Brevet FR2844442A1 — publié le 20040319

i L'invention concerne un batteur mélangeur, en particulier pour l'industrie alimentaire, par exemple dans les domaines de la boulangerie, la pâtisserie, la confiserie ou encore la grande cuisine, avec une vitesse de rotation variable des outils permettant de traiter différents ingrédients. On connaît déjà des batteurs mélangeurs, comportant notamment la possibilité de monter un seul outil sur la machine pour mélanger les ingrédients dans la cuve. Le mouvement de l'outil dans la cuve est comparable à celui de la lune (satellite) autour de la terre (planétaire). L'outil décrit un mouvement appelé mouvement épicyclodal, c'est à dire un mouvement de rotation autour de son axe propre combiné avec un mouvement de rotation i5 autour de l'axe de la cuve permettant d'obtenir un travail de mélange homogène. L'outil monté sur le batteur est généralement amovible et est choisi en fonction de la nature des ingrédients et de la densité de la masse à 20 travailler. On adapte la vitesse de rotation de l'outil pour obtenir un mélange optimal des constituants. L'outil est par exemple un crochet utilisé pour les mélanges peu liquides à faible vitesse, un fouet utilisé pour les émulsions à haute vitesse, ou encore une spirale, une palette, etc... Il n'existe pas actuellement de batteur mélangeur comportant la possibilité de monter plusieurs outils décrivant simultanément un mouvement épicyclodal pour travailler dans la cuve. Un seul outil monté sur le batteur limite les capacités de travail et ne permet pas de répartir uniformément le travail de la charge dans la cuve. Un seul outil ne permet pas non plus de combiner des outils entre eux 35 pour élargir les possibilités de travail. De plus un seul outil crée un déséquilibre mécanique des forces sur les paliers du train épicyclodal à engrenages engendrées par la masse à mélanger car l'outil est excentré par rapport à l'axe de la cuve autour duquel il tourne. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un batteur mélangeur comportant la possibilité de monter plusieurs outils en même temps et décrivant simultanément un mouvement 10 épicycloidal pour travailler dans la cuve. Les outils pouvant être identiques pour équilibrer et pour mieux répartir le travail dans la cuve, ou différents pour des travaux de mélanges plus complexes. A cet effet, l'invention concerne un batteur mélangeur 15 comprenant dans un mode de réalisation non limitatif: - un bâti supportant les différents organes du batteur mélangeur, - une cuve démontable pour contenir la matière à mélanger, - un train épicycloidal à engrenages permettant d'entraîner les 20 outils dans la cuve, - un moteur d'entraînement du train épicycloidal à engrenages, - plusieurs outils de mélange démontables destinés à plonger dans la dite matière, - un système de variation permettant de faire varier en continu 25 ou non la vitesse des outils, un tableau de commandes du batteur mélangeur, - une prise de mouvement en rotation en option pour des travaux d'appoints complémentaires, permettant de monter des accessoires amovibles tels que hachoirs, coupe-légumes, 30 presse-agrumes, etc Le train épicycloldal à engrenages est un groupement particulier de roues dentées qui permet d'assurer une transmission de puissance entre le moteur et les outils avec des combinaisons de rapports de 35 réductions variables suivant le nombre de dents des roues dentées. Il comporte plusieurs satellites (N) sur lesquels sont montés les outils. Les outils décrivent simultanément un mouvement de rotation autour de leur axe respectif combiné avec un mouvement de rotation de l'ensemble des outils autour de l'axe du train épicyclodal sensiblement monté dans l'axe de la cuve. Les conditions arithmétiques de montage de plusieurs satellites identiques en nombre (N) entraînent des relations dont les équations portent sur les nombres de dents des roues dentées du train 10 épicyclodal à engrenages. Les efforts engendrés par la masse à mélanger sur les (N) outils sont répartis sur les paliers des (N) satellites sur lesquels les outils sont montés. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, 15 donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente symboliquement une vue d'ensemble de côté du batteur mélangeur suivant un mode de réalisation de l'invention avec 2 outils plongeant dans la cuve, montrant 20 en transparence par des traits discontinus les principaux constituants. - la figure 2, la figure 3, la figure 4, la figure 5, la figure 6 et la figure 7 sont des schémas symboliques de fonctionnement du train épicyclodal du batteur mélangeur suivant 6 modes de 25 réalisation de l'invention avec 2 satellites sur lesquels sont montés 2 outils plongeant dans la cuve. - la figure 10 et la figure 11 sont des vues en coupe du batteur mélangeur, suivant 2 modes de réalisation de l'invention correspondant aux schémas symboliques de la figure 2 et de 30 la figure 4. - La figure 8 et la figure 9 sont des schémas symboliques de fonctionnement représentant 2 autres modes de réalisation de l'invention avec 3 satellites et 4 satellites sur lesquels sont montés respectivement 3 outils et 4 outils plongeant dans la 35 cuve. Les différents modes de réalisation du train épicycloldal permettent des combinaisons d'utilisation très larges correspondant à des rapports de réduction des vitesses de rotation des (N) outils. L'étude cinématique 5 conduit à la relation de WiIlis, qui s'obtient en traduisant le glissement nul, au primitif de fonctionnement, en mouvement relatif des différents engrenages par rapport au porte-satellites. De plus, les roues dentées du train épicyclodal doivent satisfaire à une relation d'entraxe. 