Brevet FR2671398A1 — publié le 19920710

DISPOSITIF DE DOSAGE ET DE DISTRIBUTION D'UNE MATIERE PATEUSE Dans différentes industries, notamment alimentaires, il existe des machines servant à doser des produits pâteux, de consistance plus ou moins fluide, puis à distribuer les doses de produit dans des réceptacles, par exemple dans les alvéoles d'un convoyeur à tapis alvéolé. Comme application on peut citer à titre d'exemple l'industrie de la biscuiterie. Le produit pâteux est alors de la pâte à biscuits, que l'on dose et que l'on dépose sous la forme de petits tas individuels sur un tapis alimentant un four de cuisson. Pour cela il est déjà connu d'utiliser une série de doseurs individuels qui sont placés en sortie d'une trémie contenant la pâte. Les doseurs sont disposés chacun à l'aplomb de la trajectoire d'un alvéole du convoyeur, celui-ci passant sous les doseurs. A chaque doseur est associé un piston à mouvement rectiligne alternatif. Lors de sa course aller, le piston aspire le produit de la trémie dans le doseur. Au cours de sa course retour il refoule le produit hors du doseur, en vue de sa distribution. La dose distribuée est fonction du volume de la chambre d'aspiration, et donc de la course du piston. Généralement, la série de pistons est actionnée en bloc, l'ensemble des pistons étant déplacés conjointement, parallèlement à leur axe. Il est prévu des moyens de réglage qui permettent de régler soit simultanément les courses de tous les pistons, soit individuellement la course de chacun d'entre eux (ajustage fin). La série de doseurs est portée par un élément de machine qui sera appelé dans la suite de la présente description et dans les revendications "ensemble doseur", tandis que la série de pistons est portée par un élément qui sera appelé "ensemble d'actionnement". Chaque doseur se présente sous la forme d'une enceinte sur laquelle se raccorde une chemise recevant le piston. L'enceinte est susceptible d'être mise en communication, par des ouvertures appropriées, alternativement avec la trémie ou avec un conduit de sortie du produit. L'obturation et l'ouverture successives de ces ouvertures sont réalisées par un système de genre boisseau dont le déplacement est commandé par exemple par un vérin. A cet effet, l'ensemble doseur présente généralement un alésage cylindrique, constitutif de l'enceinte, dans lequel est guidé, pour pivoter alternativement dans un sens ou dans l'autre, un corps cylindrique alvéolé qui constitue la clé du boisseau. Un inconvénient important des dispositifs connus concerne la difficulté de nettoyage des doseurs. En effet, il n'est pas possible de retirer les pistons de leur chemise, à moins d'opérer un démontage long et fastidieux de la machine. Il en va de même pour le corps cylindrique constituant la clé de boisseau, qui ne peut normalement pas être retiré sans démontage long et fastidieux de l'ensemble doseur. Les différentes surfaces actives du doseur, qui en cours de travail sont en contact avec la matière, ne sont donc pas accessibles facilement pour le nettoyage ; c'est pourquoi celui-ci se fait de manière incomplète et empirique, voire ne se fait pas du tout. Une telle situation est inacceptable dans de nombreuses applications, notamment dans les industries alimentaires telles que les biscuiteries. En effet, dans ces industries il est obligatoire à la fin de chaque journée de travail, ou après chaque programme de production, de laver complètement et correctement les surfaces qui ont été en contact avec la pâte pour éviter le développement des germes microbiens et bactériens. L'objectif de la présente invention est de résoudre ce problème en proposant un dispositif du genre ci-dessus décrit dont les doseurs puissent être facilement et complètement nettoyés au jet. Ce résultat est atteint dans le dispositif qui fait l'objet de l'invention, grâce au fait que, dans ce dispositif, l'un au moins des ensembles de dosage et d'actionnement est mobile suivant une direction - dite longitudinale - parallèle à l'axe des pistons, de sorte qu'il peut être écarté de l'autre ensemble en faisant ressortir les pistons des doseurs, ce qui facilite le nettoyage de ces derniers (ainsi que le nettoyage des pistons). Dans un mode de réalisation préférentiel, l'ensemble d'actionnement est mobile tandis que l'ensemble de dosage est fixe ; le déplacement de l'ensemble mobile est de préférence commandé par un vérin ou un jeu de vérins pneumatiques. Selon une autre caractéristique additionnelle de l'invention, l'ensemble de dosage comporte un boisseau-distributeur de matière qui possède une clé pivotante constituée par un corps cylindrique alvéolé, dont chaque alvéole est associé à un piston, et ce corps alvéolé est facilement amovible. On comprend ainsi que, les pistons étant retirés des chemises des doseurs et le corps de boisseau étant retiré de l'ensemble doseur, toutes les surfaces du doseur susceptibles d'avoir été en contact avec la matière sont facilement accessibles en vue de leur nettoyage, ce nettoyage pouvant même être effectué à l'aide d'un jet d'eau ou un jet de produit nettoyant et/ou antiseptique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en présentent des modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue de côté schématique et partiellement coupée d'un premier mode de réalisation du dispositif - la figure 2 est une vue de dessus, partiellement coupée, du dispositif de la figure 1 - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1 représentant'le dispositif en position de nettoyage, ensemble d'actionnement écarté de l'ensemble doseur - la figure 4 est une coupe transversale à grande échelle et partielle selon le plan IV-IV de la figure 3, montrant le système de guidage de l'ensemble d'actionnement sur le bâti du dispositif - la figure 5 est une vue en perspective du corps cylindrique alvéolé constituant la clé de boisseau - la figure 5A est une section transversale correspondant au plan V de la figure 5 de ce corps - les figures 6 et 7 sont des vues de détail et en coupe d'un doseur, ces vues illustrant les phases d'aspiration et de refoulement de la matière - la figure 8 est une vue analogue aux figures 6 et 7 en position de nettoyage, après enlèvement du piston et du corps alvéolé constituant la clé de boisseau - la figure 9 représente schématiquement et de côté un second mode de réalisation possible du dispositif, qui utilise un ensemble doseur unique coopérant avec deux ensembles d'actionnement situés de chaque côté de celui-ci. Le dispositif qui fait l'objet du premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 8 comprend un bâti fixe 3 qui autorise le passage d'un convoyeur 4. Celui-ci est de type connu il est constitué par exemple d'un assemblage de plaquettes métalliques articulées les unes aux autres pour former une chenille. Chaque plaquette présente une rangée de petites cuvettes, ou alvéoles 40, par exemple au nombre de huit. A titre indicatif, les alvéoles ont une profondeur de 15 millimètres et une largeur ou un diamètre - selon qu'elles ont un contour carré ou circulaire - de l'ordre de 60 mm. Le convoyeur 4 se déplace pas-à-pas de la droite vers la gauche à la figure 1, ce déplacement étant symbolisé par la flèche H. Le dispositif qui fait l'objet de l'invention a pour fonction de garnir chaque alvéole 40 d'une dose déterminée de produit pâteux P, en l'occurence de pâte à biscuits, contenu dans une trémie 9. Le convoyeur 4 alimente un four de cuisson non représenté. La trémie 9 - dont seul le contour a été représenté en traits interrompus à la figure 2 - est fixée au-dessus d'un élément 1 appelé ensemble doseur. Celui-ci comporte une série de doseurs individuels 100, qui sont visibles en coupe longitudinale aux figures 6 et 7. Chaque doseur se trouve au-dessus et à l'aplomb de la trajectoire d'un alvéole du convoyeur 4. Ce dernier est déplacé pas-à-pas d'une course correspondant à l'écartement de deux rangées d'alvéoles voisines. L'ensemble doseur 1 a la forme d'un bloc