Machine automatique pour découper des produits en tranches La présente invention concerne une machine automatique pour le découpage en tranches de pro duits comme la viande pour fournir un nombre donné de tranches qui pèsent un certain poids prédé terminé.
Dans un grand nombre d'industries, en particu lier dans l'industrie de traitement des produits ali mentaires, il est coutumier d'empaqueter des matiè res d'une façon qui facilite la vente ultérieure sur une base de poids unitaire. A titre d'exemple de ce qui précède, on peut citer l'industrie d'empaquetage de la viande dans laquelle par exemple le jambon découpé en tranches est généralement empaqueté et vendu par unités de 500 g.
Un progrès considérable a été réalisé dans la construction des machines à découper en tranches qui sont destinées à fournir la matière découpée en tranches, sous une forme quai simplifie l'empaquetage. D'une manière typique, ce type de machine est une machine à découper le jambon en tranches dans laquelle un vérin hydraulique fait avancer un bloc de jambon sur le trajet d'une lame-couteau rotative, en s'arrêtant par intermittence de façon que les tran ches de jambon soient décalées ou imbriquées par groupes s'approchant étroitement du poids unitaire voulu, par exemple une livre ou 500 g.
D'une façon générale, le jambon est découpé en tranches par la machine décrite ci-dessus pour four nir un nombre donné de tranches, la vitesse du vérin déterminant l'épaisseur de la tranche nécessaire pour fournir le poids initial voulu. Etant donné qu'en général, les blocs de jambon n'ont pas un poids uni forme, une variation du poids d'un nombre donné de tranches d'une épaisseur donnée découpées à par tir d'un bloc en comparaison de celles découpées à partir d'un autre bloc a tendance à se produire.
Jusqu'à présent, on l'a généralement surmonté en pesant manuellement chaque groupe de tranches pour déterminer s'il y a une trop grande quantité ou une trop faible quantité de jambon dans chaque groupe de tranches décalées. Evidemment, ceci cons titue un processus prenant beaucoup de temps et coûteux.
Un autre problème particulier du découpage en tranches du jambon et éventuellement d'autres opé rations analogues réside dans le fait que les quelques premières tranches du jambon provenant d'un bloc quelconque ont tendance à ne pas être uniformes et d'un aspect désagréable. En général, ces premières tranches ne sont pas empaquetées et vendues comme jambon de première qualité.
Jusqu'à présent, on avait l'habitude en pratique de laisser de côté le premier groupe de tranches pro venant d'un bloc qui comprend non seulement les quelques premières tranches mais le reste des tran ches constituant le nombre donné de tranches pour lequel la machine est réglée.
La machine automatique selon la présente inven tion pour découper des produits en tranches présente un couteau rotatif fixé à un arbre entraîné à une vitesse constante par une source d'énergie, un vérin d'avance actionné hydrauliquement pour faire avan cer la matière à découper en tranches sur le trajet du couteau, un moyen de réglage de la vitesse d'avance pour régler la vitesse d'avance du vérin, un moyen de commande d'arrêt et de mise en marche pour commander l'arrêt et la mise en marche du vérin, un mécanisme automatique de compensation du poids pour déterminer la hauteur de la matière en cours de découpage et pour fournir un signal de sortie proportionnel à ladite hauteur,
et un moyen de transmission connectant la sortie du mécanisme de compensation du poids au moyen de réglage de la vitesse d'avance, de façon à régler la vitesse d'avance du vérin suivant la hauteur de la matière à découper, et cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un mécanisme de réglage automa tique de l'avance comprenant un moyen compteur fournissant des signaux de sortie représentant des intervalles d'avance et d'arrêt alternés, une sonde fixée à la machine pour détecter l'arrivée du bord menant de la matière à découper dans une position choisie en avant du couteau et pour fournir un signal de sortie représentant cette arrivée,
un moyen de commande principal sensible au signal de sortie de la sonde pour arrêter le vérin et rendre ledit moyen de commande de la mise en marche et de l'arrêt sensible aux signaux de sortie du moyen compteur de façon qu'un mouvement d'avance supplémentaire du vérin s'effectue sous la commande directe du moyen compteur et un mécanisme de synchronisa tion reliant le mécanisme compteur à l'arbre du cou teau de façon que la rotation dudit arbre entraîne le mécanisme compteur, le mécanisme de synchronisa tion permettant la rotation du mécanisme compteur par rapport audit arbre de façon que le mouvement de mise en marche et d'arrêt du vérin d'avance soit synchronisé avec l'orientation du couteau rotatif.
Cette machine comprend de préférence un moyen de commande principal sensible au moyen de sortie de la sonde pour arrêter le vérin et rendre le moyen de commande de la mise en marche et de l'arrêt sen sible aux signaux de sortie du moyen compteur de façon qu'un mouvement d'avance supplémentaire du vérin se poursuive sous la commande directe du moyen compteur.
On peut en outre prévoir dans cette machine une soupape hydraulique rotative destinée à régler la vitesse d'avance du vérin et un moyen de command de mise en marche et d'arrêt pour commander l'arrêt et la mise en marche du vérin, un mécanisme de compensation automatique du poids ayant une série de doigts montés à pivot et transversalement espacés sur le trajet de la matière à découper en tranches, les doigts étant destinés à glisser sur la sur face supérieure de la matière à découper, une série de cylindres hydrauliques reliés respectivement aux doigts et sensibles à leur position de pivotement,
et un collecteur sensible aux signaux de sortie des cylin dres hydrauliques et fournissant un signal de sortie qui est égal à la somme algébrique des sorties des cylindres, et un moyen de transmission comprenant un cylindre hydraulique principal relié au collecteur et sensible à son signal de sortie, et un réducteur à vis sans fin présentant un corps, une roue à denture droite tourillonnant dans ce dernier, et une vis sans fin qui engrène avec les dents de la roue dentée, la roue à denture droite étant reliée à la soupape rotative, et le corps étant sensible à la sortie du cylindre hydraulique principal et étant destiné à être mis en rotation par le mouvement de va-et-vient de la tige de piston du cylindre hydraulique principal,
de façon que la vitesse d'avance du bras soit réglée en fonction de la hauteur de la matière à découper en tranches.
On comprendra mieux la présente invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels la fig. 1 est une élévation de face en partie en coupe transversale d'une forme d'exécution de la machine à découper en tranches selon l'invention ; la fig. 2 est une vue en plan à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 des doigts de maintien et des éléments associés ; la fig. 3 est une élévation de côté, en partie en coupe, de l'un des doigts de maintien suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
la fig. 4 est une élévation de côté à plus grande échelle de la sonde associée à l'un des doigts suivant la ligne 4-4 de la fig. 2 ; la fig. 5 est une élévation de face des doigts et éléments associés de la fig. 2 ; la fig. 6 est une élévation de côté de la partie de la structure représentée sur la fig. 4 montrant l'effet du mouvement vertical de la sonde ; la fig. 7 est une vue en perspective des divers éléments du mécanisme de compensation automati que du poids ;
la fig. 8 est une vue schématique de la relation des éléments de l'accouplement mécanique suivant la ligne 8-8 de la fig. 7 ; la fig. 9 est une élévation de face suivant la ligne 9-9 de la fig. 1 d'un mécanisme de synchronisation ; la fig. 10 est une élévation de côté, suivant la ligne 10-10 en partie en coupe, du mécanisme repré senté sur la fig. 9, et la fig. 11 est un schéma du montage électrique.
En se référant plus particulièrement à la fig. 1, on a représenté une machine à découper en tranches 10, d'une façon typique, construite avec un socle 11 sur lequel sont montées les diverses pièces consti tuantes d'une machine automatique à découper en tranches. Des éléments de support d'extrémité 12 et 13 sont reliés au socle 11 et supportent un arbre rotatif 14 dans des paliers 15 et 16. Un arbre 14 est actionné par un moteur 17. A l'extrémité opposée de l'arbre 14 est reliée une lame ou couteau 18 qui pré sente un bord tranchant radial (non représenté).
Sur les dessins, la machine 10 est représentée comme étant destinée à être utilisée pour découper des blocs de jambon en tranches, mais il est évident qu'on peut utiliser une machine quelconque de ce type général conjointement aux mécanismes de com mande de la présente invention. Comme on le voit sur la fig. 1, un bloc de jambon 19 repose sur une plaque 20, cette dernière reposant sur le socle 11. Le bloc 19 est avancé vers la lame ou couteau 18 par la manaeuvre d'un vérin 21. Ce dernier est animé d'un -mouvement de va-et-vient par un système hydraulique (non représenté). Les détails du mouve ment du vérin 21 n'entrent pas dans le cadre de la présente demande, et sont bien connus des spécialis tes.
Il suffit de noter à ce sujet que le système hydraulique destiné à déplacer le vérin 21 est classi que et est réglé par une soupape de réglage d'écoule ment sensible à un réglage rotatif. En outre, le mou vement d'ensemble marche-arrêt du vérin 21 est commandé par un mécanisme électrique classique également non représenté.
