nécessité de prépa- rer des doses uniformes de produits solides de taille ir- régulière, qui ont tendance à s'agglomérer en s'enchevê- trant ou en s'accrochant les uns dans les autres. On con- nait les problèmes difficiles qu'on doit résoudre pour atteindre le but d'une façon simple et automatique. Cet- te nécessité peut se rencontrer en particulier dans le dosage qu'il faut réaliser sur les produits alimentaires pour former des portions uniformes destinées à être em- ballées ou prélevées pour la consommation immédiate. Jusqu'à ce jour, le problème a été résolu avec des solutions pondérales de type incrémental: dans une masse du produit, on prélève une à une de petites por- tions que l'on fait s'ajouter de façon incrémentale aux précédentes jusqu'à ce qu'on ait atteint la dose criti- que désirée. En adoptant ce critère, on prévoyait jus- qu'à présent des trémies qui alimentent des lits vi- brants à l'extrémité desquels est montée une balance, des trémies à chute libre des produits solides qui sont recueillis sur la balance, des courroies élévatrices à godets qui alimentent progressivement des balances et des trémies vibrantes, avec des vis d'Archimède qui ali- mentent une balance en continu. Ces solutions de type pondéral exigent des ou- tillages relativement compliqués et coûteux qui ne sont absolument pas aporéciés ni adaptés dans de nombreuses applications. La présente invention apporte maintenant à ce problème une solution de type volumétrique très satisfai- sante qui, dans de nombreux cas, joint à une grande sim- plicité et à une grande efficacité de nombreux avantages sous l'aspect des applications. L'invention consiste en effet en un dispositif pour exécuter le dosage volumétrique de produits solides de formes et dimensions irrégulières et pour en effec- tuer la distribution, caractérisé en ce que, dans une structure creuse qui forme un magasin destiné à contenir le produit à doser et un guide sous-jacent servant à gui- der les mouvements verticaux alternatifs d'un coulisseau doseurdistributeur, ledit coulisseau comprend une botte creuse à la base supérieure de laquelle est associé un berceau qui collecte et dose le produit dans son mouve- ment ascendant, et qui décharge ultérieurement le oro- duit dosé dans la botte, ladite botte étant munie de grilles intérieures destinées à éliminer les déchets et les morceaux trop petits du produit dosé, ainsi que d'une bouche de distribution d'o le produit dosé peut être évacué à travers une ouverture du guide. Ledit berceau est de préférence un élément in- clinable dont une extrémité est montée pour pivoter sur la botte du coulisseau doseur-distributeur et est articu- lée, au moyen d'une bielle qui traverse la paroi de ladi- te botte, au guide du coulisseau, dont il attaque une fente au moyen d'un galet d'extrémité de ladite bielle, tandis que son autre extrémité peut être attaquée par un cliquet à ressort dont les éléments constitutifs sont en partie montés dans ladite botte et en partie associés au- dit guide. En outre, le coulisseau doseur-distributeur pos- sède un fond qui peut s'ouvrir pour décharger les dé- chets et les morceaux troo petits du produit dosé, ledit fond étant articulé par un grand côté sur l'arête de la base de la botte du coulisseau, étant maintenu fermé par des moyens à ressort et s'ouvrant sous l'action d'une ca- me du guide qui agit sur un galet de ce fond. Les mouvements verticaux du coulisseau doseur- distributeur sont commandés par une commande à vis et écrou actionnée par un moteur électrique. L'invention sera décrite de façon plus détail- lée en se reportant aux dessins annexés qui en illus- trent une forme pratique de réalisation et sur les- quels; la figure 1 est une vue en perspective générale du dispositif selon l'invention, agencé pour débiter les doses préparées à des moyens d'emballage de ces doses; la figure 2 est une vue en coupe verticale se- ion-la trace II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue de côté agrandie du cou- lisseau doseur-distributeur du dispositif et d'une par- tie des moyens qui en commandent le fonctionnement; la figure 4 est une vue en persoective du cou- lisseau de la figure 3, dont certaines parties sont dé- montées; la figure 5 représente le détail du fond mobile du coulisseau doseur-distributeur des figures 3 et 4. Ainsi que le montre la figure 1, le dispositif de dosage volumétrique et de distribution de produits de formes et dimensions irrégulières, qui s'agglomèrent fa- cilement entre eux, par exemple, des morceaux de pro- duits alimentaires frais ou surgelés (tels que les pom- mes de terre) qu'il s'agit de faire frire, comprend une robuste structure creuse 1 sensiblement en forme de T, munie de supports -latéraux.2 appropriés et dont la par- tie supérieure, principalement horizontale, constitue le magasin 3, muni d'un fond en trémie 4, qui contient