ES2986296T3 - Sistema de sensor para máquina de formación de medallones y método de uso - Google Patents
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Abstract
Una máquina para formar hamburguesas está configurada para moldear productos alimenticios. La máquina incluye una placa de extracción a través de la cual el producto alimenticio está configurado para pasar cuando la placa de extracción está en una posición de llenado, un sensor configurado para determinar las posiciones de la placa de extracción, un molde móvil y un sensor configurado para determinar las posiciones del molde. Un procesador está acoplado operativamente con los sensores. El procesador está configurado para recibir información de los sensores y para determinar cuándo la placa de extracción debe moverse desde la posición sin llenado a la posición de llenado con respecto a una posición determinada del molde. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de sensor para máquina de formación de medallones y método de uso
Campo de la divulgación
La presente divulgación se refiere a un sistema de control para una máquina de moldeo de medallones configurada para su uso en la formación de medallones.
Antecedentes
Los medallones alimenticios de diversos tipos, incluyendo hamburguesas, filetes moldeados, pasteles de pescado, medallones de pollo, medallones de cerdo, medallones de patata y otros, se forman con frecuencia en máquinas de moldeo automatizadas de gran volumen. La patente de Estados Unidos n.° 8.469.697 divulga un ejemplo de un sistema de moldeo giratorio para moldear productos alimenticios.
De acuerdo con su resumen, el documento US 2016/374357 A1 se refiere a una instalación para moldear productos tridimensionales a partir de una masa de material de producto alimenticio bombeable, por ejemplo, de carne picada, que incluye una bomba que tiene al menos una cámara de bomba, una entrada y una salida para la masa de producto alimenticio, un accionamiento de bomba, un dispositivo de moldeo que incluye un miembro de molde que tiene múltiples cavidades de molde, y un accionamiento de miembro de molde para mover el miembro de molde a lo largo de una trayectoria, incluyendo la trayectoria una posición de llenado de una cavidad de molde donde la masa llena una cavidad de molde y una posición de liberación de producto de una cavidad de molde donde un producto moldeado se libera de la cavidad de molde, un miembro de alimentación de masa que tiene una cámara con una entrada y una boca de descarga orientada hacia el miembro de molde en la posición de llenado a lo largo de la trayectoria del miembro de molde, estando adaptado el miembro de alimentación de masa para transferir la masa de producto alimenticio a una cavidad de molde del miembro de molde en un evento de llenado de cavidad de molde correspondiente que se define por el momento del primer flujo de masa de producto alimenticio a la cavidad de molde y el momento en donde la cavidad de molde se ha llenado completamente y el flujo de masa de producto alimenticio en el mismo termina.
Sumario
La presente invención se refiere a una máquina de formación de medallones de acuerdo con la reivindicación 1, un sistema de control para operar una máquina de formación de medallones de acuerdo con la reivindicación 11, y un método de uso de una máquina de formación de medallones de acuerdo con la reivindicación 14.
Una máquina de formación de medallones está configurada para moldear productos alimenticios. La máquina incluye una placa separadora a través de la cual el producto alimenticio está configurado para pasar cuando la placa separadora está en una posición de llenado, un sensor configurado para determinar las posiciones de la placa separadora, un molde móvil y un sensor configurado para determinar las posiciones del molde. Un procesador está acoplado operativamente con los sensores. El procesador está configurado para recibir información de los sensores y para determinar cuándo se va a mover la placa separadora desde la posición de no llenado a la posición de llenado en relación con una posición determinada del molde.
Breve descripción de los dibujos
La organización y forma de la estructura y operación de las realizaciones divulgadas, junto con otros objetos y ventajas de las mismas, pueden entenderse mejor haciendo referencia a la siguiente descripción, tomada en conexión con los dibujos adjuntos, que no están necesariamente dibujados a escala, en donde números de referencia similares identifican elementos similares en los que:
la figura 1 representa una vista en alzado lateral de una realización de una máquina de formación de medallones en la que se usa un sistema de moldeo giratorio;
la figura 2 representa un diagrama de bloques de un sistema de control para una máquina de formación de medallones tal como la que se muestra en la figura 1;
la figura 3 representa una vista en perspectiva despiezada del sistema de moldeo giratorio;
la figura 4 representa una vista en perspectiva despiezada alternativa del sistema de moldeo giratorio; la figura 5 representa una vista en perspectiva del sistema de moldeo giratorio;
la figura 6 representa una vista en perspectiva de una porción del sistema de moldeo giratorio;
la figura 7 representa una vista en perspectiva de una placa de desgaste del sistema de moldeo giratorio; la figura 8 representa una vista en planta de la placa de desgaste;
la figura 9 representa una vista en planta de una placa separadora del sistema de moldeo giratorio;
la figura 10 representa una vista en planta alternativa de la placa separadora;
la figura 11 representa una vista en perspectiva de la placa separadora montada en la placa de desgaste mediante barras de retención;
la figura 12 representa una vista en planta de un mecanismo de accionamiento, un acoplador, la placa separadora y la placa de desgaste de acuerdo con una realización;
la figura 13 representa una vista en planta de un mecanismo de accionamiento, un acoplador, la placa separadora y la placa de desgaste de acuerdo con una realización;
la figura 14 representa una vista en planta de un mecanismo de accionamiento, una disposición de acoplamiento, un acoplador, la placa separadora y la placa de desgaste de acuerdo con una realización;
la figura 15 es un diagrama de flujo; y
las figuras 16 y 17 son gráficos.
Descripción detallada
Se proporciona un sistema de control 20 y se usa para controlar la posición de una placa separadora 22 de un sistema de moldeo 24 en una máquina de formación de medallones 26 usando información del posicionamiento de un molde 28 del sistema de moldeo 24. En una realización, el sistema de moldeo 24 es un sistema de moldeo giratorio en donde el molde 28 gira alrededor de un eje, y la figura 1 ilustra los componentes primarios de una realización de un sistema de moldeo giratorio. Aunque los dibujos muestran el sistema de control 20 usado en asociación con un sistema de moldeo giratorio, el sistema de control 20 se puede usar en asociación con un sistema de moldeo de placa deslizante o alternativo en donde el molde oscila hacia atrás y hacia adelante como se conoce en la técnica.