La partie détectrice du mécanisme automatique de compensation du poids est représentée en détail sur les fig. 2, 3 et 5. Cette partie du mécanisme comprend des doigts de maintien 22, 23, 24, 25, 26 et 27. Bien qu'on utilise six doigts de maintien dans la forme de réalisation représentée sur les des sins, il est évident que le nombre de ces doigts est une question de choix. Comme représenté en par ticulier sur la fig. 3, les doigts de maintien peu vent pivoter autour d'un arbre 28. Comme repré senté sur la fig. 3, le doigt de maintien 26 présente une patte 29 montée sur un moyeu, patte qui tourne autour de l'arbre 28 par suite du mouvement corres pondant du doigt 26.
Chacun des doigts de maintien est équipé de la même façon.
Comme représenté en :détail sur les fig. 2 et 3, des cylindres hydrauliques 30, 31, 32, 33, 34 et 35 sont associés aux doigts de maintien 22 à 27 respec tivement. Les cylindres 30 et 35 présentent des tiges 36 à 41 de piston respectivement.
Comme représenté sur la fig. 3, un mouvement ascendant du doigt 26 se traduit par une rotation de la patte 29, qui vient à son tour au contact du piston 40 et le contraint à déplacer une certaine quantité de fluide hydraulique dans le cylindre 34.
Chacun des cylindres 30 à 35 est relié à un col lecteur 42. Par conséquent, la somme de la totalité des déplacements des cylindres 30 à 35 est repré sentée par la quantité totale du fluide hydraulique refoulé dans le collecteur 42. 11 est avantageux d'uti liser une série de doigts de façon qu'une variation quelconque de la hauteur du bloc de jambon puisse être prise en considération pour déterminer l'épais seur appropriée des tranches nécessaires pour four nir le poids unitaire prédéterminé à un nombre donné de tranches.
La fig. 7 montre le collecteur 42 et sa liaison avec le reste du mécanisme automatique de compen sation du poids sera décrite en particulier en se réfé rant à cette figure. En supposant, aux fins de la description, qu'il se produit un déplacement positif d'ensemble du fluide hydraulique dans le collecteur 42, ce déplacement s'effectue par une conduite 43. Cette dernière est reliée à un réservoir de fluide hydraulique 44 qui sera décrit en détail ci-après. Une conduite 45, qui, pendant le fonctionnement du mécanisme automatique est relié directement à la conduite 43, transporte le fluide déplacé dans le cylindre hydraulique principal 46.
Le cylindre hydraulique principal 46 présente une tige 47 de soupape qui est animée d'un mouve- ment de va-et-vient suivant l'admission du fluide dans le cylindre. Des ressorts de tension 48 sont montés entre la tige 47 de piston et une extrémité 49 du cylindre principal 46 pour contraindre la tige 47 à se déplacer dans le cylindre hydraulique 46 en réponse à un déplacement négatif du fluide à partir du collecteur 42.
En d'autres termes, si le mouve ment moyen des doigts 22 à 27 s'effectue de haut en bas, le collecteur 42 manque de fluide en raison du fluide entrant dans les divers cylindres 30 à 35. Afin de rendre cette phase de l'action de commande plus positive, on prévoit les ressorts 48. 11 est évident que le mouvement en sens inverse de la tige 47 de- piston provoqué par le déplacement positif du fluide 42, est positif de façon inhérente quant à son effet, et ainsi l'utilisation des ressorts 48 n'affecte pas ce mouvement.
La tige 47 de piston est reliée à une timonerie 50 qui comprend un étrier 51 auquel est relié un eeillet 52 par un goujon 53. L'aeillet 52 peut tourner libre ment par rapport à l'étrier 51 en raison de la liaison par le goujon.
La tige 54 relie l'oaillet 52 de la timonerie 50 à un mécanisme actionné mécaniquement convenant pour transformer le mouvement de va-et-vient de la tige 47 de piston en un signal de commande appli qué au système hydraulique de la machine à décou per en tranches de façon que la vitesse du vérin 21 puisse être réglée en fonction de l'épaisseur du jam bon ou autre matière à découper en tranches.
Comme indiqué plus haut, la commande de vitesse du système hydraulique est réalisée habituelle ment en utilisant une soupape qui, lorsqu'elle est mise en rotation dans un sens, augmente la vitesse, et qui, lorsqu'elle est mise en rotation dans le sens opposé, diminue la vitesse. Par conséquent, il est nécessaire de transformer le mouvement alternatif de la tige 47 de piston en un mouvement rotatif. Dans ce but, on utilise une liaison mécanique comme un réducteur à vis sans fin.
La fig. 7 représente un réducteur 55. Ce dernier comprend essentiellement un corps 56, une vis sans fin 57 et une roue à denture droite 58, ces deux derniers éléments étant représentés sur la fig. 8. Un prolongement 59 est relié au corps 57 comme repré senté sur la fig. 7. La tige 54 est reliée à pivot à la partie inférieure du prolongement 59 par une timonerie 60.
Ainsi qu'on le sait, un réducteur à vis sans fin se bloque automatiquement. En d'autres termes, en se référant à la fig. 8, la rotation de la vis sans fin 57 produit une rotation proportionnée de la roue à denture droite 58 tandis qu'il est impossible de faire tourner la vis sans fin 57 en entraînant la roue à denture droite 58. Ainsi, dès que la relation entre la roue à denture droite 58 et la vis sans fin 57 est établie par un mouvement manuel du bouton 61 fixé à la vis sans fin 57, cette relation ne peut pas être modifiée excepté par une rotation supplémentaire du bouton 61.
Ainsi qu'il est coutumier, la roue à denture droite 58 tourillonne dans le corps 56, son palier étant représenté sur la fig. 7 et désigné par le numéro de référence 62. D'une façon analogue, la vis sans fin 57 tourillonne aussi dans le corps 56 du réducteur.
Comme représenté schématiquement sur la fi-. 7, la roue à denture droite 58 est reliée directement à la soupape de commande de la machine à découper en tranches, cette dernière n'étant pas représen tée plus particulièrement sur les dessins. Ainsi, une rotation quelconque de la roue à denture droite 58 provoque une rotation égale de la soupape de commande.
On va supposer que la tige 54 est déplacée de gauche à droite par suite d'un déplacement positif du fluide hydraulique à partir du collecteur 42. En rai son de la présence des liaisons ou timoneries décrites ci-dessus, le prolongement 59 est contraint de tourner dans le sens sinistrorsum et cette rotation est trans- mise à son tour au corps 56 du réducteur. Ainsi, le corps 56 du réducteur est contraint de tourner par le mouvement horizontal de la tige 54.
Comme indiqué plus haut, il ne peut pas se produire de mouvement relatif entre la roue à denture droite 58 et la vis sans fin 57à moins de faire tourner le bouton 61. Par conséquent, la rotation du corps 56 provoque une rotation égale de l'ensemble qui y est contenu, à savoir la roue à denture droite 58 et la vis sans fin 57. En d'autres termes, la roue à denture droite 58 est con trainte de tourner sur une distance exactement égale à la rotation du corps 56. Comme indiqué plus haut, cette rotation est alors transmise à la soupape de com mande de la machine à découper en tranches, et la vitesse du vérin 21 est réglée en conséquence.
On utilise principalement un réducteur 55 à vis sans fin en vue d'un réglage fin. Son fonctionnement est expliqué dans la description suivante. Au cours du découpage d'une certaine matière, telle qu'un bloc de jambon, les hauteurs maximum et minimum des blocs de jambon sont assez bien connues à l'avance.
A partir de ces chiffres, on peut facilement déter miner la hauteur moyenne. Etant donné qu'il est tou jours préférable de faire fonctionner un système de commande de façon à disposer d'une liberté égale aux deux extrémités, on fait tourner le bouton 61 en contraignant ainsi la roue dentée 58 à tourner, et ceci change à son tour le réglage de la soupape de commande de la machine à découper en tranches sans affecter la position du réducteur 56 et des élé ments associés comme la tige de liaison 54, la tige 47 de piston, etc.
Comme représenté schématiquement sur la fig. 7, on prévoit un cadran 63 et une aiguille indicatrice 64. Cette dernière est reliée à la roue à denture droite 58 pour représenter son mouvement, et le cadran 63 est fixe. Ainsi, le bouton 61 est mis en rotation, et cette rotation change la position de l'aiguille 64 au point de calibrage voulu pour la matière particulière à découper en tranches.
Le fonctionnement du système 44 comprenant un réservoir de fluide hydraulique est le suivant. Un réservoir transparent 65 sert de réserve de fluide ainsi que de chambre de purge. Comme représenté: sur la fig. 7, le réservoir 65 est relié à un raccord en T 66 qui est relié à son tour à une soupape 67 et à une extrémité 68 d'un cylindre hydraulique 69 manoeuvrable à la main. La soupape 67 est reliée à une soupape 70 qui est reliée à son tour à l'autre extrémité 71 du cylindre hydraulique 69.
L'air entraîné dans le circuit peut être traité dans le réservoir de la façon suivante. Les soupapes 67 et 70 sont ouvertes et les tiges 36 à 41 de piston sont animées manuellement d'un mouvement de va-et- vient de façon alternée avec la tige 72 de piston du cylindre hydraulique 69.