les produits à doser, tandis que la partie inférieure verti- cale 5 sert à guider les mouvements alternatifs d'un cou- lisseau doseur-distributeur 6 qui pénètre dans le magasin 3 et en sort, au centre de ce magasin. Le magasin 3 comporte, à son extrémité supérieu- re, un couvercle 7 convenablement étanche, que l'on peut ouvrir pour introduire les produits à doser et, à l'inté- rieur, une installation frigorifique 8, qui peut éven- tuellement être omise. On peut inspecter l'intérieur du magasin 3 d'un côté, à travers une ouverture 9 fermée par un élément transparent. En se reportant aussi aux autres figures des dessins, on voit que le coulisseau doseur-distributeur 6 est composé d'une botte en forme de Parallélépipède rec- tangle à bases ouvertes qui peut se placer alternative- ment en haut, dans le magasin 3, et en bas, à l'exté- rieur de ce magasin 3, en se déplaçant le long du guide vertical 5 dans lequel il coulisse facilement grâce à des galets 6A; son mouvement est commandé par un méca- nisme qui comprend une vis verticale 10, mue par un mo- teur électrique 11 complété d'un réducteur et d'une transmission 12, et un écrou 13, fixé sur un flanc de la botte 6 (sur le flanc opposé, on a prévu des moyens de guidage et d'équilibrage télescopiques 14). La botte du coulisseau 6 est fermée au niveau de sa base inférieure par un fond 15 qui peut s'ouvrir, à l'encontre de l'action d'un ressort de rappel 16 qui le maintient normalement fermé, par rotation autour d'une arête 17 de la botte 6 sur laquelle il est articu- lé (figures 4 et 5). Au niveau de sa base supérieure, le coulisseau 6 contient un berceau 18 monté pour pivoter sur la botte du coulisseau en 19 à oroximité d'une de ses extrémités et articulé sur le guide 5 par la même extrémité; cette articulation est réalisée à l'aide d'une bielle 20, arti- culée en 20A sur le berceau à l'une de ses extrémités, qui traverse une fenêtre 6B de la paroi latérale de la botte 6 et qui s'articule à coulissement à son extrémité opposée, au moyen d'un galet 20B, dans une fente 21A du guide 5. A son autre extrémité, le berceau coopère avec un cliquet 22 formé d'un balancier 22A articulé sur la botte 6, d'ou il émerge à travers une fente 6C, et qui est munie d'un contre-poids à son extrémité supérieure, et d'un levier 22B articulé sur le guide 5 et dont l'ex- trémité supérieure est soumise à l'action d'un ressort de rapDel 22C tandis que son extrémité inférieure est ap- te à coopérer avec l'extrémité inférieure du balancier 22A. A l'intérieur de la botte qui le constitue, le coulisseau 6 porte deux glissières à grille 23 et 24 com- binées l'une à l'autre, en face de la deuxième desquel- les s'ouvre une bouche de distribution 25. La partie inférieure 5 de la structure creuse 1 porte, dans une position approoriée, une came 26 desti- née à coopérer avec un galet 27 qui fait saillie sur le fond 15 du coulisseau 6, pour commander l'ouverture de ce fond, et elle se termine par un tiroir 28 ouvert à sa partie supérieure et que l'on peut extraire à la main. La figure 1 montre une paire de transporteurs à courroie 29 et 29A au moyen desquels les doses de pro- duit, débitées par le dispositif à travers une goulotte de convoyage 31 alors que la bouche de distribution du coulisseau 3 se trouve au droit d'une ouverture de dé- chargement 30 de la structure 1, peuvent être emballées et/ou évacuées du dispositif. tu berceau 18 est avantageusement associé, à proximité de l'extrémité de ce berceau qui s'articule en 19 sur le coulisseau 6, un élément de recouvrement 32 qui peut se déplacer par rapport à un court couvercle fi- xe 33, pour modifier la capacité du berceau 18. A cet ef- fet, l'élément 32 pourra être déplacé, soit manuelle- ment, soit à l'aide de dispositifs automatiques apDro- oriés (non représentés). Pour l'utilisation du dispositif, après avoir ouvert le couvercle 7, on remplit le magasin 3 par le haut, avec le produit dont il s'agit d'effectuer le dosa- ge, jusqu'au repère de niveau L prévu mais pas au-delà. Si le produit à doser est périssable, ou constitué par des produits alimentaires congelés ou surgelés (par exem- ple, par de petits morceaux de pommes de terre à frire), on met aussi en action-le groupe frigorifique 8 avanta- geusement orévu (mais qui peut être omis dans le cas o le dispositif est destiné à un autre genre de produits). Ensuite on referme le couvercle 7, qui peut être convena- blement calorifugé. Le remolissage du magasin 3 s'effectue alors que le coulisseau 6 est entièrement abaissé, de manière à ne pas encombrer la oartie centrale du magasin. A ce stade, on met le dispositif en marche, avec le coulisseau 6 en position basse et le berceau 18 de ce coulisseau retenu par le cliquet 22 dans une posi- tion sensiblement horizontale de manière à obstruer la base supérieure de la boite de ce coulisseau. Le moteur 11 fait tourner