Brevet FR2000765A1 — publié le 19690912

La présente invention concerne un séparateur de copeaux du type servant à séparer des pièces en cours d'usinage, les déchets de coupe et autres tournures. Dans un grand nombre d'opérations d'usinage automatique, 5 dans lesquelles en décharge les pièces usinées provenant de la machine-outil dans un récipient, il arrive presque invariablement que certaines pièces et certaines extrémités de barres chutées soient entremêlées avec les copeaux d'usinage, de sorte qu'on doit sépare.r les pièces et les chutes de barres des 10 -copeaux d'usinage. L'un des types d'appareils servant à séparer des pièces les copeaux d'usinage implique l'utilisation d'une grille perforée sur laquelle sont déposés le mélange de pièces et de copeaux, et d'un courant dTair à grande vitesse dirigé vers le haut à travers la grille de façon à ce que les 15 copeaux d'usinage qui sont invariablement plus légers que les pièces soient entraînés par le courant d'air et de ce fait, séparés des pièces. Un séparateur de copeaux de ce type tel qu'il est conçu d'une façon classique pose normalement plusieurs problèmes difficiles. L'un de ces problèmes concerne l'évacuation 20 de l'air après que les copeaux d'usinage ont été déposés après s'être séparés du courant d'air. Normalement, on décharge lfair d'évacuation dans l'atmosphère à l'extérieur du bâtiment dans lequel le séparateur de copeaux est place. Il en résulte que, pendant la période d'hiver, une grande quantité de chaleur pro-25 venant de l'intérieur du bâtiment est inutilement évacuée, dans l'atmosphère extérieure. En outre, un tel échappement d'air contient invariablement une quantité importante de l'huile ou du fluide réfrigérant utilisés au cours de l'opération d'usinage, et également une quantité importante de tr:s fins copeaux 30 d'usinage qui ne se déposent pas dans le séparateur de copeaux, et qui sont déchargés à l'extérieur en même temps que la fine dispersion d'huile contenue par le courant dTair en passant par la ch'eminée de décharge placée sur le bâtiment et sur la zone environnante extérieure. De ce fait, avec un séparateur de co-35 peaux construit d'une manière' classique, il y a non seulement de la chaleur dissipée inutilement provenant de l'intérieur du bâtiment, mais la décharge de l'huile et des "particules ténues" pénétrant.dans l'atmosphère extérieure produisent une pollution répréhensible. 40 Une autre difficulté que l'on rencontre avec des 69 01472 2 2000765 séparateurs de copeaux classiques réside" dans•la production d'une accumulation de fines particules et de copeaux enduits d'huile sur le côtc inférieur .de la grille, qui tend à colmater les perforations de la. grille, et qui réduit le rendement 5 de l'appareil jusqu'à un point où on doit périodiquement arrêter le séparateur pour débarrasser le fond de la grille de telles accumulations. La présente invention vise à apporter la solution de ces deux problèmes» Le séparateur de copeaux de la présente inven-10 tion est- conçu de façon à ce que l'air utilisé pour séparer les copeaux des ouvrages circule dans un milieu à peu près emprisonné à l'intérieur île l'appareil lui-même, et qu'il ne soit pas, par conséquent, déchargé dans l'atmosphère extérieure. Le séparateur de copeaux de la présente invention comprend égale-15 nent une grille perforée qui est disposée de façon à ce que son dessous forme l'un des côtés d'un passage de soutirage s'étendant autour de la grille, ce qui le distingue d'un passage à travers la grille, et à ce que le courant d'air à grande vitesse traversant ce passage de soutirage aide à maintenir le 20 côté inférieur de la grille exempt de toute accumulation se produisant sur lui. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une 25 forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe et avec des parties arrachées, montrant un séparateur de copeaux selon la présente invention. 30 La figure 2 est une vue en plan de dessus du séparateur de copeaux représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue partielle, à une échelle agraridie et avec des parties arrachées, représentant l'agencement de la grille montée dans le séparateur de copeaux. 