La máquina de formación de medallones 26 puede incluir adicionalmente una porción de alimentador 30 que suministra producto alimenticio al sistema de moldeo 24. En una realización no reivindicada, la porción de alimentador 30 está formada a partir de una tolva 32 conectada a una caja de bomba 34 mediante un sistema de barrena conectado a un paso de entrada de bomba, una bomba giratoria accionada por motor y un paso de salida de bomba (no mostrado). Una porción de alimentador de este tipo se divulga en la patente de Estados Unidos n.° 8.469.697 y no se describe en detalle en el presente documento.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, la caja de bomba 34 puede incluir una carcasa 36 y un inserto 38 insertado dentro de una cámara 40 en la carcasa 36. Cuando la carcasa 36 y el inserto 38 están conectados entre sí, se forma una cavidad entre ellos. La posición del inserto 38 puede ajustarse con respecto a la carcasa 36 para variar el tamaño de la cavidad entre ellos. La carcasa 36 tiene al menos una abertura de alimentación 42 y el inserto 38 tiene al menos una abertura de alimentación 44 para canalizar el producto alimenticio desde la tolva 32 a través de la caja de bomba 34. Las aberturas de alimentación 42, 44 pueden estar alineadas. En una realización, la caja de bomba 34 está formada por un único componente.
El sistema de moldeo 24 incluye una estructura de soporte estacionaria 46 que está unida a un armario 48 de la máquina de formación de medallones 26, el molde 28 montado en la estructura de soporte 46 por una platina interior 50 (véase la figura 3), y un conjunto de canal de alimento 52 que dirige el producto alimenticio desde la caja de bomba 34 al molde 28. En un sistema de moldeo giratorio, el molde 28 está montado de manera giratoria sobre la estructura de soporte 46. En un sistema de moldeo alternativo, el molde 28 está montado recíprocamente sobre la estructura de soporte 46.
En una realización no reivindicada, la estructura de soporte 46 está en voladizo desde el armario 48. La estructura de soporte 46 puede estar formada de acero. Como alternativa, la estructura de soporte 46 puede soportarse en ambos extremos. En una realización, la estructura de soporte 46 es un mandril.
El molde 28 está formado por una pared cilindrica 54 y una corona dentada 56 que se extiende alrededor de la circunferencia de la pared 54 en cada extremo de la misma. Una pluralidad de cavidades de molde separadas 58 se proporcionan a través de la pared 54 y están dispuestas alrededor de la circunferencia de la pared 54. En una realización, las cavidades de molde 58 se proporcionan en una matriz de filas y columnas de manera que cada cavidad de molde 58 en una fila dada comience en la misma posición del molde 28 y de tal manera que cada cavidad de molde 58 en una fila dada termine en la misma posición del molde 28. La pared 54 tiene un espesor que corresponde a la profundidad de las cavidades de molde 58. El número de cavidades de molde 58 alrededor de la circunferencia de la pared 54 puede variar. De forma adicional, la forma de las cavidades de molde 58 puede variar. Se proporciona un motor 60 y una estructura asociada 62 para mover el molde 28 con respecto a la estructura de soporte 46. Las estructuras 62 para girar el molde 28 se divulgan en la patente de Estados Unidos n.° 8.469.697.
En algunas realizaciones, el motor 60 es un servomotor o motor paso a paso. En algunas realizaciones no reivindicadas, el motor 60 es un motorreductor, un servomotor de CC sin escobillas, un motor de CC de imán permanente (PMDC), un motor de inducción de CA con señal de control modulada y conmutadores para controlar la velocidad y la dirección de rotación, alguna combinación de los mismos, o similares.
A modo de ejemplo, la estructura 62 para hacer girar el molde 28 se proporciona mediante correas sin fin dentadas 64 conectadas al motor 60 como se ilustra en la figura 6. La corona dentada 56 se acopla con una superficie dentada 66 de la correa sin fin dentada 64. Cada correa sin fin dentada 64 es accionada por rodillos 68 que están conectados a través de un árbol común 70. El motor 60 acciona los rodillos 68. Las correas sin fin dentadas 64 están soportadas además por rodillos de soporte locos 72 conectados a través de un árbol común 74. Los rodillos 68, 72 pueden comprender opcionalmente un anillo dentado. En una realización alternativa, los rodillos de soporte locos 72 y su árbol común 74 se pueden retirar dependiendo de la configuración deseada, de modo que las correas sin fin dentadas 64 solo se enrollan alrededor de un conjunto de rodillos 68.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, la platina interior 50 está formada por un cuerpo 76 que tiene una superficie orientada hacia el molde y una superficie de acoplamiento de estructura de soporte opuesta. La superficie orientada hacia el molde está curvada de acuerdo con el radio de curvatura del molde cilíndrico 28. La superficie de acoplamiento de estructura de soporte puede ser curvada. La platina interior 50 puede estar formada de plástico. El cuerpo 76 tiene perforaciones 78 a su través que proporcionan un sistema de gestión de aire para permitir que el aire escape de las cavidades de molde 58 a medida que el producto alimenticio llena las cavidades de molde 58 y desplaza el aire en las cavidades de molde 58. Las perforaciones 78 pueden adoptar la forma de una matriz de una pluralidad de orificios distintos que forman filas y columnas. La platina interior 50 se fija a la estructura de soporte 46 por medios adecuados, tales como sujetadores, y se une al molde 28 de manera que el molde 28 pueda girar alrededor de la platina interior 50 y la estructura de soporte 46.