1o Un batteur mélangeur 1 selon l'invention est maintenant décrit en détail en référence à la figure 1. Le batteur mélangeur 1 comprend un bâti formant un corps vertical 12, une partie supérieure transversale 18, une partie inférieure 15 transversale 17. La partie supérieure transversale 18 est par exemple de forme sensiblement parallélépipédique. La partie inférieure transversale 17 comprend par exemple quatre pieds de stabilisation espacés. Sur le corps vertical 12, dans l'espace ménagé entre la partie supérieure transversale 18 et la partie inférieure transversale 17, est fixée une cuve 11 démontable destinée à contenir la matière à mélanger. Dans la partie supérieure du corps vertical 12 du bâti est fixé un moteur d'entraînement 2 des 2 outils 9 et 10. Le batteur mélangeur 1 est équipé d'un système de variation de la 30 vitesse, par exemple un variateur de fréquence 19 permettant de faire varier en continu ou non la vitesse du moteur 2. Sous la partie supérieure transversale 18 est fixé un train épicycloidal à engrenages 22 sensiblement vertical, positionné dans l'axe de la cuve 11, destiné à entraîner en rotation dans un mouvement épicyclodal les 2 outils 9 et 10. La transmission de mouvement entre le moteur 2 et le train 5 épicycloidal à engrenages 22 est réalisée par exemple par une transmission par courroie 3, cette dernière étant située dans la partie transversale supérieure 18. Des outils de mélange amovibles 9 et 10, destinés à plonger dans la 10 dite matière, sont montés sur les 2 arbres porte outils 24 et 25. Par ailleurs, le batteur mélangeur est pourvu d'une grille ou d'un écran de protection 23, placé entre la cuve 11 et la partie supérieure transversale 18. Cette protection est destinée à empêcher l'utilisateur i5 d'avoir accès aux outils et à l'intérieur de la cuve lorsque le batteur mélangeur fonctionne. Un tableau de commandes 20 permet de piloter les différentes fonctions du batteur mélangeur 1, par exemple de marche et d'arrêt, de 20 réglage de la vitesse de rotation et de la minuterie, etc... En option, sur la partie supérieure transversale 8 est fixée une prise de mouvement en rotation 21 pour des travaux d'appoints complémentaires permettant de monter des accessoires amovibles tels 25 que hachoirs, coupe-légumes, presse-agrumes, etc... On décrit maintenant en détail un train épicycloldal suivant 6 modes de réalisation de l'invention avec 2 satellites sur lesquels sont montés 2 outils plongeant dans la cuve en référence à la figure 2, à la figure 3, à 30 la figure 4, à la figure 5, à la figure 6 et à la figure 7. La figure 10 et la figure 11 sont des vues en coupe du batteur mélangeur 1, suivant les 2 modes de réalisation de l'invention correspondant aux schémas symboliques de la figure 2 et de la figure 4. Les 6 modes de réalisation en référence aux figures 2 à 7 du train épicycloldal 22 permettent des combinaisons d'utilisation très larges correspondant à des rapports de réduction des vitesses de rotation des 2 outils 9 et 10. Le train épicycloidal à engrenages cylindriques 22 du batteur mélangeur 1 est composé des éléments suivants: - un élément moteur: un pignon planétaire 6 à engrenages 10 extérieurs en référence aux figures 2, 4 et 6 ou intérieurs en référence aux figures 3, 5 et 7. - un élément asservi: un pignon 4 à engrenages extérieurs en référence aux figures 3, 5 et 6 ou intérieurs en référence aux figures 2, 4 et 7, fixe par rapport au bâti 12. - un élément récepteur: 2 satellites identiques sur lesquels sont montés les 2 outils 9 et 10, formés de 2 pignons 7 et 8 à engrenages extérieurs en référence aux figures 2 et 3 ou de 2 couples de pignons 7, 13 et 8, 14 à engrenages extérieurs en référence aux figures 4, 5, 6 et 7. - un porte-satellites 5 assurant le guidage par des liaisons pivots des 2 satellites. Les conditions arithmétiques de montage des 2 satellites identiques entraînent des relations dont les équations portent sur les nombres de 25 dents des roues dentées du train épicycloidal à engrenages. Z correspond au nombre de dents suivi de l'indice correspondant au repère de la roue dentée concernée. Condition arithmétique de montage en référence aux figures 2 et 3: 2 satellites identiques Z4 + Z6 = multiple de 2 Conditions arithmétiques de montage en référence aux figures 4 et 5: 35 2 satellites identiques: Z13 = Z14 et Z7 = Z8 Z4. Z7 + Z6. Z13 = multiple de 2 et Z13 non multiple de 2 Conditions arithmétiques de montage en référence aux figures 6 et 7: 2 satellites identiques: Z13 = Z14 et Z7 = Z8 I Z4. Z7 - Z6 * Z13 I = multiple de 2 et Z13 non