Brevet FR2921579A1 — publié le 20090403

TETE DE DECOUPE ET INSTALLATION LA COMPORTANT. Domaine technique La présente invention est du domaine des matériels utilisés pour la découpe en tranches de produits altérables, déformables et hétérogènes tels que les produits alimentaires et autres produits et a pour objet une tête de découpe à couteaux oscillants et une installation de découpe comportant une telle tête. Etat de la technique antérieure. On connaît de l'état de la technique, différentes installations de découpe de produits alimentaires tels que des pièces de boeufs, de poissons et autres. Typiquement ces installations comprennent une table de découpe et une tête de découpe montée au-dessus de la table et adaptée à découper en plusieurs tranches le produit alimentaire présent sur cette dernière. La tête de découpe de ce genre d'installation comprend généralement un bâti dans lequel sont montés deux couteaux oscillants entraînés en translation alternative. La tête est par ailleurs animée d'un mouvement d'avance et retrait par rapport à la table de découpe. La combinaison du mouvement d'avance de la tête avec le mouvement alternatif des couteaux produit un mouvement de découpe. Un exemple d'une telle installation est décrit dans le brevet européen EP 445 403. Selon ce brevet, la tête de découpe est installée à poste fixe au-dessus de la table et cette dernière comporte une gorge transversale de dégagement dans laquelle pénètre la partie tranchante des couteaux de découpe en fin de coupe de la tranche. Une telle disposition est propre à préserver le tranchant de l'outil de coupe et assurer la séparation de la tranche. Toujours selon ce brevet, la table de découpe est angulairement orientable par pivotement autour d'un axe géométrique contenant le fil du couteau lorsque la tête est en position extrême basse. Cette disposition permet d'ajuster l'inclinaison du plan de coupe. Enfin des moyens sont prévus pour assurer le déplacement du produit sur la table de découpe. D'autres installations sont connues des documents brevets suivants : EP 1 048 417, US 5 094 650, et US 6 811 479. Ces diverses installations autorisent des cadences de coupes élevées mais ne se prêtent pas à la découpe en tranches de poids constant, d'un produit alimentaire. Par ailleurs la découpe en tranches successives ne peut se faire que par déplacement de l'élément supportant le produit alors qu'un déplacement de l'outil de coupe est toujours préférable. On connaît de la demande de brevet FR 2 627 423 un système de tranchage à poids constant. Ce système de tranchage est apte à escaloper une pièce d'un produit alimentaire congelé maintenue verticalement et la diviser en tranches de mêmes valeurs pondérales à l'aide d'un organe de coupe sous forme de disque monté sur un bras rotatif. Le support vertical du produit est déplacé pas à pas face à l'organe de coupe en vue de la découpe en tranches. On connaît également de la demande de brevet FR 2 894 433 des demandeurs, � Un procédé et dispositif de découpe de muscles � permettant de diviser un muscle en tranches successives de même valeur pondérale. Le dispositif selon ce brevet fait appel à une tête de découpe portée par un bras manipulateur connu en soi, apte à orienter successivement la tête de découpe selon des plans de découpe de différentes inclinaisons. L'utilisation d'un bras manipulateur présente l'avantage d'un positionnement précis de ces différents plans de découpe et évite le déplacement du produit pour la découpe de chaque tranche. Cependant l'immobilisation du produit pendant sa découpe en tranches ne permet plus l'utilisation de gorge de dégagement pour écarter tout risque de contact entre la table et le tranchant de l'outil et tout risque de coupe non séparative de la tranche. Exposé de l'invention La présente invention vise à résoudre les problèmes sus évoqués d'une manière simple. A cet effet, la tête selon l'invention, pour la découpe en tranches de produits disposés sur une table de découpe, comprenant un bâti supportant au moins un couteau mobile de découpe et un ensemble d'entraînement dudit couteau, ledit couteau comportant un tranchant et un biseau inférieur se caractérise essentiellement en ce qu'elle comporte : - un support de fixation adapté à être fixé à un moyen manipulateur, ledit support étant solidaire dudit bâti par un moyen d'articulation définissant un axe géométrique