El conjunto de canal de alimento 52, véanse las figuras 3 y 4, incluye una placa de llenado 80 que está próxima al molde 28, una placa de desgaste 82 unida de manera fija a la placa de llenado 80, y la placa separadora 22 unida de manera móvil a la placa de desgaste 82. La placa separadora 22 se mueve de manera alternativa con respecto a la placa de desgaste 82. El conjunto de canal de alimento 52 está unido a la carcasa 36 de la caja de bomba 34. En una realización, la placa de llenado 80 está formada por dos partes, con un cuerpo perforado interior 84 que se asienta dentro de una platina exterior 86. El cuerpo 84 está formado de metal. La platina exterior 86, si la hubiera, está formada de plástico.
El cuerpo perforado interior 84 tiene orificios 88 a través del mismo. Una superficie de entrada del cuerpo 84 es plana. Una superficie de salida del cuerpo 84 puede ser plana o puede estar curvada de acuerdo con el radio de curvatura del molde 28. Los orificios 88 pueden adoptar la forma de una matriz de una pluralidad de orificios distintos que forman filas y columnas. La superficie de salida del cuerpo 84 está muy cerca de, pero separada de, la superficie exterior del molde 28. Se puede disponer un mecanismo o capa de sellado (no mostrado) en la superficie de salida del cuerpo 84 para garantizar un contacto cercano adecuado con el molde 28 y para evitar que el producto alimenticio se escape de las cavidades de molde 58 una vez que se llenan las cavidades de molde 58.
Cuando el cuerpo 84, el molde 28 y la platina interior 50 se ensamblan entre sí, las perforaciones 78 en la platina interior 50 están desplazadas de los orificios 88 en el cuerpo 84. El cuerpo 84 tiene sustancialmente más orificios 88 que el número de perforaciones 78 en la platina interior 50.
En una realización, el cuerpo 84 está montado en la platina exterior 86 que forma un bastidor para el cuerpo 84. Se proporciona un paso 90 a través de la platina exterior 86 y se extiende desde una superficie de entrada de la platina exterior 86 hasta una superficie de salida de la platina exterior 86. El cuerpo 84 se asienta dentro del paso 90. En una realización, la platina exterior 86 está intercalada entre la caja de bomba 34 y el molde 28, y flota libremente con respecto a la caja de bomba 34 y el molde 28. En una realización no reivindicada, la platina exterior 86 está fijada a la carcasa 36 de la caja de bomba 34 por medios adecuados, tales como pernos, y está separada del molde 28.
Como se muestra en las figuras 7 y 8, la placa de desgaste 82 está formada por un cuerpo 92 que tiene una primera superficie 92a y una segunda superficie 92b definida por bordes laterales paralelos 92c, 92d y bordes de extremo paralelos 92e, 92f. La placa de desgaste 82 está formada de metal. La primera y segunda superficies 92a, 92b son planas. Una longitud de la placa de desgaste 82 se define entre los bordes laterales 92c, 92d. El cuerpo 92 tiene una porción perforada central 94 con una porción no perforada 96 que se extiende alrededor del perímetro de la porción perforada central 94 y entre la porción perforada central 94 y los bordes 92c, 92d, 92e, 92f. Se proporciona una matriz de una pluralidad de orificios 98 distintos a través de la porción perforada central 94 del cuerpo 92. Las paredes 100 que forman los orificios 98 son rectas desde la primera superficie 92a hasta la segunda superficie 92b, es decir, cada orificio 98 tiene un diámetro uniforme a lo largo de su longitud desde la primera superficie 92a hasta la segunda superficie 92b. El eje central de cada orificio 98 es paralelo entre sí. En una realización, los orificios 98 en la placa de desgaste 82 tienen el mismo diámetro que los orificios 88 en el cuerpo 84. La placa de desgaste 82 tiene dos pares de rebajes 102 en cada superficie 92a, 92b en la porción no perforada 96 próximos a, pero separados de, los bordes laterales 92c, 92d. Cuando la placa de desgaste 82 se ensambla con el cuerpo 84, los orificios 98 en la placa de desgaste 82 están alineados con los orificios 88 en el cuerpo 84. La placa de desgaste 82 tiene una pluralidad de aberturas 104 a través de la porción no perforada 96 próximas a, pero separadas de, los bordes de extremo 92e, 92f.
La placa de desgaste 82 se puede ensamblar con el cuerpo 84 con la primera superficie 92a apoyada contra el cuerpo 84 o con la segunda superficie 92b apoyada contra el cuerpo 84 ya que la placa de desgaste 82 está formada de manera idéntica en ambas superficies 92a, 92b.
La placa separadora 22 está dispuesta entre la placa de desgaste 82 y la caja de bomba 34 y es capaz de movimiento recíproco con respecto a la placa de desgaste 82 y la caja de bomba 34. La placa separadora 22 está formada de metal. Como se muestra en las figuras 9 y 10, la placa separadora 22 está formada por un cuerpo 106 que tiene una superficie de entrada 106a y una superficie de salida 106b definida por bordes laterales paralelos 106c, 106d y bordes de extremo paralelos 106e, 106f. Las superficies de entrada y salida 106a, 106b son planas. Una longitud de la placa separadora 22 se define entre los bordes laterales 106c, 106d. El cuerpo 106 tiene una porción perforada central 108 con una porción no perforada 110 que se extiende alrededor del perímetro de la porción perforada central 108 y entre la porción perforada central 108 y los bordes 106c, 106d, 106e, 106f. Se proporciona una matriz de una pluralidad de orificios 112 distintos a través de la porción perforada central 108 del cuerpo. Cada orificio 112 en la matriz puede ser recto a medida que se extiende desde la superficie de entrada 106a hasta la superficie de salida 106b de modo que tenga un diámetro uniforme a lo largo de su longitud. Cada uno de los orificios 112 en la matriz o los predeterminados de los orificios 112 en la matriz pueden tener una pared ahusada o troncocónica 114 que se extiende desde la superficie de entrada 106a y una pared recta 116 que se extiende desde el extremo de salida de la pared ahusada o troncocónica 114 hasta la superficie de salida 106b. La pared ahusada o troncocónica 114 tiene su mayor diámetro en su extremo de entrada que está en la superficie de entrada 106a de la placa separadora 22 y tiene su diámetro más pequeño en su extremo de salida que está en la unión de la pared ahusada o troncocónica 114 y la pared recta 116. La pared ahusada o troncocónica 114 tiene un diámetro que se reduce continuamente a medida que se extiende a lo largo de su longitud desde su extremo de entrada hasta el extremo de salida. La pared recta 116 tiene un diámetro uniforme a lo largo de su longitud. Los orificios 112 pueden ser una combinación de ambos tipos. En una realización, los orificios 112 en la placa separadora 22 están alineados en filas y columnas. En una realización, los orificios 112 en la placa separadora 22 tienen el mismo diámetro que los orificios 88 en el cuerpo 84.