La méthode d'introduction du fluide hydraulique dans le système est la suivante. Les soupapes 67 et 70 sont toutes les deux ouvertes. La tige 72 de piston du cylindre 69 est extraite au maximum, puis réintroduite pour assurer l'expulsion de l'air entraîné. La tige 72 de piston est de nouveau extraite, et la soupape 67 est fermée. En ramenant la tige 72 de piston dans le cylindre 69, on pompe ainsi le fluide dans le système. Une quantité suffisante du fluide est introduite dans l'installation jusqu'à ce que la tige 47 de piston du cylindre 46 soit contrainte à com mencer à se déplacer. Il est souhaitable d'ajouter une quantité de fluide légèrement supérieure pour garan tir une action hydraulique positive et rapide.
On ferme alors la soupape 70, en isolant ainsi le circuit hydraulique.
Le mécanisme automatique de commande de l'avance repose sur l'utilisation d'une sonde pour indiquer la position de la matière en cours de décou page en tranches par rapport à la lame ou couteau rotatif. La fig. 4 représente une forme de réalisation d'un mécanisme à sonde convenant pour être utilisé avec la présente invention. Comme indiqué sur la fig. 2, le mécanisme 73 à sonde est associé au doigt de maintien 25. Ceci n'est qu'une question de com modité, et le mécanisme à sonde 73 peut en fait être associé à l'un quelconque des doigts de maintien du mécanisme de commande décrit ci-dessus.
Comme représenté sur la fi-. 4, le doigt de maintien 25 tourne autour de l'arbre 28. Une âme 74 est fixée au doigt de maintien 25 et à l'âme 74 est fixé un interrupteur- limiteur 75. Ainsi, la rotation du doigt de maintien 25 autour de l'arbre 28 provoque une rotation cor respondante de l'interrupteur-limiteur 75.
Le mécanisme 73 est constitué par un élément à trois doigts 76 qui présente des doigts 77, 78 et 79 fixés à un moyeu 80 qui peut tourner autour de l'arbre 28. Comme représenté sur la fi-. 4, un ensem ble à lobe 81 comprend un cliquet 82 qui est régla ble dans un sens ou dans l'autre par rapport au doigt 77 par un moyen décrit plus loin. Le mouvement du cliquet 82 est guidé par des vis 83 et 84 qui coulis sent dans des fentes 85 et 86 respectivement. L'emplacement particulier du cliquet 82 par rapport au doigt 77 est déterminé par la rotation d'un bou ton de mise en position 87.
Le bouton de mise en position 87 est relié à un arbre fileté 88 qui est relié à son tour à un étrier 89. Ce dernier pivote sur le cliquet 82 grâce à un gou jon 89. L'arbre 88 vient en prise par filetage avec le doigt 78. Par conséquent, une rotation du bouton de mise en position 87 provoque le déplacement de l'arbre 88 par rapport au doigt 78. Ce mouvement est transmis au cliquet 82 et il se déplace à son tour le long du doigt 77. On prévoit un écrou de blocage 91 pour bloquer la position de l'arbre 88 par rapport au doigt 78 et pour bloquer ainsi la position du cli- quet 82 par rapport au doigt 77.
Le prolongement de l'extrémité inférieure du cli- quet 82 est appelé lobe du mécanisme 73 de la sonde, et est désigné par le numéro de référence 92.
Comme indiqué sur la fig. 4, un ressort de ten sion 93 est monté entre le doigt 79 et l'âme 74. Ceci provoque l'application d'une pression constante con tre un segment de manoeuvre 94 de l'interrupteur- limiteur 75. La fig. 4 représente également une butée réglable 95 qui empêche le doigt 25 de tourner davantage dans le sens sinistrorsum.
Un goujon 96 est relié au doigt 77 du mécanisme 73. Ce goujon est normalement disposé dans la par tie terminale incurvée du doigt de maintien 25. Etant donné que l'élément 76 à trois doigts peut tourner librement autour de l'arbre 28 indépendam ment du doigt de maintien 25, le seul obstacle empê chant la rotation dans le sens sinistrorsum sous l'influence de la pesanteur est constitué par l'inter rupteur-limiteur 75 qui se trouve sur le trajet du doigt 78. Afin que l'interrupteur-limiteur sensible 75 n'ait pas à supporter le mécanisme 73, on prévoit le goujon 96.
En se référant à la fig. 4, on va supposer qu'un bloc de jambon ou autre matière à découper en tranches est déplacé de droite à gauche en direction de la lame ou couteau rotatif. Le bloc vient d'abord au contact d'une certaine partie du doigt 25 qui se trouve entre les extrémités. A mesure que le bloc du jambon continue son mouvement d'avance, le doigt 25 est soulevé et est mis en rotation dans le sens dextrorsum autour de l'arbre 28. Le mécanisme 73 de la sonde est entraîné par le doigt 25 en raison de l'enclenchement du goujon 96 avec la partie d'extré mité incurvée du doigt de maintien 25. Finalement, le bord menant du bloc de jambon vient au contact du lobe 92.
Ainsi, ce dernier est soumis à une force de levage qui ne dépend pas de celle résultant du mouvement ascendant du doigt de maintien 25. Il en résulte que l'élément 76 à trois doigts tourne autour de l'arbre 28 par rapport au doigt de main tien 25 et à l'encontre de la force du ressort de tension 93. Lorsqu'il se produit un mouvement relatif donné entre l'élément 76 et le doigt de maintien 25, l'interrupteur-limiteur 75 est actionné par l'écarte ment du doigt 79 du segment de manaeuvre 94. Comme décrit ci-dessous, cet actionnement de l'inter- rupteur-limiteur 75 est utilisé électriquement pour commander le mouvement du bloc de jambon à partir de ce moment.
La fig. 6 montre le mécanisme 73 de la sonde, et le doigt de maintien 25 à un moment ultérieur à l'actionnement de l'interrupteur-limiteur 75.
Il est évident que le mécanisme 73 n'est sensible qu'à la position horizontale du bord menant de la matière à découper en tranches. L'actionnement de l'interrupteur-limiteur 75 se produit lorsque le bord menant atteint cette position horizontale donnée et ne dépend pas de la hauteur de la matière en cours de découpage. C'est le mouvement relatif entre le mécanisme 73 et le doigt de maintien 25 qui actionne l'interrupteur-limiteur 75 et comme on l'a décrit, ceci ne peut se produire que lorsque le lobe 92 est sou levé à l'écart du bord. menant de la matière en cours de découpage.
Le point précis auquel ceci se produit est réglé par un réglage approprié du bouton de mise en position 87.
Un mécanisme de comptage automatique doit être utilisé nécessairement dans cette machine. On peut utiliser un mécanisme compteur classique quel conque qui fournit un signal de commande conve nant pour être utilisé dans un circuit électrique. Un mécanisme compteur s'est avéré très approprié pour être utilisé dans la présente forme de réalisation, et précisément un mécanisme Cyclo-Monitor fabri qué par la Counter and Control Corporation, Mil waukee, Wisconsin.
Ce type particulier de mécanisme compteur implique l'utilisation d'une roue dentée rotative qui se déplace axialement le long d'un arbre fileté, et fournit un signal de commande en actionnant un interrupteur à la fin de chaque cycle ou intervalle de temps. Il suffit de dire à ce sujet que le compteur Cyclo-Monitor indique la fin d'un intervalle de temps et le début d'un autre par l'ouverture ou la fermeture des contacts de l'interrupteur.
Il est possible de régler le compteur Cyclo-Monitor pour four nir un intervalle de temps correspondant sensible ment à l'intervalle d'avance et à l'intervalle d'arrêt comme décrit plus haut. Bien que la forme de réa lisation représentée sur les dessins soit représentée avec un ensemble Cyclo-Monitor , il est évident qu'on peut avoir recours à d'autres mécanismes compteurs pour autant qu'ils fournissent un signal utilisable électriquement.
Comme représenté sur les fig. 9 et 10, un méca nisme compteur 97 est monté sur un support d'extrémité 13. L'arbre 98 qui commande le méca nisme compteur 97 est synchronisé avec l'arbre 94 auquel le couteau 18 est fixé au moyen d'un méca nisme de synchronisation 99 qui sera décrit en détail ci-après. On remarquera à ce sujet que le mécanisme de synchronisation 99 fournit une liaison directe entre les arbres 14 et 98 au moyen d'une courroie de synchronisation 100 ou autre transmission positive.
La fig. 11 montre un schéma d'un montage élec trique qui coordonne le fonctionnement du méca- nisme 73 avec le comptage du mécanisme compteur 97. La fig. 11 représente un interrupteur 101 qui fait partie du mécanisme compteur 97 ; une bobine 102 de la soupape à électro-aimant d'avance qui provoque le mouvement du vérin d'avance 21 ; une bobine 103 de la soupape à électro-aimant d'arrêt qui interrompt le mouvement du vérin d'avance 21 ; l'interrupteur-limiteur 75 ; un relais 104 et des interrupteurs associés 105, 106, 107 ; et un relais 108 et des interrupteurs associés 109 et 110.
