Brevet FR2882677A1 — publié le 20060908

MACHINE DE DÉCOUPE DE PRODUITS AGROALIMENTAIRES La présente invention se rapporte à une machine destinée à assurer une découpe de différents produits agroalimentaires. L'invention concerne plus particulièrement une machine permettant de découper des produits agroalimentaires directement dans un moule, dans un plat, dans une barquette de présentation ou dans d'autres contenants. Des produits agroalimentaires, par exemple du pain, des fromages, des tartes, des gâteaux, des pizzas, des quiches et d'autres encore, sont préparés principalement dans des moules de préparations et/ou de cuissons, présentant différentes formes et dimensions. Ce produit agroalimentaire, ainsi que le moule correspondant, est sous la forme d'un parallélépipède ou sous la forme d'un cylindre plat. Pour permettre la vente de portions de ce produit agroalirnentaire dans des centres de distribution et dans des grandes surfaces, il est nécessaire de découper chaque parallélépipède ou chaque cylindre, en tranches ou en secteurs réguliers. Après préparation suivie ou non de cuisson, le produit agroalimentaire est ainsi démoulé, puis éventuellement découpé. Ces tranches ou ces secteurs obtenus sont ensuite conditionnés par paquets individuels d'une seule tranche ou secteur ou par paquets de plusieurs tranches ou secteurs, ou encore vendus tels quels dans le contenant. Etat de la technique Les découpages d'un produit agroalimentaire, réalisés de manière automatique et à échelle industrielle par une machine, sont la plupart du temps effectués à la sortie du four de cuisson, mais systématiquement après démoulage du produit. Pour ce faire, on connaît, par exemple d'après les documents US- 5. 163. 865, US- 6.032.561 et FR- 2.851.886, une machine de découpe comprenant un convoyeur, sur lequel est posé le produit à découper, à déplacement continu, ainsi qu'une lame connectée à un générateur d'ultrasons, généralement appelé sonotrode. La lame se déplace verticalement, du haut vers le bas, selon une direction perpendiculaire au plan du convoyeur, de façon à assurer le tranchage. La lame est mobile longitudinalement et transversalement par rapport à la direction de transport du convoyeur. Enfin, des moyens de rotation sont prévus pour faire pivoter la lame par rapport à un axe vertical passant par son centre et perpendiculaire au plan du convoyeur. Cependant, l'utilisation d'une seule lame limite les possibilités d'utilisation et d'adaptation de la machine à tout type de produit à découper. De plus, il est systématiquement nécessaire de prévoir une étape supplémentaire de démoulage du produit agroalimentaire à découper. Non seulement, cette étape pour faire sortir le produit hors de son contenant prend du temps et nécessite la présence d'opérateurs, mais en plus, le produit risque d'être facilement abîmé. En outre, il peut être intéressant de commercialiser directement le produit 10 prédécoupé dans une barquette servant à sa présentation ou ayant servie à sa préparation. Résumé de l'invention Un problème principal que se propose de résoudre l'invention est d'obtenir une machine de découpe qui puisse facilement s'adapter à tous types de formes de produits devant être découpés et restant placés dans des contenants. Un deuxième problème posé est de prévoir une machine de découpe pouvant s'adapter à différents types de contenants dans lesquels sont placés les produits. Un troisième problème est de permettre à une lame assurant la découpe des produits de se déplacer afin de pouvoir atteindre la totalité de la surface d'un contenant. Un quatrième problème est de réaliser une machine de découpe présentant un accès facilité à la fois au niveau de la zone de découpe et aux organes chargés de la découpe, tels que la lame de découpe. Un dernier problème enfin est de concevoir une machine de découpe répondant aux normes en vigueur dans l'industrie agroalimentaire. Une machine de découpe est utilisée notamment pour assurer une découpe de produits agroalimentaires, les produits devant être découpés étant disposés dans un contenant posé sur un support, le support définissant un plan. Conformément à l'invention, la machine de découpe est caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs lames de découpe, chacune des lames étant aptes à se déplacer linéairement en va-et-vient selon une direction de découpe perpendiculaire au plan du support et présentant chacune une longueur différente adaptée aux dimensions du contenant, afin d'assurer la découpe des produits directement dans le contenant. Autrement dit, avec plusieurs lames présentes sur une seule machine, la découpe