Brevet FR2502983A1 — publié le 19821008

La présente invention a pour objet un procédé de travail pour le fonctionnement d'une machine à briser et une telle machine à briser pour la mise en oeuvre de ce procédé, ayant un rendement élevé de broyage de papier à plusieurs couches, de supports de données ou analogues, comprenant au moins un moteur d'entratnement et un enroulement du stator, le moteur agissant sur des rouleaux à couteaux par l'intermédiaire d'au moins un train d'engrenages et qui peut être commuté en régime de marche arrière, automatiquement, lors d'une surcharge de la machine à briser. On a constaté que des machines à briser lourdes sont dans la pratique pratiquement toujours surchargées. Des machines à briser lourdes sont par exemple celles qui sont en mesure de broyer ou déchirer dans un seul cycle de travail, une pile de papiers présentant le format DIN-A-4 d'une épaisseur de 3,5 cm et comprenant environ 350 feuille. On obtient de cette manière par exemple une largeur de coupe de 8 mm pour les bandes de papier déchiré, à l'extrémité de sortie de la machine à briser, pour une largeur de travail de 450 à 500 mm de la machine. De telles machines à briser sont également capables de broyer sans problème les parties métalliques d'un classeur. Selon l'expérience, de telles machines à briser lourdes sont surchargées toujours du fait que l'utilisateur introduit trop de matière à l'extrémité d'alimentation de la machine et que le moteur d'entraine- ment ne possède pas un couple de rotation qui lui permet de traiter cette matière parvenue entre les rouleaux ou cylindres à couteaux, ce qui a pour conséquence l'arrêt du moteur. En raison des courants de court- circuit qui s'écoulent alors, un surchauffage du moteur et une fusion de l'enroulement de stator peuvent se produire. Il y a en outre un risque pour le train d'engrenages, les autres éléments d'entratnement et les éléments de coupe. Par conséquent, une telle surcharge doit être absolument évitée si l'on désire que la machine ait une longue durée de vie. Dans les machines à briser ou dans les dispositifs briseurs connus, on commute dans un cas de surcharge automatiquement en régime de marche arrière, c'est-à-dire que le moteur d'entraînement est automatiquement commuté en marche arrière quand le courant de stator atteint une valeur prédéterminée. De cette manière la matière déjà introduite entre les cylindres à couteaux est refoulée vers l'extrémité d'entrée d'alimentation. Après un intervalle de temps prédéterminé, de façon précise, par exemple de 2 secondes, le moteur est à nouveau commuté en régime de marche avant si bien que la matière puisse à nouveau être introduite. On suppose dans ce cas que la matière s'orga- nise à nouveau lors de la marche en arrière du moteur et s'étire, pour que lors de la nouvelle introduction de la matière dans la machine un meilleur broyage soit évité et qu'un court-circuit du moteur d'entraînement ne se produise pas. Ces machines connues ont pour inconvénient cependant que dans un cas de surcharge il faut commuter dix ou vingt fois entre les régimes de marche en avant et de marche en arrière sans que l'on obtienne un broyage suffisant de la matière. L'utilisateur doit finalement arrêter toute la machine et enfoncer ses mains dans le dispositif briseur pour éliminer des obstructions éven- tuelles. En plus de ce maniement, qui est difficile et nécessite un volume de travail important, ce procédé présente un risque d'accident extraordinairement élevé, étant donné que le dispositif briseur peut être mis en marche accidentellement pendant que les mains de l'utilisa- teur se trouvent encore à l'intérieur du dispositif. Il y a encore un risque de blessure provoqué par des pièces métalliques pointues, qui se trouvent à l'intérieur du dispositif briseur et qui ont été broyées. La présente invention a pour objectif de proposer un procédé de travail pour le fonctionnement d'un dispositif briseur et d'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui assurent que tout en conservant un rendement de broyage élevé, qu'un broyage sûr de la