EP1253003A1 - Tête de compactage de déchets - Google Patents

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EP1253003A1
EP1253003A1 EP02290906A EP02290906A EP1253003A1 EP 1253003 A1 EP1253003 A1 EP 1253003A1 EP 02290906 A EP02290906 A EP 02290906A EP 02290906 A EP02290906 A EP 02290906A EP 1253003 A1 EP1253003 A1 EP 1253003A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
waste
support shaft
deflector
axis
Prior art date
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Granted
Application number
EP02290906A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1253003B1 (fr
Inventor
Antoine-Marie Rémy Marcel Chedru
Eric Marcel Denis Morisse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techval
Original Assignee
Techval
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Publication date
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Publication of EP1253003A1 publication Critical patent/EP1253003A1/fr
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Publication of EP1253003B1 publication Critical patent/EP1253003B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/30—Presses specially adapted for particular purposes for baling; Compression boxes therefor
    • B30B9/3082—Presses specially adapted for particular purposes for baling; Compression boxes therefor with compression means other than rams performing a rectilinear movement

Definitions

  • the present invention relates to the compaction of waste, as it can be practiced in a machine having a compaction allowing them to be shredded and compressed, so as to significantly reduce the volume they occupy in a fixed tank in which they are grouped.
  • the invention relates to a head of compaction which avoids the risks of blockage of a compaction machine, when the waste contains resistant materials.
  • resistant materials is meant here the materials which are not easily crushed under the action a traditional compaction head, like the rotary roller compaction, called toothed because it has rough edges surface, which is commonly used for compacting paper and packing cartons. These will include plastics, so in particular those that we also meet as constituent material of lost packaging.
  • compaction machines used in this area have a vessel waste reception open upwards, fitted with one or more several feed hoppers through which operators introduce the waste into the tank, so that it is subjected to the action of a compacting head with the toothed roller in support on the waste, is rotated on itself from a support shaft.
  • the waste compacted are usually accumulated in maintained bags suspended from a support ring which can easily be removed of the tank once full, the tank being advantageously provided opening doors for this purpose.
  • Such machines include, in known manner, a compacting head comprising a toothed roller, which is generally supported by a substantially horizontal arm.
  • the head compaction is connected to a vertical support shaft located generally in the axis of the tank.
  • the toothed roller pressing the waste is rotated on itself as well as in gyration around the axis of the vertical support shaft, in other words, in practical, turning around the axis of the tank.
  • Such machines are described in French patent 97 12 697 of October 16, 1997 and in French patent application 99 16 833 of December 18 1999.
  • the roller of the compacting head is cylindrical shape and its axis is substantially perpendicular to that of the tank.
  • the roller presses on the waste of its own weight, or by applying pressure on the compaction head.
  • Such machines are intended for compaction of waste like that of lost cardboard packaging or similar material, but are almost unusable for the compaction of waste made up of different materials such as, for example, waste consisting partly of cardboard and partly of plastic.
  • the object of the invention is therefore to resolve the technical and economic problem of the industrial reprocessing of such waste.
  • the invention improves the conditions for industrial reprocessing when this involves the recovery of lost packaging made of different materials.
  • the present invention relates to a compacting head for waste, intended to be mounted mobile in a fixed tank of reception of the waste to be compacted, supported by said waste by a tooth roller associated with rotary drive means on itself from a support tree. It includes means fixed mounted deflectors in the vicinity of the drive means to push the waste away from said drive means of said roller.
  • the deflector means guide the waste which nevertheless approach rotation drive means roll to a cutting area where they are subjected to the action of sharp means.
  • the cutting means are mounted mobile in rotation at neighborhood of the drive means while said means deflectors are mounted fixed.
  • the means deflectors are advantageously mounted fixed relative to the sharp means.
  • the toothed roller that comprises the compacting head according to the invention is preferably cylindrical in shape and it is advantageously provided with teeth, in other words asperities which are shaped and arranged in connection with the fact that they are intended for waste shredding.
  • the cutting means comprise a movable circular knife, advantageously mounted integral with rotation of said toothed roller at one of its ends, that by which said toothed roller is linked to said drive means.
  • the knife cooperates in said cutting area with a fixed groove to ensure a shearing effect favorable to cutting of said waste.
  • the circular knife presents itself in the form of a circular ring outside a housing protection of the means for driving the roller in rotation on itself, in which the throat is formed.
  • the circular ring being fitted with centripetal blades uniformly distributed around its internal periphery to enter said groove in the area of cutting.
  • the circular knife is of the sawtooth, in other words, the blades of the knife have a radial attack face. It makes it possible to cut waste tending to infiltrate the means for driving the roller in rotation himself.
  • the deflector means comprises a member for guiding the waste towards the cutting area, a means of protecting said means drive in rotation of the roller on itself and preferably buttress elements for its stiffening.
  • the deflector means are in the form of a circular radial plate having a projecting rim which defines a first flange exterior, a shoulder defining a housing for a part of a protective casing of the drive means in rotation of the roller on itself, supporting the drive arm of the roller.
  • a light through which said arm crosses the shoulder. This shoulder defines the protection member of said means drive in rotation of the roller on itself.
  • the deflector also includes a second flange protruding extending in the vicinity of the shoulder.
  • This second flange constitutes the organ for guiding the waste towards the zone of cutting. Indeed, as will be explained later, the sharp means can lodge around this second collar to trap waste.
  • the deflector has protruding parts serving buttresses for its stiffening.
  • the deflector is preferably held between the toothed roller and the knife circular.
  • the deflector provided according to this preferred embodiment is fixedly mounted on the projecting part of the protective casing roller drive means, having the arm drive the roller, and blocked between the end of the roller, end by which it is linked to the drive arm, and the knife circular when the latter is fixed on the toothed roller.
  • the deflector is mounted fixed relative to the roller.
  • the part of the casing having the arm drive in rotation of the roller, intended to be inserted in the shoulder of the deflector is cylindrical.
  • the training arm also advantageously cylindrical in shape, is mounted preferentially eccentric on the part of the cylindrical casing, towards the bottom of the tank, so as to lower the roller as much as possible in the tank when mounted on the drive arm. So the distance between the height of the waste in the tank and the part bottom of the casing which protects the rotary drive means of the roller, or more precisely the transmission system mechanical movement, is more important. This allows best preserve the casing and by the same, the means drive the roller in rotation on itself.
  • the drive arm is mounted eccentrically on the housing to allow also the shearing of waste by sharp means in a shear groove in the housing in the area waste cutting.
  • the parts projecting around which are placed the blades of the circular knife are advantageously made up of an internal collar, partially cylindrical, stopping on either side of the shoulder into which the cylindrical part of the casing, and along the edge of the deflector. Its role is to trap the waste seeping between the blades of the knife and itself, making them cling to the knife blades. The waste is then guided between the blades of the circular knife and the flange interior towards a cutting area located where the flange interior stops.
  • the deflector also has a shoulder in which is provided a light intended to be crossed by the drive arm of the roller.
  • the shoulder thus accommodates and protects the assembly constituted by the projecting part on the housing and the drive arm.
  • two double straight knives resistant waste cutting blade are fixed mounted on the support shaft, symmetrically with respect to the axis thereof, for oppose the winding of waste around the support shaft during the movement of gyration of the compacting head around it.
  • They are advantageously flat knives, preferably rectangular, have two opposite oriented blades parallel to the axis of the support shaft, at its lower end, more precisely above the compaction head.
  • the toothed roller presses by its own weight on the waste, and it is driven not only in rotation around its axis, but also in gyration around the axis of the support shaft.
  • a circular groove is provided in the housing fixed to the compacting head, protecting the system of transmission of movement which ensures the training of this last, where the straight knives fixed on the support shaft just above of the compacting head are placed, to allow the gyration movement of the compacting head around the axis of the support shaft, and the cutting of the waste tending to roll up around the support shaft.
  • the casing is advantageously provided with a second waste shear groove providing passage to sharp means.
  • the shear groove presents itself advantageously in the form of an arc of a circle, the center of which is located on an axis advantageously perpendicular to that of the gorge where penetrate straight knives, this axis preferably being confused with the center of the circular knife.
  • the shape of the shear groove marries advantageously the internal shape of the circular knife, and the blades, facing the inside of the throat, penetrate perfectly in it when rotating the circular knife around its axis.
