MX2013011844A - Aparato y metodo para cortar productos. - Google Patents

Aparato y metodo para cortar productos.

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Abstract

Un aparato para cortar productos, que comprende: una base, un cabezal cortador con por lo menos un elemento cortador en la circunferencia del cabezal cortador para cortar productos alimentados al cabezal cortador, el cabezal cortador está ajustado de manera giratoria a la base; un impulsor adaptado para girar de manera concéntrica dentro del cabezal cortador para empujar los productos alimentados al cabezal cortador hacia la circunferencia del cabezal cortador por medio de una fuerza de centrifugación; un primer mecanismo accionador para accionar el giro del impulsor a una primera velocidad giratoria que establece la fuerza de centrifugación; y un segundo mecanismo accionador para accionar el giro del cabezal cortador a una segunda velocidad giratoria, determinada de tal manera con respecto a la primera velocidad giratoria que el producto es cortado mediante por lo menos un elemento cortador a una velocidad de cortado predeterminada.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA CORTAR PRODUCTOS CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con un aparato para cortar productos, tal como por ejemplo, productos alimenticios o ingredientes para la industria farmacéutica, o similares, que comprende un impulsor que puede girar de manera concéntrica en un cabezal cortador para proporcionar fuerza de centrifugación a los productos que se cortarán.
La presente invención también se relaciona con un método para cortar un producto en el que se alimenta el producto a un cabezal cortador en el que un impulsor gira de manera concéntrica para impartir fuerza de centrifugación al producto.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Por ejemplo, a partir de la publicación US-A-6968765, se conoce un aparato para cortar productos alimenticios del tipo que comprende un impulsor que gira dentro de un cabezal cortador. El cabezal cortador es un tambor estacionario que está dotado con múltiples estaciones de cortado. El corte de productos con esta tecnología incluye rodajas de papas fritas, tiras de queso, rebanadas de vegetales, rebanadas nueces e innumerables más. La fuerza de centrifugación es necesaria para aplicar presión al producto para darle estabilidad cuando pase por las cuchillas en las estaciones de cortado. La fuerza de centrifugación es específica para el producto, pero se sabe que una fuerza de centrifugación demasiado alta puede producir un exceso de fricción y de compresión sobre el producto y que una fuerza de centrifugación demasiado baja puede ocasionar un acoplamiento pobre del cuchillo, lo que resulta en daño del producto. La velocidad de cortado deseada también es específica para un producto determinado.
En este tipo de aparato, la velocidad de cortado está directamente relacionada con la fuerza de centrifugación ya que ambos dependen directamente de la velocidad giratoria del impulsor. Sin embargo, la velocidad giratoria óptima del impulsor desde un punto de vista de la fuerza de centrifugación es a menudo diferente de la velocidad giratoria óptima del impulsor desde el punto de vista de la velocidad de cortado. En esos casos, al seleccionar la velocidad giratoria del impulsor se tiene que realizar un intercambio entre la fuerza de centrifugación óptima y una velocidad de cortado más óptima.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato mejorado para cortar productos del tipo que comprende un impulsor que gira dentro de un cabezal cortador.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método mejorado para cortar productos por medio de un cabezal de cortado en el que gira un impulsor.
Estos y otros objetivos se logran de acuerdo con la invención como se define en las reivindicaciones.
Tal como se usa aquí, el término "velocidad giratoria" quiere decir la velocidad a la que un objeto gira alrededor de un eje determinado, es decir, cuántas rotaciones completa el objeto por unidad de tiempo. Un sinónimo de velocidad giratoria es velocidad de revolución. Normalmente, la velocidad giratoria se expresa en RPM (revoluciones por minuto).
Como se usa aquí, el término "velocidad de cortado" quiere decir la velocidad a la que el elemento cortador corta a través de un producto o, alternativamente, establece la velocidad a la que el producto pasa por un elemento cortador. Comúnmente, la velocidad de cortado se expresa en m/seg.
Tal como se usa aquí, el término "elemento cortador" quiere decir cualquier elemento que esté configurado para cortar una partícula o una pieza de un objeto o que de cualquier otra forma reduzca el tamaño del objeto, tal como por ejemplo, un cuchillo, una cuchilla, una superficie, un borde cortador, un elemento de molienda, un elemento pulverizador, un elemento cortador que tenga múltiples cuchillas, etc., lo anteriormente mencionado son ejemplos no limitantes.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el cual se puede combinar con otros aspectos aquí descritos, el impulsor se hace girar por medio de un primer mecanismo accionador a una primera velocidad giratoria, la cual establece la fuerza de centrifugación impartida al producto. El cabezal cortador deja de ser estacionario como en el documento de la técnica antecedente US-A-6968765 pero se puede hacer girar por medio de un segundo mecanismo accionador a una segunda velocidad giratoria. La segunda velocidad giratoria está determinada de tal manera con respecto a la primera velocidad giratoria que el producto es cortado por el por lo menos un elemento cortador a una velocidad de cortado predeterminada. Al determinar la segunda velocidad giratoria en relación con la primera velocidad giratoria, se establece la velocidad de cortado. Por ejemplo, si el cabezal cortador y el impulsor giran en la misma dirección, entonces la velocidad de cortado es proporcional a la primera velocidad de cortado menos la segunda velocidad giratoria. Por ejemplo, si el cabezal cortador y el impulsor giran en direcciones opuestas, la velocidad de cortado es proporcional a la suma de los valores absolutos de las velocidades de rotación.