35 La figure 4 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3, et La figure 5 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3. Un séparateur de copeaux suivant la présente invention 40 comprend une base B, et un bâti de support 10 qui porte une 69 01472 2000765 3 jî tfémie inclinée vers le haut 12. La trémie 12 comporte un transporteur sans, fin- 14 disposé le long de son fond et servant à élever et à mesurer les copeaux déchargés à l'intérieur de la trémie 12 à travers le côté supérieur ouvert 16 et jusqu'à une 5 sortie 18 située à l'extrémité supérieure de la trémie. La sortie 18 recouvre une goulotte de mesure à secousses 20 qui comporte une paroi inférieure pleine 22 inclinée dans une direc-* tion dirigée vers le "bas de façon que son extrémité inférieure recouvre" la partie intermédiaire d'une grille 24. La goulotte 10 à secousses 20 présente des parois latérales opposées 26 comportant des "blocs de montage 28 (figure 5) sur lesquels sont montés les extrémités inférieures de ressorts à lames verticaux 30. Les extrémités supérieures des ressorts à lames 30 sont reliées à des montants fixes 32 placés sur le bâti 10. On 15 met en oeuvre quatre de ces ressorts, comme on le voit sur la figure 2, de façon à suspendre la goulotte à secousses 20 sur le bâti 10 uniquement au moyen de ces ressorts. Deux tiges de liaison 34 sont reliées à l'une de leurs extrémités 36, à- des blocs en forme d'étriers 38 montés sur la paroi latérale 26 20 de la goulotte 20. Les extrémités opposées des tiges de liaison 34 sont reliées à des excentriques 40 montés sur un arbre 42 que fait tourner un entraînement à courroie 44 venant d'un moteur électrique 46. De ce fait, quand le moteur 46 fonctionne, il fait osciller la goulotte 20 latéralement de façon que le 25 mélange de pièces et de copeaux d'usinage déposés sur la paroi inférieure de celle-ci par le transporteur 14 descende par gravité jusqu'à l'extrémité inférieure de cette goulotte, et soit déchargé sous la forme d'une fine coulée plus ou noins continue sur la partie intermédiaire de la grille 24» 30 Comme on le voit sur la figure 3» la grille 24 comporte une paroi de fond 48 et des parois latérales 50. La paroi de fond 48 est perforée sur à peu près toute sa surface et est inclinée d'une façon générale par rapport à l'horizontale. La. partie d'extrémité arrière 52 de la paroi de fond 48 est sen-' 35 siblement plate. La partie intermédiaire.54 de cette paroi 48 est courbe, et est inclinée en pente plus forte que la partie d'extrémité arrière 52, mais est inclinée par rapport.à l'horizontale en formant un angle, inférieur à celui de la partie d'extrémité supérieure 56 de la paroi de fond 48. La partie 40 d'extrémité supérieure de la paroi de fond 48 forme un obstacle 69 01472 2000765 4 semblable à un barrage qui empêche les pièces de se déverser au-dessus de l'extrémité supérieure de la grille. La grille 24 est articulée à son extrémité arrière sur les parois latérales de la goulotte à secousses 20 au moyen d'un arbre oscillant 58. 5 Comme on le voit sur les figures 3 et 4> une bielle 60 est cla-vetée sur l'arbre 58, avec son extrémité supérieure reliée à un mécanisme à leviers articulés 62 destiné à être commandé au moyen d'une poignée de manivelle articulée 64. Quand la poignée 64 est placée dans la position représentée en traits pleins 10 sur la figure 4> la partie d'extrémité supérieure 56 de la paroi de fond 48 repose normalement contre deux bl.ocs transversalement espacés 66 aohtés sur une console à cornière 68 fixée à un élément de bâti 70 reliant transversalement les parois latérales 26 de la goulotte à secousses 20. Quand on fait fonc-15 tionner la poignée 64 pour l'amener dans la position représentée en traits discontinus sur la figure 4, on fait basculer la grille vers le haut pour l'amener dans la position en traits discontinus représentée sur la figure 3. L'élément de bâti 70 comporte une partie de paroi 72 s'é-20 tendant en étant espacée au-dessous de la partie intermédiaire 54 de la paroi de fond 48, et se terminant à son bord inférieur, en une lèvre 74 qui coïncide avec le bord antérieur d'un conduit d'air incliné vers le haut 76. La sortie du conduit d'air 76 est représentée en 78, et est située au-dessous d'une partie 25 importante de la paroi de fond 48 de la grille 24. L'extrémité inférieure du conduit d'air 76 (figure 1), désignée par 80, communique avec la sortie 82 d'une soufflante centrifuge 84. La roue à aubes de la soufflante 84 est entraînée par un moteur électrique 86. 