EP0990494A1 - Machine pour fragmenter des blocs d'une matiere organique naturelle ou synthetique, telle que du bois - Google Patents

Machine pour fragmenter des blocs d'une matiere organique naturelle ou synthetique, telle que du bois Download PDF

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EP0990494A1
EP0990494A1 EP99402341A EP99402341A EP0990494A1 EP 0990494 A1 EP0990494 A1 EP 0990494A1 EP 99402341 A EP99402341 A EP 99402341A EP 99402341 A EP99402341 A EP 99402341A EP 0990494 A1 EP0990494 A1 EP 0990494A1
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basket
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Rony Callens
Dominique Sentagnes
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Dimetal
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Definitions

  • the invention relates to a machine designed for fragment raw blocks of organic matter natural, such as wood, or synthetic, such than a polymer or a derived material.
  • fragment here means either any operation consisting in particular of cutting, defibrate, reduce, or calibrate the treated material.
  • the products obtained may in particular be presented, as the case may be, under the form of chips, chips, or fibers.
  • the machine according to the invention can in particular be used for obtaining fibers for manufacturing particle board, paper, etc.
  • the machine according to the invention can be used to treat or recycle certain products, as well as waste.
  • Fragmentation of blocks of matter such as wood is made under optimal conditions when the three parameters of speed tangential of cut, the speed of advance of the product and the projection of the cutting blades are controlled.
  • the pieces of wood are channeled in a pipe up to a horizontal or vertical disc with blades cutter positioned radially.
  • Associated cylinders when driving control the advance of pieces of wood, at a generally adjustable speed that can be constant.
  • Machines of this type allow to control two of the parameters that need to be controlled to work in the best conditions. These two parameters are the projection of the cutting blades and the speed of advance of the product.
  • the speed of cutting is variable and scalable depending on the distance which separates the considered cutting area from the center of the disc. It is therefore not possible to control the speed tangential cutting. Therefore, this type of machine does not allow to work in the best conditions.
  • peripheral basket machines with striker cutting blades are fixed in a static or rotating basket, parallel to its axle, and a central paddle wheel turns at great speed speed inside the trash.
  • This type of machine allows you to control the projection cutting blades, as well as the cutting speed.
  • the speed of advance of the products introduced in the center of the machine and centrifuged by the blades is random.
  • this speed of advance which results from the centrifugal force applied to the processed products, decreases in proportion to the reduction in product volume during the operation of fragmentation.
  • the product feed speed is not therefore not under control, nor the energy consumption of main engine. Therefore, this type of machine does not also does not allow working under conditions optimal.
  • the subject of the invention is precisely a machine fragmentation of blocks of a material, such as wood, whose original design allows it to work in the best conditions, controlling both the tangential cutting speed, the speed of advance of the product, the projection of the blades of cut and power consumption of the main engine.
  • this result is obtained by means of a machine to fragment blocks of a natural or synthetic organic matter, such as wood, characterized in that it further comprises at least one fixed block supply channel to fragment, the first end of which is located the outside of the trash and including a second end opens into the basket in front of the organs cutting, and block advance control means in the channel, capable of conveying said blocks to the cutting elements at a feed speed controlled.
  • the machine according to the invention allows to master the times the tangential cutting speed and the speed in advance of the product, which is not the case in any existing machines.
  • the machine according to the invention makes it possible to work under conditions optimal.
  • the advance control means are suitable advancing the blocks at constant speed. Moreover, they preferably include means for adjusting the speed.
  • regulation means sensitive to the energy absorbed by the control means rotation control the advance control means, to ensure a total consumption of energy appreciably constant.
  • the means of advance control can take different forms. In the preferred embodiment of the invention, they include an Archimedes screw housed in the supply channel, as well as a motor drive this screw. Alternatively, the means of advance order can also consist of a actuator-pusher assembly.
  • the cutting members are mounted on external anvils, integral with the basket, by removable fixing means.
  • removable fixing means include preferably, for each cutting member, a corner of internal clamping capable of applying the cutting member against the anvil, under the effect of centrifugal force generated by the rotation of the basket, at least one connecting member connecting the clamping wedge to anvil it with a clearance allowing an assembly and a disassembly of the cutting member, as well as means elastic bands which tighten the clamping wedge the anvil, against the aforementioned game.
  • Each link member can then include a screw, screwed in the clamping corner, through freely anvil and provided with a disassembly head accessible from outside the basket. Thanks to this arrangement, the cutting members can be easily disassembled and replaced by applying pressure on the disassembly heads of the corresponding screws.
  • Each of the cutting members can in particular include a blade attached to a blade holder, for example by means of screws, positioning fingers or by interlocking.
  • said channel comprises advantageously an emptying hatch in a part located outside the trash.
  • the feed channel is preferably mobile, for example tilting or sliding, by compared to the trash.
  • the feed channel can then be brought into a maintenance position, in which it is totally located outside of the basket.
  • the rotating basket can be mounted coaxially inside a static basket including a cylindrical wall, alternately, graters and calibration zones. Percussion irons are then attached to the basket rotating, and mounted between it and the basket static, near the cylindrical wall of this last.