matière intro- duite soit possible sans qu'il y ait un risque d'une surcharge du dispositif et sans qu'il soit nécessaire que l'utilisateur doive intervenir manuellement dans le dispositif briseur. Le dispositif briseur selon la présente invention doit donc présenter une sécurité de fonctionnement plus élevée tout en conservant son rendement de broyage élevé. Pour résoudre ce but, le procédé de travail selon l'invention est caractérisé en ce que lors d'une surcharge du dispositif briseur on commute tout d'abord en parallèle à l'enroulement du stator un deuxième enroulement de stator. Le procédé de travail proposé par l'invention em- prunte un nouveau chemin, car dans un cas de surcharge on ne commute pas tout de suite en régime de marche en arrière, mais on monte tout d'abord, pendant un intervalle de temps limité, par exemple 10 secondes, un deuxième enroulement de stator en parallèle au premier enroulement de stator. Ceci permet d'augmenter considérablement le couple d'entraînement du moteur (par exemple de 40%). Le risque d'un régime de commutation permanente entre la marche en avant et la marche er. arrière est ainsi éliminé et le rendement de broyage est considérablement augmenté, car dans le cas d'une surcharge on ajoute pendant une courte durée de temps un deuxième enroulement de stator (ou d'une façon plus générale, un deuxième enroulement d'entraînement) si bien que la matière se trouvant dans le dispositif soit aspirée ou introduite avec un couple plus grand et broyée. Pour éviter une surcharge thermique du moteur d'entraînement, on ajoute le deuxième enroulement de stator uniquement pendant une durée de temps limitée, par exemple de 10 secondes. Cette durée de temps dépend des conditions thermiques du moteur, c'est-à-dire de son refroidissement et du réglage d'un fusible de surcharge thermique. Ce n'est qu'après l'écoulement de l'intervalle d'addition du deuxième enroulement, que la direction de rotation du moteur d'entraînement est inversée pendant un temps limité, par exemple de 25 secondes. A cette fin il est préférable pour le procédé selon l'invention, qu'au moins à l'extrémité d'entrée du dispositif briseur qu'une bande transporteuse d'entraine- ment soit présente sur laquelle la matière à briser peut être déposée. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, cette bande transporteuse d'entrée est réversible dans une direction de rotation, ensemble avec la direction de rotation dumoteur, si bien que lors d'une inversion du sens de rotation du moteur la matière qui se trouve à l'extrémité d'entrée est transportée en arrière à l'endroit d'alimentation, à la suite de l'inversion du sens de rotation de la bande transporteuse d'entrée et peut être à cet endroit à nouveau déposée et rangée. Lors d'une nouvelle inversion du sens de rotation de la bande transporteuse d'entrée et du moteur d'entraînement, dans le sens d'une marche en avant ou du régime normal, une réorientation de la matière sur la bande transporteuse d'entrée se fait, ce qui améliore encore considérablement le rendement de broyage. L'addition ou conjonction d'un deuxième enroulement d'entraînement, en parallèle au premier enroulement, est possible pour différents types de moteurs, par exemple pour des moteurs simples à induit en court-circuit et à courant alternatif, alimentés en courant alternatif à deux phases et pour des moteurs à courant triphasé. Dans le dernier cas d'application, il est préfé- rable d'utiliser comme moteur à courant triphasé un moteur asynchrone triphasé, dont l'enroulement du stator est monté triangulairement, dans le régime normal et dont l'enroulement d'induit ou du rotor est conformé en rotor à cage (induit en court-circuit). L'invention est également applicable aux moteurs triphasés à balais. Dans le cas de l'utilisation d'un moteur asynchrone triphasé à montage triangulaire en régime de fonctionnement normal, on préfère lors de la conjonction d'un deuxième enroulement que l'enroulement du stator à montage en triangle soit commutable en cas de surcharge en deux enroulements en étoile, qui sont montés en parallèle. On