Pour simplifier l'explication du montage de la fig. 11, on va supposer que le vérin d'avance 21 a été actionné par une manoeuvre manuelle vers la bobine 102 de la soupape à électro-aimant d'avance et que le bloc de jambon ou matière à découper s'approche des doigts de maintien. L'interrupteur-limiteur 75 est normalement fermé, et l'armature 111 est en contact avec le contact 112 de l'interrupteur.
Lorsque le lobe 92 du mécanisme 73 est déplacé par rapport au doigt de maintien 25 de façon à mou voir le doigt 79 à l'écart de l'interrupteur-limiteur 75, ce dernier est ouvert, et ainsi l'armature 111 est écartée du contact 112. Avant cet actionnement de l'interrupteur-limiteur 75, le courant électrique provenant de la source 115 est appliqué aux deux côtés de la bobine 102 de la soupape à électro-aimant d'avance de la façon suivante: de la borne 116 par l'intermédiaire du conducteur 117 à l'armature 111, au contact 112 et par l'intermédiaire du conduc teur 118 ; et à partir de la borne 119 par l'intermé diaire du conducteur 120.
Ainsi, il est possible d'exci ter la bobine 102 de la soupape à électro-aimant d'avance étant donné qu'il existe un circuit élec trique fermé passant par cet interrupteur et la source de courant 115.
Lorsque le mécanisme 73 est actionné par le bord menant de la matière en cours de découpage en tranches, l'armature 111 est écartée du contact 112 et mise en contact avec le contact 121. Ceci supprime le courant électrique aux bornes de la bobine 102. L'armature 122 de l'interrupteur 107 est normalement en contact avec le contact 123.
Ainsi, la source de courant 115 est reliée aux bornes de la bobine 103 de la soupape à électro-aimant d'arrêt<B> </B> par l'intermédiaire du circuit suivant de la borne 116, en passant par le conducteur 117 à l'armature 111, au contact 121, par l'intermé diaire du conducteur 124, du conducteur 125, du conducteur 126 au contact 123, à l'armature 122, et par l'intermédiaire du conducteur 127 à un côté de la bobine 103 ; de la borne 119 en passant par le con ducteur 120, le conducteur 128 à l'autre côté de la bobine 103. Ainsi, le courant est supprimé à la bobine 102 et est appliqué aux bornes de la bobine 103 en interrompant ainsi le mouvement du vérin 21.
Bien que le vérin 21 ait cessé de se déplacer, la lame ou couteau 18 et l'arbre 14 continuent à tourner. La rotation de l'arbre 14 est transmise à l'arbre 98 du mécanisme compteur 97 et à la fin de l'intervalle d'arrêt suivant du mécanisme compteur 97, l'interrupteur 101 reprend la commande du fonc tionnement. La programmation des intervalles d'arrêt et d'avance du mécanisme compteur 97 se réper cute par un mouvement de l'interrupteur 101, l'inter valle d'avance du mécanisme compteur 97 étant représenté par le contact entre l'armature 113 et le contact 114 de l'interrupteur, et l'intervalle d'arrêt étant représenté par le contact entre l'armature 113 et le contact 129 de l'interrupteur.
La connexion électrique entre l'armature 113 et le contact 129 de l'interrupteur provoquée par le mécanisme compteur se déplaçant dans un intervalle d'arrêt ferme un circuit qui excite la bobine 130 du relais 108. Ceci est réalisé de la façon suivante. La borne 119 de la source de courant 115 est connectée directement à un côté de la bobine 130 par des conducteurs 120, 131, 132 et 133. La borne 116 est connectée à l'autre côté de la bobine 130 par le conducteur 117, l'armature 111, le contact 121, le conducteur 124, le conducteur 125, le conducteur 134, l'armature 113, le courant 129 d'interrupteur, le conducteur 135, le conducteur 136, le contact 137 d'interrupteur, l'armature 138, le conducteur 139 et le conducteur 140.
L'armature 138 est normalement en prise avec le contact 137 lorsque la bobine 141 n'est pas excitée.
L'excitation de la bobine 130 contraint l'arma ture 142 à venir en prise avec le contact 143, et l'armature 144 à venir en prise avec le contact 145. Ainsi, les interrupteurs normalement ouverts 109 et 110 sont fermés par l'excitation de la bobine 130. La fermeture de l'interrupteur 110 connecte ainsi la bobine 130 à la borne 116 par le circuit suivant la borne 116, le conducteur 117, l'armature 111, le contact 121, le conducteur 124, le conducteur 146, le conducteur 147, l'armature 142, le contact 143, le conducteur 148 et le conducteur 140. Ceci détourne l'interrupteur 101 du mécanisme compteur.
Lorsque l'interrupteur 109 est fermé, la bobine 141 est excitée. Ainsi, un côté de la bobine 141 est connecté à la borne 119 par l'intermédiaire du con ducteur 120, du conducteur 131, du conducteur 132, et du conducteur 149. L'autre côté de la bobine 141 est connecté à la borne 116 par l'intermédiaire du conducteur 117, de l'armature 111, du contact 121, du conducteur 124, du conducteur 146, du conduc teur 150, de l'armature 144, du contact 145, et du conducteur 151.
L'interrupteur 105 du relais 104 est normalement ouvert, l'interrupteur 106 est normalement fermé, et l'armature 122 de l'interrupteur 107 est normalement en prise avec le courant 123. L'excitation de la bobine 141 inverse les contacts de ces interrupteurs. Ainsi, l'armature 152 vient en prise avec le contact 153, l'armature 138 s'écarte du contact 137, et l'armature 122 s'écarte du contact 123 et vient en prise avec le contact 154.
On se souviendra que le courant est appliqué aux bornes de la bobine 103 de la soupape à électro- aimant d'arrêt par l'intermédiaire du circuit établi par le contact de l'armature 122 avec le con tact 123 d'interrupteur. Etant donné que l'interrup teur 107 n'est plus dans cette position, le courant n'est pas appliqué à la bobine 103 par l'intermé diaire de ce circuit.
Toutefois, étant donné que l'évé nement qui a provoqué le fonctionnement susmen tionné des relais 104 et 108 est le mouvement de l'interrupteur 101 du mécanisme compteur au cours duquel un contact est établi entre l'armature 113 et le contact 129 d'interrupteur, le courant est appliqué aux bornes de la bobine 103 par l'intermédiaire du circuit suivant<B>:</B> de la borne 116, en passant par le conducteur 117, l'armature 111, le contact 121, le conducteur 124, le conducteur 125, le conduc teur 134, l'armature 113, le contact 129, le con ducteur 135, le contact 154, l'armature 122 et le conducteur 127.
La fermeture de l'interrupteur 105 ferme ainsi un circuit entre l'interrupteur 101 du mécanisme comp teur 97 et la bobine 102 de la soupape à électro aimant d'avance de la façon suivante: du contact 114 en passant par le conducteur 155, le contact 153, l'armature 152, le conducteur 156 et le conduc teur 157.
Ainsi, l'actionnement de l'interrupteur-limiteur 75 par le bord menant de la matière en cours de découpage arrête le vérin d'avance 121 pendant une période de temps égale à la durée qui reste de l'intervalle d'avance du mécanisme compteur 97. Lorsque le mécanisme compteur 97 entre dans l'intervalle d'arrêt, l'interrupteur 101 est actionné et excite à son tour les relais 104 et 108. Immédiate ment après cette excitation, des circuits sont fermés et ouverts de la façon décrite, de manière à mettre la bobine 102 et la bobine 103 directement sous la commande de l'interrupteur 101 du mécanisme compteur 97.
Dès que le mécanisme compteur 97 arrive à l'extrémité de l'intervalle d'arrêt et commence à entrer dans l'intervalle d'avance, l'armature 113 s'écarte du contact 129 et vient en prise avec le contact 114. Ceci provoque le transfert du courant de la bobine 103 à la bobine 102 et ainsi le vérin 21 est avancé. Les cycles alternés d'avance et d'arrêt se suivent alors jusqu'à ce que le vérin 21 achève sa course d'avance. A ce moment, le vérin 21 est ramené en arrière, une autre matière à découper en tranches est mise dans la machine à découper, et on répète le processus ci- dessus.
Comme décrit ci-dessus, le mécanisme compteur 97 commande le début et l'arrêt du mouvement du vérin 21. Afin que la première tranche du groupe de tranches obtenues pendant un intervalle d'avance donné quelconque ait une épaisseur égale à celle des autres tranches du groupe, il est nécessaire que le début du mouvement d'avance du vérin 21 soit exac tement synchronisé avec le bord tranchant de la lame ou couteau 18. L'épaisseur d'une tranche quel conque est déterminée par le degré de mouvement d'avance du vérin 21 qui se produit au cours d'un tour du bord tranchant du couteau 18.
Après la première tranche, les tranches restantes d'un groupe quelconque présentent chacune une épaisseur propor tionnelle à la vitesse de déplacement du vérin 21 par rapport à la vitesse de rotation du couteau 18. Ceci n'est pas vrai en ce qui concerne la première tranche d'un groupe. Le mécanisme de synchronisa tion 99 représenté sur les fig. 9 et 10 est prévu pour garantir l'uniformité de toutes les tranches d'un groupe donné, y compris la première.