  • the advantageous combination of the eccentric arrangement of the compaction roller on the housing, and the existing relationship to during the rotation of the blades of the circular knife in the groove shear allows the existence of a lower part of the device where the waste is trapped between the blades of the knife circular and the inner flange of the deflector, and a part top of the device where the waste, entrained by the blades from the lower part of the device to this part upper, arrive in the cutting area where the distance between the axis of the toothed roller and the axis of the housing is the smallest, where they are sheared when the circular knife blades penetrate in the shear groove.
  • the two movements of rotation and gyration are controlled by a single motor, as described for example in French patent 97 12 967, and provision is made for this means of mechanical coupling between the support shaft and the arm which supports the toothed roller.
  • these means coupling consist of a transmission system mechanical movement with gears between the support shaft and the roller support arm. In this way, the two movements are in permanently synchronized exclusively by transmission mechanical.
  • the compacting head shown in Figure 1 is for cylindrical tank machines which are designed for allow compacting of waste, such as that existing in industrial places which are generally mainly consisting of cardboard and / or plastic packaging.
  • the compacting head comprises a roller 1 rotatably mounted on a substantially horizontal arm, connected to a preferably vertical support shaft around which said roller 1 is advantageously driven in gyration.
  • the compacting roller 1 is advantageously in the form of a hollow cylinder, having two radial faces 10 and 12. All around the roller, teeth 11 point towards the outside of the latter and are intended to shred the waste on which the roller 1 exerts a pressure. According to this preferred embodiment, the roller presses on the waste by its own weight. Thus, as the waste is introduced into the tank, the toothed roller 1 rises gradually while remaining in contact with the waste. It is rotated around its axis X and in gyration around the axis Z of the support shaft 2 by the same motor advantageously located at the top end of the support shaft 2, as illustrated in Figure 1 .
  • the motor 21 is hydraulic and is mechanically coupled with a shaft 18 located inside the shaft support 2.
  • the assembly constituted by the compaction head mounted on the support shaft 2 is susceptible to translational movements, up or down the tank in which it is placed, along the Z axis of the support shaft.
  • the support shaft 2 is linked to a plate 8, itself linked to a hydraulic system not shown in the figures, which allows the assembly to be raised above of the tank when it is full, for example to empty it, to lower the assembly to the bottom of the tank when it is empty and let the assembly go up freely as you go that the tank is filled with compacted waste, the assembly pressing of its own weight on the waste.
  • the support shaft 2 is secured to a toothed crown 57, meshing on a toothed pinion 17 secured to the drive arm 16 of the roller 1, allowing the turning movement of the roller 1 around the axis Z of the support shaft 2.
  • the engine when the engine is activated, it drives the shaft 18, located inside the support shaft 2, in rotation about the axis Z of the support shaft 2.
  • the latter by the reference d 'angle not shown, causes the arm 16 to rotate about the horizontal axis X of the roller.
  • the arm 16 being set in rotational movement, also drives the pinion 17 in rotation about the axis X of the roller 1.
  • the teeth of the latter being meshed with that of the ring gear 57 which is fixed, being subject to l 'support shaft which is fixed, and the roller 1 is then driven in gyration around the axis Z, gyration which is superimposed in synchronism with the rotational movement of the roller on itself.
  • the roller 1 rotates the toothed roller 1 around the axis Z of the support shaft 2, for example in the clockwise direction, the toothed roller is driven in rotation on itself preferably in a counterclockwise direction.
  • the mechanical transmission assembly is protected by a casing comprising two parts 5 and 51, as shown in Figure 1.
  • part 5 will be considered as the front part of the housing and part 51 will be considered as the rear part of the housing.
  • the direction of gyration and the direction of roller rotation are advantageously reversed regularly and automatically, so that the distribution of compacted waste in the tank is carried out particularly regularly.
  • FIGS. 1 to 8 A preferred embodiment of the compacting head object of the present invention will now be detailed in frame of a machine such as that previously described by making reference to FIGS. 1 to 8. A preferred mounting method as well as the operation of a machine fitted with such a head compaction will be described later.
  • the compacting roller 1 described above is advantageously in the form of a cylinder.
  • One of two radial faces of the cylinder, the face denoted 12 in FIG. 8, is recessed, inside the roller, so as to form a hollow part 13 of cylindrical shape at one end of the roller, as shown in FIG. 8.
  • the hollow part 13 comprises means 15 for assembling the roller to an arm drive 16, intended to give it a rotational movement around its axis.
  • the drive arm 16 and the means assembly 15 are both provided with splines complementary, so that the drive arm fits perfectly in the assembly means of the roll, and so that the arm drives the roller in rotation on itself when itself is rotated around its axis, advantageously coincident with the axis X of the roller 1 according to this embodiment of the invention.
  • the assembly means 15 are advantageously located formed in the center of the flat face set back at inside the roller, as shown in figure 6.
  • the hollow part 13 has dimensions such that it can receive a deflector 3 whose role is to prevent waste to be inserted into the drive arm 16 of the roller.
  • the deflector part lying below a horizontal plane passing through the center of the deflector will be called the lower part of the deflector and the other part will be called the upper part of the deflector.
  • the deflector 3 which is place inside the hollow part 13 of the roller 1 occurs advantageously in the form of a circular plate comprising an outer collar, or rim 31, having a smaller diameter the inside diameter of the hollow part 13 of the roller.
  • the deflector rim does not touch inside edges of roller and the deflector remains fixed.
  • the deflector has a light 35 which can be passed through by said drive body.
  • the drive arm 16 connecting to the roller 1 and through the deflector is projecting from the housing 5-51, plus precisely projecting from the front part 5 of the casing.
  • the housing 5-51 as shown in Figure 1 and 2 for example, is mounted on the support shaft 2 and protects the drive mechanism of the roller in rotation.
  • the drive arm 16 is preferably of cylindrical shape and protrudes from a part 53 of the casing, it even of cylindrical shape, as we can see more precisely in figure 2.
  • the drive arm 16 is mounted eccentric relative to part 53 of the casing, towards the bottom of the tank.
  • the arm drive 16 being intended to be mounted in the axis of the roller, this eccentricity towards the bottom of the tank makes it possible to mount the roller on the vertical support shaft in the lower part, so that the distance between the level of compacted waste in the tank and the lower part of the housing protecting the drive mechanism of the roller, is more important, in order to better preserve all the elements of the compacting head lying above a plane horizontal containing the axis of the roller.
  • this eccentricity allows the shearing of waste by sharp means.
  • the deflector 3, to protect the drive arm in rotation of the roller passing through it through the light 35 has a shoulder 34 of cylindrical shape in which the light and in which is placed the part 53 of the housing having the drive arm 16, passing through a bearing 52.
  • the deflector 3 is fixedly mounted on the part 53 of the casing, the latter having the same axis as that of the shoulder 34 and the drive arm 16 having the same axis as that of the light 35 formed in the shoulder 34.
  • the deflector 3 also includes a flange inner 32 for guiding the waste which is circular in shape offset from the housing to form a collection area waste opposite two cutting zones 56.
  • the flange 32 begins at the top of the deflector, bypasses the shoulder 34 along the edge 31 of the deflector in descending in its lower part and ends symmetrically on the other side of the shoulder 34 going up in its part higher. It thus leaves two areas for cutting waste into upper part, noted 56 in FIG. 5.
  • ribs 33 rise radially from of the collar 32 to ensure its rigidity. Indeed, as it was explained previously, the roller 1 is mounted eccentrically with respect to to casing 5; 51 thus offering a lower position of the axis of said roller relative to the axis of said casing to distance said means for driving the roller in rotation on itself from the surface said waste in the tank. These ribs 33 therefore make it possible to stiffen the lower part of the deflector most in contact with the waste, and therefore, the most requested. The ribs 33 therefore serve as foothills.
  • a circular knife 4 having the same diameter as that of toothed roller 1, and fixedly mounted on the end of the roller toothed 1, end by which the latter is connected to the arm 16.
  • the circular knife 4 present in the form of a circular ring 41 provided with blades 42 centripetals uniformly distributed around its internal periphery (as shown in Figures 1, 5 and 6).
  • the blades 42 of circular knife advantageously have a leading face radial like that of the blades of a circular saw.
