Brevet FR2678484A1 — publié le 19930108

La présente invention concerne un dispositif automatique et flexible d'assemblage de produits alimentaires en vue de constituer des plats cuisinés directement consommables, par exemple des sandwichs, des hamburgers, des pizzas ou autres produits concernant la restauration rapide. L'assemblage de tels produits est actuellement effectué de façon manuelle et donc sujet à des aléas quantitatifs et qualitatifs (variation des doses déposées, esthétique générale du produit fini,etc...), dans le respect des normes d'hygiène en vigueur. L'utilisation de main d'oeuvre et le volume des pertes de produits occasionnent des coûts importants. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients et d'améliorer encore la qualité de l'hygiène par la suppression de l'intervention humaine dans la chaîne d'assemblage. I1 comporte en effet selon une première caractéristique, une succession de postes d'assemblage modulaires reliés entre eux par un système de convoyage du produit à assembler, un système informatique de gestion et de pilotage de l'ensemble. Selon des modes particuliers de réalisation: * le dispositif de convoyage peut comporter un tapis lisse sur lequel une palette de forme parallélépipèdique se déplace par adhérence. Cette palette peut posséder un système de retenue et de guidage lui permettant de rester suivant l'axe du tapis et de rester accrochée au tapis * Les postes d'assemblage peuvent constituer chacun un module dont la fonction est d'assurer le stockage, le dosage et la dépose d'un ou de plusieurs ingrédients constitutifs du produit final. Ces postes peuvent être séparables rapidement et facilement du reste de la machine.Parmi tous les postes constituant la machine, on peut utiliser ceux décrits dans les lignes suivantes: - un dispositif qui réalise un stock tampon de produits alimentaires de dimensions relativement constantes peut être constitué d'un ensemble de palettes dont la forme empêche l'écrasement des produits. Ces palettes peuvent posséder un dispositif de pincement permettant leur déplacement par adhérence sur un support mobile de type courroie. Les palettes sont arrêtées et relâchées une à une grâce à un couple de butées. - un dispositif qui compte et dépose des tranches d'aliments molles (par exemple de type condiments) peut être composé de rampes vibrantes qui acheminent le produit. Un système de comptage pour chaque rampe vibrante sépare les tranches en les libérant une à une. I1 est constitué d'une butée et d'un levier de pression mobiles qui viennent bloquer la progression de la file de tranches sur les rampes vibrantes. La butée et le levier se mettent en position et se retirent successivement, permettant ainsi de libérer une tranche sur chaque rampe vibrante. Des poussoirs animés d'un mouvement de translation déposent les tranches sur le produit en cours d'assemblage. - un dispositif de stockage et dosage de produits alimentaires non homogènes (par exemple des oignons coupés, salade en lamelles, carottes râpées,etc...) peut être constitué d'un récipient de stockage vibrant surmontant un ensemble de trappes-couteaux délimitant un volume donné et fonctionnant comme un sas. - un dispositif de stockage et dépose de tranches d'aliments fragiles (par exemple tomates, fruits, légumes,etc...) peut être constitué d'un ensemble de gouttières ou tubes inclinés formant un barillet conique, et d'un poussoir qui vient séparer un nombre fixé de tranches pour les déposer sur le produit en cours d'assemblage. Les dessins annexés ilustrent l'invention: La figure 1 représente l'aspect général de la machine en perspective. Les figures 2 et 3 représentent un premier système de convoyage, respectivement en perspective et en vue de dessus. Les figures 4 et 5 représentent un deuxième système de convoyage, respectivement en coupe et en perspective. La figure 6 représente symboliquement les différentes parties constitutives d'un poste d'assemblage en perspective. La figure 7 représente un dispositif de dépilage d'emballage du produit à assembler. Les figures 8 et 9 représentent un dispositif de stockage tampon d'aliments de dimensions relativement constantes. Les figures 10,11 et 12 représentent les épes de déctargement du stock tampon. La figure 13 représente en perspective le dispositif de stockage, séparation, comptage et dépose de rondelles d'aliments disponibles en vrac. Les figures 14, 15 et 16 représentent le fonctionnement du système decomptage. Les figures 17, 18 et 19 représentent un dispositif de stockage, dosage et dépose d'aliments formant un ensemble non homogène. Les figures 20 et 21 représentent un dispositif de stockage, dosage et dépose de tranches d'aliments fragiles. La figure 22 représente un dispositif de stockage et dépilage de produits de forme et dimensions constantes. * Dans la forme de réalisation selon la figure 1, l'ensemble de la machine est constituée d'un dispositif de convoyage caractérisé par un tapis (2) qui amène successivement le produit en cours d'assemblage sous différents postes (c), (d), (e), (f), (g), (h) ou d'autres non illustrés. * le dispositif de convoyage comporte un tapis (2) qui se déplace en permanence et sur lequel sont entraînées des palettes (1) qui supportent l'emballage du produit à assembler - Dans la forme de réalisation selon les figures 2 et 3, une palette (1) de forme parallélépipèdique se déplace par adhérence sur un tapis lisse (2). Des guides fixes par rapport au bâti assurent le maintien de la palette (1) sur le tapis (2). La palette (1) est arrêtée sous un poste donné par une simple butée (3) mobile qui vient bloquer la progression de la palette (1) sur le tapis (2). Pendant l'arrêt de la palette (1) sous un poste, le tapis (2) continue d'avancer: il y a alors glissement relatif entre la palette (1) et le tapis (2). Lorsque la phase d'assemblage correspondant au poste est terminée, la butée (3) se retire et la palette (1) est de nouveau entraînée par le tapis (2).Pendant la phase de retour du tapis (2), les faces de ce tapis (2) ne se retournent pas, c'est-à-dire que la face qui supporte la palette (1) reste constamment visible en vue de dessus du tapis (2). - Selon une variante illustrée par les figures 4 et 5, une palette (1) de forme parallélépipèdique se déplace sur un tapis lisse (2). Pendant la phase aller sur la partie supérieure du tapis (2) (qui est aussi la phase d'assemblage du produit) la palette (1) est entraînée par adhérence sur le tapis (2). Un système de guidage (4) faisant partie de la palette (1) maintient celle-ci dans l'axe du tapis (2). La palette (1) est arrêtée devant un poste donné par une simple butée (3) mobile qui vient bloquer la progression de la palette (1) sur le tapis (2). Pendant l'arrêt de la palette (1) sous un poste, le tapis (2) continue d'avancer: il y a alors glissement relatif entre la palette (1) et le tapis (2). Pendant la phase de retour sur la partie inférieure du tapis (2), la face visible en vue de dessus est celle qui ne supporte pas la palette (1). Le système de retenue et de guidage (4) permet alors à la palette (1) de rester liée au tapis (2). - Selon une autre variante non illustrée, le dispositif de convoyage peut ne pas comporter de palettes. L'emballage du produit peut glisser directement sur le tapis et être arrêté devant un poste donné par une butée adaptée à l'emballage. - En référence aux figures 1, 2, 3,4 et 5, le dispositif de convoyage est équipé d'un système de nettoyage et séchage (5) des palettes (1) et du tapis (2). I1 fonctionne en continu, pendant (5) le déplacement permanent du tapis (2). * Dans la forme de réalisation selon la figure 6, les postes d'assemblage ou modules disposés le long du système de convoyage ont tous une structure identique. Ils sont équipés d'un système de butées d'arrêt (3) des palettes (1) ou des emballages qui défilent sur le tapis (2).Ils sont constitués de plusieurs parties : une partie (6) destinée au stockage du ou des ingrédients à déposer, une partie (7) de dosage, une partie (8) qui dépose l'ingrédient sur le produit en cours d'assemblage. Une liaison standard permet d'enclencher le module sur le bâti de la machine. Cette liaison identique pour tous les modules assure une désolidarisation rapide et aisée du module par rapport au bâti.Les modules sont montés sur roulettes pour être plus facilement transportables. Les lignes suivantes concernent un ensemble non exhaustif de postes pouvant constituer une partie ou la totalité des postes qui équipent la machine conforme à l'intitulé de l'invention. - en référence à la figure 1, la forme de réalisation du poste (h) selon la figure 7 concerne un dispositif de dépilage de l'emballage (25)(boîte en carton). Les emballages (25) sont empilés les uns dans les autres. Un tube (10) muni à son extrémité d'un préhenseur à ventouse (9) à dépression vient prendre l'emballage (25) situé à la base de la pile. La dépression est amenée par l'intérieur du tube (10) et permet de coller l'emballage (25) au préhenseur (9).Le tube (10) est animé d'un mouvement de translation linéaire. I1 passe au travers de la palette (1) et du tapis (2), ce qui permet d'amener l'emballage sur la palette (1) quand le tube (10) se retire. - dans la forme de réalisation selon la figure 1, lorsqu'il est nécessaire de cuire des aliments, les appareils de cuisson (b) sont souvent trop lents par rapport au débit de la machine ; un stockage tampon en ambiance vapeur d'aliments cuits est alors réalisé par le poste (c). Dans la forme de réalisation selon les figures 8 et 9, un stock tampon (par exemple de steaks cuits, de pains grillés, etc...) est constitué d'un ensemble de palettes (11) dont la forme empêche l'écrasement des produits lors de l'accumulation de ces palettes (11). Cette accumulation est réalisée par l'arrêt des deux premières palettes (11) (entraînant l'arrêt des suivantes) par le biais de deux fourches (12) indépendantes qui libèrent ainsi une à une les palettes (11).Ces palettes (11) possèdent un système de pincement (13) qui les relie à un dispositif d'entraînement permettant leur déplacement par