obtient ainsi une puissance d'entrenement augmentée de jusqu' à 40%. Par exemple pour un moteur présentant une puissance d'entraînement électrique de 4 kW, une puissance d'entraînement électrique d'environ 5,5 kW est soutirée en cas de surcharge. Pour éliminer le risque d'une obstruction du dispositif briseur, par commutation de l'enroulement en triangle dustator en un double enroulement en étoile, on augmente conformément à l'invention non seulement la puissance d'entraînement d'environ 40% mais, ce qui est encore plus essentiel, on prévoit une augmenta- tion également d'environ 40% du couple maximum du moteur. De tels moteurs asynchrones à courant triphasé fonctionnent à proximité du couple maximum pour disposer d'un couple le plus élevé possible. Le couple maximum ou de renversement constitue une certaine limite critique et le couple le plus élevé qu'on puisse atteindre. Si le moteur est chargé au-delà de son couple maximum, ou de renversement, il s'arrête. Selon la présente invention, la zone de couple entre le couple de démarrage et le couple maximum est augmentée d'environ 40%. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un dispositif briseur selon la présente invention; - la figure 2 montre le schéma-bloc de la commande du moteur d'entraînement; - la figure 3 montre la courbe caractéristique du nombre de tours en fonction du couple d'un moteur asynchrone à courant triphasé; - la figure 4 illustre le montage de l'enroulement du stator en régime de fonctionnement normal; - la figure 4 est une représentation schématique du tableau de connexion utilisé à cette fin, avec un commutateur associé; la figure 6 montre le montage de l'enroulement du stator en régime de fonctionnement à surcharge; - la figure 7 montre le montage au tableau de connexion; - la figure 8 montre schématiquement le montage du commutateur pour la commutation du régime en triangle en régime en double étoile; et la figure 9 montre schématiquement le montage électrique du dispositif briseur. La machine à briser 1 ou le dispositif briseur 1 représenté à la figure 1, comprend une bande transporteuse d'entrée 3 dans un carter 2, qui transporte la matière en direction de la flèche 4 au dispositif briseur formé par deux cylindres à couteaux 5 et 6. Des doigts racleurs 7, 8 s'engagent entre les cylindres à couteaux. Ces doigts ont pour fonction d'empêcher que de la matière soit refoulée de manière inadmissible, de l'extrémité de sortie à l'extrémité d'entrée des cylindres à couteaux 5, 6. Le dispositif briseur 1 est monté sur un bâti de table 9 et est amené audessus d'une presse à mettre en balles 10 fonctionnant verticalement ou cette presse est amenée en direction de la flèche 11 en dessous du bâti de table 9, de telle manière que la matière sortant à l'extrémité de sortie 13 du dispositif briseur 1 tombe en direction de la flèche 14 dans l'espace de travail de la presse, par l'intermédiaire de la plaque d'alimentation 12 de la presse. A l'extrémité de sortie 13 du dispositif briseur 1 est prévue une bande transporteuse de sortie 14 qui transporte la matière broyée en rubans en direction de la flèche 15. La bande transporteuse de sortie possède une course libre en direction opposée à la flèche 14, de telle façon que la direction de rotation de la bande transpor- teuse de sortie 14 soit irréversible. Tous les éléments d'entra nement, à savoir la bande transporteuse d'entrée 3, la bande transporteuse de sortie14 et les cylindres à couteaux 5, 6 sont entraînés de façon synchrone par un moteur d'entraînement 16, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages ou de transmission, tel qu'une courroie trapézoïdale. Dans d'autres modes de réalisation, non représen- tés, on pourrait également faire en sorte que la bande transporteuse d'entrée fonctionne à une vitesse d'entrée plus faible que les cylindres à couteaux et la bande transporteuse de sortie 14. La figure 2 montre schématiquement la commande électrique qui commute en parallèle au premier enroulement du stator 17,un deuxième enroulement de stator 18, en cas de surcharge. L'enroulement 17 qui