Brevet FR3104055A1 — publié le 20210611

Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, issu d'une buse de sortie (14) permettant au moins une mise en forme dudit produit de faible consistance, comprenant des moyens d'entraînement (20) et des moyens de tranchage (22), caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (20) comprennent un moteur (24), un arbre moteur (26) passant à travers une platine support (30), un train épicycloïdal (42) comprenant au moins un pignon central (44) solidaire dudit arbre moteur et une couronne mobile (60), montés coaxialement, et en ce que les moyens de tranchage (22) comprennent un fil de tranchage interposé entre ledit pignon central (44) et ladite couronne mobile (60). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE TRANCHAGE DE PRODUITS EN FORME, NOTAMMENT DE PRODUITS DE FAIBLE CONSISTANCE L’invention concerne un dispositif de tranchage de produits en forme, notamment des produits de faible consistance de l'industrie alimentaire tels que du caillé pour la fabrication de fromages, des pâtes molles ou encore de la pâte d'amande ou des sushis. L'industrie alimentaire comme celle du fromage est amenée à industrialiser les procédés de production de produits et un exemple particulier est l'industrie des produits laitiers. La transformation du lait conduit à de la fabrication de beurre, de fromages et un moyen de mise en forme efficace à certaines étapes et notamment lors de la mise en forme de caillé, est une sorte d'extrusion car le produit est poussé à travers une buse, sous forme de cylindres de section choisie, circulaire, ovale, à facettes puisque ce sera la forme finale du fromage. Une telle extrudeuse est nommée "poussoir" dans la profession, la sortie étant une buse de sortie. Le problème des produits frais tels que du caillé, est qu'ils présentent une faible consistance et que pour pouvoir les travailler et qu'ils soient présentables et qu'ils aient la forme finale recherchée notamment, il faut les mettre en forme. La vitesse de production est très importante, par exemple, on peut atteindre des vitesses de production de 300 bûchettes d'une dizaine de centimètres par minute pour donner un ordre d'idée. Un autre problème est aussi la quantité de produit car il faut que le tranchage soit parfaitement répétitif pour que la quantité de caillé par exemple qui sera placée dans un contenant ou sur des claies, soit identique tout au long de la production. De cela dépend le poids du fromage final. La quantité dépend du volume donc de la longueur découpée puisque la section et la densité du produit sont connues. Il en serait de même pour des sushis ou de la pâte d'amandes. Malgré des vitesses élevées de poussage, plusieurs mètres minute, il faut pouvoir trancher des portions de ce cylindre continu, de faible consistance. Lors de la coupe, la vitesse est importante pour couper une section qui soit transversale et non inclinée, mais il faut aussi que la vitesse puisse ralentir afin de découper la longueur souhaitée et donc il faut pouvoir laisser le temps au produit d'être poussé de la longueur définie entre deux coupes. De même, il faut que l'outil de coupe soit le plus fin possible pour éviter de gaspiller du produit en entraînant de la matière d'une part et surtout pour éviter la dégradation du pouvoir de coupe de l'outil de coupe du fait de ces dépôts d'autre part. cette matière entraînée est nommée "des fines". Le problème qui se pose est antinomique car il faut diminuer les dimensions de l'outil de coupe pour qu'il présente une section la plus faible possible pour limiter la production de fines mais en même temps qu'il puisse être très rigide pour assurer une qualité de coupe optimale, une bonne précision et une répétabilité. On connaît des dispositifs de coupe avec des fils dont un point est fixe et l'autre est mobile mais dans ce cas, la coupe est obtenue par un effet aller-retour, ce caractère alternatif ne donne pas satisfaction du point de vue de la cadence de travail, du caractère non symétrique de l'outil et cet agencement conduit à des usures prématurées de l'outillage. Une demande de brevet français FR 2 951 658 décrit un dispositif très efficace avec un fil qui est disposé à l'extrémité d'un porteur mis en rotation afin de trancher notamment un cylindre de produit issu du lait frais, extrudé. L'extrémité du fil de coupe vient couper transversalement par rapport à l'axe longitudinal du cylindre et assure une coupe franche. La rotation est rapide et il est possible de découper des bûches ou des palets de différentes longueurs avec des cadences élevées. Il est prévu des moyens de nettoyage de ce fil de coupe durant le cycle qui, du fait de son diamètre suffisamment important nécessaire pour lui conférer la rigidité suffisante, génère des fines. Le but est de proposer un dispositif de tranchage très nette par un fil de diamètre très fin, de l'ordre de 0,5 à 1,5 mm, avec une rotation complète, avec une vitesse de rotation parfaitement contrôlée, un dispositif de fil de coupe tendu entre deux points de fixation , permettant de proposer des cycles courts et donc un rendement augmenté, ceci en supprimant le nettoyage du fil de fait du diamètre très limité dudit fil. De plus, la vitesse de tranchage doit être parfaitement maîtrisée pour réaliser une coupe droite ou une coupe inclinée suivant les besoins de présentation finale du produit et la présente invention propose un agencement dans ce but. Un tel dispositif est adapté pour trancher du caillé par