  • the rotating basket is generally supported and surrounded by a fixed casing provided with an access hatch allowing replacement cutting members.
  • the axis of the rotating basket is substantially horizontal and a single inclined and ascending feed channel leads near the upper generator of this basket.
  • the axis of the rotating basket is substantially horizontal and two substantially horizontal supply channels enter the basket on either side of this one.
  • the axis of the rotating basket is substantially vertical and multiple inclined and downward feed channels emerge into said basket.
  • the machine comprises a frame 10, which rests on the soil 12 above a well 14.
  • the frame 10 is provided with means, such as a bearing 16, capable of rotatably supporting a basket 18 in the shape of a drum.
  • a bearing 16 capable of rotatably supporting a basket 18 in the shape of a drum.
  • the axis 20 of the basket rotary 18 is substantially horizontal.
  • Trash rotary 18 is placed above the well 14.
  • Des means 22 for controlling the rotation of the basket 18, such as an electric motor carried by the frame 10, are provided to drive the basket 18 in rotation around its axis 20, via a shaft 24 mounted in bearing 16.
  • the frame 10 comprises a casing 26 which envelops completely basket 18, except the part low of it located above the well 14.
  • the basket 18 includes a flange 28, fixed in its central part to the shaft 24, a cylindrical part of section 30, which will be described in detail below, as well as an annular disc 32, connected to the periphery of the flange 28 by the cylindrical cutting part 30.
  • the fragmentation machine further comprises a supply channel 34 whose axis is contained in a plane passing through the axis of rotation 20 from trash 18 and tilted, for example about 45 °, relative to this axis 20.
  • the feed channel 34 is arranged in such a way that its lower end, closed, is located outside of basket 18 and of the frame 10, on the side opposite to the means 22 for controlling rotation.
  • the high, open end of the supply channel 34 is placed inside the basket 18 and ends up in the latter at close proximity to the highest generator of the cutting region 30.
  • the supply channel 34 passes through a formed opening in the casing 26 and it is fixed to the frame 10.
  • the channel supply 34 also passes through an opening circular formed in the annular disc 32.
  • Advance control means are associated with the supply channel 34, in order to convey at a speed pre-controlled blocks or pieces of the material to be fragmented up to the cylindrical part of section 30 of the basket 18, according to a movement ascending inside channel 34.
  • these advance control means comprise a screw Archimedes 36 mounted coaxially in the canal supply 34, as well as a drive motor 38 of the screw 36, such as a regulated electric motor.
  • the means advance order can also consist of a push cylinder or by any similar device.
  • the blocks or pieces of material to be fragmented are introduced at the bottom of the feed channel 34, at the outside of the casing 26, by a chute or hopper vertical 40 opening directly into the part channel bass.
  • the fragmentation machine according to the invention allows control both the speed of advance of the blocks of matter to be fragmented and the tangential speed of cut these blocks. Since the mastery of the protruding cutting blades is no problem particular, the machine according to the invention therefore allows to work in the best possible conditions.
  • the advance control means constituted by the Archimedes screw 36 and motor 38 in the mode of shown, are designed so that they can ensure the advance of the blocks of material in the channel 34 at a constant speed.
  • means for adjusting this speed are advantageously provided, for example at the engine 38.
  • regulation means associated with the motor 38 can ensure consumption total of substantially constant energy on the machine.
  • the regulatory means receive signals representative of the energy absorbed by the motor 22 ensuring the rotation control of the basket 18.
  • the means of regulation determine, at from these signals, the energy remaining available for motor 38 and this is ordered in result.
  • the cylindrical cutting part 30 of the basket 18 (figure 1) is in the form of anvils outside 46, positioned on a certain radius by relative to axis 20 of the basket and spaced circumferentially from each other by a small predetermined distance.
  • each of the outer anvils 46 is integral with the basket 18 and its ends are fixed respectively to the flange 28 and to the annular disc 32 (figure 1).
  • each of the anvils 46 includes an interchangeable cutting member 44.
  • each anvil 46 has a recess 48 with a section approximately in form of V.
  • each of the recesses 48 has a front flank 50 inclined at an angle ⁇ to a direction radial, as well as a rear flank 52 oriented radially.
  • the front flank 50 of each of the recesses 48 has a recessed portion 54 whose shape is. complementary to that of the cutting member 44 and in which is housed this organ. More precisely, the cutting member 44 comprises a blade holder 56 which is housed in the bottom of the hollow part 54, as well as a cutting blade 58, fixed to the blade holder 56 and flush with the front flank 50 when the section 44 is placed in the recessed portion 54. The edge of cutting 60 of cutting blade 58 then protrudes forward and inward, over distances predetermined, respectively with respect to the anvil 46 and relative to a wear shoe 62 mounted at the inside of the anvil 46, on a clamping wedge interior 64.
  • the wear shoe 62 is carried by the corner of internal tightening 64, whose shape is complementary that of the recess 48, in the form of a V and an angle a.
  • the clamping wedge 64 is mounted in the recess 48 and connected to the anvil 46 by one or more organs of binding, such as screws 66. More specifically, each screw 66 is screwed into a tapped hole 68, machined in the clamping corner 64, and passes freely through a hole 70 practiced in anvil 46.