adhérence et leur accumulation par glissement. Ce dispositif d'entraînement est constitué d'un clinquant (14) entraîné par des poulies ou dans une autre variante non illustrée, d'un câble entraîné par des poulies. Des guides (15) permettent d'assurer le maintien horizontal des palettes (11). Selon les figures 10,11 et 12 dont la forme de réalisation est identique à celle des figures 8 et 9, le déchargement de la palette (11) la plus en aval s'effectue en utilisant la géométrie du circuit: la palette (11) en cours de retournement vient à la rencontre d'un plan incliné contenant un peigne de forme complémentaire à celui existant sur la palette (11).Au cours du mouvement de retournement, le produit est déposé sur une rampe sur laquelle il va glisser jusqu'au poste de dépose. - en référence à la figure 1, la forme de réalisation du poste (d) selon la figure 13 concerne un dispositif de stockage, comptage et dépose de rondelles (31) d'aliments disponibles en vrac (par exemple des cornichons,, etc...). Le stockage est réalisé par un bol vibrant (16) du commerce adapté au produit. Le bol vibrant sépare les rondelles (31) les unes des autres. Des rampes vibrantes (17) acheminent les rondelles (31) jusqu'au système de comptage (18). Un système de comptage (18) est affecté à chaque rampe vibrante (17). Le comptage des rondelles (31) s'effectue par arrêts et libérations successifs de la file de rondelles (31). La dépose des rondelles (31) est réalisée à l'aide de poussoirs (19) de forme adaptée qui font tomber les rondelles (31) sur le produit en cours d'assemblage. Dans la forme de réalisation selon les figures 14,15 et 16, qui est identique à celle de la figure 13, le système de comptage (18) est réalisé par une barette de butée (29) et une barette de pression (30). La barette de butée (29) arrête la file de rondelles (31) en bloquant la rondelle (32) la plus en aval. La barette de pression (30) vient bloquer la deuxième rondelle (33) de la file par pression sur cette dernière. La barette de butée (29) s'escamote alors pour laisser avancer la première rondelle (32) sous l'action des vibrations de la rampe (17). La barette de butée (29) se remet en place et la barette de pression s'escamote alors pour laisser avancer l'ensemble de la file de rondelles (31) sous l'action des vibrations de la rampe (17).Dés que la rondelle (33) se trouve en butée contre la barette de butée (29), la barette de pression (30) se remet en place et le processus recommence pour libérer une nouvelle rondelle. La distance entre les deux barettes (29) et (30) est au moins égal au diamètre de la plus grande rondelle (31). Les rondelles (31) libérées par le système de comptage (18) vont se placer f aux poussoirs (19) pour être déposées sur le produit en cours d'amemblage. Des détecteurs de présence oemnnndent les mouvements des baretes (29) et (30). Selon une autre variante non illustrée, les rampes vibrantes (17) sont remplacées par des tapis en mouvement lent. - en référence à la figure 1, la forme de réalisation du poste (e) selon les figures 17, 18 et 19 concerne un dispositif de stockage, dosage et dépose d'aliments (34) formant un ensemble non homogène sous forme d'un vrac de morceaux ou de lamelles (par exemple des oignons, des carottes râpées, de la salade en lamelles, etc...). Le stockage est réalisé dans une trémie vibrante (20) possédant éventuellement un mélangeur (21) qui évite les amas d'aliments. Le dosage et la distribution est effectuée à l'aide de trappes-couteaux superposées (22) fonctionnant successivement selon le même principe qu'un sas pour libérer à chaque fois une dose d'aliment qui tombe sur le produit en cours d'assemblage. - en référence à la figure 1, la forme de réalisation du poste (f) selon les figures 20 et 21 concerne un dispositif de stockage, séparation et dépose de tranches d'aliments fragiles (35) (par exemple des tomates, des fruits, des légumes, etc...). Le stockage est constitué de gouttières ou tubes inclinés (36) contenant les tranches (35) et formant un barillet conique (23), d'un poussoir (24) animé d'un mouvement de translation linéaire alternatif disposé sur un plan incliné d'un angle de l'ordre de 18 degrés soit 0.314 radian et qui vient séparer un nombre fixé de tranches (35). A la base de chaque gouttière (36) une trappe de faible épaisseur (non illustrée) solidaire du barillet conique (23) permet de retenir la pile de tranches (35) dans la gouttière (36) lorsque cette dernière ne se trouve pas au dessus du poussoir (24). Un système mécanique animé par un vérin vient ouvrir la trappe de la gouttière (36) située au dessus du poussoir (24) et la maintient en position ouverte. Le poussoir (24), par des mouvements d'aller-retour vient séparer des tranches (35) pour les faire chuter à l'extrémité du plan incliné sur le produit en cours d'assemblage. Un détecteur optique annonce la fin de la pile de tranches (35) de la gouttière (36) située au dessus du poussoir (24). La trappe de cette gouttière n'est plus maintenue ouverte ; elle se referme sous l'action d'un