  • the circular knife 4 advantageously makes it possible to cut waste tending to infiltrate the drive means by rotation of the roller on itself.
  • the circular knife 4 being mounted fixed on the toothed roller 1 and in combination with the deflector 3, is rotated about its axis when the toothed roller 1 is rotated on itself while the deflector remains fixed.
  • a groove 54 is formed in the casing 5-51, preferably in the front part 5 of the casing, as illustrated in FIGS. 2 and 8 for example.
  • the groove 54 is formed in the casing to deliver passage to the blades 42 of the circular knife during the movement of rotation of the toothed roller 1 on itself.
  • Throat 54 presents itself in the form of an arc of a circle matching the circular shape inside of the circular knife, as shown in figure 5.
  • the combination of the deflector 3 mounted fixed to the neighborhood of the means for driving the roller with the means cutting edges 4 rotatably mounted in the vicinity of the drive means of the roller makes it possible to trap the waste between the blades 42 and the collar 32, to guide them to one of the cutting zones 56 of the deflector and shear them when entering the blades 42 into the throat 54.
  • two straight knives 6 with double blades are mounted on the support shaft 2.
  • the knives 6 are preferably rectangular in shape. They each have two blades mounted parallel to the axis of the shaft support on which they are fixed, preferably just above housing 5-51. The knives 6 oppose the winding of waste around the support shaft 2 during the turning movement at the compacting head around it.
  • the deflector 3 is fixed on the front part 5 of the casing, as shown in figure 4, by introducing the arm drive 16 of the protruding roller on the part 53 of the part front 5 of the housing in the circular light 35 formed in the deflector 3, as well as the part 53 inside the shoulder 34. Then the deflector 3 is fixed on the front part 5 of the casing preferably with bolts in 36, 37, 38 and 39 as shown in figure 3.
  • the roller 1 is then mounted on the drive arm 16. Beforehand, the radial face 10, opposite the face 12, is removed of the roller.
  • the drive arm 16 in the means assembly 15 of the roller, and the arm 16 is kept inside of the roller 1 by fixing, by bolts 9, a ring 19 on the bearing 52 projecting from the casing and crossed by the drive arm 16. Then we close the roller by fixing the radial face 10 preferably by bolts, as shown by example in figure 8.
  • the last step is to mount the circular knife 4. It comes beforehand in the form of two half knives circular.
  • a circular half knife is first introduced in the groove 54 formed in the front part 5 of the casing, as illustrated in figure 8. Then place the blades of the other half-knife circular around the inner flange 32 of the deflector 3 and the connect the two half knives so that they form a single knife circular. This can be achieved by any known means such as as screwing, clipping etc.
  • the circular knife as well positioned, trapped between the front part 5 of the casing and the deflector 3, is fixed to the toothed roller 1 by bolts 43 uniformly distributed on the ring 41.
  • the deflector When mounting the compacting head described above, the deflector is blocked between the end 12 of the roller, end by which the roller is connected to the drive arm, and the circular knife 4, as shown in FIG. 5 or 8.
  • the circular knife 4 being fixed on the toothed roller 1, and the deflector 3 being fixedly mounted on the part 53 of the housing, when the toothed roller 1 is rotated on itself, the circular knife 4 is also rotated around the axis X of the toothed roller 1, in the same direction as the toothed roller 1, but the deflector remains fixed, the part 53 of the front part of the casing being fixed.
  • the circular knife 4 cuts waste trying to infiltrate the means drive the roller when they are housed in one of the cutting zones 56 (shown in FIG. 5) of the deflector 3.
  • the cutting area 56 is located in the upper part of the deflector as previously specified, at the place where the internal collar 32 surrounded by the blades of the circular knife stops, allowing the blades of the circular knife to penetrate this area and come directly into contact with the waste there penetrate.
  • the blades 42 come into contact with a waste located in the lower part of the deflector 3, for example if a waste encountered the blades at the flange 32, the blades 42 then hang the waste and drag it into the area of cutout 56 while being driven in rotation. The waste is then cut in the same way as described above for waste coming directly into the cutting zone 56.
  • a circular groove 55 is provided on the casing 5-51 to allow passage at the ends of the straight knives 6, so as not to hinder the movement of gyration of the compacting head around the axis Z of the support shaft, and cooperate with these to cut by shearing the waste clinging to the blades of straight knives 6 during the movement of gyration of the roller around the support shaft.
  • the casing 5-51 is also rotated and the straight knives 6, placed in the groove 55 formed in the casing, rotating around the axis Z , does not hinder this movement in any way.
  • the invention thus makes it possible not only to treat waste consisting mainly of lost cardboard packaging, but also, it makes it possible to treat waste consisting of different materials such as, for example, constituted waste lost cardboard and plastic packaging.
  • the invention allows the compaction of such waste.
  • the tank for receiving the waste to be compacted is cylindrical and where the roller is driven not only in rotation on itself but also in gyration around the axis Z of l support shaft which supports the compacting head, the straight knives prevent the waste from winding in a spiral around the support shaft, which warns, as explained above, of a possible stopping of the machine, or even possible destruction of the compacting head.
  • the compacting head according to the invention can be mounted on a telescopic shaft of a rectangular tank machine, such as that described in European patent EP 0 042 580, where the toothed roller, rotated on it- even, makes a back and forth movement on the waste, thus traversing the entire length of the tank.
  • the roller not being subjected to a movement of gyration around the axis Z of the support shaft of the machine, it is possible to dispense with straight knives 6.
  • the casing 5-51 is not always useful.
  • the deflector provided with the circular knife is not necessarily mounted between the toothed roller and a casing; it can also be mounted fixed relative to the roller, exclusively on the roller, preventing the infiltration of waste residues in the drive system which can, for example, be located in the roller.
  • the straight knives 6, mounted against the support shaft 2 of a compacting machine where the roller is rotated about its own axis as well as in gyration around the axis Z of the support shaft, can be animated a vertical back and forth movement ensured, for example, by a motor, allowing faster cutting of the waste winding around the support shaft.
  • the toothed roller is not necessarily cylindrical in shape, and for example, it can be in a conical shape, or any other shape with circular section.
  • the circular knife can be presented under form of more than two pieces to be assembled during assembly, and not exclusively in the form of two half circular knives as described.
  • the circular knife may have parts without blades and parts with blades evenly distributed or not around its inner periphery.

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Abstract

L'invention concerne une tête de compactage de déchets, destinée à être montée mobile dans une cuve fixe de réception des déchets à compacter, en appui sur lesdits déchets par un rouleau denté (1) à des moyens d'entraînement en rotation sur lui-même à partir d'un arbre support (2). Elle comporte des moyens déflecteurs (3) montés fixes au voisinage desdits moyens d'entraînement pour repousser les déchets à l'écart desdits moyens d'entraînement dudit rouleau et pour guider ceux qui s'en approchent néanmoins jusqu'à une zone de découpe où ils sont soumis à l'action de moyens tranchants (4). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne le compactage des déchets, tel qu'il peut être pratiqué dans une machine possédant une tête de compactage permettant de les déchiqueter et de les comprimer, de manière à réduire sensiblement le volume qu'ils occupent dans une cuve fixe dans laquelle ils sont regroupés.
Dans ce cadre, l'invention a pour objet une tête de compactage qui permet d'éviter les risques de blocage d'une machine de compactage, lorsque les déchets contiennent des matériaux résistants. On entend ici par matériaux résistants les matériaux qui ne se laissent pas facilement concasser sous l'action d'une tête de compactage traditionnelle, comme les têtes de compactage à rouleau rotatif, dit denté car muni d'aspérités de surface, que l'on utilise couramment pour le compactage des papiers et cartons d'emballage. Il s'agira notamment de matières plastiques, donc en particulier celles que l'on rencontre également comme matériau constitutif d'emballages perdus.
Actuellement, des machines de compactage utilisées dans ce domaine, telles qu'elles sont décrites par exemple dans le document de brevet américain US 5 492 056, comportent une cuve de réception des déchets ouverte vers le haut, munie d'une ou plusieurs trémies d'alimentation par lesquelles des opérateurs introduisent les déchets dans la cuve, afin qu'ils y soient soumis à l'action d'une tête de compactage dont le rouleau denté, en appui sur les déchets, est entraíné en rotation sur lui-même à partir d'un arbre support. En partie inférieure de la cuve, les déchets compactés sont en général accumulés dans des sacs maintenus suspendus à un anneau support qui peuvent aisément être extraits de la cuve une fois pleins, la cuve étant avantageusement pourvue de portes ouvrantes à cet effet.