d'articulation, parallèle au tranchant du couteau, - au moins une butée angulaire, solidaire du support ou du bâti pour limiter le mouvement de pivotement du support et du bâti l'un par rapport à l'autre, - au moins un moyen élastique pour solliciter en pivotement le bâti vers la butée angulaire, - au moins une butée latérale solidaire du bâti, formant saillie vers le bas, adaptée à venir au contact de la table de découpe en fin de mouvement de tranchage, afin de forcer le mouvement de pivotement du bâti par rapport au support, ce mouvement de pivotement s'effectuant à l'encontre de l'action exercée par le moyen élastique, autour d'un axe instantané de rotation confondu avec le tranchant du couteau 4 ou situé à très faible distance de ce dernier. Une telle disposition est propre à éviter tout contact entre la table de découpe et le tranchant du ou des couteaux. On évite ainsi d'émousser ou de détériorer de manière irréversible ces organes de coupe. On réduit aussi leur fréquence d'aiguisage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tranchant et le biseau dudit couteau sont positionnés en retrait ou de manière tangente à une surface enveloppe formée par une génératrice parallèle à l'axe d'articulation AA' assujettie à glisser sur le profil de la butée latérale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le couteau inférieur est doté d'un biseau terminé par le tranchant, le biseau est tourné vers le bas et en position de dégagement maximal de la tête, le plan que forme le biseau est horizontal. La présente invention se rapporte également à une installation de découpe équipée d'au moins une tête de découpe selon l'invention. Cette installation de découpe est caractérisée essentiellement en ce qu'elle comprend d'une part une table de découpe et d'autre part un moyen manipulateur dont l'élément terminal reçoit en fixation le support de la tête de découpe, le moyen manipulateur étant apte à orienter la tête de découpe selon un plan incliné de découpe et étant apte à imprimer à ladite tête un mouvement d'avance et de retrait selon ce plan de découpe. Selon une autre caractéristique de l'installation, selon la position de plus faible inclinaison de la tête par rapport à la table, le biseau du couteau inférieur est parallèle à la table et vient glisser contre cette dernière. Description sommaire des fiqures et des dessins. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une tête selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de la tête selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe transversale, selon la ligne I/I, de la figure 2, - la figure 4 est une vue en plan d'un couteau de découpe, - la figure 5 est section, à l'échelle, 2 selon la ligne 11/11 de la figure 4, - la figure 6 est une vue de dessous en plan d'une tête selon l'invention, - la figure 7 est une vue en perspective, en écorché d'une tête selon l'invention montrant le mécanisme d'entraînement des couteaux, - la figure 8 montre une vue en plan d'une installation selon l'invention. Meilleure manière de réaliser l'invention En figures 1 à 7 est représentée une tête de découpe 1, selon l'invention, adaptée à découper en tranche des produits disposés sur une table de découpe 20 2 appropriée. Cette tête de découpe comprend un bâti 3 supportant au moins un couteau mobile de découpe 4 et un ensemble d'entraînement 5 de ce couteau suivant un mouvement de coupe du type rectiligne alternatif. Le bâti 3 est solidarisé à un support de fixation 20 prévu pour être fixé à un moyen 25 manipulateur 30 assurant le déplacement de la tête 1 dans l'espace selon des plans géométriques sécants à la table de découpe 2 et inclinés par rapport à cette dernière selon des valeurs angulaires déterminées et variables. Le bâti 3 comprend deux flancs parallèles 6 maintenus à écartement l'un de l'autre par au moins une entretoise, le ou les couteaux 4 étant disposés entre 30 les deux flancs 6. Avantageusement, le bâti 3 comprend une entretoise avant 7 et une entretoise arrière 8 rigidement fixées aux deux flancs latéraux 6, l'avant et l'arrière étant déterminé par le sens d'avance de la tête 1 vers la pièce de produit à découper. Le couteau de découpe 4 présente un tranchant longitudinal 9 formé par l'intersection d'une face plane supérieure 10 avec un biseau inférieur 10a sous forme de facette plane, le tranchant 9 étant rectiligne ou