En supposant que l'on n'utilise pas de méca nisme de synchronisation, après la dernière tranche du groupe précédent, le vérin 21 serait avancé d'une distance égale à une fraction quelconque d'une épais seur complète d'une tranche. A ce moment, le vérin 21 serait arrêté sous la commande du mécanisme compteur 97. Toutefois, comme indiqué plus haut, le couteau 18 continuerait à tourner. Après l'inter valle d'arrêt du mécanisme compteur 97, le vérin 21 continuerait encore à avancer. Par conséquent, il est possible que le vérin soit déplacé vers l'avant sur une distance supplémentaire égale à une épaisseur complète d'une tranche avant que le bord tranchant du couteau 18 tourne dans sa position de coupe, et découpe une tranche.
Par conséquent, cette première tranche aurait une épaisseur supérieure à celle des autres tranches du groupe. Il est également possible que la première tranche soit plus mince que les autres tranches du groupe. Le mécanisme de syn chronisation 99 empêche ce manque d'uniformité de la façon suivante.
Pour garantir que la première tranche d'un groupe ait une épaisseur uniforme, il est nécessaire de synchroniser le mouvement d'avance du vérin 21 avec le bord tranchant du couteau 18. C'est-à-dire que la mise en marche et l'arrêt du vérin 21 sont synchronisés avec la position périphérique du bord tranchant du couteau 18 de façon que la distance sur laquelle le vérin 21 se déplace entre l'intervalle de temps venant après le découpage de la dernière tranche du groupe précédent et avant le découpage de la première tranche du groupe suivant équivale à l'épaisseur voulue d'une tranche.
Dans ce but, le mécanisme compteur 97 est synchronisé avec le bord tranchant du couteau 18 au moyen du mécanisme de synchronisation 99.
Le mécanisme de synchronisation 99 fournit un moyen commode et simple pour faire tourner l'arbre 98 du mécanisme compteur 97 par rapport à l'arbre 14. En d'autres termes, le mécanisme de synchroni sation 99 permet de régler le mouvement du vérin 21 directement en rapport avec la position du bord tranchant du couteau 18. En se référant maintenant aux fig. 9 et 10, le mécanisme de synchronisation 99 comprend une console 158 qui peut pivoter autour d'un point de pivotement 159. Une fente 160 et un écrou de blocage 161 sont prévus pour bloquer la console 158 en position après- avoir effectué le réglage nécessaire.
La console 158 est munie de poulies tournant librement 162 et 163. Une poulie 164 est calée sur l'arbre- 14, et une poulie 165 est reliée à l'arbre 98. Une courroie de synchronisation 100 est prévue de façon que la rotation de l'arbre 14 provoque le dépla cement de la courroie de synchronisation 100 et ceci provoque à son tour la rotation des poulies 162. 163 et 165.
Comme représenté sur les dessins, la console 158 est sensiblement au centre de sa gamme de réglage. Il s'ensuit que si l'on traçait une ligne imaginaire entre les centres des poulies 164 et 165, il y aurait une longueur égale de la courroie de synchronisa tion 100 de chaque côté de cette ligne imaginaire. On va supposer maintenant que l'écrou de blocage 161 est desserré, et que l'on déplace la console dans la position représentée en pointillés sur la fig. 9.
Ce mouvement modifie les longueurs relatives de la cour roie de synchronisation 100 des deux côtés de la ligne imaginaire susmentionnée. Etant donné que l'arbre 14 présente une inertie importante, il ne tourne pas lorsque la console 158 est déplacée. Le déplacement de la console<B>158</B> dans la position indi quée en pointillés sur le. dessin se traduit par le transfert d'une partie de la courroie de synchroni sation 100 du côté de gauche de la ligne imaginaire sur le côté de droite.
Ce transfert de la courroie est effectué par une rotation dans le sens dextrorsum de la poulie 165. Ainsi, étant donné que la poulie 164 reste immobile et que la poulie 165 est con trainte de tourner dans le sens dextrorsum, on voit que le mouvement de la console 158 provoque une rotation de la poulie 165 par rapport à la poulie 164, ou d'une façon plus directe, permet la synchroni sation du mécanisme compteur 97 par rapport au bord tranchant du couteau 18.
Un mouvement de la console 158 dans le sens opposé provoquerait un déplacement de la courroie de synchronisation 100 de droite à gauche de la ligne imaginaire, et ceci provoquerait la rotation de la poulie 165 dans le sens sinistrorsum. Avec les dimensions approximatives représentées sur les des sins, le mécanisme de synchronisation 99 peut chan ger la relation entre l'arbre 98 et l'arbre 14 de deux tiers de tour environ.
Bien que dans la description ci-dessus on ait décrit le fonctionnement du mécanisme de synchro nisation 99 en se référant à l'immobilité de l'arbre 14, il va de soi que l'on peut utiliser le mécanisme de synchronisation 99 pour régler les relations des arbres respectifs pendant leur fonctionnement: Etant donné que l'arbre 98 est l'arbre commandé et pré sente une inertie relativement faible, il est déplacé sous l'influence du mouvement de la console 158 comme décrit ci-dessus.
On a décrit ci-dessus un mécanisme automatique de compensation -du poids qui permet de régler l'épaisseur des tranches suivant la hauteur moyenne de la matière en cours de découpage ; un mécanisme automatique de commande de l'avance qui permet de découper un nombre donné de tranches à partir du début de la matière à découper en tranches, nom bre donné qui est inférieur au nombre de tranches voulues dans les groupes ultérieurs de tranches ; et enfin, un mécanisme de synchronisation convenant pour synchroniser la relation de deux arbres.
Bien que chacun de ces mécanismes soit sensiblement indépendant du fonctionnement des deux autres, lea trois mécanismes ont un effet combiné qui se traduit par un découpage en tranches qui est supérieur et présente de nombreux avantages par rapport à celui qui était possible jusqu'à présent.
The present invention relates to an automatic machine for slicing products such as meat to provide a given number of slices which weigh a certain predefined weight.
In many industries, particularly in the food processing industry, it is customary to package materials in a manner which facilitates subsequent sale on a unit weight basis. As an example of the above, there may be mentioned the meat packaging industry in which, for example, ham cut into slices is generally packaged and sold in units of 500 g.
Considerable progress has been made in the construction of slicing machines which are intended to supply the sliced material in a dock form that simplifies packaging. Typically, this type of machine is a ham slicing machine in which a hydraulic cylinder advances a block of ham along the path of a rotating knife blade, stopping intermittently so that the ham slices are staggered or nested in groups closely approximating the desired unit weight, for example one pound or 500 g.
In general, the ham is cut into slices by the machine described above to provide a given number of slices, the speed of the jack determining the thickness of the slice necessary to provide the desired initial weight. Since, in general, blocks of ham do not have a uniform weight, a variation in the weight of a given number of slices of a given thickness cut from one block compared to those cut from one block. from another block tends to occur.
Heretofore, this has generally been overcome by manually weighing each group of slices to determine if there is too much or too little ham in each group of staggered slices. Obviously, this is a time consuming and expensive process.
Another particular problem with slicing ham and possibly other similar operations is that the first few slices of ham from any block tend not to be uniform and look unpleasant. Usually these first slices are not packaged and sold as premium ham.
Until now, it was customary in practice to leave out the first group of slices coming from a block which includes not only the first few slices but the rest of the slices constituting the given number of slices for which the machine is set.
The automatic machine according to the present invention for cutting products into slices has a rotary knife fixed to a shaft driven at a constant speed by a power source, a hydraulically actuated feed cylinder for advancing the material to be cut in slices on the path of the knife, a feed speed adjusting means for adjusting the advancing speed of the cylinder, a stop and start control means for controlling the stopping and starting of the cylinder, an automatic weight compensation mechanism to determine the height of the material being cut and to provide an output signal proportional to said height,
and a transmission means connecting the output of the weight compensation mechanism to the feed speed adjusting means, so as to adjust the feed speed of the cylinder according to the height of the material to be cut, and this machine is characterized in that it comprises an automatic feed adjustment mechanism comprising counter means providing output signals representing alternating feed and stop intervals, a probe attached to the machine for detecting the arrival of the edge leading the material to be cut into a selected position in front of the knife and to provide an output signal representing this arrival,
main control means responsive to the output signal of the probe for stopping the cylinder and making said starting and stopping control means responsive to the output signals of the counter means so that forward movement additional cylinder is effected under the direct control of the counter means and a synchronization mechanism connecting the counter mechanism to the shaft of the knife so that the rotation of said shaft drives the counter mechanism, the synchronization mechanism allowing rotation of the counter mechanism with respect to said shaft so that the starting and stopping movement of the advance cylinder is synchronized with the orientation of the rotary knife.
This machine preferably comprises a main control means responsive to the output means of the probe for stopping the cylinder and making the starting and stopping control means sensitive to the output signals of the counter means so that A further advance movement of the jack continues under the direct control of the counter means.