De telles machines comprennent, de manière connue, une tête de compactage comportant un rouleau denté, lequel est généralement supporté par un bras sensiblement horizontal. La tête de compactage est reliée à un arbre support vertical se situant généralement dans l'axe de la cuve. Le rouleau denté appuyant sur les déchets est entraíné en rotation sur lui-même ainsi qu'en giration autour de l'axe de l'arbre support vertical, autrement dit, en pratique, en giration autour de l'axe de la cuve. De telles machines sont décrites dans le brevet français 97 12 697 du 16 octobre 1997 et dans la demande de brevet français 99 16 833 du 18 décembre 1999.
Il existe également des machines de compactage à cuve rectangulaire, où la tête de compactage effectue un mouvement de balancier sur les déchets, contrairement aux machines à cuve cylindrique précédemment citées où la tête de compactage effectue un mouvement circulaire sur les déchets. Une telle machine est décrite dans le brevet européen EP 0 042 580.
En général, le rouleau de la tête de compactage est de forme cylindrique et son axe est sensiblement perpendiculaire à celui de la cuve. Suivant les machines, le rouleau appuie sur les déchets de son propre poids, ou bien par application d'une pression sur la tête de compactage.
Généralement, de telles machines sont destinées au compactage de déchets comme ceux d'emballages perdus en carton ou matière similaire, mais sont quasiment inutilisables pour le compactage des déchets constitués de différents matériaux tels que, par exemple, les déchets constitués en partie de carton et en partie de matière plastique.
L'invention s'est donc fixé pour objet de résoudre le problème technique et économique du retraitement industriel de tels déchets. En particulier, l'invention améliore les conditions de retraitement industriel lorsque celui-ci passe par la récupération des emballages perdus, constitués de différents matériaux.
La présente invention concerne une tête de compactage de déchets, destinée à être montée mobile dans une cuve fixe de réception des déchets à compacter, en appui sur lesdits déchets par un rouleau dents associé à des moyens d'entraínement en rotation sur lui-même à partir d'un arbre support. Elle comporte des moyens déflecteurs montés fixes au voisinage des moyens d'entraínement pour repousser les déchets à l'écart desdits moyens d'entraínement dudit rouleau. Les moyens déflecteurs guident les déchets qui s'approchent néanmoins des moyens d'entraínement en rotation du rouleau jusqu'à une zone de découpe où ils sont soumis à l'action de moyens tranchants.
Selon un mode de réalisation préféré qui sera détaillé par la suite, les moyens tranchants sont montés mobiles en rotation au voisinage des moyens d'entraínement tandis que lesdits moyens déflecteurs y sont montés fixes. Autrement dit, les moyens déflecteurs sont avantageusement montés fixes par rapport aux moyens tranchants.
Comme il est en soi classique, le rouleau denté que comporte la tête de compactage suivant l'invention, est préférentiellement de forme cylindrique et il est avantageusement muni de dents, autrement dit d'aspérités qui sont conformées et disposées en liaison avec le fait qu'elles sont destinées au déchiquetage des déchets.
Selon un mode de réalisation préféré de la tête de compactage suivant l'invention, les moyens tranchants comportent un couteau circulaire mobile, monté avantageusement solidaire en rotation dudit rouleau denté à l'une de ses extrémités, celle par laquelle ledit rouleau denté est lié auxdits moyens d'entraínement. Le couteau coopère dans ladite zone découpe avec une gorge fixe pour assurer un effet de cisaillement favorable au découpage desdits déchets. Avantageusement, le couteau circulaire se présente sous la forme d'un anneau circulaire extérieur à un carter de protection des moyens d'entraínement du rouleau en rotation sur lui-même, dans lequel est ménagé la gorge. L'anneau circulaire étant muni de lames centripètes uniformément réparties autour de sa périphérie interne pour pénétrer dans ladite gorge dans la zone de découpe. Avantageusement, le couteau circulaire est du type à dents de scie, autrement dit, les lames du couteau présentent une face d'attaque radiale. Il permet de découper les déchets tendant à s'infiltrer dans les moyens d'entraínement en rotation du rouleau sur lui-même.
D'une manière ganérale, les moyens déflecteurs selon l'invention comportent un organe de guidage des déchets vers la zone de découpe, un organe de protection desdits moyens d'entraínement en rotation du rouleau sur lui-même et préférentiellement des éléments de contrefort pour sa rigidification.
Selon un mode de réalisation avantageux de la tête de compactage suivant l'invention, les moyens déflecteurs, ou déflecteur, se présentent sous la forme d'un plateau radial circulaire comportant un rebord en saillie qui définit une première collerette extérieure, un épaulement définissant un logement d'accueil d'une pièce d'un carter de protection des moyens d'entraínement en rotation du rouleau sur lui-même, supportant le bras d'entraínement du rouleau. Dans l'épaulement du déflecteur est ménagée une lumière par laquelle ledit bras traverse l'épaulement. Cet épaulement définit l'organe de protection desdits moyens d'entraínement en rotation du rouleau sur lui-même.
Selon le mode de réalisation préféré du déflecteur qui sera détaillé par la suite, il comporte également une seconde collerette en saillie s'étendant au voisinage de l'épaulement. Cette seconde collerette constitue l'organe de guidage des déchets vers la zone de découpe. En effet, comme il sera expliqué ultérieurement, les moyens tranchants peuvent se loger autour de cette seconde collerette pour piéger les déchets.
Enfin, le déflecteur comporte des parties en saillie servant de contreforts pour sa rigidification. Le déflecteur est préférentiellement maintenu entre le rouleau denté et le couteau circulaire.
Lors du montage de la tête de compactage selon l'invention, le déflecteur prévu selon ce mode de réalisation préféré est monté fixe sur la pièce en saillie du carter de protection des moyens d'entraínement du rouleau, présentant le bras d'entraínement du rouleau, et bloqué entre l'extrémité du rouleau, extrémité par laquelle il est lié au bras d'entraínement, et le couteau circulaire lorsque ce dernier est fixé sur le rouleau denté. De cette manière, le déflecteur est monté fixe par rapport au rouleau.
Ainsi, lorsque le rouleau denté est entraíné en rotation, le couteau circulaire est lui aussi entraíné en rotation alors que le déflecteur, lui, reste fixe.
Avantageusement, la pièce du carter présentant le bras d'entraínement en rotation du rouleau, destinée à s'insérer dans l'épaulement du déflecteur, est cylindrique. Le bras d'entraínement, lui aussi de forme avantageusement cylindrique, est monté préférentiellement excentré sur la pièce du carter cylindrique, vers le fond de la cuve, de manière à abaisser le plus possible le rouleau dans la cuve lorsqu'il est monté sur le bras d'entraínement. Ainsi, la distance entre la hauteur des déchets dans le cuve et la partie basse du carter qui protège les moyens d'entraínement en rotation du rouleau, ou plus précisément le système de transmission mécanique de mouvement, est plus importante. Ceci permet de préserver au mieux le carter et par la même, les moyens d'entraínement du rouleau en rotation sur lui-même. D'autre part, le bras d'entraínement est monté excentré sur le carter pour permettre également le cisaillement des déchets par les moyens tranchants dans une gorge de cisaillement ménagée dans le carter dans la zone de découpe des déchets.
D'autres caractéristiques de l'invention concernent les moyens déflecteurs. En particulier, les parties en saillie autour desquelles viennent se placer les lames du couteau circulaire sont avantageusement constituées d'une collerette intérieure, partiellement cylindrique, s'arrêtant de part et d'autre de l'épaulement dans lequel vient s'insérer la pièce cylindrique du carter, et longeant le rebord du déflecteur. Elle a pour rôle de piéger les déchets s'infiltrant entre les lames du couteau et elle-même, en les faisant s'accrocher aux lames du couteau. Les déchets sont alors guidés entre les lames du couteau circulaire et la collerette intérieure vers une zone de découpe située là où la collerette intérieure s'arrête.