  • the head 72 of the screw 66 located outside of anvil 46, is supported on the latter by by means of elastic means constituted, by example, by a stack of Belleville 74 washers.
  • a washer 76 is advantageously interposed between the head 72 of the screw and the Belleville washers 74.
  • the arrangement is such that the axes of the screws 66 are oriented substantially radially with respect to the axis from the trash.
  • the clamping wedge interior 64, the connecting members constituted by the screw 66, as well as the elastic means constituted by the Belleville 74 washers form means of removable fixing of the cutting member 44.
  • the section 44 can be easily disassembled and replaced by applying pressure to the head 72 of each of the screws 66. Under the effect of this pressure, the stack of Belleville 74 washers are compressed and the assembly constituted by the tightening corner 64, the wear shoe 72 and the screws 66 is moved radially towards the interior by sliding along the rear flank 52. The clearance of the screw 66 relative to the anvil 46 is determined such that the clamping wedge 64 and the wear shoe 62 are then spaced from the sidewall before 50 of the recess 48 over a sufficient distance to allow the extraction of the cutting member 44 out of the recessed portion 54.
  • the elastic means constituted in this case by the stack of Belleville 74 washers, sufficient force to hold the cutting member 44 in the recessed portion 54.
  • mounting the cutting blade 58 on the blade holder 56 can be made of different manners, without departing from the scope of the invention.
  • the blade of section 58 can be fixed to the blade holder 56 by a or more screws 78.
  • the blade 58 on the blade holder 56 can be ensured by interlocking.
  • the blade holder 56 may in particular have one or more projections 80 who force fit into housing additional 82 machined in blade 58.
  • the attachment of the blade 58 to the blade holder 56 is provided by positioning fingers 84 which are force-fitted into machined holes 86 and 88 respectively in the blade holder 56 and in the blade 58.
  • a hatch (not shown) may be provided on the casing 26, opposite the cylindrical part of section 30 of basket 18.
  • the supply channel 34 and the means of advance order associated with it can also be movably mounted on the frame 10. A pivoting or sliding the channel then allows completely clear the basket 18. This can thus be replaced by another basket equipped with example of new or resharpened cutters and rules.
  • the rotating basket 18 comprises, at the outside of the anvils 46, percussion irons 94 also oriented parallel to the axis of the basket.
  • the number of percussion irons 94 is generally lower than that of anvils 46.
  • a static basket 96 is interposed between the rotating basket and the casing 26 ( Figure 1) of the machine.
  • This static basket 96 is fixed to the machine frame 10, near the irons of percussion 94. It essentially comprises a wall cylindrical which alternately includes, in the direction circumferential, 98 rasps and sizing zones 100.
  • the rasps 98 are turned inwards and the calibration zones 100 are formed for example of grids or perforated plates, so as to form calibrated section passages.
  • the inserts or chips 92 formed outside the anvils 46 are rotated by the irons of percussion 94 so as to be applied against graters 98 from the static basket 96.
  • the fibers 102 thus formed pass through the calibration zones 100 when their section is small enough.
  • the fragmented products collected in the well 14 of the machine are no longer pads or chips 92 as in the first mode embodiment described, but section fibers calibrated 102, which can in particular be used in the manufacture of particle board or paper.
  • the invention is not limited to embodiments which have just been described in title of examples.
  • the orientation of the axis of rotation 20 of the basket 18 as well as the number and orientation of supply channels 34 may be significantly different from those who have been described.
  • a basket of horizontal axis but whose training in rotation is performed at its periphery, can be associated with two penetrating feed channels in the trash on either side of it and arranged substantially horizontally.
  • the axis of rotation of the basket can be vertical.
  • multiple channels inclined and descending feed can emerge simultaneously inside the basket.

Abstract

Une machine destinée à fragmenter des blocs d'une matière organique naturelle ou synthétique, telle que du bois, comprend une corbeille (18) entraînée en rotation autour d'un axe (20) et munie d'organes de coupe dans sa partie cylindrique (30). Elle comprend aussi au moins un canal d'alimentation (34) équipé d'un dispositif (36, 38) de commande d'avance, acheminant les blocs, à une vitesse contrôlée généralement constante, jusqu'aux organes de coupe. On assure ainsi une fragmentation dans les meilleures conditions possibles, en contrôlant les vitesses d'avance et de coupe, ainsi que la saillie des lames de coupe. <IMAGE>

Description

Domaine technique
L'invention concerne une machine conçue pour fragmenter des blocs bruts d'une matière organique naturelle, telle que du bois, ou synthétique, telle qu'un polymère ou une matière dérivée.
Le terme « fragmenté » désigne ici indifféremment toute opération consistant notamment à couper, défibrer, réduire, ou calibrer la matière traitée. Ainsi, dans le cas du bois, les produits obtenus peuvent notamment se présenter, selon le cas, sous la forme de plaquettes, de copeaux, ou de fibres.
Dans l'industrie du bois, la machine selon l'invention peut notamment être utilisée pour l'obtention de fibres destinées à la fabrication ultérieure de panneaux de particules, de papier, etc. Dans l'industrie des matières plastiques, la machine selon l'invention peut être utilisée pour traiter ou recycler certains produits, ainsi que des déchets.