30 L'extrémité supérieure de la grille 24 est disposée à l'intérieur d'une grande enveloppe 88, s'étendant verticalensnt et de forme rectangulaire. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 88 s'ouvre dans une trémie 90 au fond de laquelle est agencé un transporteur de copeaux sans fin 92. Une cuve d'égouttage 35 d'huile 94, dont la partie supérieure est ouverte, est disposée au-dessous du transporteur de copeaux 92. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 88 est formée sur trois côtés par une jupe souple 95, en néoprène par exemple, qui descend en pénétrant dans la trémie 90, et qui vient en contact avec les faces 40 intérieures des parois latérales opposées de celle-ci. 69 01472 2000765 5 A l'intérieur de l'enveloppe 88, est agencée une hotte 96 comportant une paroi supérieure courbe 98, une paroi d'extrémité 100 et deux parois latérales 102. La paroi supérieure 98 et les parois latérales 102 s'étendent en nontant en partant 5 d'un des côtés de l'enveloppe 88, et recouvrent la grille 24 et l'extrémité voisine de la goulotte 20. Corme on le voit en particulier sur la figure 2, les parois 100 et 102 de la hotte 96 sont espacées intérieurement par rapport aux parois latérales verticales extérieures 104 de l'enveloppe 88. Près de l'ex-10 trémité supérieure de l'enveloppe 88, l'une des parois latérales de celle-ci est prévue avec une sortie d'air 106 assez grande, à laquelle est relié un conduit v&rtieal 108 de retour d'air. L'extrémité inférieure du conduit 108 est reliée par un conduit s'étendant horizontalement 110 à l'entrée 112 disposée 15 au centre de la. soufflante 84. En se reportant aux figures 1 et 3} on voit que 1*extrémité inférieure de la grille 24 recouvre l'extrémité supérieure d'une rar.pe inclinée vers le bas 114 qui se décharge à son extrémité inférieure dans une goulotte 116. La goulotte 116 tra-20 verse 1?„ nachine à travers llune des parois latérales 26 de la goulotte à secousses 20 (figure 5). On peut placer un récipient (non représenté ) à l'extrémité inférieure de la goulotte 116 pour recueillir les pièces et toutes les chutes de barres qui peuvent avoir été mélangées à celle-ci. 25 Pendant le fonctionnement, pendant, que fonctionnent le moteur 86 de la soufflante, le moteur 46 de la grille à secousses, et les moteurs qui entraînent les transporteurs 92 et 14, un mélange de pièces, de chutes, de copeaux est déchargé à l'intérieur de la trémie 12 sur le transporteur 14 à mesure que les 30 livre la machine sur laquelle les pièces sont usinées. Ce mélange de matières s'élève jusqu'à l'extrémité supérieure de la trémie 12, et est ensuite déchargé par l'orifice d'entrée 18 sur la paroi inférieure 22 de la goulotte à secousses 20. Etant donné que l'ensemble de la goulotte à secousses oscille 35 latéralement, le mélange de pièces et de copeaux qui se trouve sur la paroi inférieure 22 tend à s'étaler et a s'écouler sous, la forme d'une couche nince et régulière jusqu'à l'extrémité inférieure de celle-ci où il est déchargé sous la forme d'un courant quelque peu continu sur la partie intermédiaire 54 de 40 la grille oscillante 24* Le mélange prend la forme d'une masse 69 01472 2000765 6 turbulente et culbutante sur la partie intermédiaire 54 cle la paroi de fond de la grille 48. La partie supérieure en pente plus rapide '56 de la paroi de .fond 48 empêche l'ensemble de la nasse d'être simplement déchargée au-dessus du bord supérieur 5 de la grille. Les copeaux et les fines particules qui se trouvent dans le mélange agité sont entraînés par un courant d'air à grande vitesse s'écoulant en montant à travers la grille 24? et sont transportées dans la hotte 96. Les pièces et les chutes de barres descendent par gravité le long de la grille 24 10 jusqu'à-la rampe 114, et pénètrent dans la goulotte 116 d'où ils sont déchargés dans un récipient approprié. La section transversale de la hotte 96 est seneiblenect plus grande que celle du conduit d'air 76, de sorte que la vitesse de l'air diminue sensiblement après son passage à travers 15 la grille 24. Dans