It is also possible to provide in this machine a rotary hydraulic valve intended to adjust the speed of advance of the cylinder and a starting and stopping control means for controlling the stopping and starting of the cylinder, a mechanism automatic weight compensation having a series of pivotally mounted fingers spaced transversely in the path of the material to be sliced, the fingers being intended to slide over the top face of the material to be cut, a series of connected hydraulic cylinders respectively to the fingers and sensitive to their pivoting position,
and a manifold responsive to the output signals of the hydraulic cylinders and providing an output signal which is equal to the algebraic sum of the outputs of the cylinders, and transmission means comprising a main hydraulic cylinder connected to the manifold and responsive to its output signal , and a worm gear reducer having a body, a spur gear journaling therein, and a worm which meshes with the teeth of the toothed wheel, the spur gear being connected to the rotary valve, and the body being sensitive to the output of the main hydraulic cylinder and being intended to be rotated by the back and forth movement of the piston rod of the main hydraulic cylinder,
so that the advance speed of the arm is adjusted according to the height of the material to be sliced.
The present invention will be better understood by referring to the accompanying drawings in which FIG. 1 is a front elevation partly in cross section of an embodiment of the slicing machine according to the invention; fig. 2 is a plan view on a larger scale taken along line 2-2 of FIG. 1 holding fingers and associated elements; fig. 3 is a side elevation, partly in section, of one of the holding fingers taken along line 3-3 of FIG. 2;
fig. 4 is a side elevation on a larger scale of the probe associated with one of the fingers taken along line 4-4 of FIG. 2; fig. 5 is a front elevation of the fingers and associated elements of FIG. 2; fig. 6 is a side elevation of the part of the structure shown in FIG. 4 showing the effect of the vertical movement of the probe; fig. 7 is a perspective view of the various elements of the automatic weight compensation mechanism;
fig. 8 is a schematic view of the relationship of the elements of the mechanical coupling taken along line 8-8 of FIG. 7; fig. 9 is a front elevation taken along line 9-9 of FIG. 1 of a synchronization mechanism; fig. 10 is a side elevation, taken along line 10-10 partly in section, of the mechanism shown in FIG. 9, and fig. 11 is a diagram of the electrical assembly.
Referring more particularly to FIG. 1 shows a slicing machine 10, typically constructed with a base 11 on which are mounted the various component parts of an automatic slicing machine. End support members 12 and 13 are connected to the pedestal 11 and support a rotating shaft 14 in bearings 15 and 16. A shaft 14 is operated by a motor 17. At the opposite end of the shaft 14 is connected. a blade or knife 18 which has a radial cutting edge (not shown).
In the drawings, machine 10 is shown to be intended for use in cutting blocks of ham into slices, but it is obvious that any machine of this general type can be used in conjunction with the control mechanisms of the present invention. . As seen in fig. 1, a block of ham 19 rests on a plate 20, the latter resting on the base 11. The block 19 is advanced towards the blade or knife 18 by the operation of a jack 21. The latter is driven by a -mouvement back and forth by a hydraulic system (not shown). The details of the movement of the actuator 21 are outside the scope of the present application, and are well known to specialists.
It suffices to note in this connection that the hydraulic system intended to move the cylinder 21 is conventional and is regulated by a flow control valve responsive to a rotary adjustment. In addition, the overall on-stop movement of the jack 21 is controlled by a conventional electric mechanism also not shown.
The detecting part of the automatic weight compensation mechanism is shown in detail in Figs. 2, 3 and 5. This part of the mechanism includes holding fingers 22, 23, 24, 25, 26 and 27. Although six holding fingers are used in the embodiment shown in the figures, it is obvious. that the number of these fingers is a matter of choice. As shown in particular in FIG. 3, the retaining fingers can pivot around a shaft 28. As shown in FIG. 3, the retaining finger 26 has a tab 29 mounted on a hub, which tab rotates around the shaft 28 as a result of the corresponding movement of the finger 26.
Each of the holding fingers is equipped in the same way.
As shown in: detail in fig. 2 and 3, hydraulic cylinders 30, 31, 32, 33, 34 and 35 are associated with the retaining fingers 22 to 27 respectively. The cylinders 30 and 35 have piston rods 36 to 41 respectively.
As shown in fig. 3, an upward movement of the finger 26 results in a rotation of the tab 29, which in turn comes into contact with the piston 40 and forces it to move a certain quantity of hydraulic fluid in the cylinder 34.
Each of the cylinders 30-35 is connected to a drive neck 42. Therefore, the sum of the total displacements of the cylinders 30-35 is represented by the total quantity of hydraulic fluid discharged into the manifold 42. It is advantageous to use a series of fingers so that any variation in the height of the block of ham can be taken into account in determining the appropriate thickness of the slices needed to provide the predetermined unit weight to a given number of slices.
Fig. 7 shows the collector 42 and its connection to the rest of the automatic weight compensation mechanism will be described in particular with reference to this figure. Assuming, for the purposes of the description, that there is an overall positive displacement of the hydraulic fluid in the manifold 42, this displacement is effected by a pipe 43. The latter is connected to a hydraulic fluid reservoir 44 which will be described in detail below. A pipe 45, which, during the operation of the automatic mechanism is connected directly to the pipe 43, transports the fluid displaced in the main hydraulic cylinder 46.
The main hydraulic cylinder 46 has a valve stem 47 which is reciprocated according to the admission of fluid into the cylinder. Tension springs 48 are mounted between piston rod 47 and one end 49 of main cylinder 46 to force rod 47 to move in hydraulic cylinder 46 in response to negative displacement of fluid from manifold 42.
In other words, if the average movement of the fingers 22 to 27 is up and down, the manifold 42 lacks fluid due to the fluid entering the various cylinders 30 to 35. In order to make this phase of For a more positive control action, the springs 48 are provided. It is evident that the reverse movement of the piston rod 47 caused by the positive displacement of the fluid 42, is inherently positive in its effect, and so the use of the springs 48 does not affect this movement.
The piston rod 47 is connected to a linkage 50 which comprises a caliper 51 to which is connected an eyelet 52 by a stud 53. The eyelet 52 can rotate freely relative to the caliper 51 due to the connection by the stud .
The rod 54 connects the eyelet 52 of the linkage 50 to a mechanically actuated mechanism suitable for transforming the reciprocating movement of the piston rod 47 into a control signal applied to the hydraulic system of the cutting machine. sliced so that the speed of the cylinder 21 can be adjusted according to the thickness of the good jam or other material to be sliced.
As indicated above, the speed control of the hydraulic system is usually achieved by using a valve which, when rotated in one direction, increases the speed, and which, when rotated in one direction. opposite, decrease speed. Therefore, it is necessary to transform the reciprocating movement of the piston rod 47 into a rotary movement. For this purpose, a mechanical connection is used such as a worm gear reducer.
Fig. 7 shows a reduction gear 55. The latter essentially comprises a body 56, a worm 57 and a spur gear 58, the latter two elements being shown in FIG. 8. An extension 59 is connected to the body 57 as shown in FIG. 7. The rod 54 is pivotally connected to the lower part of the extension 59 by a linkage 60.
As we know, a worm gear reducer automatically locks. In other words, referring to fig. 8, the rotation of the worm 57 produces a proportionate rotation of the spur gear 58 while it is impossible to rotate the worm 57 by driving the spur gear 58. Thus, as soon as the relation between the spur gear 58 and the worm 57 is established by manual movement of the button 61 attached to the worm 57, this relationship cannot be changed except by a further rotation of the button 61.
As is customary, the right toothed wheel 58 is journaled in the body 56, its bearing being shown in FIG. 7 and designated by the reference number 62. Similarly, the worm 57 is also journaled in the body 56 of the reducer.
As shown schematically in fi-. 7, the spur gear 58 is connected directly to the control valve of the slicing machine, the latter not being shown more particularly in the drawings. Thus, any rotation of the spur gear 58 causes the control valve to rotate evenly.
It will be assumed that the rod 54 is moved from left to right as a result of a positive displacement of the hydraulic fluid from the manifold 42. Due to the presence of the links or linkages described above, the extension 59 is forced to turn in the sinistrorsum direction and this rotation is in turn transmitted to the body 56 of the reducer. Thus, the body 56 of the reducer is forced to rotate by the horizontal movement of the rod 54.
As stated above, there can be no relative movement between the spur gear 58 and the worm 57 unless the knob 61 is rotated. Therefore, the rotation of the body 56 causes the equal rotation of the body. the assembly contained therein, namely the spur gear 58 and the worm 57. In other words, the spur gear 58 is constrained to rotate a distance exactly equal to the rotation of the body 56. As indicated above, this rotation is then transmitted to the control valve of the slicing machine, and the speed of the cylinder 21 is adjusted accordingly.
A worm gear 55 is mainly used for fine adjustment. Its operation is explained in the following description. When cutting a certain material, such as a ham block, the maximum and minimum heights of the ham blocks are fairly well known in advance.
From these figures one can easily determine the average height. Since it is always preferable to operate a control system in such a way as to have equal freedom at both ends, the knob 61 is rotated thereby forcing the toothed wheel 58 to turn, and this changes accordingly. turn the adjustment of the control valve of the slicing machine without affecting the position of the reducer 56 and associated elements such as link rod 54, piston rod 47, etc.
As shown schematically in FIG. 7, a dial 63 and an indicator hand 64 are provided. The latter is connected to the spur gear 58 to represent its movement, and the dial 63 is fixed. Thus, the knob 61 is rotated, and this rotation changes the position of the needle 64 to the desired calibration point for the particular material to be sliced.
