Brevet FR2600345A1 — publié le 19871224

L'invention est relative à une machine de traitement de tiges végétales de matières fibreuses. Elle trouvera notamment son spplication dans l'industrie pour teiller les tiges de lin ou autres matières fibreuses. Depuis longtemps, dans l'industrie textile, le lin est utilisé mais la préparation des tiges de végétaux produisant ces fibres pose des problèmes importants et nécessite une suite d'opérations successives qui doivent être menées avec précaution pour éviter d'endommager les fibres avant leur utilisation textile. En effet, rappelons que les tiges de lin sprues arrachage subissent une première étape de préparation, le rouissage, qui consiste à provoquer la décomposition des gommes qui lient les fibres entre elles ainsi qu'au bois de la tige de la plante. Ensuite, après séchage, les têtes des tiges sont égrénées en vue de les éliminer des capsules qu'elles portent dans le but de faciliter la récupération postérieure des fibres textiles. Cette récupération des fibres s'effectue dans la phase dite de teillage qui consiste à séparer les fibres textiles de la partie ligneuse desdites tiges végétales. De l'attention apportée lors cette phase de préparation dépendent la qualité et la quantité des fibres textiles recueillies, actuellement il est traditionnel pour teiller le lin de broyer les tiges et de leur faire subir des chocs mécaniques afin de briser le bois et de le séparer de la partie ligneuse et recueillir les fibres textiles utiles. A cet égard, il est connu de telles machines dans lesquelles les tiges végétales de matière fibreuse sont portées et guidées par un transporteur en mouvement continu devant des outils de teillage munis de barres percutantes destinées à battre la tige de lin. Les outils de teillage sont, dans ce cas, constitués par des tambours qui portent sur leur périphérie des lames espacées régulièrement et disposées parallèlement à l'axe de rotation du tabmmbour. De plus, le plan d'axe des tambours est généralement incliné par rapport au transporteur pour éviter les effets de cisaillement au niveau des fibres, qui seraient néfastes pour leur utilisation. Dans ce type de machine de teillage, les tiges de lin sont battues entre une table de travail fixe et les barres percutantes du tambour batt-eur. Il est également connu un autre type de machines constituées d'une table de travail et de tambours broyeurs pourvus de barres de teillage espacées régulièrement également et disposées sur les tambours teilleurs de façon à ce que chaque barre se déplace en position oblique par rapport à la table afin de créer un choc mécanique alternativement entre la table et les barres du tambour supérieur puis la table et les barres du tambour inférieur lorsque la nappe de tiges est entrainée de façon continue entre ces tambours. Comme il était rappelé plus haut, ce teillage est toujours effectué par des chocs mécaniques sur les tiges qui, dans certains cas, détériorent et brisent les fibres textiles. De plus, lors de ces chocs, les tiges, bien que maintenues au niveau du transporteur, ne se déplacent pas régulièrement et sont un peu dirigées dans tous les sens. De ce fait, l'extrémité des tiges à traiter flotte et est mal travaillée, par contre la partie centrale l'est, elle, de trop et occasionne une perte de rendement. Un autre inconvénient de ces types de machines de teillage réside dans le fait qu'elles sont soumises à des vibrations importantes qui sont néfastes pour la tenue mécanique des organes et de plus, du fait de l'action de frappe sur chaque tige, il y a une trsnsmission d'effort importante au niveau des moyens de maintien de la nappe qui autorise l'avancement des tiges face aux outils de teillage. Ces efforts causent deux effets indésirables, d'une part le glissement des tiges dans la courroie qui entraine leur mauvais positionnement, d'autre part l'affaiblissement de la résistance mécanique desdits moyens. Le but de la présente invention est de proposer une machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse, notamment utilisée pour le teillage des tiges de lin, qui permette de pallier aux différents inconvénients et qui autorise la séparation des fibres textiles de la partie ligneuse desdites tiges par une action progressive des outils évitant tout choc entre ceux-ci et les tiges. Un autre but de la présente invention est de proposer une machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse dont la longévité est plus importante et dont l'entretien est moins coûteux. En effet, du fait de l'absence de chocs lors du travail, les différents organes mécaniques ne sont pas soumis à des efforts anormaux ni à des vibrations néfastes pour leur