Etat de la technique
La fragmentation de blocs d'une matière telle que du bois s'effectue dans des conditions optimales lorsque les trois paramètres que sont la vitesse tangentielle de coupe, la vitesse d'avance du produit et la saillie des lames de coupe sont maítrisés.
Différentes machines ont été développées dans le passé, notamment dans l'industrie du bois, pour fragmenter des blocs volumineux, afin d'obtenir des plaquettes ou des copeaux. Ces machines sont essentiellement de deux types : les machines à disque horizontal ou vertical et les machines à corbeille périphérique à percuteur.
Dans les machines à disque horizontal ou vertical, les morceaux de bois sont canalisés dans une conduite jusqu'à un disque horizontal ou vertical, muni de lames de coupe positionnées radialement. Des vérins associés à la conduite commandent l'avance des morceaux de bois, à une vitesse généralement réglable et pouvant être constante.
Les machines de ce type permettent de contrôler deux des paramètres qu'il est nécessaire de maítriser pour travailler dans les meilleures conditions. Ces deux paramètres sont la saillie des lames de coupe et la vitesse d'avance du produit.
En revanche, du fait que les lames de coupe sont positionnées radialement sur le disque, la vitesse de coupe est variable et évolutive selon la distance qui sépare la zone de coupe considérée du centre du disque. Il n'est donc pas possible de maítriser la vitesse tangentielle de coupe. Par conséquent, ce type de machine ne permet pas de travailler dans les meilleures conditions.
Dans les machines à corbeille périphérique à percuteur, des lames de coupe sont fixées dans une corbeille statique ou tournante, parallèlement à son axe, et une roue centrale à pales tourne à grande vitesse à l'intérieur de la corbeille.
Ce type de machine permet de maítriser la saillie des lames de coupe, ainsi que la vitesse de coupe. En revanche, la vitesse d'avance des produits introduits au centre de la machine et centrifugés par la roue à pales est aléatoire. De plus, cette vitesse d'avance, qui découle de la force centrifuge appliquée sur les produits traités, décroít proportionnellement à la réduction du volume du produit au cours de l'opération de fragmentation. La vitesse d'avance du produit n'est donc pas maítrisée, ni la consommation d'énergie du moteur principal. Par conséquent, ce type de machine ne permet pas non plus de travailler dans des conditions optimales.
Exposé de l'invention
L'invention a précisément pour objet une machine de fragmentation de blocs d'une matière, telle que du bois, dont la conception originale lui permet de travailler dans les meilleures conditions, en maítrisant à la fois la vitesse tangentielle de coupe, la vitesse d'avance du produit, la saillie des lames de coupe et la consommation d'énergie du moteur principal.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'une machine pour fragmenter des blocs d'une matière organique naturelle ou synthétique, telle que du bois, caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, au moins un canal fixe d'alimentation en blocs à fragmenter, dont une première extrémité est située à l'extérieur de la corbeille et dont une deuxième extrémité débouche dans la corbeille devant les organes de coupe, et des moyens de commande d'avance des blocs dans le canal, aptes à acheminer lesdits blocs jusqu'aux organes de coupe à une vitesse d'avance contrôlée.
En combinant l'utilisation d'un canal d'alimentation associé à des moyens de commande d'avance, comme dans les machines à disque horizontal ou vertical, avec l'utilisation totalement originale d'une corbeille rotative portant les organes de coupe, la machine selon l'invention permet de maítriser à la fois la vitesse tangentielle de coupe et la vitesse d'avance du produit, ce qui n'est le cas dans aucune des machines existantes. En ajoutant à la maítrise de ces paramètres l'aptitude, plus classique, à contrôler la saillie des organes de coupe, la machine selon l'invention permet de travailler dans des conditions optimales.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de commande d'avance sont aptes à faire avancer les blocs à vitesse constante. De plus, ils incluent de préférence des moyens de réglage de la vitesse.
En variante, des moyens de régulation sensibles à l'énergie absorbée par les moyens de commande de rotation pilotent les moyens de commande d'avance, pour assurer une consommation totale d'énergie sensiblement constante.
Les moyens de commande d'avance peuvent prendre différentes formes. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, ils comprennent une vis d'Archimède logée dans le canal d'alimentation, ainsi qu'un moteur d'entraínement de cette vis. En variante, les moyens de commande d'avance peuvent aussi être constitués par un ensemble vérin-poussoir.
Avantageusement, les organes de coupe sont montés sur des enclumes extérieures, solidaires de la corbeille, par des moyens de fixation démontables.
Ces moyens de fixation démontables comprennent de préférence, pour chaque organe de coupe, un coin de serrage intérieur apte à appliquer l'organe de coupe contre l'enclume, sous l'effet de la force centrifuge engendrée par la rotation de la corbeille, au moins un organe de liaison reliant le coin de serrage à l'enclume avec un jeu autorisant un montage et un démontage de l'organe de coupe, ainsi que des moyens élastiques sollicitant le coin de serrage vers l'enclume, à l'encontre du jeu précité.