De préférence, le déflecteur présente également un épaulement dans lequel est ménagée une lumière destinée à être traversée par le bras d'entraínement du rouleau. L'épaulement accueille et protège ainsi l'ensemble constitué par la pièce en saillie sur le carter et le bras d'entraínement.
Enfin, à l'intérieur du déflecteur, il est avantageux de prévoir des nervures servant de contreforts pour solidifier le déflecteur. En effet, le rouleau étant monté excentré sur la pièce cylindrique du carter, l'espace entre le niveau des déchets compactés et la partie basse du carter est plus important, comme il a été précédemment indiqué. Les déchets s'accumulant au milieu de la cuve sont donc plus en contact avec la partie basse du déflecteur, autrement dit la partie définie entre la collerette entourée par les lames du couteau circulaire, et l'épaulement du déflecteur dans laquelle vient s'insérer la pièce cylindrique du carter.
Dans le cas d'une machine à cuve cylindrique, où la tête de compactage est destinée à être montée mobile en giration autour de l'axe de l'arbre support, préférentiellement vertical selon un mode de réalisation préféré de l'invention, deux couteaux droits à double lame de découpage des déchets résistants sont montés fixes sur l'arbre support, symétriquement par rapport à l'axe de celui-ci pour s'opposer à l'enroulement des déchets autour de l'arbre support lors du mouvement de giration de la tête de compactage autour de celui-ci. Il s'agit avantageusement de couteaux plats, préférentiellement de forme rectangulaire, présentent deux lames opposées orientées parallèles à l'axe de l'arbre support, à son extrémité basse, plus précisément au-dessus de la tête de compactage.
Ainsi, lorsque des déchets en matériaux résistants, comme ceux en matière plastique, sont introduits dans la cuve, ces couteaux droits permettent d'éviter qu'ils ne s'enroulent en colimaçon autour de l'arbre support, tandis que le couteau circulaire prévient l'introduction des déchets en matière plastique ou de leurs résidus dans la tête de compactage, ce qui pourrait provoquer sa destruction ainsi que celle des moyens d'entraínement en rotation du rouleau.
Suivant un mode de réalisation préféré de la tête de compactage suivant l'invention, le rouleau denté appuie par son propre poids sur les déchets, et il est entraíné non seulement en rotation autour de son axe, mais aussi en giration autour de l'axe de l'arbre support. Pour ce faire, une gorge circulaire est ménagée dans le carter fixé à la tête de compactage, protégeant le système de transmission de mouvement qui assure l'entraínement de cette dernière, où les couteaux droits fixés sur l'arbre support juste au-dessus de la tête de compactage sont placés, afin de permettre le mouvement de giration de la tête de compactage autour de l'axe de l'arbre support, et la découpe des déchets tendant à s'enrouler autour de l'arbre support.
De même, le carter est avantageusement pourvu d'une seconde gorge de cisaillement des déchets livrant passage aux moyens tranchants. En effet, la gorge de cisaillement se présente avantageusement sous forme d'arc de cercle, dont le centre se situe sur un axe avantageusement perpendiculaire à celui de la gorge où pénètrent les couteaux droits, cet axe étant préférentiellement confondu avec le centre du couteau circulaire.
La forme de la gorge de cisaillement épouse avantageusement la forme intérieure du couteau circulaire, et les lames, en regards de l'intérieur de la gorge, pénètrent parfaitement dans celle-ci lors de la rotation du couteau circulaire autour de son axe.
La combinaison avantageuse entre la disposition excentrée du rouleau de compactage sur le carter, et la relation existante au cours de la rotation des lames du couteau circulaire dans la gorge de cisaillement permet l'existence d'une partie inférieure du dispositif où les déchets s'emprisonnent entre les lames du couteau circulaires et la collerette intérieure du déflecteur, et une partie supérieure du dispositif où les déchets, entraínés par les lames depuis la partie inférieure du dispositif jusqu'à cette partie supérieure, arrivent dans la zone de découpe où la distance entre l'axe du rouleau denté et l'axe du carter est la plus petite, où ils sont cisaillés lorsque les lames du couteau circulaires pénètrent dans la gorge de cisaillement.
Avantageusement, les deux mouvements de rotation et de giration sont commandés par un moteur unique, comme il est décrit par exemple dans le brevet français 97 12 967, et l'on prévoit pour cela des moyens de couplage mécanique entre l'arbre support et le bras qui supporte le rouleau denté. Préférentiellement, ces moyens de couplage sont constitués d'un système de transmission mécanique de mouvement à engrenages entre l'arbre support et le bras support du rouleau. De la sorte, les deux mouvements sont en permanence synchronisés exclusivement par transmission mécaniques.
L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures 1 à 8 dans lesquelles:
  • la figure 1 représente une vue éclatée de la tête de compactage selon l'invention ainsi que l'arbre support sur lequel elle est montée ;
  • la figure 2 ;illustre une vue de profil du carter, tel qu'il est destiné notamment à protéger le système d'entraínement de la tête de compactage ;
  • la figure 3 est une vue de profil du déflecteur;
  • la figure 4 est une vue de profil du carter sur lequel est monté le déflecteur suivant l'invention;
  • la figure 5 représente une vue de profil du carter sur lequel sont montés le déflecteur ainsi que le couteau circulaire suivant l'invention;
  • la figure 6 illustre le couteau circulaire monté sur le rouleau de la tête de compactage en vue de profil ;
  • la figure 7 représente une vue de profil du carter, illustrant le fait que, dans le mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention, celui-ci présente une gorge circulaire dans laquelle s'insèrent des couteaux droits ;
  • et enfin la figure 8 illustre la tête de compactage suivant l'invention dont l'arbre support est représenté en vue de côté et dont le carter, ainsi que le rouleau, sont représentés en vue de coupe.
Il est à noter que l'avant et l'arrière des différents éléments représentés sur les figures 4, 5, 6, et 7 sont inversés par rapport à leur représentation sur la figure 1.
La tête de compactage représentée sur la figure 1 est destinée aux machines à cuve cylindrique qui sont conçues pour permettre d'assurer le compactage des déchets, tels que ceux existant dans les lieux industriels qui sont d'une manière générale surtout constitués d'emballages carton et/ou de matière plastique.
Dans de telles machines, la tête de compactage comporte un rouleau 1 monté à rotation sur un bras sensiblement horizontal, relié à un arbre support préférentiellement vertical autour duquel ledit rouleau 1 est avantageusement entraíné en giration.
Le rouleau de compactage 1 se présente avantageusement sous la forme d'un cylindre creux, présentant deux faces radiales 10 et 12. Tout autour du rouleau, des dents 11 pointent vers l'extérieur de ce dernier et sont destinées à déchiqueter les déchets sur lesquels le rouleau 1 exerce une pression. Selon ce mode de réalisation préféré, le rouleau appuie sur les déchets par son propre poids. Ainsi, au fur et à mesure que l'on introduit des déchets dans la cuve, le rouleau denté 1 remonte progressivement tout en restant en appui sur les déchets. Il est entraíné en rotation autour de son axe X et en giration autour de l'axe Z de l'arbre support 2 par un même moteur situé avantageusement à l'extrémité haute de l'arbre support 2, comme il est illustré en figure 1.
Avantageusement, le moteur 21 est hydraulique et est couplé mécaniquement avec un arbre 18 situé à l'intérieur de l'arbre support 2. L'ensemble constitué par la tête de compactage montée sur l'arbre support 2 est susceptible de mouvements de translation, vers le haut ou vers le bas de la cuve dans laquelle il est placé, suivant l'axe Z de l'arbre support. Pour ce faire, l'arbre support 2 est lié à un plateau 8, lui même lié à un système hydraulique non représenté sur les figures, qui permet de remonter l'ensemble au-dessus de la cuve lorsqu'elle est pleine, per exemple pour la vider, de descendre l'ensemble jusqu'au fond de la cuve lorsqu'elle est vide et de laisser l'ensemble monter librement au fur et à mesure que la cuve se remplit de déchets compactés, l'ensemble appuyant de son propre poids sur les déchets.