résistance. Un autre but de la présente invention est de présenter une machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse, notamment utilisée pour teiller le lin, dans laquelle les tiges sont travaillées sur toute leur longueur d'une manière uniforme en évitant ainsi des zones surtravaillées du fait de passages répétitifs au coeur du lin obligatoires pour venir à bout de la partie ligneuse. Un autre but de la présente invention est de proposer une machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse, qui permette de travailler des tiges de très grande longueur et de récupérer les fibres pratiquement intactes sans brisure. Un autre but de la présente invention est de proposer une machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse dans laquelle les tiges sont travaillées plus longtemps par les tambours teilleurs mais d'une manière moins agressive et plus régulière. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'è titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, la machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse, qui trouvera notamment son application dans l'industrie textile pour teiller les tiges de lin, dans laquelle on sépare les- fibres textiles de la partie ligneuse desdites tiges disposées longitudinalement côte à côte en formant une nappe continue, ladite machine comprenant au moins - un ensemble d'outils teilleurs, pourvu de barres de teillage, constitué par un tambour de teillage supérieur et un tambour de teillage inférieur, chacun mis en rotation autour dé son axe longitudinal en sens inverse, entre lesquels on fait passer la nappe, - des moyens de pincement de la nappe de tiges permettant de maintenir les tiges par rapport à l'ensemble d'outils teilleurs et de déplacer la nappe, de l'entrée vers la sortie de la machine, selon un sens repéré A sensiblement perpendiculaire susdites tiges, est caractérisée par le fait que l'ensemble d'outils teilleurs comporte au moins trois barres de teillage, disposées à la périphérie des tambours teilleurs, en hélicoide et réparties de part et d'autre de la nappe de tiges afin qu'elle soit travaillée, lors de son passage entre les tambours teilleurs, par pénétration progressive, sans choc, des barres dans les tiges et d'une manière continue de l'entrée vers la sortie de la machine. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe, qui en font partie intégrante. - La figure 1 représente schématiquement la machine de la présente invention vue de dessus. - La figure 2 représente une vue schématique en perspective d'un tambour de teillage réalisé selon la présente invention. - La figure 3 montre une vue de profil de la machine de traitement de la figure 1 qui montre le travail des tiges dans une première position des tambours. - La figure 4 montre une vue similaire à celle de la figure 3, qui montre le travail des tiges dans une seconde position des tambours. - La figure 5 représente une vue selon la flèche V de la figure 3 montrant les tambours de teillage réalisés selon l'invention. La figure a reprsente echimetiquement les barres de teillage des tambours montrés à la figure 5. - La figure 6b représente schématiquement la disposition relative des barres de teillage sur chaque tambour et leur coopération entre elles. L'invention vise une machine de traitement de tiges végétales de matière fibreuse. Une telle machine trouvera notamment son application dans l'industrie textile afin de préparer les fibres textiles avant leur utilisation. Elle sera notamment utilisée pour le teillage des tiges de lin mais pourrait être également employée pour traiter toute autre tige végétale de matière fibreuse présentant les mêmes caractéristiques telle que le chanvre ou autre. Comme dans la plupart des machines de traitement de tiges végétales de matière fibreuse connue, la machine (1) de la présente invention, notamment illustrée aux figures 1, 3 et 4, comporte les éléments essentiels suivants, les tiges végétales (2) étant préalablement disposées longitudinalement côte à côte en formant une nappe continue (3) - un ensemble d'outils teilleurs (4) pourvu de barres de teillage (5), constitué par un tambour de teillage supérieur (6) et un tambour de teillage inférieur (7), - des moyens de pincement (8) de la nappe de- tiges (3) permettant de maintenir les tiges (2) par rapport à l'ensemble d'outils teilleurs (4) et de déplacer la nappe (3), de l'entrée (9) vers la sortie (10) de la machine (1), selon un sens repéré A sensiblement perpendiculaire auxdites tiges (2). De plus, le tambour de teillage (6) et (7) est mis en rotation autour de son axe longitudinal en sens inverse tel que le montrent les flèches (11) et (12) des-figures 3 et 