qui s'étend transversalement au-dessus du convoyeur sur toute la largeur de la trémie et qui est percé d'un alésage transversal 11 dans lequel est guidé en rotation un corps cylindrique 5 de meme diamètre représenté à la figure 5. La retenue en translation axiale du corps 5 dans l'ensemble doseur 1 est assurée par une vis pointeau 52 vissée dans le bloc, dont la pointe s'engage dans une gorge 51 du corps. L'alésage 11 communique avec une série de huit chemises cylindriques 10 disposées horizontalement, suivant une direction longitudinale, qui correspond à la direction de déplacement du convoyeur 4. Le dispositif comporte un second ensemble, appelé ensemble d'actionnement, référencé 2. Celui-ci comprend un châssis 20 qui porte une série de huit pistons identiques 24 dont les tiges 23 ont un axe horizontal et longitudinal XX'. L'écartement mutuel des pistons correspond à celui des chemises 10. Les têtes de piston ont un diamètre qui leur permet de glisser de manière étanche à l'intérieur des chemises ; des joints d'étanchéité appropriés peuvent être prévus à ce niveau pour améliorer encore l'étanchéité, comme cela est bien connu. A l'intérieur du châssis 20 est logé un mécanisme d'entraînement de l'ensemble des pistons 24, mécanisme de type connu en soi, par exemple du type bielle - manivelle, qui permet de leur imprimer conjointement un mouvement rectiligne de va-et-vient à l'intérieur des chemises 10. Un tel mécanisme d'actionnement n'a pas été décrit ici pour ne pas alourdir inutilement la description et les dessins, car il ne fait pas à proprement parler partie de l'invention. L'entraînement du mécanisme est réalisé à l'aide d'un moteur électrique 21 porté par le châssis. Des moyens de réglage 22, également portés par le châssis 20, permettent d'effectuer d'une part le réglage simultané des courses de l'ensemble des pistons, d'autre part un réglage fin et individuel de la course de chaque piston. Le corps cylindrique 5 ressort à l'une de ses extrémités de l'ensemble 1, et la partie dépassante est solidaire d'un maneton 7 dont l'extrémité libre 70 forme une chape. Celle-ci sert à la fixation, de manière facilement démontable, de l'extrémité de la tige 60 d'un vérin 6. Il s'agit par exemple d'un vérin pneumatique à double effet, qui est articulé sur le châssis 20. Le vérin 6 est alimenté en air comprimé par des moyens non représentés pour faire pivoter le corps 5 dans son alésage dans un sens ou dans l'autre, en synchronisme avec le mouvement de va-et-vient des pistons. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le châssis 20 est mobile longitudinalement par rapport au bâti 3. A cet effet, il est prévu sur le bâti une paire de tiges de guidage 4 supportées par des pièces d'extrémité 31, 32. Dans la face inférieure du châssis 20, en correspondance avec les tiges de guidage 4, sont ménagées deux rainures longitudinales destinées à venir en appui sur les tiges 4. Avantageusement, des coussinets en matériau synthétique à faible coefficient de frottement 40 sont logés dans lesdites rainures et viennent en contact avec les tiges afin de faciliter le déplacement longitudinal du châssis 20 sur les tiges 4 (voir figure 4). Bien entendu, d'autres systèmes de guidage à faible coefficient de frottement, par exemple utilisant des galets de roulement s'engageant sur des rails, peuvent être prévus à la place des tiges 4 et des coussinets 40. En position de travail (position de la figure 1) l'ensemble 2 se trouve dans une position rapprochée de l'ensemble 1, les pistons 24 étant engagés dans les chemises 10. En vue du nettoyage (position de la figure 3) l'ensemble 2 est au contraire écarté de l'ensemble 1. La longueur des tiges 4 est telle que dans cette position écartée, les pistons 24 sont à l'extérieur des chemises, à une distance D relativement grande de celles-ci. La distance D est par exemple de l'ordre de 15 à 20 cm. Le mouvement d'avance et de recul de l'ensemble 2 est réalisé à l'aide d'une paire de vérins pneumatiques à