Los orificios 112 en la placa separadora 22 están alineados en filas y columnas y cuando se ensamblan con la placa de desgaste 82 y en la placa de llenado 80, los orificios 112 en la placa separadora 22 están alineados con los orificios 98 en la placa de desgaste 82 y los orificios 88 en el cuerpo 84 cuando está en una posición de llenado, y cuando la placa separadora 22 se desplaza, los orificios 112 en la placa separadora 22 están desplazados de los orificios 98 en la placa de desgaste 82 y en los orificios 88 en el cuerpo 84 cuando está en una posición de no llenado.
Como se muestra en la figura 11, la placa separadora 22 está conectada a la placa de desgaste 82 mediante barras de retención 118 unidas a la placa de desgaste 82, por ejemplo, mediante sujetadores 120. Cada barra de retención 118 tiene un rebaje 122 mecanizado en la misma en el que se asienta la placa separadora 22.
La placa separadora 22 y la placa de desgaste 82 se asientan dentro de la caja de bomba 34. La placa separadora 22 está próxima a las aberturas de alimentación 42, 44 en la caja de bomba 34. La superficie de entrada plana del cuerpo 84 que forma la placa de llenado 80 se asienta contra la primera o segunda superficie 92a, 92b de la placa de desgaste 82 (dependiendo de la forma en que se use la placa de desgaste 82). Seguidamente, unas sujeciones, tales como pernos, se pasan a través de la caja de bomba 34, a través de la placa de desgaste 82 y a través de la placa de llenado 80 para conectar la caja de bomba 34, la placa separadora 22, la placa de desgaste 82 y la placa de llenado 80 entre sí.
Como se divulga en la patente de EE. UU. N.° 8.469.697, dos conjuntos de varillas 124a, 124b, véase la figura 12, tienen cabezas 126 en forma de disco que están en contacto con los bordes laterales 106c, 106d de la placa separadora 22. Las varillas 124a, 124b se extienden a través de las paredes laterales de la carcasa de caja de bomba 36 y se conectan a los respectivos primer y segundo mecanismos de accionamiento 128, tales como cilindros hidráulicos o motores. En algunas realizaciones, los motores son servomotores o motores paso a paso. En algunas realizaciones, los mecanismos de accionamiento 128 pueden incluir un controlador de motor a bordo, que puede controlar el funcionamiento de los mecanismos de accionamiento 128, y que puede formar parte de y/o interactuar con el sistema de control 20 ilustrado y descrito con respecto a la figura 2. Los mecanismos de accionamiento 128 pueden interconectarse indirectamente a través de y controlarse mediante circuitos de control, tal como puede proporcionarse por el sistema de control 20.
Para mover la placa separadora 22 con respecto a la placa de desgaste 82 y la placa de llenado 80, el primer mecanismo de accionamiento 128 se activa para extender las varillas 124a y mover la placa separadora 22 en una primera dirección, lo que hace que las varillas 124b se retraigan dentro del segundo mecanismo de accionamiento 128 y, a continuación, el segundo mecanismo de accionamiento 128 se activa para extender las varillas 124b y mover la placa separadora 22 en un segunda dirección opuesta, lo que hace que las varillas 124a se retraigan dentro del primer mecanismo de accionamiento 128. Esto se repite para hacer que la placa separadora 22 se deslice hacia adelante y hacia atrás a través de la placa de desgaste 82 de manera alternativa. Las cabezas 126 de las varillas 124a, 124b se asientan dentro de los rebajes 102 de la placa de desgaste 82 para hacer tope contra los bordes laterales 106c, 106d de la placa separadora 22. El movimiento alternativo corta cualquier fibra de producto alimenticio residual que pueda quedar atrapada en los orificios 98 de la placa de desgaste 82 después de cada vez que el producto alimenticio pasa a través de los orificios 98 de la placa de desgaste 82. Los rebajes 122 proporcionan una holgura de funcionamiento para permitir que la placa separadora 22 se desplace con respecto a la placa de desgaste 82.
