Brevet FR2696949A1 — publié le 19940422

DISPOSITIF DE MIXAGE MALAXEUR BATTEUR MELANGEUR CUTTER SUR MARMITE AVEC SYSTEME DE RACLAGE. L'invention a pour objet des dispositifs verticaux de malaxage, de battage, de mélange et de coupage ; outils interchangeables à effet racleur pouvant être utilisés alternativement dans une cuve verticale nan tournante nottamment braisière ou marmite, pouvant être chauffée facilement sur plaque de cuisson. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction de malaxeur. batteur mélangeur cutter réacteur de produits pateux élastique, pateux,crémes, poudres et liquides; et concerne les domaines agro-alimentaire, cosmétologie, pharmacie, pétrochimie dont notamment les laboratoines,l'ertisanat et les particuliers. On connait des dispositifs tels que des batteurs mélangeurs comportant une cuve non tournante, de forme circulaire àfond incurvé ou sphérique qui est ouverte vers le haut. Les cuves connues comportent des outils interchangeables verticaux, généralement à mouvement planétaire. L'outil est relié à un axe vertical à mouvement planétaire, le réducteur étant solidaire de la partie supérieure d'un bati. L'ensemble tète et bati regroupant les divers mécanismes: moteur, réducteur, poulies...L'encombrement par rapport à la cuve est généralement important sur le coté et surtout en hauteur. Le poids aussi est nécessaire pour la stabilité en cours de travail intense. Les cuves connues comportent généralement une grille ou capot qui obture l'ouvertune supérieure pendant le mélange afin d'éviter les risques d'accidents, notamment les risques d'arrachage ou de sectionnement des doigts par les outile tournants. Des dispositifs de batteurs mélangeurs de ce tgpe sont décrits par exemple dans la demande de brevet n 591,496 DE JUNE 30,1975 (United States Patent Smader 3,995,840 Dec.7,1976). Un objectif de la présente invention est d'utiliser des braisières ou marmites du commerce de qualité et économique, à fond plat conçu pour les plaques de cuisson. Ces cuves pouvant ètre par exemple en vitro-ceramique transparent ou en aeier inoxydable. L'ensemble couvercle regroupant toute la motorisation permet de part le concept, la suppression totale du bàti,la cuve faisant office de bati. Outre le gain de poids, de place et de prix, cette conception ouvre la possibilité d'avoir plusieurs ensembles têtes couvercles interchangeables pour une seule marmite. Par exemple un ensemble couvercle mixeur batteur mélangeur avec les outils interchangeables appropriés, tournants à une vitesse maximun d'environ 440 tours par minute et un ensemble couvercle cutteur dispcrseur ayant une vitesse maximun voisine des 3000 tours par minute. Dans ce cas de configuration, un seul boiticr de commande pourrait alternativement ètre branché à la prise des différentes têtes couvercles. Un objectif de la présente invention en plus de procurer plusieurs fonctions alternativement dans une marmite du commerce de petit volume de l'ordre de 3,5 à 35 litres, est de bénéfieier d'un système d'attaches avec guidage de l'ensemble tête/couvercle avec la cuve,inédit et économique en utilisant l'existant,notamment les poignées et les forces rotatives inverses à la rotation du planétaire et outils dans les produits contenus dans le récipient non tournant. Un autre objectif de la présente invention , le fond des caves circulaires faisant selon besoin indirectement fonction de cuiseur est de concevoir des outils racleurs de part leur forme obtenue par fonderie et traités P.T.F.E. afin qu'ils puissent être en léger appuis sur le fond de la cuve pour éviter en phase cuisson de bruler les subtances en traitement se trouvant en fond de récipient. On sait par expérience, notamment dans les secteurs de la patisserie et hostellerie que beaucoup de préparations chauffées sont préparer d'abords en casserolle avec raclage manuel, alors que maintenant avec la présente invention d'une manière extrêmement économique, tout pourra se faire dans l'appareil. Par ailleurs, le système du réducteur de sortie à mouvement planétaire à donner l'idée de pouvoir utiliser ensemble, pluieurs exes d'outils et offrira l'avantage de pouvoir par exemple, se servir du fouet plus du bras de malaxage à effet racleur, sur plaque de cuisson en vitesse lente et moyenne, puis ensulte en vltesse raplde sur tapis souple spécial adhérent et anti-vibration En cosmétologie/pharmacie, on sait que les produits chauffés changent d'état en cours d'élaboration et l'utilisation de plusieurs outils différents dans le même appareil apportera des avantages, un confort et un gain de temps certain. Les appareils selon l'invention présentent une grande sécurité contre les risques de blessures dus au contact accidentel des