Pour entraíner le rouleau 1 en rotation autour de son axe X, on prévoit un ensemble de transmission mécanique entre l'arbre 18 et le bras d'entraínement 16 du rouleau denté 1 en rotation sur lui-même. L'ensemble de transmission mécanique bénéficie avantageusement d'une fonction de renvoi d'angle. Ce renvoi d'angle entre l'arbre 18 et le bras d'entraínement 16 n'a pas été représenté pour des raisons de clarté de la figure 8. Cette disposition permet seulement le mouvement de rotation du rouleau 1 sur lui-même.
L'arbre support 2 est solidaire d'une couronne dentée 57, s'engrenant sur un pignon denté 17 solidaire du bras d'entraínement 16 du rouleau 1, permettant le mouvement en giration du rouleau 1 autour de l'axe Z de l'arbre support 2.
Ainsi, lorsque le moteur est actionné, il entraíne l'arbre 18, se trouvant à l'intérieur de l'arbre support 2, en rotation autour de l'axe Z de l'arbre support 2. Ce dernier, par le renvoi d'angle non représenté, entraíne le bras 16 en rotation autour de l'axe horizontal X du rouleau. Le bras 16, étant mis en mouvement de rotation, entraíne également le pignon 17 en rotation autour de l'axe X du rouleau 1. Les dents de ce dernier étant engrenées dans celle de la couronne dentée 57 qui est fixe, étant assujettie à l'arbre support qui est fixe, et le rouleau 1 est alors entraíné en giration autour de l'axe Z, giration qui se superpose en synchronisme au mouvement de rotation du rouleau sur lui-même.
On obtient donc un double mouvement synchronisé du rouleau 1. Préférentiellement, lorsque le moteur 21 entraíne en giration le rouleau denté 1 autour de l'axe Z de l'arbre support 2, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre, le rouleau denté est lui entraíné en rotation sur lui même de préférence dans le sens contraire des aiguilles d'une montre.
L'ensemble de transmission mécanique est protégé par un carter comportant deux parties 5 et 51, comme il est représenté sur la figure 1.
Dans ce qui suivra, la partie 5 sera considérée comme la partie avant du carter et la partie 51 sera considérée comme la partie arrière du carter.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention où la machine fonctionne en continue, le sens de giration et le sens de rotation du rouleau sont avantageusement inversés régulièrement et automatiquement, de sorte que la répartition des déchets compactés dans la cuve se réalise de manière particulièrement régulière.
Un mode de réalisation préféré de la tête de compactage objet de la présente invention va maintenant être détaillé dans la cadre d'une machine telle que celle précédemment décrite en faisant référence aux figures 1 à 8. Un mode de montage préféré ainsi que le fonctionnement d'une machine munie d'une telle tête de compactage seront décrits ultérieurement.
Le rouleau de compactage 1 décrit précédemment se présente avantageusement sous la forme d'un cylindre. L'une des deux faces radiales du cylindre, la face notée 12 sur la figure 8, se trouve en retrait, à l'intérieur du rouleau, de manière à former une partie creuse 13 de forme cylindrique à l'une des extrémités du rouleau, comme il est représenté sur la figure 8. La partie creuse 13 comporte des moyens d'assemblage 15 du rouleau à un bras d'entraínement 16, destiné à lui donner un mouvement de rotation autour de son axe.
Pour ce faire, le bras d'entraínement 16 et les moyens d'assemblage 15 sont tous deux pourvus de cannelures complémentaires, de sorte que le bras d'entraínement s'emboíte parfaitement dans les moyens d'assemblage du rouleau, et de sorte que le bras entraíne le rouleau en rotation sur lui-même lorsque lui-même est entraíné en rotation autour de son axe, avantageusement confondu avec l'axe X du rouleau 1 selon ce mode de réalisation de l'invention.
Les moyens d'assemblage 15 se trouvent avantageusement ménagés au centre de la face plate se trouvant en retrait à l'intérieur du rouleau, comme il est représenté en figure 6.
La partie creuse 13 présente des dimensions telles qu'elle peut recevoir un déflecteur 3 ayant pour rôle d'empêcher les déchets de venir s'insérer dans le bras d'entraínement 16 du rouleau.
Pour des raisons de compréhension, la partie du déflecteur se trouvant au-dessous d'un plan horizontal passant par le centre du déflecteur sera appelée la partie inférieure du déflecteur et l'autre partie sera appelée la partie supérieure du déflecteur.
Comme on peut le voir sur la figure 3, le déflecteur 3 qui se place à l'intérieur de la partie creuse 13 du rouleau 1 se présente avantageusement sous la forme d'un plateau circulaire comportant une collerette extérieure, ou rebord 31, ayant un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la partie creuse 13 du rouleau. De cette manière, lorsque le déflecteur est inséré dans la partie creuse 13 du rouleau 1, et que ce dernier est entraíné en rotation sur lui même, le rebord du déflecteur ne touche pas les bords intérieurs du rouleau et le déflecteur reste fixe.
Pour pouvoir s'insérer à l'intérieur de la partie creuse 13 et protéger le bras d'entraínement 16 du rouleau 1 en rotation sur lui même, le déflecteur présente une lumière 35 pouvant être traversée par ledit organe d'entraínement.
Afin de mieux comprendre les formes particulières que peut présenter le déflecteur, le bras d'entraínement 16 va maintenant être décrit.
Le bras d'entraínement 16 se reliant au rouleau 1 et traversant le déflecteur se trouve en saillie du carter 5-51, plus précisément en saillie de la partie avant 5 du carter. Le carter 5-51, comme représenté en figure 1 et 2 par exemple, est monté sur l'arbre support 2 et protège le mécanisme d'entraínement du rouleau en rotation. Le bras d'entraínement 16 est préférentiellement de forme cylindrique et est en saillie d'une pièce 53 du carter, elle même de forme cylindrique, comme on peut le voir plus précisément sur la figure 2.
Le bras d'entraínement 16 est monté excentré par rapport à la pièce 53 du carter, vers le fond de la cuve. En effet, le bras d'entraínement 16 étant destiné à être monté dans l'axe du rouleau, cette excentricité vers le fond de la cuve permet de monter le rouleau sur l'arbre support vertical en partie plus basse, de sorte que la distance entre le niveau des déchets compactés dans la cuve et la partie basse du carter protégeant le mécanisme d'entraínement du rouleau, soit plus importante, afin de mieux préserver tous les éléments de la tête de compactage se trouvant au-dessus d'un plan horizontal contenant l'axe du rouleau. D'autre part, cette excentricité permet le cisaillement des déchets par les moyens tranchants.
Le déflecteur 3, afin de protéger le bras d'entraínement en rotation du rouleau qui le traverse par la lumière 35 présente un épaulement 34 de forme cylindrique dans lequel est ménagée la lumière et dans lequel vient se placer la pièce 53 du carter présentant le bras d'entraínement 16, traversant un palier 52.
Ainsi, le déflecteur 3 est monté fixe sur la pièce 53 du carter, cette dernière ayant le même axe que celui de l'épaulement 34 et le bras d'entraínement 16 ayant le même axe que celui de la lumière 35 ménagée dans l'épaulement 34.
Le déflecteur 3 comporte également une collerette intérieure 32 de guidage des déchets qui est de forme circulaire décentrée par rapport au carter pour former une zone de collecte des déchets à l'opposé de deux zones de découpe 56. La collerette 32 prend naissance dans la partie supérieure du déflecteur, contourne l'épaulement 34 en longeant le rebord 31 du déflecteur en descendant dans sa partie inférieure et se termine symétriquement de l'autre côté de l'épaulement 34 en remontant dans sa partie supérieure. Elle laisse ainsi deux zones de découpe des déchets en partie supérieure, notés 56 sur la figure 5.
Des nervures de blocage 7, chacune constituée d'une plaque rectangulaire, sont ménagées dans le déflecteur 3 à partir du rebord 31 de ce dernier au niveau des zones de découpe 56. Ces nervures 7 sont destinées à bloquer les déchets voulant s'insérer entre le carter et le rouleau.
De plus, des nervures 33 se dressent radialement à partir de la collerette 32 pour assurer sa rigidité. En effet, comme il a été expliqué précédemment, le rouleau 1 est monté excentré par rapport au carter 5; 51 offrant ainsi une position plus basse de l'axe dudit rouleau par rapport à l'axe dudit carter pour éloigner lesdits moyens d'entraínement du rouleau en rotation sur lui-même de la surface desdits déchets dans la cuve. Ces nervures 33 permettent donc de rigidifier la partie inférieure du déflecteur la plus en contact avec les déchets, et donc, la plus sollicitée. Les nervures 33 servent donc de contreforts.