dentelé. Avantageusement sont prévus deux couteaux 4 et 4' montés de manière parallèle et juxtaposée, le couteau 4' étant disposé au-dessus du couteau 4 et occupant une position symétrique par rapport à ce dernier. Ces deux couteaux 4, 4' sont animés chacun d'un mouvement de translation rectiligne alternative, le mouvement de chacun des couteaux étant en décalage de phase d'une valeur égale à Pi radians par rapport au mouvement de l'autre. Chaque couteau 4, 4' est équipé de deux pattes latérales 11, verticales, formant saillie vers le haut, recevant chacune en fixation un arbre de guidage 12 horizontal engagé en coulissement dans un palier lisse 13 de guidage, solidaire du flanc 6 correspondant. L'un des deux arbres 12 de guidage de chaque couteau 4, 4' est en prise avec l'ensemble d'entraînement 5. L'ensemble d'entraînement 5 est porté par le bâti 3 de la tête 1. Cet ensemble comprend un moteur électrique 14 doté d'un arbre de sortie rotatif accouplé à un vilebrequin 15 monté sur paliers, doté de deux manetons sur chacun desquels est engagée la tête d'une bielle 16 recevant en articulation l'arbre de guidage de l'un des couteaux. On peut remarquer que le vilebrequin 15 et les deux bielles 16 sont disposés dans un carter de protection 17 et que l'ensemble d'entraînement 5 est rigidement fixé par ce carter de protection à l'un des flancs 6 du bâti 3 ainsi qu'à l'entretoise arrière 8. Le support de fixation 20 est solidarisé au bâti 3 par un moyen d'articulation définissant un axe géométrique d'articulation AA' parallèle au tranchant du couteau 4 ou de chaque couteau 4, 4' ledit moyen d'articulation étant associé à un moyen élastique 23 sollicitant le bâti 3 contre une butée 24 de préférence réglable portée par le support de fixation 20. Selon la forme préférée de réalisation, le moyen d'articulation est constitué par une première chape 21 solidaire du bâti 3 et par une seconde chape 22 solidaire du support 20, les deux chapes 21, 22 étant articulées l'une à l'autre par deux tourillons coaxiaux. Selon cette forme de réalisation, la chape 21 est formée de deux ailes de chape fixées de manière connue à l'entretoise arrière 8. Toujours selon cette forme de réalisation, le moyen élastique 23 est constitué par un organe élastique tel un ressort de torsion à spires, enroulé autour d'un doigt 18 prolongeant axialement l'un des deux tourillons d'articulation. Ce ressort 23 par une de ses extrémités agit sur le bâti 3 et plus précisément sur l'entretoise 8 et par son autre extrémité agit sur le support 20. Selon une autre forme de réalisation, non représentée, le moyen d'articulation est constitué par une lame élastiquement flexible, fixée d'une part du support 20 et d'autre part du bâti 3, ladite lame constituant également le moyen élastique. La butée réglable 24 est avantageusement constituée de deux éléments de butée sous forme de vis, engagé par leurs tiges filetées dans des taraudages pratiqués dans le support de fixation 20 et ce en regard des deux ailes de la chape 21. Ces deux ailes de chape présentent chacune une extension radiale apte à venir, sous l'effet de l'action du moyen élastique, contre l'élément de butée correspondant et plus particulièrement contre la tête de la vis constituant ce dernier. En action de tranchage, le bâti 3 de la tête est maintenu contre la butée 24 par le moyen élastique 23. En fin de découpe de la tranche, il est nécessaire d'éviter que le couteau 4, par son tranchant ne vienne heurter la table. Pour cette raison, le bâti 3 de la tête porte au moins une butée latérale 25 formant saillie vers le bas, adaptée à venir en fin de coupe de la tranche, contre la table 2 afin que, par la poursuite du mouvement d'avance, le bâti 3 et les éléments qu'il porte soit forcés à pivoter autour de l'axe AA' et ce à l'encontre de l'action du moyen élastique. En d'autre terme l'action combinée de la table 2 sur la butée 25 et du mouvement d'avance conduit à réduire l'inclinaison du bâti 3 de la tête 1 par rapport au plan de la table 2 et par voie de conséquence l'inclinaison du biseau 10a du couteau inférieur 4 par rapport à ce plan jusqu'à la rendre nulle. Lors de cette phase, le bâti 3 de la tête 1 et les éléments qu'il porte, pivotent autour d'un axe instantané de rotation BB' confondu avec le tranchant du couteau 4 ou situé à très faible distance de ce dernier. La butée 25 est conformée et positionnée en sorte