la vis 10 dans l'écrou 13 qui est fixé au coulisseau 6, en provoquant ainsi le mouvement ascendant du coulisseau. Pendant ce mouvement vers le haut, le coulisseau 6, avec son ber- ceau 18, avance dans le produit contenu dans le magasin 3 et sollicite ainsi le oroduit pendant toute sa course, les parties de ce produit qui peuvent tendre à s'enchevê- trer se séparent tout d'abord les unes des autres puis sont collectées dans la concavité du berceau 18, jusqu'à ce que ce dernier soit rempii.' A proximité du point mort haut de la course du coulisseau 6, le balancier 22A du cliquet 22 attaque l'extrémité inférieure du levier 22B, lequel lui impri- me une rotation dans le sens inverse de celui des aiquil- les d'une montre; sous cet effet le berceau 18, rempli de produit, est poussé vers le haut et incliné, pour laisser l'excès de produit collecté retomber dans le ma- gasin 3 le long de ses bords latéraux. Pendant la pour- suite de la montée du coulisseau 6 et la rotation du ba- lancier 22A, ce dernier se dégage de l'extrémité du ber- ceau 18 qui, n'étant plus retenu et étant soumis au poids du produit chargé, s'incline alors fortement vers le bas (figure 4), en tournant autour de l'axe 19 et en entraînant la bielle 20, dont le galet 20B coulisse li- brement le long de la fente 21. De cette façon, le ber- - ceau 18 abandonne toute la dose de produit qu'il con- tient sur les glissières à grille sous-jacentes 23 et 24 de la boîte qui forme le coulisseau 6. Dans le dernier segment du parcours de montée du coulisseau 6, le galet B de la bielle 20 attaque l'extrémité supérieure de la fente 21 et abaisse l'extrémité du berceau 18 qui est ar- ticulée en 19, ce berceau étant alors contraint de tour- ner dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il ait repris la position de départ sensiblement hori- zontale. En Drenant cette position, le berceau 18 heurte le balancier 22A du cliquet 22 et le fait osciller dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, à l'encontre de l'action de son contre-poids; ensuite il franchit ce balancier, lequel décrit ensuite une oscilla- tion dans le sens des aiguilles d'une montre due à son contre-poids, pour se placer de nouveau en Dosition pour soutenir l'extrémité libre du berceau 18. Pour faire varier le dosage du produit dans le berceau 18, il suffit de faire. varier la capacité de cet élément, en déplacant à la main ou automatiquement (les moyens nécessaires et appropriés, qui peuvent être de différentes natures, ne sont pas représentés) l'élément de recouvrement 32 par rapport au couvercle d'extrémité fixe 33. La dose de produit qui descend le long des gril- les 23 et 24 à l'intérieur de la botte du coulisseau 6 se débarrasse des fractions les plus petites ainsi que de la Poussière et des déchets qui l'accompagnent, ces matières se rassemblant sur le fond 15, et elle atteint la bouche 25 o, à travers l'ouverture de déchargement et la qoulotte de convoyage 31, elle parvient à l'uti- lisation; dans le cas représenté, elle va remplir de em- ballages C qui sont évacués au moyen des transporteurs à courroie 29 et 29A. Les déchets et fractions indésirable- ment petites du produit dosé tombent du fond 15 dans un tiroir 28 lorsque le fond 15 s'ouvre sous l'action de l'arrivée de la came 26 sur le galet 27, à l'encontre de l'action du ressort 16, chaque fois que le coulisseau do- seur-distributeur 6 arrive au point mort bas. De temps à autre, on extrait ces Darticules du tiroir 28 à la main. Le dispositif peut maintenant reprendre son cy- cle, le coulisseau 6 remontant pour se remplir de pro- duit à doser. Ensuite, les opérations déjà décrites se réoètent à nouveau. Il va de soi que, selon sa destination, le dis- positif sera équipé de moyens appropriés de orogramma- tion de son mouvement, lequel pourra être continu, comme dans le cas de conditionnement de portions qui a été dé- crit, soit discontinu, à temps fixe ou à la demande, com- me dans le cas o ce dispositif est utilisé pour transfé- rer le Droduit à une autre destination, par exemple, à une machine de cuisson de produits alimentaires et de distribution de ces produits. Dans chaque cas, la programmation du fonctionne- ment pourra être coordonnée avec le réglage du dosage, réglage qui pourra aussi être automatique ou à la deman- de. On pourra apporter de nombreuses variantes et modifications au dispositif qui a été décrit et représen- té. Par exemple, on pourra faire varier la forme et le mode de fonctionnement du berceau, qui pourrait être à volume variable et capable de s'ouvrir vers le bas, ou qui pourrait tourner pour le dosage et pour le décharge- ment du produit, et qui pourrait être commandé par des moyens différents de ceux représentés, y compris par des moyens qui ne seraient pas purement mécaniques. En dehors de la modification des formes et du dessin des différents éléments, on