mains avec les outils, gràce à l'ensemble tête recouvrant la cuve et au sécurité empêchant le fonctionnement tant que l'ensemble tête avec la cuve ne font pas corps. L'éclairage de l'intérieur de la cuve est un élément suplémentaire de sécurité. Le dispositif ensemble couvercle non tournant recouvrant la cuve non tournante permet la mise en place d'une excelente étanchéité pour l'optention du vide ou d'atmosphère controlée. Un autre objectif de la présente invention est d'assurer sans bruit et à moindre cout l'excelente stabilité de l'appareil compaet et léger en fonctionnement rapide, par un tapis à placer sous la cuve en matériau souple, de bonne résistance à la température et surtout anti-dérapant ainsi que la possibilité de refroidir la cuve et les produits par une double enveloppe en matière synthétique étanche contenant par exemple un réfrigérant prêt à être utiliser après avoin séjourné au préalable en congelatèur Un autre objectif est de pouvoir placer des capteurs dans les produits en cours de travail et notamment une sonde thermométrique pouvant selon necéssité être régulée. Un autre objectif est de pouvoin placer une tête avec un outil à mouvement planétaire du type cutter tournant entre 1000 et 3500 tours par minute. L'avantage du cutter planétaire est l'utilisation d'outil ne prenant qu'une partie de la masse à la fois et donc d'éviter d'une part, les échauffements nuisible aux produits ,les outils cutter verticaux connus fonctionnant généralement dans la masse global des produits et d'autre part de réduire la puissance utile du moteur, l'outil ne travaillant que dans environ un tier de la masse des subtances à la fois (gain de poids , d'encombrement de cout et économie d'énergie. Enfin un objectif économique est de pouvoir utiliser en gamme basse un ensemble tête à mouvement d'outils non planétaire, grace à un réducteur à deux axes verticaux concentriques de vitesses différentes, avec un axe ayant une vitesse convenant au pétrissage malaxage et une vitesse convenant au battage et au mélange (réducteur à trains parallèles). A ce sujet, une étude très poussée de forme d'outil de pétrissage malaxage à été développer ( voin figure 4 ). Selon un mode de réalisation préférentiel, le groupe motorisé est composé d'un moteur à courant continu à vitesse variable ou d'un moteur électrique à une ou deux vitesses fixes; l'utilisation d'un moteur hydraulique ou pneumatique pourrait aussi être envisageable. Le moteur est relié à un réducteur par exemple à roue et vis sans fin lui-même à sa sortie entrainant un 2emeréducteur planétaire tournant composé par exemple d'un grand pignon en matériau auto lubrifiant légèrement graissé et de deux petit engrenages en acier traité entrainant à vitesse plus élevée leur arbre d'outil; le tout tournant dans une couronne non tournante dentée intérieurement pouvant elle aussi être en matériau auto-lubrifiant. Les différents axes tournants en vitesse faible ou moyenne seront de préfèrence montés sur des bagues auto-lubrifiantes faisant office de palier ou pour les arbres tournant à des vitesses très élevées comme les outils de cutter, sur des roulements. Il est à noter que le planétaire pourrait très bien être entrainé par chaine ou courroie cranté à la place d'engrenages. De préfèrence , l'ensemble notamment de la motorisation est intègré dans une fonderie légère soit en matériau synthétique selon la contenance et le domaine d'appliquation soit en alliage léger...... Grace à la compacité de l'ensemble, il en résulte que le mixeur multi fonction selon l'invention pourra facilement s'intégrer sur un plan de travail de cuisine ou d'une paillasse de laboratoire avec une grande sécurité d'utilisation et une qualité exceptionelle de résultats. Les outils et la cuve pourront très facilement être lavés en lave vaisselle (hygiène). Pour l'ensemble tête/couvercle malaxeur batteur mélangeur planétaire, la vitesse conseillée des outils est de l'ordre de 350 tours par minute pour 62 tours par minute du planétaire pour les liquides et les crèmes et 170 tours pour 30 tours du planétaire pour les pates. Pour l'ensemble tête couvercle cutter disperseur à mouvement planétaire, les vitesses conseillées des outils sontde l'ordre de 1500 à 3000 tours par minute pour les outils et 250 à 530 pour le planétaire. Pour l'ensemble tête couvercle malaxeur batteur mélangeur à axes concentriques les vitesses conseillées des outils sont de 48 à 62 tours par minute pour le bras de petrissage malaxage et de 350 à 530 tour par minute pour les autres outils de battage et de mélange. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif mixaur selon l'invention. La figure 1 est une coupe verticale de l'ensemble malexaur batteur mélangeur à mouvement planétaire. La figure 2 est une coupe verticale partielle de l'ensemble cutter disperseur à mouvement planétaire. La figure 3 est une coupe verticale partielle du sous ensemble du système de blocage tête avec la cuve. La figure 4 est une vue en plan du système de blocage tête/cuve. La figure 5 est une coupe verticale partielle de l'ensemble malaxeur batteur mélangeur d axes d'outils concentriques avec une forme tiès étudiée de l'outil de malaxage pétrissage. La figure 6 est une coupe vertcale partielle représentée avec l'outil concentrique de mélange des liquides, appelé fouet. la figure 7 est une vue de dessus montrant l'ère de fonctionnement de l'outil concentrique de mélange. La figure 8 est une coupe verticale partielle représenté avec l'outil concentrique de battage, appelé palette et servant à la fabrication des crèmes et des pates légères non élastiques. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif utilisable à mouvement d'outils planétaire comme mixeur malaxeur batteur mélangeur pétrisseur ou cutter disperseur de produits pateux élastique , pateux non élastique ,crèmeux,liquides pulvérulents ou granuleux. Ces dispositifs comportent un ensemble tête 1, qui est par exemple un carter creux moulé en alliage léger. Le carter 1 comporte essentiellement une assature 5, une semelle 2 et une cloche support 3 des réducteurs 6 et 10-11-12, deux attaches4 qui relient les poignées 22 de la marmite 17. A l'intérieur de la tête 1, un moteur 7 relié à un premier réducteur 6, luimême fixé sur la cloche 3 du carter 1 et reliant par un arbre creux 8 lié à un grand pignon 10 entrainant deux petits pignons 11 autour d'une couronne dentée intérieurement 12, elle même fixée dans la cloche 3. L'arbre 8 étant monté par exemple sur des bagues auto lubrifiante 9 et 36. Les exes d'outils 15 de la figure 1, entrainés par les engrenages 10 et 11 tournent sur des bagues auto lubrifiantes 13. A l'intèrieur de la tête 1, un éclairage 14 et un matériqu transparent 16 intègré et collé de façon étanche dans la semelle 2. Les outils démontables 18 et 19 sont entrainés par les axes 15 et 8. L'extrêmité 21 de l'outil 19 traité P.T.F.E. à une forme de racleur en appui sur le fond de cuve 24. L'ensemble pouvant être posé sur un tapis 25 ou 27 avec 28 figures 1 et 2. Enfigure 2, les outils de coupe du cutter constitués de lames 29 dont certaines peuvent être inclinées de façon à favoriser l'aspiration des produits dans les outils de coupe. L'arbre 39 tournant à des vitesses élevées est équipé de roulement 40. Une excelente étanchéité au vide si nécessaire est assuré par exemple par des joints spécifipues pouvant ou non etre en matèriau composite. Joint de tête 30 joint de planétaire 34, d'arbres d'outils 32 et arbre central 33. Un tube non tournant protège fil 31 est fixé dans la pièce fixe 35, elle même reliée à la partie inférieur de la cloche 3. Un tube en acier inoxydable 37 contenant un capteur thermomètrique 38 est fixé sur la pièce 35.Lecapteur 38 est directement en contact à son extrêmité avec les subtances à traiter. Une étanchéité par colle appropriée est faite è la sortie basse du tube 37. Les figures 3 et 4 représentent un système original est économique d'attaches. Effectivement, les braisières ou marmites de commerce sont fournies avec deux poignées 22. Les deux attaches 4 permettent un blocage efficace tout en pouvant servir de centrage pour la bonne mise en place de la tête avec la cuve. Le sens de rotation du planétaire et de l'effort des outils dans le produit entrainent une force de rotation inverse assurant un excellent blocage de maintien. La figure 5 représente l'ensemble tête avec un réducteur concentrique à trains parallèles à deux axes de sorties , un axe tournant à environ 48 tour par minute et un axe à environ 530 tour par minute. Dans cette configuration, on économise un réducteur mais on limite aussi les performances. Toutefois une étude extrêmement rigoureuse de la forme de l'outil de malaxage pétrissage 44 à partir d'un axe concentrique a permis un résultat étonnant , en raison de l'étude des mouvements relatifs, de l'observation du comportement des produis pateux élastiques et des formes. Les parties électrique pouvant par exemple être enfermées de manière étanche dans un boitier 41. La figure 6 représente l'outil de mélange 46, entrainé à vitesse élevée par le 2eme axe du réducteur. Cet outil ne tournant pas dans l'entiere surface de la cuve, donc des produitsdonne cependant d'excellent résultat pour les liquides. La figure 7 représente l'ère de fonctionnement de l'outil de méfange 46. La figure 8 représente un système de centrage 47 de l'outil de battage 48, destiné à la fabrication des crèmes et des pates molles non élastique. Le centreur est composé par exemple d'un arbre 49 sur lequel est fixé une première poulie 50 reliée par une courroie cranté 51 à une autre poulie miniature 52 liée à un arbre 53 entrainant l'outil de battage 48. L'ensemble de centrage 47 étant guidé et centré par l'arbre lent 43. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de mixage, de pétrissage,de battage et de mélange ou cutter disperseur de produits pâteux élastiques , pâteux non élastique,crémeux liquides ou pulvérulents, du type compostant une cuve non tournante 17,laquelle a une extrêmité supérieure ouverte, équipée et pouvant recevoir alternativement plusieurs types de têtes, chaque tête comportant un couvercle, deux attaches , les commandes, la régulation et les capteurs ainsi que l'ensemble de la motorisation avec les outils plongeant dans la cuve, caractérisé en ce que les cuves sont formées par des brasières ou des marmites 17, en matériaux trasparents vitro céramique ou en acier inoxydable, conçues pour être chauffées sur plaque de cuisson, cuisinière, les fonds étant plats. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les outils 19, 44, 48 ont une section en forme de racleur à leurs extrêmités 21. Les outils devant être réglés très près du fond de la cuve et pouvant être en léger appuis s'ils sont recouverts d'un matériau auto-lubrifiant par exemple P.T.F.E. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractèrisé en ce qu'il comporte un tapis spécifique 25, en matériau souple, de bonne résistance à la température, mais surtout trés adhérent et anti-vibration placé sous la cuve, assurant une excellente stabilité de l'appareil compact, pendant les phases de travail intense. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les têtes en parties inférieures sous les couvercles disposent, de deux attaches 4 se bloquant sur les poignées 22 de la cuve 17. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits attaches 4, ont une forme particulière épousant le profil extérieur de la partie supérieure de la cuve et permettant le centrage des ensembles têtes/couvercles et outils avec la cuve 17. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications là5, caractérisé en ce qu'il comporte un outil cutter plongé dans la cuve travaillant uniquement dans une partie de la masse à la fois et ce en raison de son mouvement planétaire. 7. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réducteur planétaire est équipé de plusieurs arbres et outils 18, 19, pouvant fonctionner simultanément. 8. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une double enveloppe 18, en matériau étanche et se plaçant sous la cuve 17, contenant un produit spécifique réfrigèrant, qui préalablement placer dans un congèlateur sert à refroidir la cuve et les produits. 9. Dispositif , selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un réducteur à plusieurs trains parallèles 42, permettant par l'utilisation des axes de ces trains, d'avoir au minimum, deux arbres de sorties tournants à des vitesses différentes, afin de pouvoir utiliser alternativement, plusieurs outils devant tourner à des vitesses différentes et à des couples différents selon la nature des produits à traiter. 10. Dispositif , selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 , caractérisé en ce qu'il comporte un centreur d'outil ( fig. 8 ) entrainé par l'arbre décentré du réducteur . Le centreur entraine par son arbre de sortie centré à vitesse rapide l'outil 48 . 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 , caractérisé en ce que l'ensemble tête/couvercle et cuve non tournant comporte des joints d'etanchéité 30, 32, 34 et des attaches de tête 4 bloquées sur les poignées 22 de la cuve en exerçant une compréssion du joint 30 encastré dans la partie inférieure du couvercle. 12. Dispositf, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et 11, caractérisé en ce q'uil comporte des capteurs placés dans un tube de façon centrale par rapport à la cuve, les outils tournants sur eux mêmes et de manière planétaire autour des capteurs intègrés dans la pièce centrale non tournante 37. 13. Dispositif, selon l'une quelconque des revendication 1 à 12, caractérisé en ce que dans les couvercles ou dans les tubes centraux 37 en matériau transparent, est intègré un éclairage. 14. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le couvercle 2 est en matériau transparent spécifique et résistant à la température et à la pression. 15. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'un hublot étanche pouvant aussi faire office de trappe est intégré sur le couvercle. 16. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un outil de pétrissage 44 de forme particulière telle que représenté en fig. 5 .