De acuerdo con este aspecto, la fuerza de centrifugación y la velocidad de cortado pueden ser independientes una de la otra. La fuerza de centrifugación aún es proporcional a la primera velocidad giratoria del impulsor como en la técnica antecedente, pero la velocidad de cortado ahora es dependiente de la primera velocidad giratoria del impulsor y de la segunda velocidad giratoria del cabezal cortador. Como un resultado, al establecer la primera y segunda velocidades giratorias, tanto la fuerza de centrifugación y la velocidad de cortado se pueden optimizar para el producto a cortar y se puede evitar hacer un intercambio como en la técnica antecedente.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el cual se puede combinar con otros aspectos aquí descritos, el primer y segundo mecanismos accionadores están provistos con controles para ajustar la primera y la segunda velocidades dentro de, respectivamente un primer intervalo y un segundo intervalo. De esta manera, la velocidad de cortado y la fuerza de centrifugación se pueden establecer para una amplia gama de productos. Los controles pueden comprender una interfaz de usuario, por medio de la cual el usuario puede establecer la primera y segunda velocidades. Los controles también se pueden ajustar por medio de otro dispositivo, tal como por ejemplo un PLC que toma una entrada de retroalimentación de los sensores qe detectan, por ejemplo, temperatura, densidad del producto o por otros parámetro, y con base en esos ajustes, las velocidades giratorias. Otro ejemplo es el uso del aparato para cortar rodajas de papa en combinación con una freidora para freír las rodajas de papa. En este caso, los controles se pueden ajustar con base en los requerimientos de la freidora. Un dicho requerimiento es, por ejemplo, un suministro de rodajas de papa a la freidora que sea tan uniforme como sea posible, lo que significa que en ocasiones se debe aumentar o reducir la velocidad del aparato cortador en cierta medida. Hasta ahora, el aumento o disminución de velocidad puede causar una cantidad significativa de malos cortes y daño del producto. Con el aparato de la invención, esto se puede minimizar, ya que se puede optimizar la fuerza de centrifugación.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el cual se puede combinar con otros aspectos aquí descritos, el primer mecanismo accionador comprende un primer eje accionador por medio del cual el impulsor es accionado y el segundo mecanismo accionador comprende un segundo eje accionador por medio del cual se puede accionar el cabezal cortador, el segundo eje accionador es hueco y el primer eje accionado está montado de manera giratoria en el segundo eje accionador. Esto presenta la ventaja de que el impulsor y el cabezal cortador son accionados desde el mismo lado, por ejemplo, del lado inferior, lo que deja libre al lado superior para alimentar el producto al cabezal cortador.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el cual se puede combinar con otros aspectos aquí descritos, el primer y segundo mecanismos accionadores pueden tener motores separados, de forma que la rotación del impulsor es totalmente independiente de la rotación del cabezal cortador. Esto tiene la ventaja de que la velocidad de cortado es totalmente independiente de la fuerza de centrifugación.
En modalidades preferidas en las que el aparato tiene motores separados, el impulsor es directamente accionado por el primer motor del primer mecanismo accionador y el cabezal de cortado está directamente accionado por el segundo motor del segundo mecanismo accionador. E$to tiene las ventajas de que se pueda evitar cualquier componente accionador intermedio y se pueda simplificar la construcción. De preferencia, en tales modalidades, la base comprende un poste con un primer brazo que carga el primer motor con el impulsor y un segundo brazo que carga el segundo motor con el cabezal cortador, el segundo brazo está montado de manera móvil al poste de tal manera que el cabezal cortador de pueda retirar del rededor del impulsor. De preferencia, en tales modalidades, el giro del impulsor dentro del cabezal cortador se estabiliza por medio de una patilla con carga de muelle sobre el impulsor que se ajusta en un orificio ahusado en el centro del cabezal cortador, o viceversa.
En otras modalidades, el primero y segundo mecanismos accionadores pueden tener un motor compartido, el cual controla el giro tanto del impulsor como del cabezal cortador, y una caja de engranajes, por medio de los cuales se puede establecer la diferencia entre la primera velocidad giratoria del impulsor y la segunda velocidad giratoria del cabezal cortador. La caja de engranajes puede tener múltiples engranajes, de manera que se pueden establecer diferentes relaciones entre la primera y la segunda velocidades de giro.
En modalidades preferidas, el cabezal cortador y el impulsor se pueden orientar para girar alrededor de un eje vertical o de un eje horizontal. Sin embargo, también son posibles otros ángulos con respecto a la horizontal.
En modalidades preferidas, el cabezal cortador y el impulsor están montados sobre una parte inclinable de la base, por medio de la cual, el eje de rotación del cabezal cortador y el impulsor se pueden inclinar a diferentes ángulos. De esta manera, se puede adaptar la orientación del eje de rotación.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el cual se puede combinar con otros aspectos aquí descritos, el cabezal cortador comprende un mecanismo de bloqueo que se puede liberar para fijar de manera liberable el cabezal cortador a la base sin usar de herramientas.
De acuerdo con un aspecto de a invención, el cual se puede combinar con otros aspectos aquí descritos, el cabezal cortador puede ser estacionario si se desea, por ejemplo para usarse en conjunto con una unidad troceadora que está montada en el exterior del cabezal cortador.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención será estudiada posteriormente por medio de la siguiente descripción y los datos adjuntos.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un impulsor de un aparato cortador de la técnica antecedente.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un cabezal cortador de un aparato cortador de la técnica antecedente.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva de la sección transversal del impulsor y del cabezal cortador del aparato de la técnica antecedente, montado uno dentro del otro.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de una primera modalidad preferida de un aparato cortador de acuerdo con la invención.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva de la primera modalidad de la figura 4 con algunas partes removidas para mostrar su operación.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva del impulsor de la primera modalidad de la figura 4.