Un couteau circulaire 4, présentant le même diamètre que celui du rouleau denté 1, et monté fixe sur l'extrémité du rouleau denté 1, extrémité par laquelle ce dernier est relié au bras d'entraínement 16. Avantageusement, le couteau circulaire 4 se présente sous la forme d'un anneau circulaire 41 muni de lames 42 centripètes uniformément réparties autour de sa périphérie interne (comme il est représenté sur les figures 1, 5 et 6). Les lames 42 du couteau circulaire présentent avantageusement une face d'attaque radiale telle que celle des lames d'une scie circulaire. Lorsque le couteau est placé dans la tête de compactage, ses lames 42 entourent la collerette intérieure 32 du déflecteur 3.
Le couteau circulaire 4 permet avantageusement de couper les déchets tendant à s'infiltrer dans les moyens d'entraínement en rotation du rouleau sur lui même. Pour ce faire, le couteau circulaire 4, étant monté fixe sur le rouleau denté 1 et en combinaison avec le déflecteur 3, est entraíné en rotation autour de son axe lorsque le rouleau denté 1 est entraíné en rotation sur lui même tandis que le déflecteur reste fixe. Afin de ne pas gêner ce mouvement de rotation du couteau circulaire et pour permettre le cisaillement des déchets, une gorge 54 est ménagé dans le carter 5-51, préférentiellement dans la partie avant 5 du carter, comme il est illustré en figure 2 et 8 par exemple. Ainsi, la gorge 54 est ménagé dans le carter pour livrer passage aux lames 42 du couteau circulaire lors du mouvement de rotation du rouleau denté 1 sur lui même. La gorge 54 se présente sous la forme d'un arc de cercle épousant la forme circulaire intérieure du couteau circulaire, comme le montre la figure 5.
Ainsi, la combinaison du déflecteur 3 monté fixe au voisinage des moyens d'entraínement du rouleau avec les moyens tranchants 4 montés rotatif au voisinage des moyens d'entraínement du rouleau permet d'emprisonner les déchets entre les lames 42 et la collerette 32, de les guider jusqu'à l'une des zones de découpe 56 du déflecteur et de les cisailler lors de l'entrer des lames 42 dans la gorge 54.
Selon le mode de réalisation préféré de la machine objet de l'invention, dont on rappelle qu'elle comporte une cuve cylindrique et dont le rouleau denté est entraíné non seulement en rotation autour de son axe mais également en giration autour de l'axe Z de l'arbre support 2, deux couteaux droits 6 à double lame, représentés sur les figures 1, 7 et 8, sont montés sur l'arbre support 2. Les couteaux 6 sont préférentiellement de forme rectangulaire. Ils présentent chacun deux lames montées parallèles à l'axe de l'arbre support sur lequel ils sont fixés, préférentiellement juste au-dessus du carter 5-51. Les couteaux 6 s'opposent à l'enroulement des déchets autour de l'arbre support 2 lors du mouvement de giration à la tête de compactage autour de celui-ci.
Afin maintenant de mieux comprendre la façon dont les différents éléments présentés précédemment s'agencent entre eux, un mode de montage préféré va maintenant être décrit.
Le déflecteur 3 est fixé sur la partie avant 5 du carter, comme il est représenté en figure 4, en introduisant le bras d'entraínement 16 du rouleau en sailli sur la pièce 53 de la partie avant 5 du carter dans la lumière circulaire 35 ménagée dans le déflecteur 3, ainsi que la pièce 53 à l'intérieur de l'épaulement 34. Puis le déflecteur 3 est fixé sur la partie avant 5 du carter préférentiellement avec des boulons en 36, 37, 38 et 39 comme représenté sur la figure 3.
On monte alors le rouleau 1 sur le bras d'entraínement 16. Préalablement, la face radiale 10, opposée à la face 12, est retirée du rouleau. On insère le bras d'entraínement 16 dans les moyens d'assemblage 15 du rouleau, et on maintient le bras 16 à l'intérieur du rouleau 1 en fixant, par des boulons 9, une bague 19 sur le palier 52 en saillie du carter et traversé par le bras d'entraínement 16. Puis on referme le rouleau en fixant la face radiale 10 préférentiellement par des boulons, comme il est représenté par exemple en figure 8.
La dernière étape consiste à monter le couteau circulaire 4. Il se présente préalablement sous la forme de deux demis couteaux circulaires. Un demi-couteau circulaire est tout d'abord introduit dans la gorge 54 ménagée dans la partie avant 5 du carter, comme illustré en figure 8. Puis on place les lames de l'autre demi-couteau circulaire autour de la collerette intérieure 32 du déflecteur 3 et l'on relie les deux demis couteaux afin qu'ils forment un unique couteau circulaire. Ceci peut être réalisé par n'importe quel moyen connu tel que le vissage, le clipsage etc. Enfin, le couteau circulaire ainsi positionné, prisonnier entre la partie avant 5 du carter et le déflecteur 3, est fixé au rouleau denté 1 par des boulons 43 uniformément répartis sur l'anneau 41.
Afin de mieux comprendre le rôle de chacun des organes de la tête de compactage décrits précédemment, un mode de fonctionnement va maintenant être présenté.
Lors du montage de la tête de compactage décrit ci-dessus, le déflecteur est bloqué entre l'extrémité 12 du rouleau, extrémité par laquelle le rouleau est relié au bras d'entraínement, et le couteau circulaire 4, comme il est représenté en figure 5 ou 8.
Ainsi, le couteau circulaire 4 étant fixé sur le rouleau denté 1, et le déflecteur 3 étant monté fixe sur la pièce 53 du carter, lorsque le rouleau denté 1 est entraíné en rotation sur lui même, le couteau circulaire 4 est également entraíné en rotation autour de l'axe X du rouleau denté 1, dans le même sens que le rouleau denté 1, mais le déflecteur reste fixe, la pièce 53 de la partie avant du carter étant fixe.
Animé de ce mouvement de rotation, le couteau circulaire 4 découpe les déchets tentant de s'infiltrer dans les moyens d'entraínement du rouleau lorsque ces derniers viennent se loger dans une des zones de découpe 56 (représenté en figure 5) du déflecteur 3.
La zone de découpe 56 se trouve dans la partie supérieure du déflecteur comme il a été précédemment précisé, à l'endroit ou la collerette interne 32 entourée par les lames du couteau circulaire s'arrête, laissant ainsi les lames du couteau circulaire pénétrer dans cette zone et venir directement en contact avec les déchets qui y pénètrent.
Plus précisément, lorsqu'un déchet, par exemple une pièce de plastique destinée à être compacter, tente de pénétrer dans le rouleau denté 1, elle est arrêtée dans sa course par le déflecteur 3. Si le déchet pénètre directement dans la zone de découpe 56 du déflecteur, autrement dit dans la zone du déflecteur 3 où les lames 42 du couteau circulaire 4 viennent directement au contact du déchet, le déchet est cisaillé par les lames 42 qui, entraínées en rotation avec le rouleau 1, entrent dans la gorge 54 du carter. Après avoir été découpé, le déchet retombe à l'écart de la tête de compactage. Si les lames 42 viennent en contact avec un déchet se trouvant en partie inférieure du déflecteur 3, par exemple si un déchet rencontrait les lames au niveau de la collerette 32, les lames 42 accrochent alors le déchet et l'entraíne jusque dans la zone de découpe 56 en étant entraínées en rotation. Le déchet est alors découpé de la même manière que celle décrite précédemment pour un déchet venant directement s'insérer dans la zone de découpe 56.
D'autre part, lors du mouvement de giration de la tête de compactage autour de l'axe Z de l'arbre support 2, si les dents 11 du rouleau 1 accroche les déchets présentant par exemple une forme allongée, tels que des tubes en matière plastique, ces déchets commencent à s'enrouler autour de l'arbre support. Les déchets viennent alors au contact avec les lames des couteaux droit 6 qui les découpent réduisant ainsi la longueur de ces déchets et prévenant un éventuel enroulement en colimaçon de ces derniers autour de l'arbre support 2.