Chaque organe de liaison peut alors comprendre une vis, vissée dans le coin de serrage, traversant librement l'enclume et munie d'une tête de démontage accessible depuis l'extérieur de la corbeille. Grâce à cet agencement, les organes de coupe peuvent être aisément démontés et remplacés en exerçant une pression sur les têtes de démontage des vis correspondantes.
Chacun des organes de coupe peut notamment comprendre une lame fixée sur un porte-lame, par exemple au moyen de vis, de doigts de positionnement ou par emboítement.
Afin de pouvoir vider le canal d'alimentation à l'arrêt de la machine, ledit canal comprend avantageusement une trappe de vidage dans une partie située à l'extérieur de la corbeille.
Pour faciliter le remplacement des organes de coupe, en autorisant un démontage complet de la corbeille, le canal d'alimentation est de préférence mobile, par exemple basculant ou coulissant, par rapport à la corbeille. Le canal d'alimentation peut alors être amené dans une position de maintenance, dans laquelle il est totalement situé à l'extérieur de la corbeille.
Selon un perfectionnement permettant de fragmenter le produit sous forme de fibres, la corbeille rotative peut être montée coaxialement à l'intérieur d'une corbeille statique dont une paroi cylindrique inclut, de façon alternée, des râpes et des zones de calibrage. Des fers de percussion sont alors fixés à la corbeille rotative, et montés entre celle-ci et la corbeille statique, à proximité de la paroi cylindrique de cette dernière.
Par ailleurs, la corbeille rotative est généralement supportée et entourée par un carter fixe pourvu d'une trappe d'accès permettant le remplacement des organes de coupe.
Différents agencements de l'axe de la corbeille rotative et du ou des canaux d'alimentation peuvent être envisagés, sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, selon un premier agencement, l'axe de la corbeille rotative est sensiblement horizontal et un seul canal d'alimentation incliné et ascendant débouche à proximité de la génératrice supérieure de cette corbeille.
Selon un deuxième agencement, l'axe de la corbeille rotative est sensiblement horizontal et deux canaux d'alimentation sensiblement horizontaux pénètrent dans la corbeille, de part et d'autre de celle-ci.
Enfin, selon un troisième agencement, l'axe de la corbeille rotative est sensiblement vertical et plusieurs canaux d'alimentation inclinés et descendants débouchent dans ladite corbeille.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 est une coupe schématique qui représente un premier mode de réalisation d'une machine de fragmentation conforme à l'invention ;
  • la figure 2 est une coupe, à plus grande échelle, selon la ligne II-II de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une coupe illustrant, encore à plus grande échelle, l'un des organes de coupe de la machine et les moyens de fixation démontables associés ;
  • les figures 4A, 4B et 4C sont des coupes à plus grande échelle illustrant trois exemples de montage d'une lame de coupe sur un porte-lame dans la machine selon l'invention ; et
  • la figure 5 est une coupe comparable à la figure 2, illustrant un deuxième mode de réalisation d'une machine de fragmentation conforme à l'invention.
Exposé détaillé de deux modes de réalisation préférés de l'invention
On décrira tout d'abord, en se référant aux figures 1 à 4, un premier mode de réalisation d'une machine de fragmentation conforme à l'invention.
La machine comprend un bâti 10, qui repose sur le sol 12 au-dessus d'un puits 14.
Le bâti 10 est muni de moyens, tels qu'un palier 16, aptes à supporter de façon rotative une corbeille 18 en forme de tambour. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'axe 20 de la corbeille rotative 18 est sensiblement horizontal. La corbeille rotative 18 est placée au-dessus du puits 14. Des moyens 22 de commande de rotation de la corbeille 18, tels qu'un moteur électrique porté par le bâti 10, sont prévus pour entraíner la corbeille 18 en rotation autour de son axe 20, par l'intermédiaire d'un arbre 24 monté dans le palier 16.
Le bâti 10 comporte un carter 26 qui enveloppe totalement la corbeille 18, à l'exception de la partie basse de celle-ci située au-dessus du puits 14.
Dans le mode de réalisation représenté, la corbeille 18 comprend un flasque 28, fixé dans sa partie centrale à l'arbre 24, une partie cylindrique de coupe 30, qui sera décrite en détail par la suite, ainsi qu'un disque annulaire 32, relié à la périphérie du flasque 28 par la partie cylindrique de coupe 30.
La machine de fragmentation selon l'invention comprend de plus un canal d'alimentation 34 dont l'axe est contenu dans un plan passant par l'axe de rotation 20 de la corbeille 18 et incliné, par exemple d'environ 45°, par rapport à cet axe 20. Le canal d'alimentation 34 est agencé de façon telle que son extrémité basse, fermée, est située à l'extérieur de la corbeille 18 et du bâti 10, du côté opposé aux moyens 22 de commande de rotation. Au contraire, l'extrémité haute, ouverte, du canal d'alimentation 34 est placée à l'intérieur de la corbeille 18 et débouche dans cette dernière à proximité immédiate de la génératrice la plus haute de la région de coupe 30. Entre ses deux extrémités, le canal d'alimentation 34 traverse une ouverture formée dans le carter 26 et il est fixé au bâti 10. Le canal d'alimentation 34 traverse également une ouverture circulaire formée dans le disque annulaire 32.