La figura 7 muestra una vista en perspectiva del cabezal cortador de la primera modalidad de la figura 4.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva de la sección transversal del cabezal cortador, del impulsor y de los ejes accionadores de la primera modalidad de la figura 4.
La figura 9 muestra una vista en perspectiva de un cabezal cortador alternativo y un impulsor que se puede usar en el aparato cortador de las figuras 4-5.
La figura 10 muestra una vista en perspectiva de una segunda modalidad preferida de un aparato cortador de acuerdo con la invención.
La Figura 11 muestra una vista en sección transversal de la segunda modalidad de la figura 10.
La figura 12 es un detalle de la figura 11.
La figura 13 muestra una vista en perspectiva de la sección transversal de la segunda modalidad de la figura 10, con el cabezal cortador en posición bajada para desmontarlo del impulsor.
La figura 14 muestra una vista en perspectiva de una segunda modalidad de la figura 10, con el cabezal cortador en posición bajada y girada lejos del impulsor.
La figura 15 muestra una vista en perspectiva de una tercera modalidad preferida de un aparato cortador de acuerdo con la invención.
La figura 16 muestra una vista en perspectiva de una cuarta modalidad preferida de un aparato cortador de acuerdo con la invención.
La figura 17 muestra una vista en perspectiva de una quinta modalidad preferida de un aparato cortador de acuerdo con la invención.
Las figuras 18-20 muestran vistas superiores de una parte del cabezal cortador y del impulsor del aparato de acuerdo con la invención para explicar su funcionamiento.
La figura 21 muestra una vista en perspectiva de una sexta modalidad preferida de un aparato cortador de acuerdo con la invención.
La figura 22 muestra una vista en sección transversal del cabezal cortador, del impulsor y de la sexta modalidad de la figura 21 .
La figura 23 muestra una modalidad alternativa adicional del cabezal cortador que se puede usar en aparatos de acuerdo con la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se describe con respecto a realizaciones particulares y en relación con algunos dibujos, pero la invención no es limitante, pero sólo por las reivindicaciones. Los dibujos describen sólo son esquemáticos y no limitativos. En los dibujos, el tamaño de algunos de los elementos pueden ser exageradas y que no estén establecidos en la escala con fines ilustrativos. Las dimensiones y las dimensiones relativas no se corresponden necesariamente a una reducción real de la práctica de la invención.
Además, los términos primero, segundo, tercero y similares en la descripción y en las reivindicaciones, se utilizan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico. Los términos son intercambiables en las circunstancias adecuadas y las modalidades de la invención pueden funcionar en otras secuencias que aquí se describen o ilustran.
Por otra parte, los términos arriba, abajo, sobre, debajo y similares en la descripción y las reivindicaciones se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir las posiciones relativas. Los términos son intercambiables en las circunstancias adecuadas y las incorporaciones de la invención pueden funcionar en otras secuencias que aquí se describen o ilustran.
Además, las varias modalidades, aunque sean referidas como "preferidas" se deben considerar como formas ejemplares en las que la invención se puede implementar en lugar de limitar el alcance de la invención.
El término "que comprende", usado en las reivindicaciones, no se debe interpretar como estando restringido a los elementos o etapas listados posteriormente; no excluye otros elementos o etapas. Se tiene que interpretar como la especificación de la presencia de las características indicadas, los enteros, las etapas o componentes a los que se refiere, pero no excluye la presencia o adición de una o varias otras características, otros enteros, otras etapas o componentes, o agrupaciones de los mismos. Así, el alcance de la expresión "un dispositivo que comprende los medios A y B" no se debe limitar a los dispositivos que consistan solo en los componentes A y B, sino con respecto a la presente invención, los únicos componentes mencionados del dispositivo son A y B, y adicionalmente, la reivindicación se debe interpretar como que incluye equivalentes de aquellos componentes.
Las figuras 1 a 3, muestran respectivamente un impulsor 30 y un cabezal cortador 20 de la técnica antecedente. El impulsor 30 tiene una placa inferior 35 que está fijo de manera desmontable a un eje impulsor de un aparato cortador de la técnica antecedente para girar dentro del cabezal cortador 20. El cabezal cortador 20 es un ensamble cilindrico que comprende un anillo superior 26, un anillo inferior 29 y una pluralidad de estaciones de cortado 27 que se encuentran entre estos anillo, cada una comprende un elemento cortador 28. El ensamble se mantiene unido mediante un número de tornillos y fijos a la base de armazón 10 de la máquina. Las estaciones de cortado 27 se pueden inclinar para ajusfar el espacio entre el elemento cortador 28 y una parte opuesta en la parte posterior de la estación de cortado subsecuente, es decir, para ajustar el grosor de la parte que se corta. Los lados superiores del cabezal cortador 20 y el impulsor 30 son abiertos. En uso, el producto a ser cortado es suministrado al cabezal cortador desde su lado superior abierto, cae sobre la placa inferior 35 del impulsor y se mueve hacia los elementos cortadores 28 primero mediante fuerza de centrifugación, la cual se imparte al producto mediante el giro del impulsor 30 y después por las paletas 34 del impulsor. En el aparato cortador de la técnica antecedente, el cabezal cortador 20 es estacionario.