Como se muestra en la figura 13, la placa separadora 22 se ha modificado para incluir un par de rebajes o aberturas 130 en las que se asientan las cabezas 126 de las varillas 124. Se proporcionan un par de aberturas separadas 130 en la superficie 106a y en el mismo lado de la placa separadora 22, por ejemplo, cerca del borde 106c. Como alternativa, se pueden proporcionar rebajes en cada superficie de la placa separadora 22. Las varillas 124 se extienden a través de la misma pared lateral de la carcasa de caja de bomba 36 y están conectadas a un único mecanismo de accionamiento 128, tal como un accionador eléctrico o un cilindro hidráulico, por un acoplador 132. El mecanismo de accionamiento 128 está montado en un bastidor estacionario 134 conectado a la carcasa de caja de bomba 36. El mecanismo de accionamiento 128 incluye un pistón 136 que puede extenderse desde un cilindro 138 o puede retraerse en el cilindro 138. El pistón 136 está acoplado a las varillas 124 por el acoplador 132. En esta realización, el pistón 136 del mecanismo de accionamiento 128 está alineado linealmente con las varillas 124. Para mover la placa separadora 22 con respecto a la placa de desgaste 82, el mecanismo de accionamiento 128 se activa para extender el pistón 136 desde el cilindro 138, moviendo de este modo las varillas 124 y la placa separadora 22 en una primera dirección con respecto a la placa de desgaste 82 y, a continuación, el mecanismo de accionamiento 128 se activa para retraer el pistón 136 en el cilindro 138, moviendo así las varillas 124 y la placa separadora 22 en una segunda dirección opuesta con respecto a la placa de desgaste 82. Esto se repite para hacer que la placa separadora 22 se deslice hacia adelante y hacia atrás a través de la placa de desgaste 82 de manera recíproca para cortar cualquier fibra de producto alimenticio residual que pueda quedar atrapada en los orificios 98 de la placa de desgaste 82 después de cada vez que el producto alimenticio se pasa a través de los orificios 98 de la placa de desgaste 82. Los rebajes 102 en la placa de desgaste 82 pueden eliminarse ya que los rebajes 102 no se usan en esta realización no reivindicada.
Como se muestra en la figura 14, se utilizan la placa separadora 22 modificada y el mecanismo de accionamiento 128 y los detalles no se repiten. Las varillas 124 se extienden a través de una pared lateral de la carcasa de caja de bomba 36 y están conectadas al único mecanismo de accionamiento 128 mediante una disposición de acoplamiento 140. En esta realización no reivindicada, el pistón 136 del mecanismo de accionamiento 128 no está alineado linealmente con las varillas 124 y, en su lugar, es perpendicular a las varillas 124 como resultado de la disposición de acoplamiento 140. En esta realización no reivindicada, la disposición de acoplamiento 140 incluye un primer enlace 142 que tiene un primer extremo 142a unido de manera pivotante al extremo 136a del pistón 136 y un segundo extremo 142b unido de manera pivotante a un bastidor estacionario 134 conectado a la carcasa de caja de bomba 36, un segundo enlace 144 que tiene un primer extremo 144a unido de manera pivotante al extremo 136a del pistón 136 y un segundo extremo 144b unido de manera pivotante a un primer extremo 146a de una varilla 146, extendiéndose la varilla 146 a través del bastidor estacionario 134. La varilla 146 y el segundo extremo 142b del primer enlace 142 pueden estar alineados linealmente. Un segundo extremo 146b de la varilla 146 está acoplado a las varillas 124 por el acoplador 132. Para mover la placa separadora 22 con respecto a la placa de desgaste 82, el mecanismo de accionamiento 128 se activa para mover las varillas 124 y la placa separadora 22 en una primera dirección con respecto a la placa de desgaste 82 y, a continuación, el mecanismo de accionamiento 128 se activa para mover las varillas 124 y la placa separadora 22 en una segunda dirección opuesta con respecto a la placa de desgaste 82. Cuando el pistón 136 se extiende desde el cilindro 138, los primeros extremos 142a, 144a de los enlaces primero y segundo 142 se alejan del cilindro 138, lo que hace que la varilla 146 se traslade en una dirección perpendicular al pistón 136 y hacia la placa de desgaste 82. Este movimiento de la varilla 146 provoca el movimiento de las varillas 124 y, a continuación, el movimiento de la placa separadora 22 en la primera dirección. Cuando el pistón 136 se retrae en el cilindro 138, los primeros extremos 142a, 144a del primer y segundo enlace 142 se mueven hacia el cilindro 138, lo que hace que la varilla 146 se traslade en una dirección perpendicular al pistón 136 y lejos de la placa de desgaste 82. Este movimiento de la varilla 146 provoca el movimiento de las varillas 124 y luego el movimiento de la placa separadora 22 en la segunda dirección opuesta. Esto se repite para hacer que la placa separadora 22 se deslice hacia adelante y hacia atrás a través de la placa de desgaste 82 de manera recíproca para cortar cualquier fibra de producto alimenticio residual que pueda quedar atrapada en los orificios 98 de la placa de desgaste 82 después de cada vez que el producto alimenticio se pasa a través de los orificios 98 de la placa de desgaste 82. Los rebajes 102 en la placa de desgaste 82 pueden eliminarse ya que los rebajes 102 no se usan en esta realización no reivindicada.
En algunas otras realizaciones no reivindicadas, los motores utilizados para los mecanismos de accionamiento 128 son motores de engranajes, servomotores de CC sin escobillas, motores de CC de imán permanente (PMDC), motores de inducción de CA con señal de control modulada e interruptores para controlar la velocidad y la dirección de rotación o movimiento alternativo, alguna combinación de los mismos, o similares. En algunas realizaciones, los motores utilizados para los mecanismos de accionamiento 128 pueden incluir un controlador de motor a bordo, que puede controlar el funcionamiento de los motores, y que puede formar parte de y/o interactuar con el sistema de control 20 ilustrado y descrito con respecto a la figura 2. Los motores utilizados para los mecanismos de accionamiento 128 pueden interconectarse indirectamente a través de y controlarse mediante circuitos de control, tal como puede proporcionarse por el sistema de control 20.
El sistema de moldeo 24 puede incluir un mecanismo de extracción 148 que se conoce en la técnica. Un mecanismo de extracción de este tipo se divulga en la patente de Estados Unidos n.° 8.469.697, y no se describe en detalle en el presente documento.
En funcionamiento, a medida que el molde 28 se mueve, cada fila de cavidades de molde 58 se mueve a una posición de llenado durante la cual las cavidades de molde 58 en esa fila dada se mueven más allá de los orificios 88 en la placa de llenado 80. El producto alimenticio se bombea desde la tolva 32 al sistema de moldeo 24 por la porción de alimentador 30. El producto alimenticio pasa a través de las aberturas de alimentación 42, 44 en la caja de bomba 34, a través de los orificios 112 en la placa separadora 22, a través de los orificios 98 en la placa de desgaste 82, y a través de los orificios 88 en el cuerpo 84 para llenar las cavidades de molde 58 en el molde 28. A medida que las cavidades de molde 58 en la fila dada se llenan durante el movimiento, las cavidades de molde 58 se mueven desde la posición de llenado a una posición de expulsión donde se activa el mecanismo de extracción 148.
