Brevet FR2939349A1 — publié le 20100611

Machine de découpe de produits agroalimentaires Domaine technique : La présente invention concerne une machine destinée à assurer une découpe de différents 5 produits alimentaires en tranches ou portions et de permettre l'extraction des tranches ou portions pour faciliter l'automatisation du chargement des machines d'emballage. Des produits alimentaires par exemple du fromage, du pain, des gâteaux et préparés principalement sous la forme cylindrique ou polygonale. Pour permettre la vente de ces 10 produits sous forme de portions ou tranches fines, dans les centres de distribution et les grandes surfaces, il est nécessaire de découper chaque cylindre en tranches afin de procéder au conditionnement de ces tranches, par paquets individuels ou par paquets de plusieurs tranches en respectant ou non la notion de valeur pondérale fixe c'est à dire que chaque tranche ou lot de tranches correspondent à la même masse fixée à l'avance et 15 suivant des tolérances fixées par la loi. D'autre types de produits peuvent aussi être découpés comme des mousses et corps divers de forme similaire.. Techniques antérieures : 20 Assez souvent, dans le cas de produits cylindriques, ce découpage est assuré en plaçant ce cylindre ou polygone face plane sur un plateau lui même posé sur un convoyeur. Le convoyeur ayant pour fonction de présenter le plateau et donc le cylindre sur un dispositif de pesage pour connaître son poids puis corréler ce poids à un volume obtenu par un dispositif de vision ou de scannage. En fonction du poids et du volume, une division du 25 cylindre en portions à angle variable par rotations successives du plateau permet d'obtenir des portions au dit poids fixe ou à l'épaisseur fixe en plaçant le produit sous une lame ; elle même ayant un mouvement vertical dont un bord passe par l'axe de révolution du cylindre et qui permet une coupe dite au rayon, la dernière portion correspondant à la masse restante du fait que le produit n'est pas divisible en un nombre entier de portions 30 de valeur pondérale fixe. Une autre technique pour éviter cette fausse portion est de répartir la masse représentée par celle ci sur l'ensemble des portions tout en restant dans les tolérances légales. La coupe au rayon s'obtient en alignant parfaitement un des bords de la lame au centre du cylindre sachant que l'autre bord déborde du pourtour du cylindre. Cette technique de coupe se fait soit en permettant au cylindre de tourner autour de son 35 axe centrale par l'intermédiaire d'un support tournant soit en permettant à la lame de tourner sur un axe vertical passant par l'un des ses bord ou extrémité dans le cas de produits directement posés sur un convoyeur. Un des inconvénients de cette technique réside dans le fait que lors de chaque coupe, le cylindre puis les portions, ont tendance à bouger sous l'effet de pénétration de la lame. Ce 40 phénomène étant d'autant plus important que la lame est épaisse. Ainsi la précision de la machine est masquée par les mouvements successifs des portions et ne permet pas d'obtenir un grand nombre de portions de valeur pondérale identique ou similaire dans des tolérances fixées par la loi. Souvent il reste une portion finale cumulant les imprécisions de toutes les coupes précédentes d'autant plus important que le nombre de 45 portions à réaliser est important. D'autre part lorsque le produit tourne sur son axe, une limitation de vitesse est nécessaire pour éviter une centrifugation des portions et la perte de position de celles ci. On connaît certains artifices permettant de limiter ces mouvements et notamment des presseurs sur mouvement verticaux venant maintenir les produits sur leur support au 50 moment de la descente et de la remontée de la lame. Ces presseurs ont une efficacité limitée en déformant et marquant les produits sous l'effort de pressage. Un autre artifice utilise des bras latéraux pour ramener les portions pendant la coupe ou après un certain nombre de coupes avec l'inconvénient de marquer les produits tout en assurant un résultat plutôt aléatoire. D'autre part, cette technique ne peut être mise en oeuvre efficacement avec une lame tournante au risque de rencontrer un bras avec un angle de coupe correspondant à la position du bras. Un autre inconvénient réside dans le fait qu'il est très difficile d'assurer l'extraction des ces portions un fois l'ensemble du cylindre coupé et