4. En outre, c'est entre ces deux tambours dont le plan des axes est disposé symétriquement par rapport au déplacement A de la nappe, que passera une extrémité de la nappe (3) formée par les tiges (2) à traiter. Selon la caractéristique principale de la présente invention, l'ensemble d'outils teilleurs (4) comporte au moins trois barres de teillage B1, B2, B3 repérées respectivement sur les figures, dans le cas de la figure 3 aux (16), (17), (18) dans le cas de la figure 4. En effet, on pourrait envisager que ensemble d'outils teilleurs (4) ne comporte que trois barres de teillage, dans ce cas deux solutions sont possibles, soit que le tambour supérieur porte deux lames et le tambour inférieur une lame, comme montré à la figure 3 soit 1' inverse comme illustré à la figure 4. Selon l'invention, ces lames sont disposées à la périphérie des tambours teilleurs (6) et (7) en hélicoïde et réparties de part et d'autre de la nappe de tiges (3) afin qu'elle soit travaillée, lors de son passage entre les tambours teilleurs (6), (7), par pénétration progressive, sans choc, des barres B1, B2, B3 dans les tiges (2) et d'une manière continue de l'entrée (9) vers la sortie (10) de la machine (1). De plus, les axes longitudinaux (19), (20) respectifs des tambours teilleurs (6) et (7) sont sensiblement disposés parallèlement à la direction A de déplacement de la nappe (3). Du fait de cette disposition et de l'hélicolde des barres de teillage, les tiges de lin (2) constituant la nappe (3) présenteront un point de travail qui se déplacera également parallèlement à la direction A du déplacement de la nappe. A cet égard, comme précisé ci-dessus, le tambour teilleur supérieur (6) porte au moins deux barres de teillage B1, B2 repérées (13), (14) à la figure 3 et le tambour teilleur inférieur (7) porte au moins une barre de teillage B3 repérée 15) à la figure 3 ou inversement, les repères de barres étant alors (16), (17), (18) comme à la figure 4, et la machine de traitement (1) comporte des moyens de synchronisation de la rotation des deux tambours (6), (7) pour permettre la coopération des barres B1, B2? B3 entre elles afin de travailler les tiges comme nettement illustré sur les figures 3 et 4. Ces moyens de synchronisation sont constitués par tout dispositif mécanique ou électronique connu de l'Homme de l'Art qui permet de contrôler leur rotation et leur positionnement relatif pendant celle-ci. Par ailleurs, la machine de la présente invention comporte également des moyens d'asservissement du ou des organes d'entraînement des tambours teilleurs (6), (7) et de l'organe d'entraînement des moyens de pincement (8) déplaçant la nappe (3). Ainsi, on peut régler et ajuster la vitesse de rotation des tambours teilleurs (6), (7) par rapport à la vitesse de déplacement de la nappe (3) et/ou inversement. Cette faculté est particulièrement intéressante car elle permet, par réglage très simple, de faire varier es conditions de teillage selon la qualité des tiges (2) récoltées et plus particulièrement selon la dureté de la partie ligneuse. Ces asservissements pourront etre, soit du type mécanique ou du type hydraulique, soit du type électrique ou électronique, technique à la portée de l'Homme de l'Art considéré. En ce qui concerne la réalisation des moyens de pincement (8) de la nappe de tiges (3), ils sont notamment constitués par un jeu de courroies sans fin (21) qui sont passées sur des poulies (22), (23) à leurs extrémités dont l'une est au moins entraînée en rotation par tout moyen connu en (24) par exemple. De plus, les courroies sont aptes à pincer les tiges en leur partie centrale en formant une chicane comme le montrent précisément les figures 3 et 4. Ainsi, on peut disposer et maintenir côte à côte les tiges (2) sensiblement perpendiculairement aux courroies et à la direction de leur déplacement A. En ce qui concerne la réalisation de l'ensemble d'outils teilleurs (4), il est à remarquer que le diamètre des tambours teilleurs (6) et (7), la profondeur p des barres de teillages (13) à (15) ou (16) à (18) et leur écartement respectif 5 et t sont tels pour travailler au moins une fois toute la longueur des tiges (2) de la nappe (3) en prise entre les tambours (6) (7) à chaque tour de tambour, comme particulièrement illustré aux figures 3 ou 4. Toutefois, bien qu'il soit envisageable de réaliser un ensemble outils (4) ne comportant qu'un seul jeu de trois barres de teillage B1, B2, B3 formant alors une hélicoide à une spire de 3600, il paraît intéressant de disposer plusieurs jeux de trois barres de teillage B1, B2, B3 répartis sur la périphérie des tambours (6), (7) en hélicoïde et alternés régulièrement afin de travailler autant de fois