Des moyens de commande d'avance sont associés au canal d'alimentation 34, afin d'acheminer à une vitesse d'avance contrôlée des blocs ou des morceaux de la matière à fragmenter jusqu'à la partie cylindrique de coupe 30 de la corbeille 18, selon un mouvement ascendant à l'intérieur du canal 34.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, ces moyens de commande d'avance comprennent une vis d'Archimède 36 montée coaxialement dans le canal d'alimentation 34, ainsi qu'un moteur d'entraínement 38 de la vis 36, tel qu'un moteur électrique régulé. Dans une variante de réalisation non représentée, les moyens de commande d'avance peuvent aussi être constitués par un vérin-poussoir ou par tout dispositif analogue.
Les blocs ou morceaux de matière à fragmenter sont introduits dans le bas du canal d'alimentation 34, à l'extérieur du carter 26, par une goulotte ou trémie verticale 40 débouchant directement dans la partie basse du canal.
Grâce à la combinaison d'au moins un canal d'alimentation et d'une corbeille rotative munie d'organes de coupe dans la partie cylindrique 30, la machine de fragmentation selon l'invention permet de maítriser à la fois la vitesse d'avance des blocs de matière à fragmenter et la vitesse tangentielle de coupe de ces blocs. Etant donné que la maítrise de la saillie des lames de coupe ne pose pas de problème particulier, la machine selon l'invention permet donc de travailler dans les meilleures conditions possibles.
Les moyens de commande d'avance, constitués par la vis d'Archimède 36 et le moteur 38 dans le mode de réalisation représenté, sont conçus de façon à pouvoir assurer l'avance des blocs de matière dans le canal d'alimentation 34 à une vitesse constante. De plus, des moyens de réglage de cette vitesse sont avantageusement prévus, par exemple au niveau du moteur 38.
En variante, des moyens de régulation associés au moteur 38 peuvent permettre d'assurer une consommation totale d'énergie sensiblement constante sur la machine. A cet effet, les moyens de régulation reçoivent des signaux représentatifs de l'énergie absorbée par le moteur 22 assurant la commande de rotation de la corbeille 18. Les moyens de régulation déterminent, à partir de ces signaux, l'énergie restant disponible pour le moteur 38 et celui-ci est commandé en conséquence.
Une trappe 35, placée dans la partie basse et sur la face inférieure du canal d'alimentation 34, à l'extérieur du carter 26, permet de vider le canal à l'arrêt de la machine. Après ouverture de la trappe 35, le canal 34 est vidé en commandant une rotation en sens inverse de la vis d'Archimède 36, à l'aide du moteur 38.
Comme l'illustre plus précisément la figure 2, la partie cylindrique de coupe 30 de la corbeille 18 (figure 1) se présente sous la forme d'enclumes extérieures 46, positionnées sur un certain rayon par rapport à l'axe 20 de la corbeille et espacées circonférentiellement les unes des autres d'une petite distance prédéterminée.
Comme le montre plus en détail la figure 3, chacune des enclumes extérieures 46 est solidaire de la corbeille 18 et ses extrémités sont fixées respectivement au flasque 28 et au disque annulaire 32 (figure 1). De plus, chacune des enclumes 46 comprend un organe de coupe interchangeable 44.
Plus précisément, sur sa face tournée vers l'intérieur de la corbeille 18, chaque enclume 46 présente un évidement 48 à section approximativement en forme de V. Ainsi, par rapport au sens de rotation de la corbeille illustré par la flèche F sur la figure 3, chacun des évidements 48 présente un flanc avant 50 incliné d'un angle α par rapport à une direction radiale, ainsi qu'un flanc arrière 52 orienté radialement.
Le flanc avant 50 de chacun des évidements 48 présente une partie en creux 54 dont la forme est. complémentaire de celle de l'organe de coupe 44 et dans laquelle est logé cet organe. Plus précisément, l'organe de coupe 44 comprend un porte-lame 56 qui vient se loger dans le fond de la partie en creux 54, ainsi qu'une lame de coupe 58, fixée au porte-lame 56 et affleurant le flanc avant 50 lorsque l'organe de coupe 44 est placé dans la partie en creux 54. L'arête de coupe 60 de la lame de coupe 58 fait alors saillie vers l'avant et vers l'intérieur, sur des distances prédéterminées, respectivement par rapport à l'enclume 46 et par rapport à un sabot d'usure 62 monté à l'intérieur de l'enclume 46, sur un coin de serrage intérieur 64.
Le sabot d'usure 62 est porté par le coin de serrage intérieur 64, dont la forme est complémentaire de celle de l'évidement 48, en forme de V et d'angle a. Le coin de serrage 64 est monté dans l'évidement 48 et relié à l'enclume 46 par un ou plusieurs organes de liaison, tels que des vis 66. Plus précisément, chaque vis 66 est vissée dans un trou taraudé 68, usiné dans le coin de serrage 64, et traverse librement un trou 70 pratiqué dans l'enclume 46.