multiple de 2 Le mouvement d'entrée du train épicycloidal à engrenages est celui du 10 pignon planétaire 6 entraîné en rotation par le moteur 2 par l'intermédiaire de la transmission par courroie 3. Le mouvement de sortie du train épicyclodal à engrenages est celui des 2 outils 9 et 10 montés sur les 2 satellites formés des 2 pignons 7 15 et 8 à engrenages extérieurs en référence aux figures 2 et 3 ou des 2 couples de pignons à engrenages extérieurs 7, 13 et 8, 14 en référence aux figures 4, 5, 6 et 7. La puissance nécessaire au mélange des ingrédients s'injecte du 20 pignon planétaire 6 sur les 2 satellites calés à 1800. C'est la combinaison du mouvement du porte-satellites 5 autour de l'axe du pignon 4 et d'une rotation propre des 2 satellites dans le portesatellites 5 qui donne le mouvement épicyclodal aux 2 outils 9 et 10. Par extension des modes de réalisation décrits en détail ci-dessus suivant les figures 2, 3, 4, 5, 6 et 7, on décrit maintenant en détail 2 variantes de train épicycloidal suivant 2 autres modes de réalisation de l'invention avec 3 satellites et 4 satellites en référence à la figure 8 et à 30 la figure 9. Par démultiplication du nombre de satellites identiques du train épicyclodal à engrenages 22 du batteur mélangeur 1, on étend les modes de réalisation de l'invention de 2 satellites identiques 7 et 8 en 35 référence à la figure 2, à 3 satellites identiques 7, 8 et 15 en référence à la figure 8, et encore à 4 satellites identiques 7, 8, 15 et 16 en référence à la figure 9. La condition arithmétique de montage des satellites identiques entraîne 5 une relation dont les équations portent sur les nombres de dents des roues dentées du train épicyclodal à engrenages. Z correspond au nombre de dents suivi de l'indice correspondant au repère de la roue dentée concernée. Condition arithmétique de montage en référence à la figure 8: 3 satellites identiques Z4 + Z6 = multiple de 3 Condition arithmétique de montage en référence à la figure 9: 4 satellites identiques Z4 + Z6 = multiple de 4 Le mouvement d'entrée du train épicyclodal à engrenages est celui du 20 pignon planétaire 6. le mouvement de sortie du train épicyclodal à engrenages est celui des outils montés sur les satellites. La puissance nécessaire au mélange des ingrédients s'injecte du pignon planétaire 6 sur les 3 satellites calés à 1200 en référence à la 25 figure 8 ou sur les 4 satellites calés à 90 en référence à la figure 9. C'est la combinaison du mouvement du porte-satellites 5 autour de l'axe du pignon 4 et d'une rotation propre des satellites dans le portesatellites 5 qui donne le mouvement épicyclodal aux outils. REVENDICATIONS 1 - Batteur mélangeur 1 comprenant: - un bâti 12 supportant les différents organes du batteur mélangeur, - une cuve Il démontable montée fixe par rapport au bâti 12 pour contenir la matière à mélanger, - un train épicycloldal à engrenages 22 monté sensiblement dans l'axe de la cuve 11 permettant d'entraîner les outils dans 10 la cuve, - un moteur d'entraînement 2 du train épicycloidal à engrenages fixe par rapport au bâti 12, - plusieurs outils de mélange destinés à plonger dans la dite matière, - un système de variation 19 permettant de faire varier en continu ou non la vitesse des outils, - un tableau de commandes 20 du batteur mélangeur caractérisé en ce que le train épicycloldal à engrenages 22 comporte: - un élément moteur: un pignon planétaire 6 à engrenages, un élément asservi: un pignon 4 à engrenages, fixe par rapport au bâti 12, - un élément récepteur: des pignons à engrenages extérieurs formant (N) satellites identiques sur lesquels sont montés 1 outil de mélange par satellite, - un porte-satellites 5 assurant le guidage par des liaisons pivots des (N) satellites. 2 - Batteur mélangeur 1 selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de satellites identiques (N) du train épicyclodal à 30 engrenages 22 doit au minimum être égal à 2. 3 - Batteur mélangeur 1 selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le nombre de satellites identiques (N) doit répondre aux conditions arithmétiques de montage portant sur les nombres de dents 35 des roues dentées du train épicycloidal à engrenages 22. 4 - Batteur mélangeur 1 selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mouvement d'entrée du train épicyclodal à engrenages est celui du pignon planétaire 6 entraîné en rotation par le moteur 2. - Batteur mélangeur 1 selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la combinaison du mouvement du portesatellites 5 autour de l'axe du pignon 4 et d'une rotation propre des (N) 10 satellites dans le porte-satellites 5 donne le mouvement épicycloidal aux (N) outils plongeant dans la cuve 11. 6 - Batteur mélangeur 1 selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la puissance nécessaire au mélange des 15 ingrédients dans la cuve se répartit du pignon planétaire 6 sur les (N) satellites pour être transmise aux outils. 7 - Batteur mélangeur 1 selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les outils sont démontables pour être choisis 20 identiques ou différents en fonction des travaux de mélange à réaliser.