permettre un emballage aisé. Une technique d'extraction par bras robotisé muni d'un ensemble de pinces ou de ventouses permet de palier au problème sur les portions de taille importante. Le problème reste entier sur les portions très petites et fragiles ne permettant pas ce type de préhension. Il existe une méthode d'extraction par gravité ou par bras robotisé qui consiste à découper au préalable le produit en deux parties plus ou moins égales, puis à placer ce demi produit à plat sur un dispositif tournant. Le centre de rotation de ce dispositif tournant correspondant à l'axe suivi par un bord de la lame lors de sa descente verticale. La partie à couper étant placée au bord du support et en porte à faux, la portion coupée chute par gravité sur un convoyeur placé immédiatement derrière le plateau. La chute pouvant être assistée ou non. D'autre part, la chute se fait par basculement avec l'inconvénient que plus la portion est de poids faible, plus elle présente du mal à chuter et il devient difficile de maîtriser sa position sauf à utiliser un bras automatique d'assistance qui permet de maîtriser celle ci. D'autre part, cette technique n'admet qu'au maximum la découpe de deux produits simultanés si l'on place les plateaux chacun avec 1 `axe de rotation correspondant aux bords de la lame. Résumé de l'invention : Un premier problème que se propose de résoudre l'invention est d'obtenir une machine permettant la découpe de portions à valeur pondérale variable ou fixe dans les produits alimentaires cylindriques ou polygonaux quelque soit leur forme extérieure et quelque soit la forme du carottage central s'il existe. Un deuxième problème posé est de permettre une extraction aisée des tranches grâce à une chute régulière de celle ci afin de créer des arrangements ou de permettre une chute 35 directement dans un emballage circulant sous le poste de coupe. Un troisième problème est de permettre la coupe simultanée d'un grand nombre de produit simultanément. Un cinquième problème est de permettre un accès facilité pour les opérations de maintenance et de nettoyage des organes de maintien et de coupe. 40 Un sixième problème est de concevoir une machine de découpe correspondant aux normes en vigueur dans l'industrie agroalimentaire. Description sommaire des figures : 45 Un dispositif de découpe utilisé notamment pour assurer une découpe de produits agroalimentaires, les produits agroalimentaires étant préalablement coupés en deux demi cylindres qui sont déposés verticalement sur un plateau pivotant. Le pivotement du support étant réalisé sur un axe parallèle au fil de coupe de la lame. Le produit est maintenu en place par une ventouse ou une griffe de maintien. L'axe de pivotement des 50 supports étant positionné grâce à un moteur électrique à un angle précis par rapport au plan défini par la surface supérieure de la lame. Une lame dont une face est perpendiculaire aux produits et animée d'un mouvement horizontal permet de faire pénétrer le fil de celle ci du pourtour vers le centre présumé du produit. Les tranches ainsi obtenues sont séparées du produit par la lame et tombent naturellement et par gravité au droit de chaque produit sur un support situé immédiatement sous la lame. Entre chaque cycle d'aller et retour de la lame, le produit est positionné à un nouvel angle. L'entraxe entre chaque produit à découper peut facilement correspondre à un entraxe connu et reproduire un entraxe symbolisé par des barquettes d'emballage. Le positionnement dans le deuxième axe étant réalisé par avance du support à une position correspondant au pas d'entraxe entre chaque barquette. La valeur des angles de positionnement successifs des supports permet grâce à une analyse préalable des produits à découper d'obtenir des tranchettes ou des portions de poids fixe. L'analyse par un scanner permet de lire les déformations surfaciques et éventuellement les irrégularités internes du produit. La corrélation du poids et du volume et éventuellement des variations densimétriques permet de positionner les angles de coupe pour obtenir des masses pondérales identiques ou similaires. En fin de cycle de découpe, le support pivotant se retrouve face au support de réception des tranches. Une ouverture des griffes ou un flux d'air dans la ventouse permet l'extraction de la dernière tranche ou talon. Un axe rotatif horizontal (M1) permet de positionner des supports (M2) à des 20 angles précis grâce à une motorisation asservie. Un dispositif de maintien par griffage ou ventouses (M3) intégré dans les supports (M2). et solidaire de l'axe rotatif (Ml). Un dispositif de guidage latéral (M4) et supérieur (M10) permettant le passage des supports (M2) et ventouses ou griffes (M3). 