A medida que el molde 28 se mueve a la posición de llenado, las cavidades de molde 58 en el molde 28 quedan dispuestas entre el cuerpo de placa de llenado 84 y la platina interior 50, sirviendo la superficie orientada hacia el molde de la platina interior 50 como la superficie inferior de las cavidades de molde 58 a medida que las cavidades de molde 58 se mueven a través de la región donde está en contacto con el cuerpo de placa de llenado 84 y la platina interior 50. En un sistema de moldeo giratorio, la platina interior 50 permanece estacionaria a medida que el molde 28 gira más allá de la platina interior 50. La estructura de soporte 46 detrás de la platina interior 50 proporciona soporte para la platina interior 50 a medida que la presión del llenado de las cavidades de molde 58 se ejerce en las cavidades de molde 58 durante el proceso de llenado. A medida que el molde 28 se mueve a la posición de expulsión, las cavidades de molde 58 en el molde 28 ya no están dispuestas entre el cuerpo de placa de llenado 84 y la platina interior 50.
Durante el funcionamiento, la placa separadora 22 se desplaza con respecto a la placa de desgaste 82 y la placa de llenado 80 desde la posición de llenado a la posición de no llenado, luego de vuelta a la posición de llenado y luego a la posición de no llenado y así sucesivamente, con el control del sistema de control 20 como se describe en el presente documento. Cuando la placa separadora 22 está en la posición de llenado, el producto alimenticio puede fluir a su través para llenar las cavidades de molde 58 del molde 28, pero cuando la placa separadora 22 se mueve para estar en la posición de no llenado para cortar el producto alimenticio, el producto alimenticio no puede fluir a su través. Cuando la placa separadora 22 está en la posición de no llenado, el molde 28 se indexa para mover el siguiente conjunto de cavidades de molde 58 a la posición de llenado.
La información relacionada con la posición del molde 28 y la posición de la placa separadora 22 se envía al sistema de control 20. El sistema de control 20 procesa esta información y controla el movimiento de la placa separadora 22 en respuesta.
Se puede proporcionar una variedad de medios para proporcionar información posicional del molde 28 y de la placa separadora 22. En una realización que tiene el mecanismo o mecanismos de accionamiento 128 como cilindros hidráulicos, se proporciona un sensor 150 que detecta la posición del molde 28, y se proporciona un sensor 152 que detecta la posición de la placa separadora 22. Los sensores 150, 152 envían información con respecto a la posición del molde 28 y la placa separadora 22 al sistema de control 20. En una realización que tiene el mecanismo o mecanismos de accionamiento 128 como cilindros hidráulicos y se proporciona un servomotor para accionar el molde 28, se proporciona un sensor 152 que detecta la posición de la placa separadora 22, y un potenciómetro, codificador, resolutor o dispositivo similar del servomotor proporciona realimentación posicional y actúa como el sensor 150. En una realización que tiene un servomotor proporcionado como el mecanismo o mecanismos de accionamiento 128 y se proporciona un servomotor para accionar el molde 28, un potenciómetro, codificador, resolutor o dispositivo similar del servomotor proporciona realimentación posicional de la placa separadora 22 y actúa como el sensor 152, y un potenciómetro, codificador, resolutor o dispositivo similar del servomotor proporciona realimentación posicional del molde 28 y actúa como el sensor 150. En algunas realizaciones, los sensores 150, 152 son sensores de posición y/o sensores de proximidad. Pueden usarse otros sensores conocidos.
El sistema de control 20 puede incluir una memoria no transitoria 154 y un procesador 156 configurado para procesar información recibida desde los sensores 150, 152. Aunque se ilustra como una única memoria 154, se debe apreciar que, en algunas realizaciones no reivindicadas, la memoria 154 puede incluir múltiples dispositivos de memoria individuales que proporcionan colectivamente la funcionalidad de la memoria 154, que pueden distribuirse a través de uno o más dispositivos informáticos que pueden proporcionar funcionalidad del sistema de control 20. En algunas realizaciones no reivindicadas, la memoria 154 puede incluir una memoria no transitoria. El procesador 156 está configurado para controlar el funcionamiento (p. ej., movimiento) de la placa separadora 22 basándose al menos en parte en los datos almacenados en la memoria 154. Los datos pueden incluir información con respecto a la posición rotacional de las cavidades de molde 58 del molde 28 o la posición de las cavidades de molde durante el movimiento alternativo del molde. Aunque se ilustra como un único procesador 156, se debe apreciar que, en algunas realizaciones, el procesador 156 puede incluir múltiples procesadores configurados colectivamente para proporcionar funcionalidad del procesador 156 y que pueden distribuirse a través de uno o más dispositivos informáticos que pueden proporcionar funcionalidad del sistema de control 20. Un procesador 156 de ejemplo incluye, pero no se limita a, un controlador lógico programable (PLC) fabricado por Horner APG, LLC, número de modelo XL7 (HE-XW1E2).
El sistema de control 20 está configurado para controlar el mecanismo de accionamiento 128 y, por lo tanto, el movimiento de la placa separadora 22. En algunas realizaciones, el mecanismo de accionamiento 128 incluye interfaces, tales como interfaces de bus CAN configuradas para recibir señales de control desde el sistema de control 20. Pueden usarse otros tipos de interfaces de comunicación para enviar señales de control al mecanismo de accionamiento 128.