s'adapte directement au produit placé dans son contenant. Il n'est plus nécessaire de procéder à un démoulage du produit. Avec plusieurs lames, la machine permet de découper un nombre équivalent de produits. Les lames possèdent des dimensions correspondant aux dimensions des produits à découper dans le contenant. Très préférentiellement, et pour permettre une transition aisée et rapide d'une lame à une autre lame, les lames peuvent être positionnées sur un carrousel ou une tourelle pivotante. Avec cette tourelle, l'une des lames, correspondant précisément au produit et à son contenant, peut être amenée au-dessus du produit à découper. Afin d'assurer une découpe en secteurs de produits de forme circulaire, les lames peuvent avantageusement pivoter par rapport à un axe orienté selon la direction de découpe. Pour assurer la découpe, chacune des lames peut, de manière préférentielle, être portée par une potence mobile. La potence peut être déplacée en va-et-vient vers le support, selon la direction de découpe. Un tel déplacement peut être prévu par coulissement grâce une glissière, grâce à un système de courroies déplaçant la glissière et grâce à un premier moteur tournant alternativement dans un sens puis dans l'autre sens. Pour le pivotement par rapport à l'axe orienté selon la direction de découpe, chacune des lames peut, de manière avantageuse, être mise en rotation par une courroie et un deuxième moteur unique monté sur la glissière. Pour assurer la rotation de l'ensemble, la tourelle peut, de manière favorable, être montée sur un arbre central portant les lames, les potences mobiles, la glissière, le premier moteur et le deuxième moteur. l'arbre peut être mis en rotation à l'aide d'un troisième moteur. Afin d'obtenir une découpe de qualité, les lames peuvent être connectées à un seul générateur d'ultrasons ayant des fréquence d'ultrasons adaptées à chacune des lames. Pour que la machine puisse être insérée dans une ligne de fabrication de produits agroalimentaires, le support peut se présenter sous la forme d'un convoyeur, défilant ou asservi en positionnement dans une direction d'entrée des produits devant être découpés. La machine peut ainsi être transférée d'un poste de travail à un autre poste de travail, en fonction des besoins de l'utilisateur. La machine avec la tourelle peuvent favorablement comprendre au moins trois lames de découpe. La machine peut comprendre au moins un détecteur permettant de déterminer les dimensions du contenant dans lequel est disposé le produit devant être découpé. Le détecteur avec son programmateur associé permettent de choisir la lame en faisant correspondre la longueur de la lame avec les dimensions du contenant. Description des dessins L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: - la Figure 1 représente une vue du dessus de la machine de découpe selon l'invention; - la Figure 2 représente une vue latérale de la machine de la Figure 1; et - la Figure 3 représente une vue de face de la machine de la Figure 1. Description détaillée Comme le montrent les Figures 1 à 3, une machine de découpe (1) comprend un support (2). Le support (2) définit un plan (P) sensiblement horizontal. Le support (2) se présente sous la forme d'un convoyeur, d'un tapis ou d'une bande transporteuse sans fin (3), mise en mouvement par un moteur (4). La bande (3) se déplace de l'amont vers l'aval (Flèche F en Figures 1 et 2), de l'entrée jusqu'à la sortie de la machine (1). Les produits agroalimentaires devant être découpés (6) sont positionnés à plat sur le support (2). Les produits (6) peuvent se présenter sous de nombreuses formes (en vue du dessus dans la Figure 1), par exemple sensiblement rondes. La découpe de ces produits ronds (6) va se faire en secteurs réguliers (7). Les produits (6) sont chacun présentés dans un moule de préparation et/ou de cuisson (non visibles). Ces produits (6), par exemple des tartes, possèdent plusieurs diamètres différents. La machine de découpe (1) va pouvoir découper le produit (6) directement dans le moule. La machine (1) va s'adapter de manière automatique aux dimensions, dans ce cas au diamètre, du produit (6) se présentant à la découpe. Un système de maintien et de centrage des produits à découper (6) peut être prévu au niveau du support (2). Il s'avère en effet que les produits (6) peuvent glisser sur le support (2), pendant la ou les opérations de découpe, ce qui peut entraîner des découpes totalement hétérogènes et invendables. En amont de la machine (1), ce système comprend une butée escamotable (8) permettant un pré-centrage des produits à découper (6). A l'intérieur de la machine, ce