25 D'une lame (M5), montée sur un système de guidage linéaire qui permet sa mobilisation horizontale. Le mouvement de la lame étant assuré par un actionneur électrique ou pneumatique et avantageusement peut être composé d'un ensemble bielle-manivelle. D'un système de réception des tranches ou convoyeur de réception (Mll) dont 30 l'avance est asservie à la cadence de coupe et permettant la mise en position de barquettes d'une part et acceptant aussi la chute directe des tranches d'autre part. - Afin d'obtenir une qualité de découpe, la lame de découpe (M5) peut être une lame de découpe connectée à un générateur à ultrasons. - Les supports de produits (M2) peuvent être multiples et occuper la totalité de la 35 largeur de la lame (M5). La machine peut être transférée d'un poste de travail à l'autre en fonction des besoins de l'utilisateur. Description des dessins : 40 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 de face avec la lame de découpe (M5). -la figure 2 représente une vue latérale gauche. 45 -la figure 3 représente une vue de dessus. Description détaillée : Un système de découpe composé d'un support (M2) permettant la réception des produits 50 (MO) verticalement et faisant correspondre l'axe du produit avec l'axe de rotation (Ml). Un axe horizontal (Ml) et tournant à angles calculés relie l'ensemble des supports (M2). Il peut être imaginé de mobiliser séparément chaque support de coupe afin de réaliser des angles différents suivant chaque support. Un système de maintien du produit par ventouses ou griffes (M 3) permet une sécurisation et la maîtrise de la position des produits. Des guides latéraux (M4) et supérieur (M10) assurent la tenue des produits. Une lame (M5) dont le fil est placé horizontalement et parallèle à l'axe (Ml) montée sur un chariot animé d'un mouvement horizontal et perpendiculaire à l'axe horizontal (Ml) permettant de faire pénétrer la lame (M5) dans le produit jusqu'en son centre. Une rampe de soufflage (M6) permettant l'assistance de la chute et facilitant le décollage des produits très collants. Un support de réception (Ml i) pouvant accueillir directement des tranches à une position précise matérialisée ou non par barquettes posées au droit de la chute des tranches sur le support (Mil). L'angle d'entrée de la lame dans le produit peut être perpendiculaire (M7) ou oblique 15 (M8) afin de cumuler l'effet coupe avec un effet de sciage. La lame (M5) peut être à ultrasons ou classique. La présente innovation n `est pas limitée au mode de réalisation décrit et illustré, de nombreuses modifications peuvent êtres réalisées sans pour autant sortir du cadre défini 20 par la portée du jeu de revendications. D'autres entraînements peuvent êtres prévus pour les translations de la lame (M5), pour la rotation des supports (M2), pour l'extraction des tranches. 25 30 35 40 45 50 Revendications: 1. -Système de découpe, utilisé notamment pour assurer une découpe de produits alimentaires (MO), les produits alimentaires devant être prédécoupés en demi 5 produits. Des ventouses ou griffes de maintien (M3) insérées dans des supports (M2). - Des guides de maintien (M4) et galets (M10). Des supports (M2) actionnés par un ou des axes horizontaux dont chaque axe est 10 actionné par des moteurs (M9). - Une lame de découpe (M5), se déplaçant linéairement suivant un axe perpendiculaire (Ml) ou oblique (M8) par rapport à l'axe de rotation (M1). 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tranches tombent 15 directement sur un support de réception (M 11) pouvant être un convoyeur, une table, des barquettes, un intercalaire. 3. Machine selon la revendication 1, 2 caractérisée en ce que les moyens de découpe (M5) peuvent être raccordés à un générateur à ultrasons. 20 4. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que les positions angulaires successives des supports (M2) peuvent êtres déterminées à l'avance par intégration du poids corrélé au volume ou à la variation de densité du produit (MO) et calculé avant la découpe des portions pour obtenir un nombre de portions de 25 valeur pondérale similaire. Déposant : ERMATEC 30 35 40 45