ressort de rappel. L'ensemble du barillet conique (23) tourne d'un cran pour amener la gouttière (36) suivante au dessus du poussoir (24) et le processus recommence. Lorsque le barillet conique (23) est vide, il est enlevé et remplacé par un autre préalablement rempli. - dans la forme de réalisation selon la figure 1, le poste (g) concerne un dispositif de stockage, dosage et dépose de liquides ou pâtes à température comprise entre 273 et 373 kelvins (par exemple du fromage liquide, des sauces, etc...). Ce poste est constitué d'un système de pompe doseuse volumétrique alimentaire du commerce adaptée au produit à déposer. - en référence à la figure 1, la forme de réalisation du poste (a) selon la figure 22 concerne un dispositif pour stocker et dépiler des produits (26) de forme et dimensions constantes (par exemple des steaks, des pains, etc...). Le stockage est constitué d'une pile de ces produits (26) maintenue dans une gouttière ou un tube (27). Un poussoir (28) animé par exemple par un vérin vient séparer un ou plusieurs produits (26) situés à la base de la pile. 8 L'ensemble de la machine est piloté par un système informatique centralisé qui gère et coordonne les actions de tous les postes et du système de convoyage. Selon une variante, une autonomie plus importante est conférée aux postes d'assemblage qui possèdent un automate programmable et/ou une informatique propre. Les postes dialoguent avec le système central qui se voit déchargé de certaines tâches. Selon une autre variante, des informations sont embarquées sur les palettes (1) par le biais d'étiquettes électroniques. Chaque poste est alors équipé d'un dispositif de lecture qui lui permet de capter les informations embarquées. Le travail du système informatique centralisé se trouve réduit. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production de hamburgers vendus dans les restaurants de restauration rapide. Revendications 1) Machine automatique et flexible d'assemblage de produits alimentaires en vue de constituer des plats cuisinés directement consommables, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un ensemble non exhaustif de postes d'assemblage (c), (d), (e), (f), (g) et (h) reliés entre eux par un système de convoyage du produit à assembler. Un système informatique de gestion assure la coordination entre les postes et le système de convoyage. Chaque poste destiné à la dépose d'un ou de plusieurs ingrédients est séparable rapidement et aisément du reste de la machine. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un système de convoyage. Ce dernier est composé d'un tapis (2) lisse, souple et en mouvement continu sur lequel une palette (1) est entraînée par adhérence. La palette (1) posséde un système de retenue et de guidage (4) qui la centre et la maintient sur le tapis (2). Elle est arrêtée sous chaque poste de dépose par des butées (3) escamotables. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé pour le poste (c) par un système qui réalise un stockage tampon de produits alimentaires de dimensions relativement constantes. Ce stock est constitué d'un ensemble de palettes (11) dont les formes empêchent l'écrasement des produits, et qui possèdent un dispositif de pincement (13) qui permet leur déplacement par adhérence sur un support mobile (14) de type courroie. Les palettes (11) sont arrêtées et relâchées une à une grâce à un couple de butées (12). 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé pour le poste (d) par le comptage et la dépose de tranches d'aliments molles.Elles sont acheminées par une ou des rampes vibrantes (17),séparées par un système de comptage (18). Celui-ci est constitué d'une butée (29) et d'un levier de pression (30) escamotables. Les tranches d'aliments sont déposées sur le produit en cours d'assemblage par des poussoirs (19) animés d'un mouvement de translation. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé pour le poste (e) par le dosage de produits alimentaires non homogènes (vrac de morceaux) stockés dans un récipient vibrant (20) surmontant un ensemble de trappes couteaux (22) délimitant un volume donné et fonctionnant comme un sas. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé pour le poste (f) par le stockage, la séparation et la dépose de tranches d'aliments fragiles stockées dans un ensemble de gouttières ou tubes inclinés formant un barillet conique (23) et déposées par un poussoir (24) qui vient séparer un nombre fixé de tranches pour les déposer sur le produit en cours d'assemblage. 7) En application selon la revendication 1, cette machine est particulièrement destinée à l'assemblage de hamburgers pour la restauration rapide. Le poste (c) est particulièrement adapté au stockage de produits alimentaires cuits ou grillés (steaks, pains). Le poste (d) est particulièrement adapté au comptage et à la dépose de tranches de cornichons. Le poste (e) est particulièrement adapté au dosage d'oignons ou de salade en lamelles. Le poste (f) est particulièrement adapté au stockage et à la dépose de tranches de tomates.