Las posiciones de las cavidades de molde 58 se programan en la memoria 154. El procesador 156 recibe información posicional del sensor 152 en el mecanismo de accionamiento 128 y el sensor 150 en el molde 28 y procesa esta información. El procesador 156 determina cuándo mover la placa separadora 22 y envía una señal al mecanismo de accionamiento 128 para mover la placa separadora 22. En una realización, se envía una señal al mecanismo de accionamiento 128 un tiempo predeterminado antes de que las cavidades de molde 58 se muevan a la posición de llenado para mover la placa separadora 22 a la posición de llenado, y se envía una señal al mecanismo de accionamiento 128 un tiempo predeterminado antes de que el las cavidades de molde 58 se llenen completamente para mover la placa separadora 22 a la posición de no llenado. Esto se repite continuamente a medida que el molde 28 se mueve a su posición de llenado y su posición de expulsión.
Un diagrama de flujo que muestra una realización de un método 300 de uso se muestra en el diagrama de flujo de la figura 15. En la etapa 301, la posición de la placa separadora 22 se supervisa por el procesador 156 que recibe información posicional del sensor 152 y el procesador 156 procesa esta información para determinar cuándo la placa separadora 22 está en la posición de no llenado. En la etapa 302, la posición del molde 28 está determinada por el procesador 156 que recibe información posicional del sensor 150 y procesa esta información para determinar la posición del molde 28. En la etapa 303, el procesador 156 determina cuándo debe moverse la placa separadora 22 basándose en la posición del molde 28, y la placa separadora 22 se mueve a la posición de llenado un tiempo predeterminado antes de que las cavidades de molde 58 se muevan a la posición de llenado. En la etapa 304, la posición del molde 28 se supervisa por el procesador 156 recibiendo información posicional del sensor 150 en el molde 28 y procesando esta información para determinar si el molde 28 se moverá a la posición de no llenado. En la etapa 305, la placa separadora 22 se mueve a la posición de no llenado un tiempo predeterminado antes de que las cavidades de molde 58 se muevan a la posición de no llenado. Seguidamente, el método 300 vuelve a la etapa 301.
Es importante conocer la posición de la placa separadora 22 en relación con la posición del molde 28 para garantizar un llenado consistente del producto alimenticio en las cavidades de molde 58 del molde 28. Los cambios en la temperatura del producto alimenticio alimentado en la caja de bomba 34 de un lote de producto alimenticio al siguiente lote de producto alimenticio pueden hacer que la placa separadora 22 se mueva más lenta o más rápida a través del producto alimenticio. Por ejemplo, si un lote actual de producto alimenticio que se está alimentando está más frío que el lote anterior de producto alimenticio que se acaba de alimentar, la placa separadora 22 se moverá más lentamente a través del producto alimenticio en el lote actual, lo que retrasará el desplazamiento completo de la placa separadora 22 para evitar el flujo de producto alimenticio a su través. De igual manera, si un lote actual de producto alimenticio que se está alimentando está más caliente que el lote anterior de producto alimenticio que se acaba de alimentar, la placa separadora 22 se moverá más rápido a través del producto alimenticio en el lote actual, lo que hará que el desplazamiento completo de la placa separadora 22 se produzca antes que el desplazamiento anterior. En otro ejemplo, el producto alimenticio puede apelmazarse sobre la placa separadora 22, lo que hace que el movimiento de la placa separadora 22 se ralentice. En otro ejemplo adicional más, el mecanismo o mecanismos de accionamiento 128 que accionan el movimiento de la placa separadora 22 pueden desgastarse, lo que hace que el movimiento de la placa separadora 22 se ralentice. Puede ocurrir una variedad de otras razones que alteran la sincronización de la placa separadora 22 con respecto a la posición de las cavidades de molde 58.
Las figuras 15 y 16 muestran gráficos de cuándo la placa separadora 22 se desplaza con respecto a la posición rotacional del molde 28 en una realización de ejemplo.
El sistema de control 20 ajusta dinámicamente la posición de la placa separadora 22 en relación con el molde 28 para garantizar una sincronización constante del movimiento de la placa separadora 22 en relación con la posición del molde 28.
Si bien la realización reivindicada muestra una placa de desgaste 82 separada que se puede retirar, la placa de desgaste 82 puede formarse integralmente con la placa de llenado 80 en una realización adicional no de acuerdo con la invención reivindicada.
Aunque se ilustran y describen realizaciones particulares con respecto a los dibujos, se prevé que los expertos en la materia puedan idear diversas modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, se apreciará que el alcance de la invención de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas no se limita a las realizaciones específicas ilustradas y analizadas con respecto a los dibujos y que las modificaciones y otras realizaciones están destinadas a incluirse dentro del alcance de la invención reivindicada. Asimismo, si bien las descripciones anteriores y los dibujos asociados describen realizaciones de ejemplo en el contexto de ciertas combinaciones de ejemplos de elementos y/o funciones, debe apreciarse que pueden proporcionarse diferentes combinaciones de elementos y/o funciones mediante realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de la invención de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Una máquina de formación de medallones (26) configurada para moldear productos alimenticios que comprende:
una caja de bomba (34) configurada para recibir productos alimenticios en su interior;
una placa de llenado (80) que tiene una pluralidad de orificios (88) a través de los cuales el producto alimenticio está configurado para pasar;
una placa separadora (22) que tiene una pluralidad de orificios (112) a través de los cuales el producto alimenticio está configurado para pasar cuando la placa separadora (22) está en una posición de llenado, estando posicionada la placa separadora (22) entre la caja de bomba (34) y la placa de llenado (80);
un mecanismo de accionamiento (128) configurado para mover la placa separadora (22) de manera alternativa con respecto a la placa de llenado (80) y la caja de bomba (34) desde la posición de llenado hasta una posición de no llenado;
un molde (28) que comprende una pared (54) que tiene una pluralidad de cavidades de molde (58); y un motor (60) acoplado al molde (28) y configurado para mover continuamente el molde (28) con respecto a la placa de llenado (80);
caracterizada por:
un sensor de placa separadora (152) acoplado operativamente a la placa separadora (22), el sensor de placa separadora (152) configurado para determinar posiciones de la placa separadora (22);
un sensor de molde (150) acoplado operativamente al molde (28), el sensor de molde (150) configurado para determinar posiciones del molde (28); y
un procesador acoplado operativamente con los sensores (150, 152), estando configurado el procesador para recibir información de los sensores (150, 152) y para determinar cuándo se debe mover la placa separadora (22) desde la posición de no llenado a la posición de llenado en relación con una posición determinada del molde (28).