El aparato cortador mostrado en las figuras 4-8 es una primera modalidad de un aparato cortador de acuerdo con la invención. Comprende una base 100 que porta un cabezal cortador giratorio 200 y un impulsor 300, adaptada para girar de manera concéntrica dentro del cabezal cortador. Un primer mecanismo accionador, el cual está constituido por un primer eje accionador 301, una cinta accionadora 302 y un motor 303, está provisto para accionar el giro del impulsor 300. Un segundo mecanismo accionador, el cual está constituido por un segundo eje accionador 201 , una cinta accionadora 202 y un motor 203, está provisto para accionar el giro del cabezal cortador. El primer y segundo ejes accionadores son concéntricos. El segundo eje accionador 201 que controla el cabezal cortador 200 está montado de manera giratoria por medio de rodamientos 104, 105 dentro de un alojamiento de rodamiento exterior estacionario 03, el cual forma parte de la base 100. El primer eje accionador 301 que controla al impulsor está montado de manera giratoria por medio de rodamientos 106, 107 dentro del primer eje accionador 201. Como se muestra, estos rodamientos 104-107 son rodamientos de rodillos cónicos, que se inclinan en direcciones opuestas, lo cual se prefiere en vista de resistir las fuerzas que ocurren durante el funcionamiento del aparato. Alternativamente, se pueden usar rodamientos angulares de contacto o cualesquier otros rodamientos que el experto en la técnica considere convenientes.
La base 100 comprende un brazo 101 , el cual está montado de manera giratoria en un poste 102, de manera que el cabezal cortador 200 y el impulsor 300 se pueden girar lejos de la posición cortadora para su limpieza, mantenimiento, reemplazo, etc.
Las figuras 6-8 muestran respectivamente al impulsor 300 y al cabezal cortador 200 colocados en el aparato de las figuras 4-5. El impulsor 300 está fijo de manera desmontable al primer eje accionador 301 para girar dentro del cabezal cortador 200. El cabezal cortador 200 es un ensamble cilindrico que comprende un anillo superior 206, una placa inferior 205 y una pluralidad de estaciones de cortado 207 que se encuentran entre estas dos partes, cada una comprende un elemento cortador 208. El ensamble se mantiene unido mediante un número de tornillos y fijo de manera desmontable al segundo eje accionador 201. Las estaciones de cortado 207 se pueden inclinar para ajustar el espacio entre el elemento cortador 208 y una parte opuesta en la parte posterior de la estación de cortado subsecuente, es decir, para ajustar el grosor de la parte que se corta. Los lados superiores del cabezal cortador 200 y el impulsor 300 son abiertos. En uso, el producto a ser cortado es suministrado al cabezal cortador desde su lado superior abierto, cae sobre la placa inferior 305 del impulsor y se mueve hacia los elementos cortadores 208 primero mediante fuerza de centrifugación, la cual se imparte al producto mediante el giro del impulsor 300 y después por las paletas 304 del impulsor.
El cabezal cortador 200 está dotado con elementos cortadores 208, por ejemplo cuchillas que realicen cortes rectos en el producto, por ejemplo, para cortar rodajas de papas. Como una alternativa, lo elementos cortadores corrugados se pueden proporcionar para hacer, por ejemplo, cortes ondulados de papas o para rallarlas.
La figura 9 muestra una modalidad alternativa de un cabezal cortador 400 con un impulsor adaptado 410 que también es capas de usarse en el aparato de las figuras 4-5. De nuevo, tanto el cabezal cortador como el impulsor son giratorios y son accionados por medio de ejes concéntricos de la misma que se describió anteriormente. En esta modalidad, las estaciones de cortado 401 comprenden cada una, una cuchilla más grande 402 y un número de pestañas más pequeñas para un corte conocido como tipo juliana 403 que se extienden a un ángulo a ella, en particular, sustancialmente en perpendicular a ella. En la modalidad mostrada, las pestañas para corte tipo juliana 403 están soldadas en cuchillas más grandes 402, pero también se pueden fijar de manera desmontable a ellas. Particularmente, en la modalidad mostrada, las pestañas para corte tipo juliana 403 están fijas a y se extienden en perpendicular al biselado de las cuchillas más grandes 402, pero también se pueden fijar a las cuchillas más grandes 402 detrás del biselado. Los bordes cortadores frontales de las pestañas para corte tipo juliana 403 están ligeramente detrás del borde cortador frontal de la cuchilla más grande 402, todas a la misma distancia. Alternativamente, se pueden ubicar en diversas distancias desde el borde cortador frontal de la cuchilla más grande 402, por ejemplo, en una configuración escalonada o alternante. Las pestañas para corte tipo juliana 403 están estabilizadas por medio de ranuras 404 en la estación de cortado subsecuente, de forma que durante el funcionamiento se pueda liberar tensión y se pueda mantener mejor el corte deseado. Las ranuras 404 se extienden en una distancia determinada hacia el extremo posterior de las estaciones de cortado 401 para alojar las posiciones variables de las pestañas para corte tipo juliana 403 cuando se articulan las estaciones de cortado 401 para variar el espacio. Con este cabezal cortador 400, el producto es cortado en dos direcciones de una sola vez. Por ejemplo, se puede usar para cortar papas a la francesa a partir de papas o para cortar lechuga.
En alternativas adicionales, las estaciones de cortado se pueden usar con bordes de cortado para moler o pulverizar productos (por ejemplo, sal, especias) o líquidos viscosos (por ejemplo, mantequillas, productos untables). Con estas estaciones de cortado, el aparato también se puede usar para fabricar productos farmacéuticos como por ejemplo, ungüentos.
En alternativas adicionales, las estaciones de cortado se pueden usar con superficies reticuladas para hacer queso rallado, o con cualquier otro elemento cortador conocido por el experto en la técnica. El aparato de cortado de las figuras 4-5 se puede usar con el cabezal cortador y el cabezal cortador de las figuras 1-3.