The operation of the system 44 comprising a hydraulic fluid reservoir is as follows. A transparent reservoir 65 serves as a reserve of fluid as well as a purge chamber. As shown: in fig. 7, the reservoir 65 is connected to a T-fitting 66 which in turn is connected to a valve 67 and to one end 68 of a hydraulic cylinder 69 operable by hand. The valve 67 is connected to a valve 70 which in turn is connected to the other end 71 of the hydraulic cylinder 69.
The air entrained in the circuit can be treated in the tank as follows. The valves 67 and 70 are open and the piston rods 36 to 41 are manually reciprocated alternately with the piston rod 72 of the hydraulic cylinder 69.
The method of introducing hydraulic fluid into the system is as follows. Valves 67 and 70 are both open. The piston rod 72 of the cylinder 69 is extracted to the maximum, then reintroduced to ensure the expulsion of the entrained air. The piston rod 72 is again withdrawn, and the valve 67 is closed. By returning the piston rod 72 to the cylinder 69, the fluid is thus pumped into the system. A sufficient quantity of the fluid is introduced into the installation until the piston rod 47 of the cylinder 46 is forced to start to move. It is desirable to add a slightly larger amount of fluid to ensure positive and rapid hydraulic action.
The valve 70 is then closed, thus isolating the hydraulic circuit.
The automatic feed control mechanism relies on the use of a probe to indicate the position of the material being sliced relative to the blade or rotary knife. Fig. 4 shows one embodiment of a probe mechanism suitable for use with the present invention. As shown in fig. 2, the probe mechanism 73 is associated with the retaining finger 25. This is only a matter of convenience, and the probe mechanism 73 may in fact be associated with any of the retaining fingers of the retaining mechanism. command described above.
As shown in fi-. 4, the retaining finger 25 rotates around the shaft 28. A core 74 is attached to the retaining finger 25 and to the core 74 is attached a limit switch 75. Thus, the rotation of the retaining finger 25 around the shaft 28 causes a corresponding rotation of the limit switch 75.
The mechanism 73 is constituted by a three finger element 76 which has fingers 77, 78 and 79 attached to a hub 80 which can rotate around the shaft 28. As shown in FIG. 4, a lobe assembly 81 comprises a pawl 82 which is adjustable in one direction or the other relative to the finger 77 by means described below. The movement of the pawl 82 is guided by screws 83 and 84 which slide into slots 85 and 86 respectively. The particular location of the pawl 82 relative to the finger 77 is determined by the rotation of a positioning knob 87.
The setting button 87 is connected to a threaded shaft 88 which is in turn connected to a caliper 89. The latter pivots on the pawl 82 by means of a pin 89. The shaft 88 engages by threading with the finger 78. Consequently, a rotation of the positioning knob 87 causes the displacement of the shaft 88 relative to the finger 78. This movement is transmitted to the pawl 82 and it in turn moves along the finger 77. It is carried out by provides a locking nut 91 to lock the position of the shaft 88 relative to the finger 78 and thus to lock the position of the pawl 82 relative to the finger 77.
The extension of the lower end of pawl 82 is referred to as the lobe of probe mechanism 73, and is referred to as 92.
As shown in fig. 4, a tension spring 93 is mounted between the finger 79 and the core 74. This causes the application of a constant pressure against an operating segment 94 of the limit switch 75. FIG. 4 also shows an adjustable stopper 95 which prevents finger 25 from turning further in the sinistrorsum direction.
A stud 96 is connected to the finger 77 of the mechanism 73. This stud is normally disposed in the curved end part of the retaining finger 25. Since the three-finger element 76 can freely rotate around the shaft 28 independently. of the retaining finger 25, the only obstacle preventing rotation in the sinistrorsum direction under the influence of gravity is constituted by the switch-limiter 75 which is located on the path of the finger 78. So that the switch- sensitive limiter 75 does not have to support the mechanism 73, the pin 96 is provided.
Referring to fig. 4, it will be assumed that a block of ham or other material to be sliced is moved from right to left in the direction of the blade or rotary knife. The block first comes into contact with a certain part of the finger 25 which is located between the ends. As the ham block continues to advance, finger 25 is lifted and rotated dextrorsumly around shaft 28. Probe mechanism 73 is driven by finger 25 due to the engagement of the stud 96 with the curved end portion of the retaining finger 25. Finally, the leading edge of the ham block comes into contact with the lobe 92.
Thus, the latter is subjected to a lifting force which does not depend on that resulting from the upward movement of the retaining finger 25. As a result, the three-finger element 76 rotates around the shaft 28 relative to the control finger. hold 25 and against the force of the tension spring 93. When a given relative movement occurs between the element 76 and the holding finger 25, the limit switch 75 is actuated by the spreader. The actuation of the finger 79 of the operating segment 94. As described below, this actuation of the limit switch 75 is used electrically to control the movement of the ham block from this point on.
Fig. 6 shows the mechanism 73 of the probe, and the holding finger 25 at a time subsequent to the actuation of the limit switch 75.
It is obvious that the mechanism 73 is sensitive only to the horizontal position of the leading edge of the material to be cut into slices. The actuation of the limit switch 75 occurs when the leading edge reaches this given horizontal position and does not depend on the height of the material being cut. It is the relative movement between the mechanism 73 and the retaining finger 25 which actuates the limit switch 75 and as has been described, this can only occur when the lobe 92 is lifted out of the way. edge. leading the material being cut.
The precise point at which this occurs is set by an appropriate setting of the position knob 87.
An automatic counting mechanism must necessarily be used in this machine. Any conventional counter mechanism can be used which provides a control signal suitable for use in an electrical circuit. A counter mechanism has been found to be very suitable for use in the present embodiment, and specifically a Cyclo-Monitor mechanism manufactured by the Counter and Control Corporation, Milwaukee, Wisconsin.
This particular type of counter mechanism involves the use of a rotating toothed wheel which moves axially along a threaded shaft, and provides a control signal by actuating a switch at the end of each cycle or time interval. Suffice it to say on this subject that the Cyclo-Monitor counter indicates the end of one time interval and the start of another by opening or closing the switch contacts.
It is possible to set the Cyclo-Monitor counter to provide a time interval corresponding substantially to the advance interval and to the stop interval as described above. Although the embodiment shown in the drawings is shown with a Cyclo-Monitor assembly, it is obvious that other counting mechanisms can be used as long as they provide an electrically usable signal.
As shown in Figs. 9 and 10, a counter mechanism 97 is mounted on an end support 13. The shaft 98 which controls the counter mechanism 97 is synchronized with the shaft 94 to which the knife 18 is fixed by means of a mechanism. synchronization 99 which will be described in detail below. It will be noted in this connection that the synchronization mechanism 99 provides a direct link between the shafts 14 and 98 by means of a synchronization belt 100 or other positive transmission.
Fig. 11 shows a diagram of an electrical assembly which coordinates the operation of the mechanism 73 with the counting of the counter mechanism 97. FIG. 11 shows a switch 101 which is part of the counter mechanism 97; a coil 102 of the advance solenoid valve which causes movement of the advance cylinder 21; a coil 103 of the stop solenoid valve which interrupts the movement of the advance cylinder 21; limit switch 75; a relay 104 and associated switches 105, 106, 107; and a relay 108 and associated switches 109 and 110.
To simplify the explanation of the assembly of FIG. 11, it will be assumed that the feed cylinder 21 has been actuated by a manual operation towards the coil 102 of the feed solenoid valve and that the block of ham or material to be cut approaches the holding fingers . The limit switch 75 is normally closed, and the armature 111 is in contact with the contact 112 of the switch.
When the lobe 92 of the mechanism 73 is moved relative to the holding finger 25 so as to softly see the finger 79 away from the limit switch 75, the latter is opened, and thus the armature 111 is moved away from it. contact 112. Before this actuation of the limit switch 75, the electric current from the source 115 is applied to both sides of the coil 102 of the advance solenoid valve as follows: from terminal 116 via the conductor 117 to the armature 111, to the contact 112 and via the conductor 118; and from terminal 119 through conductor 120.
Thus, it is possible to excite the coil 102 of the solenoid valve in advance since there is a closed electrical circuit passing through this switch and the current source 115.
When the mechanism 73 is actuated by the leading edge of the material being sliced, the armature 111 is moved away from the contact 112 and brought into contact with the contact 121. This removes the electric current at the terminals of the coil 102. The armature 122 of the switch 107 is normally in contact with the contact 123.
Thus, the current source 115 is connected to the terminals of the coil 103 of the stop solenoid valve <B> </B> through the following circuit from terminal 116, passing through conductor 117 to armature 111, to contact 121, through conductor 124, conductor 125, conductor 126 to contact 123, armature 122, and through conductor 127 to one side of the coil 103; from terminal 119 passing through conductor 120, conductor 128 to the other side of coil 103. Thus, current is removed from coil 102 and is applied to terminals of coil 103 thereby interrupting movement of the coil. cylinder 21.