2. La máquina de formación de medallones (26) de la reivindicación 1, en donde uno de los sensores (150, 152) es un sensor de posición.
3. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde los sensores (150, 152) son sensores de posición.
4. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde uno de los sensores (150, 152) es un sensor de proximidad.
5. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde los sensores (150, 152) son sensores de proximidad.
6. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde el mecanismo de accionamiento (128) es un cilindro hidráulico.
7. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde el motor (60) es un servomotor, y el sensor de molde (150) es uno de un potenciómetro, un codificador y un resolutor del servomotor; opcionalmente en donde el mecanismo de accionamiento (128) es un cilindro hidráulico.
8. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde el motor (60) es un servomotor y el sensor de molde (150) es uno de un potenciómetro, un codificador y un resolutor del servomotor, y en donde el mecanismo de accionamiento (128) es un servomotor y el sensor de placa separadora (152) es uno de un potenciómetro, un codificador y un resolutor del mecanismo de accionamiento (128).
9. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde el molde (28) es un tambor cilindrico que tiene cavidades de molde (58) en las que se configura el producto alimenticio a depositar.
10. La máquina de formación de medallones de la reivindicación 1, en donde además comprende una placa de desgaste (82) separada de la placa de llenado (80), estando la placa de desgaste (82) colocada entre la placa separadora (22) y la placa de llenado (80); opcionalmente en donde la placa separadora (22) está unida a la placa de desgaste (82) mediante una pluralidad de barras de retención (118).
11. Un sistema de control para operar una máquina de formación de medallones (26) que comprende:
una caja de bomba (34) configurada para recibir productos alimenticios en su interior;
una placa de llenado (80) que tiene una pluralidad de orificios (88) a través de los cuales el producto alimenticio está configurado para pasar;
una placa separadora (22) que tiene una pluralidad de orificios (112) a través de los cuales el producto alimenticio está configurado para pasar cuando la placa separadora (22) está en una posición de llenado, estando posicionada la placa separadora (22) entre la caja de bomba (34) y la placa de llenado (80);
un mecanismo de accionamiento (128) configurado para mover la placa separadora (22) de manera alternativa con respecto a la placa de llenado (80) y la caja de bomba (34) desde la posición de llenado hasta una posición de no llenado;
un molde (28) que comprende una pared (54) que tiene una pluralidad de cavidades de molde (58); y un motor (60) acoplado al molde (28) y configurado para mover continuamente el molde (28) con respecto a la placa de llenado (80);caracterizado por:
un sensor de placa separadora (152) acoplado operativamente a la placa separadora (22), el sensor de placa separadora (152) configurado para determinar posiciones de la placa separadora (22);
un sensor de molde (150) acoplado operativamente al molde (28), el sensor de molde (150) configurado para determinar posiciones del molde (28); y
un controlador, que tiene un procesador y arquitectura de memoria, configurado para:
comparar las posiciones de la placa separadora (22) y el molde (28) basándose en la información recibida de los sensores (150, 152); y
enviar una señal al mecanismo de accionamiento (128) para mover la placa separadora (22) con respecto a la caja de bomba (34) y la placa de llenado (80) desde la posición de no llenado a la posición de llenado cuando se determina una posición predeterminada del molde (28).
12. El sistema de control de la reivindicación 11, en donde la posición predeterminada del molde (28) es cuando las cavidades de molde (58) están en la posición de llenado.
13. El sistema de control de la reivindicación 12, en donde:
(i) la placa separadora (22) se mueve a la posición de no llenado un tiempo predeterminado antes de que las cavidades de molde (58) se muevan a la posición de expulsión; o
(ii) la placa separadora (22) se mueve a la posición de llenado antes de que las cavidades de molde (58) se muevan a la posición de llenado.
14. Un método de uso de una máquina de formación de medallones (26) que comprende:
alimentar producto alimenticio en una caja de bomba (34), orificios pasantes (112) en una placa separadora (22) y orificios pasantes (88) en una placa de llenado (80) cuando la placa separadora (22) está en una posición de llenado, estando posicionada la placa separadora (22) entre la caja de bomba (34) y la placa de llenado (80); mover la placa separadora (22) en un movimiento alternativo entre una posición de no llenado y la posición de llenado usando un mecanismo de accionamiento (128);
alimentar el producto alimenticio en las cavidades de molde (58) de un molde (28) cuando las cavidades de molde (58) están en una posición de llenado; y
mover continuamente el molde (28) desde la posición de llenado hasta una posición de expulsión;caracterizado por:
detectar una posición de la placa separadora (22) usando un sensor de placa separadora (152); detectar una posición del molde (28) usando un sensor de molde (150);
comparar las posiciones de la placa separadora (22) y el molde (28); y
mover la placa separadora (22) con respecto a la caja de bomba (34) y la placa de llenado (80) desde la posición de llenado a una posición de no llenado cuando se determina una posición predeterminada del molde (28).
15. El método de la reivindicación 14, en donde:
(i) la posición predeterminada del molde (28) es cuando las cavidades de molde (58) están en la posición de llenado; o
(ii) la placa separadora (22) se mueve a la posición de no llenado un tiempo predeterminado antes de que las cavidades de molde (58) se muevan a la posición de expulsión; o
(iii) la placa separadora (22) se mueve a la posición de llenado antes de que las cavidades de molde (58) se muevan a la posición de llenado.
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