Las figuras 21 y 22 muestran una modalidad alternativa de un impulsor 420 que se puede usar en el aparato de las figuras 4-5 con el mismo cabezal cortador 200. El impulsor 420 comprende un tubo de alimentación 421 que comienza de manera vertical en el centro del impulsor y se dobla hacia el cabezal cortador 200. Este impulsor 420 está diseñado para productos para los cuales se desean alimentar hacia el cabezal cortador 200 en una forma dirigida, tal como por ejemplo, productos con una forma alargada de los cuales se desea que sus lados más cortos se enfrenten a los elementos cortadores 208 y sean cortados en rodajas que tengan una forma más circular. La boca del tubo de alimentación también se puede orientar a un ángulo con respecto a los elementos cortadores 208 de manera que los productos se corten en rodajas que tengan una forma más ovalada. Por ejemplo, el impulsor 420 es altamente conveniente para cortar papas más largas, más alargadas, en rodajas circulares o para cortar cebollas en aros de cebolla.
El aparato cortador mostrado en las figuras 10-14 tiene varias características en común con el aparato cortador mostrado en las figuras 4-5. Como resultado, solo se explicarán a detalle las diferencias.
El aparato cortador mostrado en las figuras 10-14 es, principalmente, diferente en los mecanismos accionadores para accionar el impulsor 500 y el cabezal cortador 600. Para ambos se usa un mecanismo accionador en linea, es decir, el impulsor 500 está directamente fijo al eje del motor 503 y el cabezal cortador 600 está directamente fijo al eje del motor 603. Esto tiene la ventaja de que se puede evitar cualquier componente accionador intermedio, tal como las bandas 202, 302 y los ejes concéntricos 201, 202 del aparato de las figuras 4-5, lo que simplifica la construcción. El giro concéntrico del impulsor 500 dentro del cabezal cortador 600 se estabiliza por medio de una patilla con carga muelle 501 que se ajusta en un orificio ahusado 601 en el centro del cabezal cortador 600.
En esta modalidad, el cabezal cortador 600 es un ensamble de un anillo superior 606, estaciones de cortado 607 y un soporte tipo tela de araña 609 en la parte inferior. Las estaciones de cortado 607 se mantienen entre el anillo superior 606 y el soporte tipo tela de araña 609 como en la modalidad anteriormente descrita. El soporte tipo tela de araña 609 se usa dentro de una placa de fondo completo para ahorrar peso. El soporte tipo tela de araña se puede conectar al eje del motor 603 por medio de muescas que se acoplan mediante patillas en el eje. Esto puede ser un acoplamiento de liberación rápida que se puede fijar/aflojar mediante, por ejemplo, girar +5 -5° el soporte tipo tela de araña 609 con respecto al eje del motor. Por supuesto, el soporte tipo tela de araña 609 también se puede atornillar al eje del motor o se puede fijar de manera desmontable mediante cualquier otro medio conocido por el experto en la técnica.
En esta modalidad, la base 110 comprende un poste vertical 111 con un brazo superior fijo 12 sobre el que se monta el motor del impulsor 503 con el eje apuntando hacia abajo. El motor del cabezal cortador 603 está montado sobre el poste 111 con el eje apuntando hacia arriba por medio de un brazo móvil en sentido vertical y giratorio en sentido horizontal 113. De esta manera, el cabezal cortador 600 se puede remover del impulsor 500 para mantenimiento, reemplazo, etc., mediante mover el brazo 113 subsecuentemente hacia abajo (figura 13) y girarlo en un plano horizontal (figura 14).
El aparato cortador mostrado en la figura 15 es el mismo que el de las figuras 4-5, pero el cabezal cortador 200 y el impulsor 300 están orientador para girar alrededor de un eje horizontal y están montados de manera adyacente a una unidad de troceado 430. Para trocear el producto mediante este aparato, el cabezal cortador 200 se puede bloquear aquí a la base 100 por medio de un mecanismo de bloqueo desmontable (no mostrado) para hacerlo estacionario. Para el troceado, se pueden inclinar todas las estaciones de cortado 207 a una posición no cortadora (sin espacio) excepto por la que se ubica en la unidad de troceado 430. Una unidad de troceado es conocido de otra manera en la técnica y por lo tanto no necesita mayor descripción. Así que en esta modalidad, el aparato es convertible entre un primer modo de funcionamiento, principalmente con un cabezal cortador estacionario adyacente a la unidad de troceado y un segundo modo de funcionamiento con un cabezal cortador giratorio.
El aparato cortador mostrado en la figura 16 es similar al de las figuras 4-5 en el sentido en que tiene el mismo cabezal cortador 200 e impulsor 300 con ejes accionadores concéntricos, montados sobre una base 100 que comprende un brazo 101 que está montado de manera giratoria sobre un poste 102. Sin embargo, los mecanismos accionadores para el cabezal cortador y el impulsor son diferentes en el aspecto que comprenden un motor compartido 120 con dos ejes: un primer eje 121 que activa la banda accionadora 302 para el impulsor 300 y un segundo eje 122 que activa la banda accionadora 202 para el cabezal cortador 200. Estos ejes 121 , 122 están acoplados de manera interna entre sí por medio de un mecanismo de engranaje que establece un índice predeterminada de las velocidades giratorias de los eje y la relación giratoria, es decir, ya sea que el cabezal cortador y el impulsor giren en la misma dirección o no. Así que en esta modalidad hay un índice fijo entre la primera velocidad giratoria del impulsor 300 y la segunda velocidad giratoria del cabezal cortador 200, lo que significa que este aparato está configurado para cortar siempre el mismo producto o por lo menos productos para los que el índice fijo sea óptimo.