système comprend également une série de mâchoires (9) actionnées par vérins. Conformément à l'invention, et dans cet exemple de réalisation, la machine de découpe (1) comprend trois lames de découpe (11, 12 et 13). Les lames (11, 12 et 13) possèdent chacune une longueur différente, afin de permettre la découpe en fonction des dimensions du contenant et du produit associé devant être découpé (6). Pour obtenir une découpe de bonne qualité, celle-ci se fait par ultrasons. Les lames de découpes (11, 12 et 13) comprennent chacune un couteau tranchant de forme rectangulaire ou sonotrode (14), un booster (16) servant à amplifier les vibrations et un convertisseur (17) servant à créer les vibrations. L'ensemble, sonotrode (14), booster (16) et convertisseur (17), est connecté à un générateur d'ultrasons (non représenté). La bande transporteuse (3) amène les produits devant être découpés (6) sous l'une des lames de découpe (11, 12 ou 13) et les sort en secteurs (7) en dehors du gabarit de la machine (1). Afin de pouvoir assurer la découpe du produit (6), les lames de découpe (11, 12 et 13) sont chacune mobiles linéairement, en va-et-vient, du haut vers le bas, en direction du support (2), selon une direction de découpe (D). Cette direction de découpe est perpendiculaire au plan (P) du support (2) et est ainsi sensiblement verticale. Pour ce faire, les lames (11, 12 et 13), associées à leur ensemble de vibration, sont chacune portées par une potence (18, 19 et 21). Toutes les potences (18, 19 et 21) sont mobiles du haut vers le bas, selon la direction de découpe (D). Les potences (18, 19 et 21) sont chacune montées sur une seule glissière (22), installée à l'intérieur d'une structure formant une tourelle (23) pour la machine (1). Cette glissière (22) coulisse du haut vers le bas selon la direction de découpe (D). Pour mettre en mouvement de va-etvient les lames (11, 12 et 13), leur potence (18, 19 et 21) et la glissière (22), cette dernière est fixée à deux courroies (24) orientées selon la direction de découpe (D). Les deux courroies (24) se referment chacune sur elle-mêmes par rapport à un axe supérieur et par rapport à un axe inférieur, sensiblement horizontaux. L'axe supérieur est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un premier moteur (26). Le premier moteur (26) effectue des rotations en va et vient, de manière alternative. Ce premier moteur (26) entraîne la montée (Flèche M en Figure 2) et la descente (Flèches N en Figure 2) des courroies (24), de la glissière (22), des trois potences (18, 19 et 21), et ainsi des trois lames de découpe (11, 12 et 13). Afin de pouvoir assurer la découpe en secteurs (7) des produits ronds (6), les lames (11, 12 et 13) pivotent par rapport à un axe (R) passant: par le centre des lames (11, 12 et 13). L'axe de pivotement (R) est orienté selon la direction de découpe (D) et est ainsi sensiblement vertical. L'axe de pivotement (R) passe par le centre géométrique du produit rond à découper (6). Les positions possibles pour le pivotement (et l'encombrement) des trois lames (11, 12 et 13), de différentes longueurs, sont représentées en Figure 1 par des cercles de différents diamètres (Cl, C2 et C3). Toutes les découpes sont possibles, quelles que soient les dimensions souhaitées pour les secteurs (7). Pour assurer ce pivotement, un unique deuxième moteur (27) est positionné sur la glissière (22). Ce deuxième moteur (27) entraîne en rotation à l'horizontale une courroie (28). La courroie (28) est connectée pour tourner par rapport à un pignon (32, 33 et 34) respectivement monté audessus de chacune des lames (11, 12 et 13). Le deuxième moteur (27), la courroie (28), les pignons (32, 33 et 34) et les lames (11, 12 et 13) montent et descendent simultanément pour la découpe, en raison de leur solidarisation à la glissière (22). Afin de pouvoir assurer la découpe du produit (6) de diamètres différents, les trois lames (11, 12 et 13), les trois potences (18, 19 et 21), la glissière (22), le premier moteur (26) et le deuxième moteur (27), sont montés sur la tourelle formant un carrousel (23) pivotant par rapport à un axe principal (T). ]La tourelle (23) est montée sur un arbre de pivotement central (36) et est mise en rotation par un troisième moteur (37). L'axe (T) et l'arbre de pivotement (36) correspondant sont sensiblement verticaux. Les positions possibles pour le pivotement (et l'encombrement) de la tourelle (23) sont représentées en Figure 1 par un cercle (0). Par la rotation de la tourelle (23), la lame (11, 12 ou 13), présentant la bonne dimension adaptée au moule du produit (6), va automatiquement être placée en position