exemple mais tout aussi bien des sushis, de la pâte d'amande, c’est-à-dire des produits de faible consistance. La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’un mode de réalisation particulier, illustratif et nullement limitatif de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, parmi lesquelles : représente une vue éclatée en perspective du dispositif de tranchage selon la présente invention, représente une vue en perspective du dispositif de tranchage selon la présente invention, monté, représente une vue de face du dispositif de tranchage selon la présente invention, monté, représente une vue de dessus du dispositif de tranchage selon la présente invention, monté. Le dispositif de tranchage 10 de produits en forme, selon la présente invention, notamment des produits de faible consistance tels que du caillé pour la fabrication de fromages, est maintenant décrit en regard des différentes figures indifféremment. Le dispositif de tranchage 10 est interposé dans une ligne de production de produits de faible consistance 12 qui comprend de façon parfaitement connue, des moyens de mise en forme par exemple une mouleuse dans le cas retenu du caillé, en amont, et des moyens de convoyage C, en aval, non représentés de façon complète. On a représenté, sur les différentes figures, la buse de sortie 14 de la mouleuse, de façon analogue à la filière d'une extrudeuse. Cette buse 14 a pour rôle de mettre en forme et de calibrer le produit de faible consistance avant sa découpe. Le fait de calibrer le produit, en l'occurrence sous forme d'un cylindre continu, de diamètre constant et défini, permet de distribuer un volume déterminé par unité de longueur. Cette buse est raccordée en amont à un tube d'alimentation 16 en produit. La buse 14 présente un trou de sortie 18 de plus faible diamètre que le diamètre intérieur de ladite buse de façon à permettre une mise en pression destinée à compacter le produit et à lui conférer une consistance suffisante, pour être coupé. Le trou de sortie 18 de cette buse 14 débouche dans un plan P1 et un cylindre de produit de faible consistance est généré avec un axe longitudinal X. Cet axe X est incliné par rapport à un axe longitudinal N, normal au plan de rotation P des moyens de coupe ci-après décrits et le plan P1 est décalé angulairement par rapport à ce plan normal, voir figure 2 et 3. Le dispositif de tranchage 10 selon la présente invention comprend des moyens d'entraînement 20 de moyens de tranchage 22. Les moyens d'entraînement 20 comprennent un moteur 24. Ce moteur 24 est du type "brushless" c’est-à-dire un moteur à pilotage numérique autorisant un contrôle complet de la vitesse dudit moteur ceci tout au long des 360° de rotation. Le moteur 24 présente arbre moteur 26 en sortie d'un boitier moteur 28. Le boîtier moteur 28 porte une platine support 30, fixe, avec des trous de passage, un premier trou de passage central 32 de l'arbre, un deuxième trou de passage 34 excentré pour laisser passer la buse 14, et un troisième et un quatrième trou 36 et 38 de passage, excentré aussi et dont l'utilité sera précisé ci-après. Cette platine support 30, fixe, reçoit de façon coaxiale, une couronne de roulage 40, fixée de façon entretoisée par rapport à ladite platine support 30, fixe. Cette couronne de roulage 40 est donc fixe également. Les moyens de tranchage 22 comprennent un train épicycloïdal 42 comportant un arbre central 43 solidaire en rotation de l'arbre moteur 26, cet arbre central 43 comprenant un pignon central 44 et une jupe 45 se prolongeant vers l'aval. Cette jupe 45 permet de changer le pignon sans modification de l'arbre moteur 26. Cet arbre moteur 26 tourne dans un palier central 46 solidaire du boîtier moteur 28. Ce pignon central 44 attaque un premier pignon 48 monté libre en rotation dans un premier palier 50 fixe, ledit palier 50 passant à travers le troisième trou 36 de la platine support 30. Ce premier pignon 48 attaque un deuxième pignon 52 solidaire d'un arbre 54 monté à rotation dans un deuxième palier 56 supporté également par la platine support 30, fixe, ledit palier 56 passant à travers le quatrième trou 38 de la platine support 30. Cet arbre 54 est muni d'un troisième pignon 58 moteur qui entraîne une couronne 60. Cette couronne 60 est rapportée dans un carter annulaire 62 comportant au moins deux flasques 64-1 et 64-2. Ce carter est équipé sur sa périphérie de galets de roulage 66, régulièrement répartis, les galets auraient pu être fixés directement sur la couronne 60. Ces galets de roulage 66 présentent un axe de rotation parallèle à l'axe Y et sont munis d'une gorge 68 apte à coopérer avec la périphérie de la couronne de roulage 40. Certains galets de roulage 66, peuvent être montés sur un excentrique afin de régler le centrage sur la platine support 30, fixe. Le ratio des engrènements est tel que la périphérie de la jupe 45 tourne exactement à la même vitesse de rotation que la périphérie de la couronne 60, les vitesses linéaires périphériques étant bien sûr différentes. La couronne 60 et le pignon central 44 sont parfaitement coaxiaux, par rapport à l'axe Y. Les moyens de tranchage 22 sont complétés par un fil de tranchage 70, métallique en l'occurrence. Ce fil de tranchage 70 est fixé et tendu entre deux serre-fils, un premier serre-fil intérieur 72, et un second serre-fil 74, extérieur. Le premier serre-fil intérieur 72 est rapporté sur le pignon central 44, sur sa périphérie et plus particulièrement sur la jupe 45. Le second serre-fil 74 est