une forme de réalisation commerciale de l'invention, la vitesse de l'air dans le conduit 76 est d'environ dix fois la vitesse de l'air dans la hotte 96. Plus précisément, dans la forme de réalisation commerciale de l'invention, la vitesse de l'air dans le conduit 76 est légèrement supérieure à 20 915 mètres à la minute, alors que la vitesse de l'air dans, la hotte 96 n'est que d'environ 91»50 nètres à la minute. Cette réduction très importante de la vitesse de l'air associée au chemin sinueux suivi par l'air à mesure qu'il s'écoule en descendant dans la hotte 96, et qu'il nontc ensuite autour des bords 25 inférieurs de cette hotte 96 pour pénétrer dans l'enveloppe 88, aboutit à déposer les copeaux d'usinage qui se trouvent en suspension dans l'air sur le convoyeur 92, et à déposer dans la. cuve 94 une partie importante de l'huile suspendue dans le courant d'air. Toutefois, une certaine partie de l'huile et des 30 copeaux très fins est retenue dans le courant d'air et est ramenée à travers la soufflante pour être reciise en circulation. L'huile est déchargée sans interruption de l'air remis en circulation pour pénétrer dans la cuve 94, tandis que les copeaux d'usinage extrêmement fins ont une tendance à s'accumuler le 35 long de la paroi inférieure de la grille 24. Toutefois, la paroi 72 de l'élément de bâti 70 (figure 3) coopère avec la paroi inférieure 48 de la grille pour former un passage d'extraction 118 qui s'étend le long du côté inférieur de la paroi de fond 48, et qui se décharge à l'intérieur de la hotte 96 par un ori-40 fice étroit 120 dont la largeur est déterminé3 par la hauteur 69 01472 2000765 7 des blocs dfentretoisement 661 De ce fait, un courant d'air à grande vitesse balaye la surface inférieure de la paroi perforée 4-3 de la grille, et transporte toute accumulation de fins copeaux d'usinage dans la hotte 96» 5 Avec cet agencement, si les fines particules transportées par le courant d'air tendent à s'accumuler le long du côté inférieur de la grille, on peut faire osciller la poignée 64 pour faire basculer la plaque de grille et les secouer de cette façon pour les détacher de façon à ce qu'elles soient entraînées 10 par le courant d'air à travers le passage dfextraction, et qu'elles soient transportées dans la hotte 96. la mise en oeuvre du passage d'extraction 118 est particulièrement avantageuse dans un séparateur de copeaux du type décrit, étant donné que l'air utilisé pour séparer les copeaux des ouvrages reste dans 15 un environnement à peu près emprisonné et que, de ce fait, une plus grande partie des fines particules tend à être remise en circulation, ce qui diffère d'un séparateur de copeaux dans lequel l'air est évacué à l'atmosphère par une cheraiaée traversant le toit du bâtiment. 20 II va de soi que la présente invention a été décrite et représentée à titre explicatif, niais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. i . - 69 01472 2000765 8 REVENDICATIONS 1°) - Séparateur de copeaux dans lequel les copeaux et les pièces usinées sont déposés sur une grille perforée tandis qu'un courant d'air à grande vitesse est dirigé vers le haut 5 à travers la grille pour séparer les copeaux des pièces, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif supportant la grille suivant une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale de façon que les pièces, puissent descendre par gravité jusqu'à l'extrémité inférieure de la grille, un moyen placé au-dessous 10 de la grille formant une chambre à haute pression à travers laquelle ce courant d'air à grande vitesse est dirigé vers le haut, un noyen forçant unê chambre à basse pression au-dessus de la grille à l'intérieur de laquelle se dirige l'air traversant la grille, un passage d'extraction reliant ces chambres à haute 15 et basse pression, ce passage d'extraction étant formé en partie par le côté inférieur de la grille de sorte qu'une partie du courant d'air à grande vitesse est détourné à travers ce passage d'extraction pour aider à débarrasser le côté inférieur da la grille dos accumulations qui se forment sur lui. 20 2°) - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lèdit passage d'extraction s'étend vers le haut le long du côté inférieur de la grille et se termine à son extrémité supérieure en un orifice voisin de la partie d'extrémité supérieure de la grille. 