La tête 72 de la vis 66, située à l'extérieur de l'enclume 46, prend appui sur cette dernière par l'intermédiaire de moyens élastiques constitués, par exemple, par un empilement de rondelles Belleville 74. Une rondelle 76 est avantageusement interposée entre la tête 72 de la vis et les rondelles Belleville 74. L'agencement est tel que les axes des vis 66 sont orientés sensiblement radialement par rapport à l'axe de la corbeille.
Dans ce mode de réalisation, le coin de serrage intérieur 64, les organes de liaison constitués par les vis 66, ainsi que les moyens élastiques constitués par les rondelles Belleville 74 forment des moyens de fixation démontables de l'organe de coupe 44.
En effet, grâce à cet agencement, l'organe de coupe 44 peut être aisément démonté et remplacé en exerçant une pression sur la tête 72 de chacune des vis 66. Sous l'effet de cette pression, l'empilement de rondelles Belleville 74 est comprimé et l'ensemble constitué par le coin de serrage 64, le sabot d'usure 72 et les vis 66 est déplacé radialement vers l'intérieur en coulissant le long du flanc arrière 52. Le jeu dont dispose la vis 66 par rapport à l'enclume 46 est déterminé de façon telle que le coin de serrage 64 et le sabot d'usure 62 soient alors écartés du flanc avant 50 de l'évidement 48 sur une distance suffisante pour permettre l'extraction de l'organe de coupe 44 hors de la partie en creux 54.
Par ailleurs, lorsque la corbeille ne tourne pas, les moyens élastiques, constitués dans ce cas par l'empilement de rondelles Belleville 74, exercent une force suffisante pour maintenir l'organe de coupe 44 dans la partie en creux 54.
Lors du fonctionnement de la machine impliquant la rotation de la corbeille 18 dans le sens de la flèche F, la force centrifuge induite par cette rotation s'ajoute à la force exercée par les moyens élastiques pour assurer un maintien efficace des organes de coupe.
Comme on l'a illustré schématiquement sur les figures 4A, 4B et 4C, le montage de la lame de coupe 58 sur le porte-lame 56 peut être réalisé de différentes manières, sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, comme l'illustre la figure 4A, la lame de coupe 58 peut être fixée sur le porte-lame 56 par une ou plusieurs vis 78.
En variante et comme l'illustre la figure 4B, la fixation de la lame 58 sur le porte-lame 56 peut être assurée par emboítement. A cet effet, le porte-lame 56 peut notamment présenter une ou plusieurs saillies 80 qui viennent s'emmancher à force dans des logements complémentaires 82 usinés dans la lame 58.
Selon une autre variante, illustrée sur la figure 4C, la fixation de la lame 58 sur le porte-lame 56 est assurée par des doigts de positionnement 84 qui sont emmanchés à force dans des trous 86 et 88 usinés respectivement dans le porte-lame 56 et dans la lame 58.
En se référant à nouveau à la figure 2, on voit que l'agencement qui vient d'être décrit permet de fragmenter des blocs 90 d'une matière organique ou synthétique, telle que du bois en plaquettes ou en copeaux 92 de relativement petites dimensions. Les plaquettes ou copeaux 92 sont recueillis dans le puits 14 (figure 1).
Pour faciliter le remplacement des organes de coupe 44, une trappe (non représentée) peut être prévue sur le carter 26, en face de la partie cylindrique de coupe 30 de la corbeille 18.
Le canal d'alimentation 34 et les moyens de commande d'avance qui lui sont associés peuvent aussi être montés de façon mobile sur le bâti 10. Un pivotement ou un coulissement du canal permet alors de dégager totalement la corbeille 18. Celle-ci peut ainsi être remplacée par une autre corbeille équipée par exemple d'organes de coupe neufs ou réaffûtés et réglés.
Dans un mode de réalisation perfectionné, illustré sur la figure 5, la machine, par ailleurs identique à celle qui vient d'être décrite en se référant aux figures 1 à 4, permet d'assurer une fragmentation supplémentaire des blocs de matière 90.
Dans ce mode de réalisation perfectionnée de l'invention, la corbeille rotative 18 comporte, à l'extérieur des enclumes 46, des fers de percussion 94 également orientés parallèlement à l'axe de la corbeille. Le nombre de fers de percussion 94 est généralement inférieur à celui des enclumes 46.
De plus, une corbeille statique 96 est interposée entre la corbeille rotative et le carter 26 (figure 1) de la machine. Cette corbeille statique 96 est fixée au bâti 10 de la machine, à proximité des fers de percussion 94. Elle comprend essentiellement une paroi cylindrique qui inclut alternativement, dans le sens circonférentiel, des râpes 98 et des zones de calibrage 100. Les râpes 98 sont tournées vers l'intérieur et les zones de calibrage 100 sont formées par exemple de grilles ou de plaques perforées, de façon à former des passages de section calibrée.
Lorsque la machine est en fonctionnement, les plaquettes ou copeaux 92 formés à l'extérieur des enclumes 46 sont entraínés en rotation par les fers de percussion 94 de façon à être appliqués contre les râpes 98 de la corbeille statique 96. Les fibres 102 ainsi formées traversent les zones de calibrage 100 lorsque leur section est suffisamment petite.