double effet 8 qui travaillent conjointement. Les corps de vérins sont fixés à la pièce fixe 32. Les tiges 80 des vérins 8 sont fixées à leur extrémité à la face arrière du châssis 20. Comme on le voit aux figures 5 et 5A, le corps cylindrique 5 est creusé d'une série d'alvéoles 50 identiques et équidistants, au nombre de huit. Chaque alvéole 50 vient en correspondance avec une chemise 10 lorsque la pièce 5 est en place dans le dispositif. Les alvéoles 50 sont des canaux disposés transversalement par rapport à l'axe du corps cylindrique 5, ces canaux présentant une section transversale en forme générale de "U". Le fond des alvéoles a une forme coudée selon un angle obtus u (voir figure 5A). L'angle u est de 1200 environ. Nous allons maintenant décrire plus en détail, en nous référant plus particulièrement aux figures 6 et 7, la structure de chacun des doseurs 100, ainsi que leur mode de fonctionnement. En position de travail, les vérins 8 se trouvent sous pression dans le sens de leur extension. L'ensemble des pistons 24 se trouvent à l'intérieur des chemises 10. Les moyens de commande du dispositif étant mis en marche, les pistons 24 sont soumis à un mouvement alternatif de va-et-vient. Dans le même temps, et de façon synchronisée, le corps 5 est soumis à un mouvement de pivotement alternatif, d'amplitude angulaire égale à 900 environ. Dans l'une de ses deux positions de fin de course, le corps 5 se trouve placé de telle sorte que l'ensemble des canaux 50 fait communiquer, par l'intermédiaire d'une ouverture 12, le fond de la trémie 9 avec la chemise 10. Le recul du piston 24 (flèche F, figure 6) va donc aspirer une certaine dose de produit pâteux P se trouvant dans la trémie, pour l'amener dans l'espace 16 situé devant le piston (flèches f). Lorsque le piston a atteint sa position reculée extrême, figurée en traits mixtes à la figure 6, le vérin 6 commande le pivotement instantané du corps 5 de 900, pour l'amener dans la position de la figure 7. Dans cette position, le corps 5 - qui joue le rôle d'une clé de boisseau - obture l'ouverture 12 de sortie de trémie. En revanche, elle découvre une série de canaux 13 de sortie des doseurs. L'avance du piston 24 (flèche G, figure 7) refoule alors la dose de matière P qui se trouvait dans l'espace 16 à l'extérieur du doseur (flèches g) dans les conduits de distribution 15 destinés à alimenter chacun un alvéole 40. Comme on le voit à la figure 1, il est prévu sur les conduits de distribution 15 des dispositifs dits "coupe-gouttes". De tels dispositifs, référencés 16 à la figure 1, sont connus en soi.Ils permettent de sectionner de manière nette les portions de pâte distribuées. Lorsqu'une rangée d'alvéoles a été alimentée en pâte, le convoyeur 4 avance d'un pas, tandis que le corps 5 revient à la position de la figure 6 ; l'opération qui vient d'être décrite est alors réitérée. Comme déjà dit, la série de pistons est maintenue dans sa position de travail sous l'effet de la pression développée par les vérins pneumatiques 8. S'il advient qu'au cours de leur travail ces pistons, ou l'un d'entre eux, rencontre(nt) un obstacle, par exemple un objet inopinément contenu dans la matière à doser, ce (ou ces) piston(s) peu(ven)t par conséquent reculer légèrement en raison de la compressibilité du fluide actionnant les vérins 8. Cette souplesse de retenue des pistons constitue donc un facteur de sécurité intéressant, qui réduit les risques de détériorations du dispositif. A la fin d'un programme de travail, le personnel chargé de l'entretien du dispositif commence par déconnecter la tige du vérin 6 du maneton 7, en retirant l'axe de liaison de ces deux éléments. Il dévisse la vis 52 pour en dégager la pointe de la gorge 51, ce qui a pour effet de libérer le corps 5 en translation. La trémie 9 ayant été préalablement vidée complètement, il retire ensuite le corps 5 axialement de son alésage 11. Enfin, par commande des vérins 8 dans le sens de leur rétraction, il fait coulisser l'ensemble 2 vers