rapporté sur la périphérie de la couronne 60 du train épicycloïdal 42. Le fil 74 est donc tendu entre deux points fixes, selon un rayon de la couronne 60, et son diamètre est très faible de l'ordre de 0,5 à 1,5 millimètre. Le tranchage du cylindre est franc et le fil de tranchage n'entraîne pas de fines avec une telle section. Le plan de tranchage P1 étant incliné, suivant le trajet du fil de tranchage, le déplacement du cylindre de produit poussé compense le décalage continu lié à la durée du tranchage. Si bien sûr la coupe est choisie en biais alors le décalage provoque une coupe en biais maîtrisée. Le fonctionnement du dispositif de tranchage selon la présente invention, appliqué à des produits en forme, notamment des produits de faible consistance, est maintenant décrit en regard des différentes figures. Le produit est alimenté par le tube 16 et pressé à travers une buse 14 avec une certaine pression induisant une cohésion. Le produit pressé sort à travers le trou de sortie 18. La platine support 30 est rapportée sur le boîtier moteur 28. Le moteur 24 entraîne l'arbre moteur 26 et donc le train épicycloïdal 42. Dans le train épicycloïdal la couronne 60 tourne à la même vitesse que le pignon central 44 donc à la même vitesse que la jupe 45. Le fil de tranchage 70 de très faible diamètre n'entraîne que très peu de fines et ne nécessite donc pas de nettoyage continu. Le tranchage est franc et la précision est élevée si bien que les paramètres dimensionnels et de densité sont reproductibles et donc les quantités de chaque produit tranché sont identiques. Le dispositif de tranchage selon l'invention recourt à un train épicycloïdal si bien que la vitesse du fil est parfaitement maîtrisée tout au long des 360° de rotation. Par contre, durant le temps de tranchage, la vitesse peut être parfaitement ajustée et contrôlée pour que le cylindre pressé continuant à être produit et se déplaçant longitudinalement, le tranchage soit perpendiculaire à l'axe du cylindre ou inclinée. L'axe de sortie est incliné si bien que cette inclinaison compense aussi le décalage induit par le temps de tranchage. On constate que le dispositif de tranchage selon la présente invention est très fiable du fait de la vitesse contrôlées, du nombre réduit d'éléments en mouvement et de la parfaite tenue du fil tendu et ceci selon un rayon de la couronne 60 du train épicycloïdal. Les paramètres de tranchage doivent être réglés à chaque production en fonction des dimensions définies pour chaque produit, de la nature du produit et des cadences souhaitées, dans la limite des possibilités du dispositif. Les moyens de convoyage C sont également pilotés en déplacement de façon à provoquer un espacement entre les produits tranchés. Le dispositif de tranchage selon la présente invention est extrêmement accessible et un capot, non représenté, muni d'éléments de protection permet d'interdire l'accès aux éléments tournants lorsque le dispositif est en service. Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, issu d'une buse de sortie (14) permettant au moins une mise en forme dudit produit de faible consistance, comprenant des moyens d'entraînement (20) et des moyens de tranchage (22), caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (20) comprennent un moteur (24), un arbre moteur (26) passant à travers une platine support (30), un train épicycloïdal (42) comprenant au moins un pignon central (44) solidaire dudit arbre moteur et une couronne mobile (60), montés coaxialement, et en ce que les moyens de tranchage (22) comprennent un fil de tranchage (70) interposé entre ledit pignon central (44) et ladite couronne mobile (60). Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine support (30), fixe, reçoit de façon coaxiale, une couronne de roulage (40), fixée de façon entretoisée par rapport à ladite platine support (30), fixe. Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couronne (60) comprend des galets de roulage (66) munis d'une gorge (68) aptes à coopérer avec la périphérie de la couronne de roulage (40). Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon la revendication 3, caractérisé en ce que au moins trois galets de roulage (66) sont montés sur un excentrique afin de régler le centrage sur la platine support 30, fixe. Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ratio des engrènements du train épicycloïdal (42) est tel que le pignon central (44) tourne à la même vitesse de rotation que la couronne (60). Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (24) est du type brushless. Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil de tranchage (70) est fixé et tendu entre deux serre-fils, un premier serre-fil intérieur (72), et un second serre-fil (74), extérieur, le premier serre-fil intérieur (72) étant rapporté sur le pignon central (44), et le second serre-fil (74) étant rapporté sur la périphérie de la couronne (60) du train épicycloïdal (42) de façon que le fil soit orienté selon un rayon . Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne (60) comprend des trous de passage, un premier trou de passage central (32) de l'arbre moteur (26), un deuxième trou de passage (34) excentré pour laisser passer la buse (14), et un troisième et un quatrième trou (36, 38) excentrés, de passage de paliers du train épicycloïdal (42). Dispositif de tranchage d'un produit de faible consistance, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil de tranchage (70) est d'un diamètre compris entre 0,5 et 1,5 millimètre.