Dans ce cas, les produits fragmentés recueillis dans le puits 14 de la machine ne sont plus des plaquettes ou des copeaux 92 comme dans le premier mode de réalisation décrit, mais des fibres de section calibrée 102, susceptibles notamment d'être utilisées dans la fabrication de panneaux de particules ou de papier.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemples. En particulier, l'orientation de l'axe de rotation 20 de la corbeille 18 ainsi que le nombre et l'orientation des canaux d'alimentation 34 peuvent être sensiblement différents de ceux qui ont été décrits.
Ainsi, dans une variante non représentée, une corbeille d'axe horizontal, mais dont l'entraínement en rotation est réalisé au niveau de sa périphérie, peut être associée à deux canaux d'alimentation pénétrant dans la corbeille de part et d'autre de celle-ci et agencés sensiblement horizontalement.
Dans une autre variante de réalisation non représentée, l'axe de rotation de la corbeille peut être vertical. Dans ce cas, plusieurs canaux d'alimentation inclinés et descendants peuvent déboucher simultanément à l'intérieur de la corbeille.

Claims (16)

  1. Machine pour fragmenter des blocs (90) d'une matière organique naturelle ou synthétique, telle que du bois, comprenant une corbeille rotative (18), apte à être entraínée en rotation autour d'un axe (20) par des moyens (22) de commande de rotation, ladite corbeille étant munie d'organes de coupe (44) orientés sensiblement parallèlement audit axe, la machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, au moins un canal fixe (34) d'alimentation en blocs (90) à fragmenter, dont une première extrémité est située à l'extérieur de la corbeille et dont une deuxième extrémité débouche dans la corbeille (18) devant les organes de coupe (44), et des moyens (36, 38) de commande d'avance des blocs (90) dans le canal (34), aptes à acheminer lesdits blocs jusqu'aux organes de coupe à une vitesse d'avance contrôlée.
  2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle les moyens (36, 38) de commande d'avance sont aptes à faire avancer les blocs (90) à vitesse constante.
  3. Machine selon la revendication 2, dans laquelle les moyens (36, 38) de commande d'avance incluent des moyens de réglage de ladite vitesse constante.
  4. Machine selon la revendication 1, dans laquelle des moyens de régulation, sensibles à l'énergie absorbée par les moyens (22) de commande de rotation, pilotent les moyens (26, 38) de commande d'avance, pour assurer une consommation totale d'énergie sensiblement constante.
  5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de commande d'avance comprennent une vis d'Archimède (36) logée dans le canal (34), et un moteur (38) d'entraínement de ladite vis.
  6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les organes de coupe (44) sont montés sur des enclumes extérieures (46), solidaires de la corbeille (18), par des moyens de fixation démontables.
  7. Machine selon la revendication 6, dans laquelle les moyens de fixation comprennent, pour chaque organe de coupe (44), un coin de serrage intérieur (64) apte à appliquer l'organe de coupe contre l'enclume (46), sous l'effet de la force centrifuge engendrée par une rotation de la corbeille, au moins un organe de liaison (66) reliant le coin de serrage (64) à l'enclume (46) avec un jeu autorisant un montage et un démontage de l'organe de coupe (44), et des moyens élastiques (74) sollicitant le coin de serrage (64) vers l'enclume (46), à l'encontre dudit jeu.
  8. Machine selon la revendication 7, dans laquelle chaque organe de liaison comprend une vis (66), vissée dans le coin de serrage (64), traversant librement l'enclume (46) et munie d'une tête de démontage (72) accessible depuis l'extérieur de la corbeille (18).
  9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque organe de coupe (44) comprend une lame (58) fixée sur un porte-lame (56).
  10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le canal (34) comprend une trappe (35) de vidage dans une partie située à l'extérieur de la corbeille (18).
  11. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le canal (34) est mobile par rapport à la corbeille (18), de façon à pouvoir être amené dans une position de maintenance, dans laquelle le canal (34) est totalement situé à l'extérieur de la corbeille.
  12. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la corbeille rotative (18) est montée coaxialement à l'intérieur d'une corbeille statique (96) dont une paroi cylindrique inclut, de façon alternée, des râpes (98) et des zones de calibrage (100), des fers de percussion (94) fixés à la corbeille rotative (18) étant montés entre celle-ci et la corbeille statique (96), à proximité de sa paroi cylindrique.
  13. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la corbeille rotative (18) est entourée par un carter fixe (26), pourvu d'une trappe d'accès aux organes de coupe (44).
  14. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'axe de la corbeille rotative (18) est sensiblement horizontal et un seul canal d'alimentation (34) incliné et ascendant débouche à proximité de la génératrice supérieure de ladite corbeille rotative.
  15. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle l'axe de la corbeille rotative (18) est sensiblement horizontal et deux canaux d'alimentation (34) sensiblement horizontaux pénètrent dans la corbeille rotative, de part et d'autre de celle-ci.
  16. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle l'axe de la corbeille rotative (18) est sensiblement vertical et plusieurs canaux d'alimentation (34) inclinés et descendants débouchent dans ladite corbeille rotative.
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