El aparato cortador mostrado en la figura 17 es similar al de las figuras 4-5 en el sentido de que tiene el mismo cabezal cortador 200 e impulsor 300 con ejes accionadores concéntricos, montados sobre una parte superior 131 de una base 130 que está fija de manera inclinada sobre un poste vertical 132. De esta manera, la parte superior 131 que carga el cabezal cortador 200 y el impulsor 300 se puede inclinar como un todo, de forma que el ángulo en el giran el cabezal cortador 200 y el impulsor 300 se pude adaptar a la situación.
Más adelante el funcionamiento del aparato cortador de la invención se analizará en general mediante referencia a las figuras 18-20. Por cuestiones de simplicidad, se usan los números de referencia de la primera modalidad de las figuras 4-8, pero se debe tomar en cuenta que estas situaciones se pueden aplicar a cada una de las modalidades antes descritas al igual que cualquier otra variación que utilice los principios de la presente invención. En estas figuras, los elementos cortadores 208 del cabezal cortador 200 están orientados para impartir una acción cortadora en una dirección opuesta a la de las manecillas del reloj, es decir, los elementos cortadores cortan a través del producto en dirección opuesta a la de las manecillas del reloj o, como se establece de manera alternativa, el producto pasa por los elementos de cortado en dirección de las manecillas del reloj. Este es el modo de funcionamiento que se usa en la técnica (con cabezales cortadores estacionarios) pero es evidente que la orientación de los elementos cortadores se puede voltear para impartir una acción cortadora en dirección de las manecillas del reloj. Las flechas VCH y v!Mp en estas figuras representan, respectivamente, la velocidad giratoria del cabezal cortador y la velocidad giratoria del impulsor.
En la situación de la figura 18, el impulsor 300 y el cabezal cortador 200 giran en la misma dirección, principalmente ambos en sentido de las manecillas del reloj. Ellos giran a diferentes velocidades giratorias, es decir, el cabezal cortador no es estacionario con respecto al impulsor. La primera velocidad giratoria V|MP del impulsor 300 es mayor que la segunda velocidad giratoria VCH del cabezal cortador 200, de manera que las paletas 304 del impulsor mueven el producto hacia los elementos cortadores 208. La primera velocidad giratoria 300 establece la fuerza de centrifugación ejercida sobre el producto, es decir, la fuerza con la que el producto es presionado contra el interior de las estaciones de cortado 207. La diferencia en velocidad giratoria establece la velocidad de cortado con la que que los elementos cortadores 208 cortan a través del producto, el cual es presionado contra ellos por medio de las paletas del impulsor 304.
En la situación de la figura 19, el impulsor 300 y el cabezal cortador 200 giran en direcciones opuestas, principalmente, el impulsor 300 gira en sentido de las manecillas del reloj y el cabezal cortador 200 gira en contra de las manecillas del reloj. En esta situación, la primera y segunda velocidades V|Mp y VCH pueden ser iguales o diferentes en valor absoluto. La primera velocidad giratoria V|MP del impulsor 300 establece la fuerza de centrifugación. La velocidad de cortado se relaciona con la suma de los valores absolutos de las velocidades giratorias VCH y |Mp, ya que su dirección es opuesta.
En la situación de la figura 20, el impulsor 300 y el cabezal cortador 200 giran en la misma dirección, principalmente ambos en contra de las manecillas del reloj, con el impulsor 300 a una velocidad giratoria menor que el cabezal cortador 200. La primera velocidad giratoria V|MP del impulsor 300 establece la fuerza de centrifugación. Debido a que la velocidad giratoria VIMP es menor que la segunda velocidad giratoria VCH, los elementos cortadores 208 se mueven hacia las paletas 304 y así hacia el producto que se va a cortar. La velocidad de cortado se determina por la diferencia entre la primera y segunda velocidades giratorias.
A manera de ejemplo, se proporcionan algunas configuraciones para cortar papas. El cuadro 1 a continuación muestra la relación entre la velocidad giratoria del impulsor para un radio de 178 mm y la fuerza de centrifugación experimentada por papas de diferentes pesos. A 260 RPM, la aceleración de centrifugación (fuerza g) es de 131 .95 m/s2 (= 13 g) que corresponde a las fuerzas de centrifugación en la segunda columna para los pesos determinados en la primera columna; a 230 RPM, la aceleración de centrifugación (fuerza g) es de 103.26 m/s2 {= 10 g) que corresponde con las fuerzas de centrifugación en la tercera columna para los pesos determinados en la primera columna.
CUADR0 1 Se ha descubierto que la velocidad giratoria del impulsor esté preferiblemente accionada de tal forma que la fuerza g experimentada por el producto que está siendo cortado se encuentre en el intervalo de 1 a 50 g's (1g = 9.8 m/s2), aunque se pueden usar fuerzas g más altas, por ejemplo para pulverizar.
Para cortar papas, un intervalo de 3 a 30 g's parece proporcionar los mejores resultados.
Para cortar papas, la velocidad de cortado está de preferencia en el intervalo de 3 a 4.8 m/s, más preferible, en la mitad inferior de este intervalo.
Para cortar o rallar productos de queso, un intervalo de 3 a 3 g's también parece proporcionar los mejores resultados.
Para cortar o rallas productos de queso, la velocidad de cortado está de preferencia en el intervalo de 3 a 5.5 m/s.