est mis en service en régime de fonctionnement normal est relié au réseau à courant triphasé 20, par l'intermédiaire du conducteur 41, la commande 19, le conducteur 42, le conducteur 34, la commande de contrôle 21 et le conducteur 22. La commande 19 permet de mettre en service tout d'abord l'enroulement de stator 17, ce qui rend active la commande de contrôle 21 qui est reliée au réseau à courant triphasé 20, par l'intermédiaire du conducteur 22, en cas de fonctionnement normal. En présence d'une surcharge, un courant plus élevé agit à la commande de contrôle 21. Ce courant s'écoule à travers l'enroulement 17 et est détecté par la commande de contrôle 21. Cette dernière commute alors du conducteur 22 8 2502983 au conducteur 23 qui monte le deuxième enroulement de stator 18 en parallèle au premier enroulement 17. A l'aide du conducteur 24,le deuxième enroulement de stator 18 est relié au réseau triphasé 20. De cette manière le couple d'entraînement, et notamment lors de l'utilisation d'un moteur à courant triphasé le couple maximum est augmenté d'environ 40%. Si même après la mise en service du deuxième enroulement de stator 18 l'obstruction ou la perturbation dans le dispositif briseur 1 n'a pas pu être éliminée, un commutateur d'arrêt 43 est mis en service pour une durée d'environ 10 secondes et arrête pendant environ 2 secondes tout l'entralnement électrique. Le commutateur marche-arrêt 43 commande de son côté, par l'intermédiaire du conducteur 26, un commutateur d'inversion 27 qui agit sur la commande de contrôle 21 par le conducteur 28. Ceci provoque l'inversion du sens de rotation du moteur d'entraînement 16, le seul enroulement de stator 17 restant à l'état de service. Simultanément avec le commutateur d'inversion 27, *un organe de temporisation 31 a été activé par l'intermé- diaire du conducteur 30. Cet organe provoque l'excitation du commutateur d'inversion 27, par l'intermédiaire du conducteur 32 et de la commande de contrôle 21, pendant une durée d'environ 23 secondes. Après la durée d'activa- tion de l'organe de temporisation, c'est-à-dire l'écoulement de 23 secondes, la commande entière revient à son état de fonctionnement normal, c'est-à-dire la commande de contrôle 21 commute en régime de marche avant le moteur d'entraînement 16. Dans ce cas, seulement l'enroulement de stator 17 est relié au réseau triphasé 20, par l'intermédiaire des conducteurs 41, 42, 34, 22. Il est essentiel pour ces opérations électriques, qui viennent d'être énoncées, qu'à la suite de l'inversion du sens de rotation du moteur d'entraînement 16, la bande transporteuse d'entrée 3 se déplace en arrière en direction de la flèche 29, ce qui a pour conséquence que la matière est ramenée à l'endroit d'alimentation ou d'introduction et s'organise à nouveau à cet endroit. La figure 3 montre schématiquement la courbe caractéristique du nombre de tours en fonction du couple d'un moteur asynchrone triphasé que l'on utilise de préfé- rence dans le cadre de la présente invention. Il ressort de cette courbe caractéristique suivant la figure 3, que dans le cas d'un champ EMK constant, le courant et le couple augmentent avec l'augmentation du glissement s. Le couple de rotation n'augmente plus linéairement avec le glissement, mais atteint le couple maximum Mk ou de renversement, au glissement de renversement sk. Si le moteur est sollicité au-delà de son couple maximum, il s'arrête. Dans le présent mode de réalisation de l'invention, le moteur travaille de façon permanente à la branche de courbe caractéristique, située entre le couple de démarrage Ma et le couple maximum Mk. On montre une courbe caracté- ristique du nombre de tours que l'on pourrait obtenir seulement avec l'enroulement de stator 17. La figure 4 montre le câblage du champ du stator pour le cas d'utilisation préféré d'un moteur asynchrone triphasé. L'enroulement de stator en triangle 17 se compose dans ce cas de plusieurs enroulements élémentaires montés en série, à chaque côté du triangle étant prévu un montage en série de deux enroulements élémentaires. Il s'agit des enroulements élémentaires 35, 38; 36, 39; et 39, 40. Les points de liaison respectifs Vl, V2, V5, V6, Wl, W2, W5, W6, Ul, U2, U5, U6 sont indiqués en direction de leur anx-ngement. La figure 5 montre le câblage au tableau de connexion, avec représentation schématique d'un commutateur 33 et des liaisons nécessaires à cette fin. La figure 6 illustre la commutation de l'enroule- ment de stator 17 en un montage à double étoile avec montage en parallèle d'un deuxième enroulement de stator 18. 