Comme il est représenté en figure 7 et 8 par exemple, une gorge circulaire 55 est ménagée sur le carter 5-51 pour livrer passage aux extrémités des couteaux droits 6, afin de ne pas gêner le mouvement de giration de la tête de compactage autour de l'axe Z de l'arbre support, et coopérer avec ceux-ci pour découper par cisaillement les déchets s'accrochant aux lames de couteaux droits 6 lors du mouvement de giration du rouleau autour de l'arbre support. En effet, lorsque le rouleau est entraíné en giration autour de l'arbre support 2, le carter 5-51 est également entraíné en giration et les couteaux droits 6, placés dans la gorge 55 ménagée dans le carter, tournant autour de l'axe Z, ne gêne en rien ce mouvement.
La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés. En particulier, dans le cas d'une machine où le rouleau est entraíné en rotation autour de son axe, les déchets (ou les résidus de déchets) n'entrent plus dans le système d'entraínement du rouleau grâce à la combinaison du couteau circulaire, du déflecteur et de la gorge de cisaillement qui permet de réduire la quantité de déchets tendant à s'insérer dans la tête de compactage en les découpant, et qui permet de les évacuer hors de cette tête de compactage.
L'invention permet ainsi non seulement de traiter des déchets constitués essentiellement d'emballages perdus en carton, mais également, elle permet de traiter des déchets constitués de différents matériaux tels que, par exemple des déchets constitués d'emballages perdus en carton et en matière plastique.
D'autre part, dans le cas de machines de compactage traditionnelles, il a été observé que le compactage de longs objets tels que, par exemple, du papier en bande était difficile car l'une des extrémités de la bande de papier se trouvait bien souvent entraínée par le rouleau de la tête de compactage en s'accrochant à ses dents, autrement dit aux aspérités qu'il présente (celles qui sont normalement destinées à déchiqueter la matière), et la bande de papier s'enroulait alors autour de l'arbre support vertical ainsi qu'autour du rouleau, si bien qu'au bout d'un certain temps, la tête de compactage se retrouvait prisonnière, enveloppée dans les déchets, et ainsi réduite à l'immobilisme. Ceci provoquait l'arrêt de la machine, voire même dans certains cas, la destruction de la tête de compactage.
L'invention permet le compactage de tels déchets. En particulier, selon un mode de réalisation préféré de l'invention où la cuve de réception des déchets à compacter est cylindrique et où le rouleau est entraíné non seulement en rotation sur lui-même mais également en giration autour de l'axe Z de l'arbre support qui soutient la tête de compactage, les couteaux droits empêchent les déchets de s'enrouler en colimaçon autour de l'arbre support, ce qui prévient, comme il a été expliqué précédemment, d'un éventuel arrêt de la machine, voire d'une éventuelle destruction de la tête de compactage.
Il ressort néanmoins de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre qui ont été spécifiquement décrits et représentés sur les figures.
Par exemple, la tête de compactage suivant l'invention peut être montée sur un arbre télescopique d'une machine à cuve rectangulaire, telle que celle décrite dans le brevet européen EP 0 042 580, où le rouleau denté, entraíné en rotation sur lui-même, effectue un mouvement de va-et-vient sur les déchets, parcourant ainsi toute la longueur de la cuve. Dans ce cas, le rouleau n'étant pas soumis à un mouvement de giration autour de l'axe Z de l'arbre support de la machine, on peut éventuellement se dispenser des couteaux droits 6.
D'autre part, dans le cas d'une machine à cuve cylindrique où l'entraínement du rouleau en rotation sur lui-même est assuré par un premier moteur, et où l'entraínement du rouleau en giration autour de l'axe Z de l'arbre support est assuré par un second moteur, le carter 5-51 n'est pas toujours utile. Il va sans dire que le déflecteur muni du couteau circulaire n'est pas forcément monté entre le rouleau denté et un carter; il peut aussi être monté fixe par rapport au rouleau, exclusivement sur le rouleau, prévenant l'infiltration des résidus de déchets dans le système d'entraínement qui peut, par exemple, se situer dans le rouleau.
Les couteaux droits 6, montés contre l'arbre support 2 d'une machine de compactage où le rouleau est entraíné en rotation autour de son propre axe ainsi qu'en giration autour de l'axe Z de l'arbre support, peuvent être animés d'un mouvement vertical de va-et-vient assuré, par exemple, par un moteur, permettant une découpe plus rapide des déchets s'enroulant autour de l'arbre support.
Le rouleau denté n'est pas forcément de forme cylindrique, et par exemple, il peut se présenter sous une forme conique, ou toute autre forme à section circulaire.
De même, le couteau circulaire peut se présenter sous forme de plus de deux morceaux à assembler lors du montage, et non exclusivement sous forme de deux demis couteaux circulaires comme il a été décrit.
Eventuellement, le couteau circulaire peut présenter des parties sans lames et des parties avec lames réparties uniformément ou non autour de sa périphérie intérieure.

Claims (9)

  1. Tête de compactage de déchets, destinée à être montée mobile dans une cuve fixe de réception des déchets à compacter, en appui sur lesdits déchets par un rouleau denté (1) associé à des moyens d'entraínement en rotation sur lui-même à partir d'un arbre support (2), caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens déflecteurs (3) montés fixes au voisinage desdits moyens d'entraínement pour repousser les déchets à l'écart desdits moyens d'entraínement dudit rouleau et pour guider ceux qui s'en approchent néanmoins jusqu'à une zone de découpe (56) où ils sont soumis à l'action de moyens tranchants (4).
  2. Tête de compactage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens tranchants comportent un couteau circulaire (4) mobile, monté avantageusement solidaire en rotation dudit rouleau (1) à l'une de ses extrémités, celle par laquelle ledit rouleau (1) est lié auxdits moyens d'entraínement, ledit couteau (4) coopérant dans ladite zone de découpe (56) avec une gorge fixe (54) pour assurer un effet de cisaillement favorable au découpage desdits déchets.
  3. Tête de compactage selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit couteau circulaire (4) se présente sous la forme d'un anneau circulaire (41) extérieur à un carter (5; 51) de protection desdits moyens d'entraínement du rouleau en rotation sur lui-même, dans lequel est ménagé ladite gorge, ledit anneau circulaire étant muni de lames (42) centripètes uniformément réparties autour de sa périphérie interne pour pénétrer dans ladite gorge dans ladite zone de découpe.
  4. Tête de compactage selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens déflecteurs présentent une collerette de guidage (32) desdits déchets qui est de forme circulaire décentrée par rapport audit carter pour former une zone de collecte des déchets à l'opposé de ladite zone de découpe.
  5. Tête de compactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits moyens déflecteurs (3), comportent un organe de guidage (32) des déchets vers ladite zone de découpe (56), un organe de protection (34) desdits moyens d'entraínement en rotation du rouleau sur lui-même et préférentiellement des éléments de contrefort (33) pour sa rigidification.
  6. Tête de compactage selon l'une quelconque des revendications précédentes, destinée à être montée mobile en giration autour d'un axe (Z) de l'arbre support (2), caractérisée en ce que deux couteaux droits (6) de découpage des déchets résistants sont montés fixes sur l'arbre support (2), symétriquement par rapport à l'axe de celui-ci, pour s'opposer à l'enroulement des déchets autour de l'arbre support (2) lors du mouvement de giration de la tête de compactage autour de celui-ci.
  7. Tête de compactage selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits couteaux (6), préférentiellement de forme rectangulaire, présentent deux lames opposées orientées parallèles à l'axe de l'arbre support (2).
  8. Tête de compactage selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'une gorge circulaire (55) est ménagée dans un carter (5; 51) de protection desdits moyens d'entraínement en rotation dudit rouleau, pour livrer passage aux extrémités desdits couteaux (6) et coopérer avec ceux-ci pour découper par cisaillement les déchets s'accrochant aux lames desdits couteaux.
  9. Tête de compactage selon l'une quelconque des revendications 3 ou 8, caractérisée en ce que le rouleau (1) est monté excentré par rapport audit carter (5; 51), offrant ainsi une position plus basse de l'axe dudit rouleau par rapport à l'axe dudit carter pour éloigner lesdits moyens d'entraínement du rouleau en rotation sur lui-même de la surface desdits déchets dans la cuve.
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