que cet axe BB' soit confondu avec le plan supérieur de la table 2 ou soit situé au-dessus et à faible distance de ce dernier. Pour équilibrer les efforts, la tête est équipée de deux butées latérales 25 fixées respectivement aux deux flancs latéraux 6 du bâti 3. Avantageusement le bâti comprend une sole de glissement 26 montée entre les deux flancs latéraux 6 en arrière du ou des couteaux 4, 4', ladite sole constituant écran. Cette sole de glissement 26, selon la direction d'avance de la tête 1, comporte des lumières traversantes 27 afin de diminuer l'adhérence entre ladite 10 sole et le produit. Cette sole de glissement, de forme générale rectangulaire, comporte deux pattes arrière par lesquelles elle est fixée par vis à l'entretoise arrière 8 Pour éviter toute surcoupe, c'est-à-dire la formation d'une coupe dans une tranche déjà découpée, le bâti 3 entre les deux flancs 6 est doté d'un élément de 15 poussée 28 apte à agir sur la tranche en cours de découpe pour l'éloigner du produit. Cet organe de poussée constitue également un déflecteur et évite que la tranche en cours de découpage ne vienne sur les couteaux. Selon la forme préférée de réalisation, cet élément de poussée 28 est constitué par une paroi de forme rectangulaire comprenant deux ailes latérales 20 orientées vers l'arrière, par lesquelles elle est fixée à l'entretoise avant 7. Avantageusement pour diminuer l'adhérence de l'élément de poussée 28, ce dernier est ajouré et comporte à cet effet des lumières traversantes 29. Préférentiellement l'élément de poussée 28 est réglable en inclinaison. A cet effet, est formée dans chaque aile latérale une lumière oblongue en arc de 25 circonférence de cercle, l'entretoise avant 7 étant engagée dans cette lumière. Des écrous engagés sur des portées filetées de l'entretoise avant 7 viennent enserrer chacune des ailes latérales de l'élément de poussée 28. En figure 8 est représentée une installation selon l'invention. Cette installation comprend d'une part une table de découpe 2 et d'autre part un 30 moyen manipulateur 30 dont l'élément terminal reçoit en fixation le support 20 de la tête de découpe 1, le moyen manipulateur étant apte à orienter la tête de découpe 1 selon un plan incliné de découpe et étant apte à imprimer à ladite tête 1 un mouvement d'avance et de retrait selon ce plan de découpe. Le moyen manipulateur 30 est contrôlé et commandé par un automate de contrôle et de commande connu en soi. Ce moyen manipulateur est préférentiellement constitué par un bras manipulateur à plusieurs degrés de liberté. La table de découpe 2 pourra être constituée par un convoyeur d'un type connu. Ce convoyeur sera piloté par l'automate de contrôle et de commande associé du bras manipulateur 30. Enfin l'installation pourra incorporer les moyens matériels et logiciels décrits dans la demande de brevet FR 2 894 433 des demandeurs pour la mise 10 en oeuvre du procédé selon cette demande. II va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1/ Tête de découpe (1) pour la découpe en tranches de produits altérables, déformables et hétérogènes, disposés sur une table de découpe (2), comprenant un bâti (3) supportant au moins un couteau mobile (4, 4') de découpe et un ensemble d'entraînement (5) dudit couteau, ledit couteau (4) comportant un tranchant (9) et un biseau inférieur (10a) caractérisée en ce qu'elle comporte : - un support de fixation (20 adapté à être fixé à un moyen manipulateur (30), ledit support (20) étant solidaire dudit bâti (3) par un moyen d'articulation définissant un axe géométrique d'articulation (AA'), parallèle au tranchant du couteau (4, 4'), - au moins une butée angulaire (24) solidaire du support (20) ou du bâti (3) pour limiter le mouvement de pivotement du support et du bâti l'un par rapport à l'autre, - au moins un moyen élastique pour solliciter en pivotement le bâti (3) vers la butée angulaire (24), - au moins une butée latérale (25) solidaire du bâti (3), formant saillie vers le bas, adaptée à venir au contact de la table de découpe (2) en fin de mouvement de tranchage, afin de forcer le mouvement de pivotement du bâti (3) par rapport au support (20), ce mouvement de pivotement s'effectuant à l'encontre de l'action exercée par le moyen élastique, autour d'un axe instantané de rotation confondu avec le tranchant (9) du couteau ou situé à très faible distance de ce dernier. 