1 0 2502983 Il importe dans ce cas que les enroulements élémentaires en série, arrangés en triangle, soient maintenant commutés en enroulements en double étoile, ce qui permet d'obtenir le couple nécessaire plus élevé. Le premier enroulement de stator 17 en étoile est formé par des enroulements élémen- taires 35, 36, 37, tandis que le deuxième enroulement de stator 18, en parallèle à l'enroulement 17, se compose des enroulements élémentaires 38, 39, 40. La figure 7 montre le schéma de courant modifié au niveau du commutateur 33, lors de la commutation des enroulements suivant la figure 6. La figure 8 montre un tel commutateur qui permet la commutation à partir d'un régime en triangle en un régime en double étoile. Les symboles de montage du commutateur K01 à K07 se répètent dans le schéma suivant la figure 9 de toute la commande électrique du dispositif briseur conforme à l'invention. A gauche, en haut, il est montré une commande de moteur à interrupteur, qui fonctionne avec une résistance du type PTC. A l'aide des commutateurs S3, K2 on commande la mise en service en régime normal, affichée en couleur verte par une lampe Hi. Le commutateur K2 permet de déclencher l'arrêt pour une durée pouvant être choisie à l'avance. A l'aide des symboles de 4ontage en dessous des bobines associées on définit les conducteurs de courant assurant la commande des commutateurs K01 à K07 conformés en relais. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Procédé de travail pour le fonctionnement d'un dispositif briseur à rendement élevé pour le broyage de papier à plusieurs couches, de supports de données ou analogues, avec au moins un moteur d'entra nement et un enroulement de stator, qui agit sur des cylindres à couteaux du dispositif briseur, par l'intermédiaire d'un train de transmission et est commutable lors d'une surcharge du dispositif briseur, automatiquement, en régime de marche arrière, caractérisé en ce que, dans le cas d'une surcharge du dispositif briseur, on monte tout d'abord en parallèle à l'enroulement de stator (17) un deuxième enroulement de stator (18). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième enroulement de stator (18) ne reste en service que pour une durée de temps limitée,telle qu'une durée d'environ 10 secondes. 3.- Procédé salon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'après écoulement de la durée de temps de conjonction du deuxième enroulement (18), le sens de rotation du moteur d'entraînement (16) est inversé pendant une durée de temps limitée, telle qu'une durée d'environ secondes. 4.- Dispositif briseur à rendement élevé, manoeuvré selon le procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en régime de fonctionnement normal, l'enroulement de stator (17) est monté en triangle et en ce que dans un cas de surcharge, l'enroulement de stator (17) en triangle est commuté en deux enroulements parallèles en étoile.(enroulements élémentaires 35, 36, 37, 38, 39, 40). 5.- Dispositif briseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'enroulement de stator (17) monté en triangle en régime de fonctionnement normal est formé par deux enroulements en série (35, 38; 36, 39; 37, 40) formant respectivement un côté du triangle 6.- Dispositif briseur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (16) est un moteur asynchrone à courant triphasé, dont le rotor est monté en rotor à cage, et en ce que la puissance d'entraînement électrique est d'environ 4 kW en régime de fonctionnement normal et peut être augmentée, en cas de surcharge, par conjonction du deuxième enroulement de stator (18) à une valeur d'environ 5,5 kW. ab