25 3°) - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le passage d'extraction s'étend à peu près sur la même largeur que cette grille. ' 4-°). - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif servant à supporter la grille comrjrerid 30 un support ce pivotement voisin de l'extrémité inférieure de la grille, cette- grille pouvant pivoter vers le haut autour de ce support de pivotement.- 5°) - Séparateur suivant la revendication 4, caractérisé par un moyen limitant le mouvement de pivotement de la grille 35 dans une direction descendante jusqu'à une position prédéterminée do façon à limiter l'étendue minimale en coupe transversale de ce passage d'extractri-onjà une dimension prédéterminée. 6°) - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'extrémité supérieure de la grille est in-40 clinée en pente plus forte par rapport à l'horizontale que la 69 0.1472 2000765 9 partie de la grille intermédiaire entre ses extrémités supérieure et inférieure. 7°) - Séparateur suivant la revendication 6, caractérisé par un moyen servant à déposer ce mélange de copeaux et de piè-5 ces sur cette partie intermédiaire de la grille. 8°) - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre à haute pression comprend un conduit d'air présentant une sertie placée sous la partie intermédiaire de cette grille, une paroi espacée du côté inférieur de cette gril-10 le, et placée au-dessous de oslui-ci, près de l'extrémité supérieure- de celle-ci et se terminant à son extrémité inférieure -près de la sortie de ce conduit pour former l'un des côtés de ce passage d'extraction. 9°) - Séparateur de copeaux des pièces d'un mélange de 15 pièces et de copeaux d'usinage caractérisé en ce qu'il comprend une grille perforée sur laquelle ce mélange est déposé, un moyen formant une chambre à haute pression placée au-dessous de cette grille, un moyen formant une chambre à basse pression placée au-dessus de cette grille, cette chambre à basse pression com-20 portant une première partie s'étendant vers le bas en partant • d'au-dessus de la grille et jusqu'à un niveau inférieur à celui dé la grille et décalée latéralement par rapport à celle-ci, ladite chambre à basse pression comportant également une seconde partie s'étendant vers le haut en partant de l'extrémité infé-25 rieure de cette première partie de façon que l'air passant en montant à travers cette grille pour pénétrer dans cette chambre à basse pression soit amené à s'écouler vers le bas à travers cette première partie et ensuite vers le haut à travers cette se'conde partie, un moyen placé au bas de cette première partie 30 et servant à rassembler les copeaux en suspension dans l'air dans le courant d'air et dans une soufflante servant à produire un courant d'air à grande vitesse, cette soufflante ayant son entrée reliée à l'extrémité supérieure de la seconde partie de la chambre à basse pression et sa sortie reliée à cette chambre 35 à haute pression de façon à former un passage à peu près continu d'air remis en circulation entre les chambres à haute et à ' . basse pression et à former de cette façon un environnement d'une façon générale emprisonne destiné à cet air remis en circulation.. 40 10°) - Séparateur suivant la revendication 9, caractérisé 69 0Î472 2000765 10 par un noyen placé à l'extrémité inférieure de cette chambre à basse pression et servant à recueillir l'huile déposée provenant de l'air s'écoulant de la première à la seconde partie de la chambre à basse pression. 5 11°) --Séparateur - suivant la revendication 9> caractérisé en ce que les chambres" à-haute et bs.sse pression présentent une dimension telle que 'la vitesse du courant d'air parcourant la chambre à haute pression est sensiblement-supérieure à celle de l'air circulant dans la,chambre à basse pression. 10 12°) - Séparateur suivant- la revendication 9 comprenant un moyen coopérant avec le côté inférieur de la grille pour former un passage d'extraction entre ces chambres à haute et basse pression afin de. détourner une partie de l'air qui se trouve ■ dans la chambre-à hauts pression à travers le côté inférieur de 15 la grille pour le faire pénétrer dans la chambre à haute pression.