de découpe au dessus du produit (6). La fréquence spécifique adaptée à la lame (11, 12 ou 13) servant à la découpe va être automatiquement réglée par le générateur d'ultrasons. La lame (11, 12 ou 13) va pivoter sur elle-même et va successivement monter et descendre, de façon à obtenir les secteurs découpés (7). La machine de découpe (1) est pilotée par micro-processeur et pupitre de commande à clavier, qui va permettre la programmation, le choix, le couplage et le positionnement des différents moyens de déplacement des lames de découpe (1l, 12 et 13). Un détecteur (non représenté) ou un dispositif de mesure permet de déterminer les dimensions du contenant dans lequel est disposé le produit devant être découpé (6). Le détecteur peut être un jeu de cellules photoélectriques ou mieux encore un système de vision. Le détecteur avec son programmateur associé font que la machine va automatiquement choisir la lame (11, 12 et 13), en faisant correspondre la longueur de la lame (11, 12 et 13) avec les dimensions du contenant. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et illustré, de nombreuses modifications peuvent être réalisées sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. D'autres entraînements peuvent être prévus pour les montées (M) et descentes (N) des potences (18, 19 et 21), pour les rotations des lames de découpe (11, 12 et 13) et pour les rotations de la tourelle (23). Toutes les formes de lames (11, 12 et 13) peuvent être utilisées pour assurer d'autres formes de découpe. Il est possible de faire évoluer la machine (1) pour avoir quatre potences et donc la possibilité de découper quatre formats de produits. Il est également possible d'adjoindre à la machine (1) un chargement automatique des produits (6). REVENDICATIONS 1. Machine de découpe, utilisée notamment pour assurer une découpe de produits agroalimentaires, les produits devant être découpés (6) étant disposés dans un contenant posé sur un support (2), le support (2) définissant un plan (P), caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs lames (le découpe (11, 12, 13), chacune des lames (11, 12, 13) étant aptes à se déplacer linéairement en va-et-vient (M, N) selon une direction de découpe (D) perpendiculaire au plan (P) du support (2) et présentant chacune une longueur différente adaptée aux dimensions du contenant, afin d'assurer la découpe des produits (6) directement dans le contenant. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les lames (Il, 12, 13) sont positionnées sur une tourelle pivotante (23), de manière à amener l'une des lames (11, 12, 13) au-dessus du produit à découper (6). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les lames (11, 12, 13) pivotent par rapport à un axe (R) orienté selon la direction de découpe (D). 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des lames (11, 12, 13) est portée par une potence mobile (18, 19, 21) déplacée en va-et-vient (M, N) vers le support (2) selon la direction de découpe (D) par coulissement grâce une glissière (22), grâce à un système de courroies (24) déplaçant la glissière (22) et grâce à un premier moteur (26) tournant alternativement dans un sens puis dans l'autre sens, pour la découpe. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que chacune des lames (11, 12, 13) est mise en rotation par une courroie (28) et un deuxième moteur unique (27) monté sur la glissière (22), pour le pivotement par rapport à l'axe (R) orienté selon la direction de découpe (D). 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la tourelle (23) est montée sur un arbre central (36) portant les lames (11, 12, 13), les potences mobiles (18, 19, 21), la glissière (22), le premier moteur (26) et le deuxième moteur (27), et en ce que l'arbre (36) est mis en rotation à l'aide d'un troisième moteur (37). 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les lames (11, 12, 13) sont connectées à un seul générateur d'ultrasons ayant des fréquences d'ultrasons adaptées à chacune des lames (11, 12, 13). 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (2) se présente sous la forme d'un convoyeur (3), défilant ou asservi en positionnement dans une direction d'entrée des produits devant être découpés (6). 9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois lames de découpe (11, 12, 13). 10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un détecteur permettant de déterminer les dimensions du contenant dans lequel,est disposé le produit devant être découpé (6) et permettant de choisir la lame (11, 12, 13) en faisant correspondre la longueur de la lame (11, 12, 13) avec les dimensions du contenant.