2/ Tête de découpe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tranchant (9) et le biseau (10a) du couteau (4) sont positionnés en retrait ou de manière tangente à une surface enveloppe formée par une génératrice parallèle à l'axe d'articulation (AA') assujettie à glisser sur le profil de la butée latérale (25). 3/ Tête de découpe selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen d'articulation est constitué par une première chape (21) solidaire du bâti (3) et par une seconde chape (22) solidaire du support (20), les deux de chape (21, 22) étant articulées l'une à l'autre par deux tourillons coaxiaux. 10 4/ Tête de découpe selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen d'articulation est constituée par une lame élastiquement flexible fixée d'une part du support et d'autre part au bâti, ladite lame constituant également le moyen élastique. 5/ Tête de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti 3 est constitué de deux flancs parallèles (6) maintenus à écartement l'un de l'autre par au moins une entretoise avant (7) et une entretoise arrière (8), le ou les couteaux (4, 4') étant disposés entre les deux flancs (6). 6/ Tête de découpe selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend deux butées latérales (25) solidaires respectivement des deux flancs (6) du bâti (3). 7/ Tête de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux couteaux parallèles (4, 4') juxtaposés anirnés chacun d'un mouvement de translation rectiligne alternative, le mouvement de chacun des couteaux étant en décalage de phase d'une valeur égale à Pi radians par rapport au mouvement de l'autre. 8/ Tête de découpe selon les revendications 5 et 7 prises ensemble, caractérisée en ce que chaque couteau (4, 4') est équipé de deux pattes latérales (11) recevant chacune en fixation un arbre de guidage (12) engagé en coulissement dans un palier lisse (13) solidaire du flanc (6) correspondant, l'un des deux arbres de guidage étant en prise avec l'ensemble d'entraînement (5). 9/ Tête de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble d'entraînement (5) du ou des couteaux est porté par le bâti (3). 10/ Tête de découpe selon les revendications 8 et 9 prises ensemble, caractérisée en ce que l'ensemble d'entraînement (5 comprend un moteur (14) doté d'un arbre de sortie rotatif accouplé à un vilebrequin (15) doté de deux manetons sur chacun desquels est engagée la tête d'une bielle (16) recevant en articulation l'arbre de guidage (12) correspondant. 11/ Tête de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bâti (3) comprend une sole de glissement 11 (26) montée entre les deux flancs latéraux en arrière du ou des couteaux (4, 4'), ladite sole constituant écran. 12/ Tête de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est dotée d'un élément de poussée (27) monté dans le bâti (3) au-dessus du ou des couteaux (4, 4'), prévu pour agir en poussée sur la tranche en cours de découpe. 13/ Tête de découpe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément de poussée (27) est réglable en inclinaison. 14/ Tête de découpe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couteau inférieur (4) est doté d'un biseau (10a) terminé par le tranchant (9), que ce biseau (10a) est tourné vers le bas et qu'en position d'inclinaison minimale de la tête, le plan que forme le biseau est horizontal. 15/ Installation de découpe, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au 15 moins une tête de découpe (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 16/ Installation de découpe selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part une table de découpe (2) et d'autre part un moyen manipulateur (30) dont l'élément terminal reçoit en fixation le support (20) de la 20 tête de découpe, le moyen manipulateur étant apte à orienter la tête de découpe selon un plan incliné de découpe et étant apte à imprimer à ladite tête (1), un mouvement d'avance et de retrait selon ce plan de découpe. 17/ Installation de découpe selon la revendication 16, caractérisée en ce que la table de découpe (2) est constitué par un convoyeur. 25 18/ Installation de découpe selon la revendication 16 ou la revendication 17, caractérisée en ce qu'en position de plus faible inclinaison de la tête (1) par rapport à la table (2), le biseau (10a) du couteau inférieur (4) est parallèle à la table (2) et vient glisser contre cette dernière.