De manera importante, con el aparato y método de la invención, la fuerza de centrifugación se puede reducir con respecto a la técnica antecedente con un cabezal cortador estacionario. En los aparatos de la técnica antecedente, cuando se corlan productos de queso, el impulsor se hace girar a una velocidad relativamente alta (por ejemplo, 400 RPM) para obtener la velocidad de cortado deseado, pero a esas velocidades, los productos de queso pueden ser presionados de manera indeseable contra el interior del cabezal cortador. Así que para obtener una buena calidad de cortado, el producto de queso necesita ser enfriado a una temperatura de -4°C para endurecer el producto y evitar la compresión. Con el aparato de la invención, se puede reducir la fuerza de centrifugación y establecer la velocidad de cortado de manera independiente entre ellas, de manera que la operación de cortado puede ocurrir a temperaturas más altas, es decir, temperaturas de -3°C o superiores, por ejemplo a 10°C, lo que reduce el grado de enfriamiento necesario antes del cortado.
Ejemplos de otros productos que se pueden cortar en una manera más ventajosa con el aparato y método de la invención son productos de nuez, por ejemplo, almendras, cacahuates (por ejemplo, para fabricar mantequilla de cacahuate) u otras nueces, productos de raices, por ejemplo, jengibre, ajo u otros; y también otros productos tales como cascara de naranja.
La figura 23 muestra una modalidad alternativa adicional de un cabezal cortador 250 que se puede usar en aparatos de acuerdo con la invención, por ejemplo, junto con el mismo impulsor 300 descrito anteriormente. El cabezal cortador 250 comprende estaciones de cortado 257 que tienen elementos de cortado 258, 259 en ambos extremos. Estas estaciones de cortado 257 se pueden inclinar para establecer el espacio y también para establecer la dirección en la que corta el cabezal cortador, es decir, con dirección en sentido o contra sentido de las manecillas del reloj. En otras palabras, este cabezal cortador 257 es capaz de cortar producto al girar en cualquier dirección, siempre y cuando las estaciones de cortado estén colocadas de manera correcta.
En modalidades adicionales (no mostradas), el eje accionador del impulsor también puede ser hueco, por ejemplo, para alojar un tornillo grande con el que se fija el impulsor al eje accionador del impulsor o para conectar un suministro líquido y suministrar un líquido (por ejemplo, agua) al cabezal cortador desde el lado inferior a través del eje accionador del impulsor o ambos, en cuyo caso el tornillo también sería hueco.

Claims (45)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1. Un aparato para cortar productos, que comprende: una base; un cabezal cortador con por lo menos un elemento cortador en la circunferencia del cabezal cortador para cortar productos alimentados al cabezal cortador, el cabezal cortador está ajustado de manera giratoria a la base; un impulsor adaptado para girar de manera concéntrica dentro del cabezal cortador para empujar los alimentos alimentados en el cabezal cortador hacia la circunferencia del cabezal cortador por medio de fuerza de centrifugación; un primer mecanismo accionador para accionar el giro del impulsor a una primera velocidad giratoria que ajusta la fuerza de centrifugación; y un segundo mecanismo accionador para accionar el giro del cabezal cortador a una segunda velocidad giratoria, determinada de tal forma con respecto a la primera velocidad giratoria que el producto es cortado por lo menos por un elemento cortador a una velocidad de cortado predeterminada.
2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el primer y segundo mecanismos accionadores están provistos con controles para accionar la primera y segunda velocidades giratorias dentro de, respectivamente un primer y segundo intervalos.
3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque el primer mecanismo accionador comprende un primer eje accionador por medio del cual el impulsor es accionado y el segundo mecanismo accionador comprende un segundo eje accionador por medio del cual el cabezal cortador es accionado, el segundo eje accionador es hueco y el primer eje accionador está montado de manera giratoria dentro del segundo eje accionador.
4. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el primer y segundo mecanismos tienen motores separados.
5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el impulsor es directamente accionado por medio de un primer motor del primer mecanismo accionador y el cabezal cortador es directamente accionado por un segundo motor del segundo mecanismo accionador.
6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la base comprende un poste con un primer brazo que porta el primer motor con el impulsor y el segundo brazo que carga el segundo motor con el cabezal de cortado, el segundo brazo está montado de manera móvil al poste de tal manera que el cabezal cortador se puede desmontar del rededor del impulsor.
7. El aparato de conformidad con la reivindicación 5 o 6, caracterizado además porque el giro del impulsor dentro del cabezal cortador se establece por medio de una patilla con carga muelle sobre el impulsor que se ajusta en un orificio ahusado en el centro del cabezal cortador.
8. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el primero y segundo mecanismos accionadores en conjunto comprende un motor compartido y una caja de engranajes, adaptados para establecer la diferencia entre la primera velocidad giratoria y la segunda velocidad giratoria.
9. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están orientados para girar alrededor de un eje vertical.
10. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están orientados para girar alrededor de un eje horizontal.
11. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están montados en una parte inclinable de la base, por medio de la cual, el eje de rotación del cabezal cortador y el impulsor se pueden inclinar a diferentes ángulos.
12. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque también comprende un mecanismo de bloqueo que se puede liberar para fijar de manera que se pueda liberar el cabezal cortador a la base.
13. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el elemento de cortado comprende una cuchilla más grande y un número de cuchillas más pequeñas que se extienden a un ángulo de la cuchilla más grande.
14. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque cada elemento cortador comprende una cuchilla más grande y un número de pestañas para corte tipo juliana que se extienden sustancialmente en perpendicular a la cuchilla más grande, en donde cada estación de cortado comprende un extremo posterior con ranuras para sostener y estabilizar las pestañas para corte juliana del elemento de corte de la estación de cortado adyacente.
15. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el impulsor comprende un tubo de alimentación que inicia verticalmente en el centro del impulsor y se dobla hacia el cabezal cortador.
16. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están configurados para girar en la misma dirección.
17. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están configurados para girar en direcciones opuestas.
18. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurado para cortar papas, caracterizado además porque los controles están provistos para establecer la diferencia predeterminada entre las velocidades giratorias del impulsor y del cabezal cortador de manera que se obtiene una velocidad de cortado por debajo de los 4.8 m/s.
19. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurado para cortar papas, caracterizado además porque los controles están provistos para establecer la velocidad giratoria del impulsor de tal manera que las papas se cortan mientras experimentan una fuerza g de 3 a 30 g.
20. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurado para cortar productos de queso, caracterizado además porque los controles están provistos para establecer la diferencia predeterminada entre las velocidades giratorias del impulsor y del cabezal cortador de manera que se obtiene una velocidad de cortado por debajo de los 5.5 m/s.
21. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurado para cortar productos de queso, caracterizado además porque los controles están provistos para establecer la velocidad giratoria del impulsor de tal manera que los productos de queso se cortan mientras experimentan una fuerza g de 3 a 30 g.
22. Un método para cortar un producto, que comprende los pasos de: alimentar un producto a un cabezal cortador que por lo menos tiene un elemento cortador en la circunferencia del cabezal cortador para cortar productos, el cual está ajustado de manera giratoria a una base y que comprende un impulsor adaptado para girar de manera concéntrica en el cabezal cortador para empujar el producto hacia la circunferencia del cabezal cortador por medio de una fuerza centrífuga; girar el impulsor a una velocidad giratoria establece la fuerza de centrifugación; girar el cabezal cortador a una segunda velocidad giratoria, determinada de tal forma con respecto a la primera velocidad giratoria que el producto es cortado mediante el por lo menos un elemento cortador a una velocidad cortadora predeterminada.
23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque también comprende el paso de accionar la primera y segunda velocidades giratorias.
24. El método de conformidad con la reivindicación 22 o 23, caracterizado además porque el impulsor es accionado por medio de un primer eje accionador y el cabezal cortador en el que el cabezal cortador es accionado, el segundo eje accionador es hueco y el primer eje accionador está montado de manera giratoria dentro del segundo eje accionador.
25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-24, caracterizado además porque la primera y segunda velocidades giratorias se obtienen por medio de motores separados.
26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el impulsor y el cabezal cortador son directamente accionados por sus respectivos motores.
27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque también comprende el paso de desmontar el cabezal cortador del rededor del impulsor.
28. El método de conformidad con la reivindicación 26 o 27, caracterizado además porque el giro del impulsor dentro del cabezal cortador está estabilizado por medio de una patilla con carga muelle sobre el impulsor que se ajusta en un orificio ahusado en el centro del cabezal cortador.
29. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-28, caracterizado además porque la primera y segunda velocidades giratorias se obtienen por medio de un motor compartido y de una caja de engranajes.
30. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-29, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están orientados para girar alrededor de un eje vertical.
31. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-29, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor están orientados para girar alrededor de un eje horizontal.
32. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-31 , caracterizado además porque también comprende el paso de inclinar el cabezal cortador y el impulsor de tal manera que su eje de rotación se establece para un ángulo predeterminado.
33. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-32, caracterizado además porque también comprende el paso de fijar de manera que se pueda liberar el cabezal cortador a la base por medio de un mecanismo de bloqueo que se puede liberar.
34. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-33, caracterizado además porque también comprende el paso de ajustar el cabezal cortador con elementos de cortado que comprenden una cuchilla más grande y un número de cuchillas más pequeñas que se extienden a un ángulo de la cuchilla más grande.
35. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-34, caracterizado además porque también comprende los pasos de ajustar el cabezal cortador con elementos cortadores que cada uno comprenden una cuchilla más grande y un número de pestañas para corte tipo juliana que se extienden sustancialmente en perpendicular a la cuchilla más grande y estabilizar las pestañas para corte tipo juliana de cada elemento cortador en ranuras de un extremo posterior de la estación de cortado adyacente.
36. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-35 caracterizado además porque también comprende el paso de usar un impulsor que comprende un tubo de alimentación que inicia verticalmente en el centro del impulsor y que se dobla hacia el cabezal cortador.
37. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-36, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor se hacen girar en la misma dirección.
38. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-37, caracterizado además porque el cabezal cortador y el impulsor se hacen girar en direcciones opuestas.
39. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-38, caracterizado además porque el producto son papas.
40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque la diferencia predeterminada entre la primera velocidad giratoria y la segunda velocidad giratoria se establece para obtener una velocidad de cortado por debajo de los 4.8 m/s.
41. El método de conformidad con la reivindicación 38 o 39, caracterizado además porque la velocidad giratoria es accionada de tal manera que las papas son cortadas mientras experimentan una fuerza g de 3 a 30 g.
42. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-38, caracterizado además porque el producto es queso.
43. El método de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado además porque la diferencia predeterminada entre la primera velocidad giratoria y la segunda velocidad giratoria se establece para obtener una velocidad de cortado por debajo de los 5.5 m/s.
44. El método de conformidad con la reivindicación 42 o 43, caracterizado además porque la primera velocidad giratoria es accionada de tal manera que el queso es cortado mientras experimentan una fuerza g de 3 a 30 g.
45. El método de conformidad con la reivindicación 42, 43, 44 caracterizado además porque el queso es cortado a una temperatura superior a los -3°C.
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