Although the cylinder 21 has stopped moving, the blade or knife 18 and the shaft 14 continue to rotate. The rotation of the shaft 14 is transmitted to the shaft 98 of the counter mechanism 97 and at the end of the next stopping interval of the counter mechanism 97, the switch 101 takes over control of the operation. The programming of the stop and advance intervals of the counter mechanism 97 is repeated by a movement of the switch 101, the advance interval of the counter mechanism 97 being represented by the contact between the armature 113 and the contact 114 of the switch, and the stop interval being represented by the contact between the armature 113 and the contact 129 of the switch.
The electrical connection between armature 113 and contact 129 of the switch caused by the counter mechanism moving through a stop gap closes a circuit which energizes the coil 130 of relay 108. This is done as follows. Terminal 119 of current source 115 is connected directly to one side of coil 130 through conductors 120, 131, 132 and 133. Terminal 116 is connected to the other side of coil 130 through conductor 117, l 'armature 111, contact 121, conductor 124, conductor 125, conductor 134, armature 113, switch current 129, conductor 135, conductor 136, switch contact 137, armature 138, conductor 139 and conductor 140.
Armature 138 is normally engaged with contact 137 when coil 141 is not energized.
The energization of the coil 130 forces the armature 142 to engage with the contact 143, and the armature 144 to engage with the contact 145. Thus, the normally open switches 109 and 110 are closed by the. energizing coil 130. Closing switch 110 thus connects coil 130 to terminal 116 by the circuit following terminal 116, conductor 117, armature 111, contact 121, conductor 124, conductor 146 , conductor 147, armature 142, contact 143, conductor 148, and conductor 140. This diverts switch 101 from the counter mechanism.
When switch 109 is closed, coil 141 is energized. Thus, one side of coil 141 is connected to terminal 119 through conductor 120, conductor 131, conductor 132, and conductor 149. The other side of coil 141 is connected to terminal 116 through the conductor 117, the armature 111, the contact 121, the conductor 124, the conductor 146, the conductor 150, the armature 144, the contact 145, and the conductor 151.
Switch 105 of relay 104 is normally open, switch 106 is normally closed, and armature 122 of switch 107 is normally engaged with current 123. The energization of coil 141 reverses the contacts of these. switches. Thus, armature 152 engages contact 153, armature 138 moves away from contact 137, and armature 122 moves away from contact 123 and engages contact 154.
It will be remembered that current is applied to the terminals of the coil 103 of the stop solenoid valve through the circuit established by the contact of the armature 122 with the switch contact 123. Since the switch 107 is no longer in this position, the current is not applied to the coil 103 by the intermediary of this circuit.
However, since the event which caused the above-mentioned operation of relays 104 and 108 is the movement of switch 101 of the counter mechanism during which contact is made between armature 113 and contact 129 of the counter mechanism. switch, the current is applied to the terminals of the coil 103 via the following circuit <B>: </B> of the terminal 116, passing through the conductor 117, the armature 111, the contact 121, the conductor 124, conductor 125, conductor 134, armature 113, contact 129, conductor 135, contact 154, armature 122 and conductor 127.
The closing of the switch 105 thus closes a circuit between the switch 101 of the counter mechanism 97 and the coil 102 of the advance solenoid valve as follows: from the contact 114 passing through the conductor 155, the contact 153, armature 152, conductor 156 and conductor 157.
Thus, the actuation of the switch-limiter 75 by the leading edge of the material being cut stops the advance cylinder 121 for a period of time equal to the remaining time of the advance interval of the mechanism. counter 97. When the counter mechanism 97 enters the off interval, the switch 101 is actuated and in turn energizes the relays 104 and 108. Immediately after this energization, circuits are closed and opened as described. , so as to put the coil 102 and the coil 103 directly under the control of the switch 101 of the counter mechanism 97.
As soon as the counter mechanism 97 reaches the end of the stopping gap and begins to enter the advancing gap, the armature 113 moves away from the contact 129 and engages the contact 114. This causes current to be transferred from coil 103 to coil 102 and thus actuator 21 is advanced. The alternating advance and stop cycles then follow one another until the jack 21 completes its advance stroke. At this time, the cylinder 21 is pulled back, another slicing material is put into the slicing machine, and the above process is repeated.
As described above, the counter mechanism 97 controls the start and stop of the movement of the jack 21. So that the first slice of the group of slices obtained during any given advance interval has a thickness equal to that of the other slices of the group, it is necessary that the start of the advance movement of the cylinder 21 is exactly synchronized with the cutting edge of the blade or knife 18. The thickness of any slice is determined by the degree of movement of advance of the cylinder 21 which occurs during one revolution of the cutting edge of the knife 18.
After the first slice, the remaining slices of any group each have a thickness proportional to the speed of movement of the cylinder 21 with respect to the speed of rotation of the knife 18. This is not true with regard to the first. slice of a group. The synchronization mechanism 99 shown in FIGS. 9 and 10 is intended to ensure uniformity of all slices in a given group, including the first.
Assuming that one does not use a synchronization mechanism, after the last slice of the preceding group, the jack 21 would be advanced by a distance equal to any fraction of a full thickness of a slice. At this time, the cylinder 21 would be stopped under the control of the counter mechanism 97. However, as indicated above, the knife 18 would continue to rotate. After the stop interval of the counter mechanism 97, the jack 21 would still continue to advance. Therefore, it is possible for the cylinder to be moved forward an additional distance equal to a full thickness of a wafer before the cutting edge of the knife 18 rotates to its cutting position, and cuts a wafer.
Consequently, this first slice would have a thickness greater than that of the other slices of the group. It is also possible that the first slice is thinner than the other slices in the group. The synchronization mechanism 99 prevents this inconsistency in the following way.
To ensure that the first slice of a group has a uniform thickness, it is necessary to synchronize the advance movement of the cylinder 21 with the cutting edge of the knife 18. That is to say that the starting and the The stops of the cylinder 21 are synchronized with the peripheral position of the cutting edge of the knife 18 so that the distance over which the cylinder 21 moves between the time interval coming after the cutting of the last slice of the previous group and before the cutting of the first slice of the next group equal to the desired thickness of one slice.
For this purpose, the counter mechanism 97 is synchronized with the cutting edge of the knife 18 by means of the synchronization mechanism 99.
The synchronization mechanism 99 provides a convenient and simple means for rotating the shaft 98 of the counter mechanism 97 relative to the shaft 14. In other words, the synchronization mechanism 99 allows the movement of the cylinder 21 to be adjusted. directly related to the position of the cutting edge of the knife 18. Referring now to figs. 9 and 10, the timing mechanism 99 includes a bracket 158 which can pivot about a pivot point 159. A slot 160 and a locking nut 161 are provided to lock the bracket 158 in position after making the necessary adjustment. .
Console 158 is provided with freely rotating pulleys 162 and 163. A pulley 164 is set on shaft 14, and a pulley 165 is connected to shaft 98. A timing belt 100 is provided so that the rotation of shaft 14 causes timing belt 100 to move and this in turn causes pulleys 162 to rotate. 163 and 165.
As shown in the drawings, console 158 is substantially in the center of its adjustment range. It follows that if an imaginary line were drawn between the centers of pulleys 164 and 165, there would be an equal length of timing belt 100 on either side of that imaginary line. It will now be assumed that the locking nut 161 is loosened, and that the console is moved to the position shown in dotted lines in FIG. 9.
This movement alters the relative lengths of the synchronization belt 100 on both sides of the aforementioned imaginary line. Since the shaft 14 has a high inertia, it does not rotate when the console 158 is moved. Moving the <B> 158 </B> console to the position shown in dotted lines on the. The drawing results in the transfer of part of the synchronization belt 100 from the left side of the imaginary line to the right side.
This transfer of the belt is effected by a rotation in the dextrorsal direction of the pulley 165. Thus, since the pulley 164 remains stationary and the pulley 165 is constrained to rotate in the dextrorsum direction, it is seen that the movement of the console 158 causes a rotation of the pulley 165 relative to the pulley 164, or more directly, allows the synchronization of the counter mechanism 97 relative to the cutting edge of the knife 18.
Movement of console 158 in the opposite direction would cause timing belt 100 to move right to left of the imaginary line, and this would cause pulley 165 to rotate in the sinistrorsum direction. With the approximate dimensions shown in the figures, the timing mechanism 99 can change the relationship between shaft 98 and shaft 14 by about two-thirds of a turn.
Although in the above description the operation of the synchronization mechanism 99 has been described with reference to the immobility of the shaft 14, it goes without saying that the synchronization mechanism 99 can be used to adjust the Relationships of Respective Shafts During Operation: Since shaft 98 is the driven shaft and exhibits relatively low inertia, it is moved under the influence of movement of console 158 as described above.
An automatic weight compensation mechanism has been described above which makes it possible to adjust the thickness of the slices according to the average height of the material being cut; an automatic feed control mechanism which allows a given number of slices to be cut from the beginning of the material to be sliced, which number is less than the number of slices desired in subsequent groups of slices; and finally, a synchronization mechanism suitable for synchronizing the relation of two trees.
Although each of these mechanisms is substantially independent of the operation of the other two, the three mechanisms have a combined effect which results in a slicing which is superior and has many advantages over that which was possible heretofore.