pourra modifier leur disposition générale ainsi que leurs positions relatives. Toutes ces modifications et variantes doivent être entendues comme comprises dans le domaine de la présente invention. Comparativement à la technique connue, le dispo- sitif selon l'invention apporte l'important progrès con- sistant à effectuer en une seule opération un dosage vo- lumétrique particulièrement précis et uniforme de pro- duits solides possédant des formes et dimensions irrégu- lières qui tendraient à s'accrocher les uns aux autres, à obstruer les passages ou à former des voûtes, ceci sans leur faire subir aucun dommage. Ces produits sont en effet constamment sollicités par des mouvements du coulisseau doseur-distributeur, qui brise doucement tous les enchevêtrements ou voûtes, en favorisant ainsi l'acheminement régulier de la charge vers le berceau, le- quel définit ensuite la dose désirée par une seule et brève excursion de bas en haut sans avoir besoin d'une balance. Le dispositif se prête au traitement d'une très grande diversité de produits solides qui sont irrégu- liers par leurs formes et leurs dimensions et il est par- ticulièrement bien adapté pour doser des produits alimen- taires délicats sans les endommager. R E V E N D IC ATI ON S 1 - Dispositif pour exécuter le dosage volumé- trique de produits solides de formes et dimensions irré- gulières et pour en effectuer la distribution, caractéri- sé en ce que, dans une structure creuse (1) qui forme un magasin (3) destiné à contenir le produit à doser et un guide sous-jacent (5) servant à guider les mouvements verticaux alternatifs d'un coulisseau doseur-distribu- teur (6), ledit coulisseau comprend une boite creuse à la base suDérieure de laquelle est associé un berceau (18) qui collecte et dose le produit pendant son mouve- ment ascendant et qui décharge ensuite le produit dosé dans la botte, ladite botte étant munie de grilles inté- rieures (23, 24) destinées à éliminer les déchets et les morceaux troo oetits du produit dosé, ainsi que d'une bouche de distribution (25) d'o le produit dosé peut être évacué à travers une ouverture (30) du guide (5). 2 - DisDositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le magasin (3) de ladite structure creu- se possède un fond (4) en forme de trémie et comprend un couvercle supérieur (7) et une fenêtre d'inspection (9). 3 - Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le guide se raccorde en position centra- le au fond en trémie en magasin, ladite structure creuse possédant une section verticale sensiblement en forme de T et comportant des supports latéraux (2) appropriés. 4 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit berceau (18) est un berceau incli- nable, dont une extrémité est montée pour pivoter (en 19) sur la botte du coulisseau doseur-distributeur (6) et est articulé, au moyen d'une bielle (20) qui traverse la oaroi de la botte, au guide (5) du coulisseau, dont il attaque une fente (21) au moyen d'un galet d'extrémi- té (20B) de ladite bielle et tandis que son autre extré- mité peut être attaquée par un cliquet à ressort (22) dont les éléments constitutifs sont en partie montés dans la botte et en partie associés au guide. 5 - Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le berceau est muni d'un organe de ré- glage de sa capacité. 6 - DisDositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que ledit organe comprend un élément de re- couvrement (32) qui peut coulisser dans un couvercle d'extrémité fixe (33). 7 - DisDositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le coulisseau doseur-distributeur possè- de un fond (15) qui peut s'ouvrir pour décharger les dé- chets et les morceaux trop petits du produit dosé. 8 - Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que le fond (15) est articulé par un grand côté à l'arête (17) de la base de la botte du coulisseau (6), est maintenu fermé par des moyens à ressort et s'ou- vre sous l'action d'une came (26) du guide (5) qui agit sur un galet (27) de ce fond (15). * 9 - Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le guide (5) porte dans son fond un ti- roir amovible (28) dans lequel tombent les déchets issus du fond (15) du coulisseau (6). - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'ouverture (30) du guide (5) est munie d'une goulotte (31) de convoyage du produit dosé. 11 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les mouvements verticaux du coulisseau doseurdistributeur (6) oeuvent être commandés par une commande à vis et écrou (10, 13) actionnée par un moteur électrique (11). 12 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le magasin (3) est équipé d'une instal- lation frigorifique (8) et mossède un couvercle calorifu- gé (7). 13 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est associé à des transporteurs courroie pour l'évacuation et l'emballage.