l'arrière jusqu'à la position de la figure 3. Il lui est alors très facile de nettoyer complètement la pièce 5 et ses alvéoles 50, les têtes de piston 24 (puisque celles-ci sont dégagées de l'ensemble doseur), et les doseurs eux-memes. Ce travail peut être effectué à l'aide d'un jet qui projette un produit nettoyant contre les différentes surfaces ayant été en contact avec la matière. Le nettoyage des doseurs et du fond de trémie peut se faire en particulier très facilement, les ouvertures 12 et 13 ainsi que les chemises 10 étant complètement dégagées. A titre purement indicatif, on donnera ci-après quelques caractéristiques techniques du dispositif qui vient d'être décrit - diamètre des pistons : 40 mm - course des pistons : réglable dans une fourchette de 8 à 40 mm - cadence de travail : 35 à 40 aller-retour par minute - largeur des alvéoles 50 : 20 mm - longueur du corps cylindrique 5 : 800 mm - diamètre du corps 5 : 60 mm - pression règnant dans les vérins 8 : 6 bars. Le dispositif représenté très schématiquement à la figure 9 diffère du précédent par le fait qu'il comporte deux ensembles d'actionnement 2a, 2b coopérant avec un ensemble de doseurs unique 1, ce qui permet de doubler la cadence de travail. Le dispositif comprend donc deux séries de pistons qui sont adaptés pour travailler en synchronisme de chaque côté d'une série de doseurs à double effet. L'ensemble doseur comprend un corps cylindrique formant clé de boisseau qui possède cette fois deux séries d'alvéoles, chaque série étant associée à une série de pistons. L'agencement est tel que lorsque les pistons de l'ensemble 2a sont en phase d'aspiration (flèche Fa) les pistons de l'ensemble 2b sont en phase de refoulement (flèche Gb), et vice versa. Conformément à l'invention, chacun des châssis 20a, 20b des ensembles 2a, respectivement 2b, est mobile longitudinalement sur des guides 4a, respectivement 4b. Les deux ensembles 2a, 2b peuvent par conséquent être écartés de l'ensemble central 1 en vue du nettoyage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de dosage et de distribution d'une matière pâteuse (P), qui comporte un premier ensemble (1) - dit de dosage présentant une série de doseurs individuels juxtaposés (100), ainsi qu'un second ensemble (2) - dit d'actionnement - comportant une série de pistons parallèles (24), coopérant chacun avec un doseur (100), des moyens étant prévus qui permettent de déplacer simultanément la série de pistons dans un mouvement alternatif de translation suivant une direction - dite longitudinale - parallèle à leur axe, caractérisé par le fait que l'un au moins desdits ensembles de dosage (1) et d'actionnement (2) est mobile suivant ladite direction longitudinale de façon à pouvoir être écarté de l'autre ensemble en faisant ressortir les pistons (24) des doseurs (100), afin de faciliter le nettoyage de ces derniers. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble d'actionnement (2) est mobile, tandis que l'ensemble de dosage (1) est fixe. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'ensemble d'actionnement (2) est guidé en translation sur des tiges fixes, son déplacement étant commandé par un vérin ou un jeu de vérins - pneumatique(s) (8). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'ensemble de dosage comporte un boisseau distributeur de matière (P) qui possède une clé pivotante constituée par un corps cylindrique alvéolé (5), dont chaque alvéole (50) est associé à un piston (24), et que ce corps alvéolé (5) est facilement amovible. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit corps alvéolé (5) porte à l'une de ses extrémités un maneton (7) qui est relié de manière facilement démontable à un vérin de commande (6). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte deux ensembles d'actionnement (2a, 2b) disposés de chaque côté d'un ensemble de dosage unique (1), chacun de ces ensembles d'actionnement (2a, 2b) pouvant être écarté de l'ensemble de dosage (1) en vue du nettoyage de celui-ci.