la nappe (3) qu'il y a de jeux de barres à chaque tour de tambour (6), (7) et alternativement par le dessus comme à la figure 4 puis par le dessous comme à la figure 3, ou inversement. Dans ce cas, lorsque l'ensemble outils (4) présente n jeux de barres B1, B2, B3, chacune de ces barres est disposée sur la périphérie de son tambour en hélicoide selon au moins un angle de 360/n entre l'entrée (25) et la sortie (26) du tambour (6) ou (7), lesdites barres formant alors des hélicoïdes à pas contraires d'un tambour à l'autre. Une telle réalisation est illustrée à la figure 2. En outre, la longueur des tambours teilleurs (6) ou (7) et le nombre de jeux de barres B1, B2, B3 de teillage définissent la valeur de l'angle d'hélicoïde p qui devra être très inférieure à 3600/n pour éviter d'enrouler les tiges autour du tambour lors de sa rotation et conserver les tiges sensiblement perpendiculaires à la direction A de déplacement de la nappe. C'est pourquoi il est intéressant d'au moins disposer deux jeux de barres formant une hélicoïde d'angle i voisin de 1800 et selon un mode préférentiel de la présente invention, on disposera quatre jeux de barras, comme illustré sur les figuras. Ainsi, chaque tambour teilleur (6) ou (7) présente chacun six barres de teillage repérées (13), (14), (27) à (30) sur le tambour supérieur (6) et (15), (31) à (35) sur le tambour inférieur (7). De plus, chacune des six barres est espacée inégalement et angulairement respectivement des angles T Y afin que l'on ait la relation suivante satisfaite : 2 6 + S = 1800. Par ailleurs, l'angle i est optimalisé selon le diamètre des tambours teilleurs (6) ou (7) et la profondeur p des barres de teillage. I1 est à remarquer que l'on a relevé de bons résultats lors d'essais de teillage réalisés sur des tiges de lin dans une machine de traitement conforme à l'invention et présentant des dimensions voisines de - longueur des tambours teilleurs diamètre du cylindre de tambour c = 0.400 à 0.700 mètre, diamètre hors tout du tambour f t = 0.800 à 1.400 mètre, profondeur p des barres de teillage = 150 à 350 millimètres, décalage angulaire entre deux barres d'un même jeu de barres de teillage portées par un meme tambour ss = 30 à 600, décalage angulaire entre deux barres d'un jeu de barres consécutif d'un meme tambour g = 60 à 800 vitesse de rotation des tambours teilleurs = 200 à 400 tours par minute vitesse de défilement de la nappe = 70 à 120 mètres par minute longueur des tiges travaillées entre deux tambours = 50 à 65 % de leur longueur totale. Enfin, pour avoir un traitement parfaitement progressif et une bonne pénétration des barres dans les tiges à traiter d'une manière continue de l'entrée (25) vers la sortie (26) des tambours, les jeux de barres de teillage sont répartis sur la périphérie des tambours (6) ou (7) afin qu'il y ait un léger recouvrement lors de l'action de deux jeux consécutifs. Ainsi, sur chaque face latérale du tambour, les lames sont espacées de manière à ce que, par exemple dans le cas de quatre jeux de barres, 4 &gamma; + 2 5 : 3600 et les deux faces sont ensuite décalées respectivement d'un angle de recouvrement compris entre 0 et 100. Autrement dit, l'angle o( formé par l'hélice d'une barre est compris dans le cas de quatre jeux de barres entre 90 et 1000. Ceci permet d'avoir toujours au moins un point d'attaque sur la nappe et éviter les chocs qui seraient engendrés s'il n'y avait pas ce recouvrement. De par les dispositions qui viennent d'être décrites, il est à remarquer que les tiges (2) sont travaillées entre les barres de teillage mobiles (5) et de tambour (6), (7), la disposition hélicoïde balayant alors toute la longueur à teiller progressivement du point de pincement, c'est-à-dire au niveau des moyens (8), jusqu'à l'extrémité des tiges (2). Toutefois, on a décrit un système symétrique avec des angles spécifiques i et W mais on pourrait également envisager, par décalage des deux tambours (6), (7) par exemple, d'avoir des angles (&gamma; et &gamma;')et (# et #') légèrement différents. La relation à satisfaire dans ce cas avec six barres serait : 2 + + 2 + 2 3 + G = 3600. Par ailleurs, pour faciliter l'introduction des tiges à l'entrée (25) de l'ensemble d'outils teilleurs (4), les barres de teillage respectives des deux tambours ont une hauteur qui est réduite progressivement vers cette entrée pour constituer un cône d'introduction (36) notamment illustré sur la figure 5. A ce sujet, la figure 5 et les figures 6 permettent de mieux comprendre la disposition des barres de teillage selon la réalisation préférentielle de la présente invention. La figure 6a montre schématiquement la vue de profil de l'entrée (25) des tambours (6) et (7) et rappelle les numéros de repère de chacune des lames tandis que la figure 6b montre par des segments les angles i formés par les barres de teillage de l'entrée (25) vers la sortie (2-6) de chacun des tambours. Selon la configuration des tiges de lin, par exemple quand celles-ci sont courtes pour éviter que les tiges échappent à une barre, on peut envisager pour la phase de finition de prévoir un nombre plus élevé de barres en sortie de tambour (26). Ces barras auxiliaires, montrées en pointillés sur les figures 1 et 5 et repérées (37) seraient par exemple intercalées entre les barres principales (5) et réalisées selon la même hélicoïde et avec un cône d'entrée. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Par exemple, on pourrait envisager de réaliser d'autres dispositions des jeux de barres ou d'en augmenter le nombre. REVENDICATIONS 1. Machine de traitement (1) de tiges végétales de matière de fibreuse (2), qui trouvera notamment son application dans l'industrie textile pour teiller les tiges de lin, dans laquelle on sépare les fibres textiles de la partie ligneuse desdites tiges (2) disposées longitudinalement côte à côte en formant une nappe continue (3), ladite machine (1) comprenant au moins :: - un ensemble d'outils teilleurs (4), pourvu de barres de teillage (5), constitué par un tambour de teillage supérieur (6) et un tambour de teillage inférieur (7) chacun mis en rotation autour de son axe longitudinal (19) et (20) en sens inverse, entre lesquels on fait passer la nappe (3)j - des moyens de pincement (8) de la nappe de tiges (3) permettant de maintenir les tiges (2) par rapport à l'ensemble d'outils teilleurs (4) et de déplacer la nappe, de l'entrée (9) vers la sortie (10) de la machine (1) selon un sens repéré A sensiblement perpendiculaire auxdites tiges (2), c a r a c t é r i s é e par ie fait que l'ensemble d'outils teilleurs (4) comporte au moins trois barres de teillage (5) B1, B2, B3, disposées à la périphérie des tambours teilleurs (6), (7) en hélicoide et réparties de part et d'autre de la nappe de tiges (3) afin quelle soit travaillée, lors de son passage entre les tambours teilleurs (6), (7), par pénétration progressive, sans choc, des barres (5) B1, B2, B3 dans les tiges (2) et d'une manière continue de l'entrée (9) vers la sortie (10) de la machine (1). 2. Machine de traitement, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que les axes longitudinaux (19) et (20) des tambours teilleurs (6), (7) sont disposés sensiblement parallèlement à la direction A de déplacement de la nappe (3). 3. Machine de traitement, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que le tambour teilleur supérieur (6) porte au moins deux barres de teillage B1, B2 (13), (14) et le tambour teilleur (7) porte au moins une barre de teillage B3 (15), ou inversement, et qu'elle comporte des moyens de synchronisation de la rotation des deux tambours (6) et (7) pour permettre la coopération des barres B1, 82, B3 entre elles afin de travailler les tiges (2). 4. Machine de traitement, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'elle comporte des moyens d'asservissement pour régler et ajuster la vitesse de rotation des tambours teilleurs (6), (7) par rapport à la vitesse de déplacement de la nappe (3) et/ou inversement. 5. Machine de traitement, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que le diamètre des tambours teilleurs (6), (7), la profondeur p des barres de teillage (5) B1, B2, B3 et leur écartement respectif S , sont tels pour travailler au moins une fois toute la longueur des tiges (2) de la nappe (3) en prise entre les tambours (6), (7) à chaque tour de tambour. 6. Machine de traitement, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que l'ensemble d'outils teilleurs (4) présente plusieurs jeux de trois barres (5) B1, B2, B3 de teillage répartis sur la périphérie des tambours (6) et/ou (7) en hélicolde et alternés régulièrement afin de travailler autant de fois la nappe (3) qu'il y a de jeux de barres à chaque tour de tambour (6) ou (7) et alternativement par le dessus puis par le dessous ou inversement. 7. Machine de traitement, selon la revendication 6, l'ensemble d'outils (4) présentant n jeux de-barres B1, B2, B3, (5) c a r a c t é r i s é e par le fait que chaque barre (5) est disposée sur la périphérie de son tambour (6) ou (7) en hélicoïde selon au moins un angle d de 3600/n, entre l'entrée (25) et la sortie (26) du tambour (6) ou (7), les barres (5) formant des hélicoldes à pas contraire, d'un tambour à l'autre. 8. Machine de traitement, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait que les jeux de barres sont répartis sur la périphérie des tambours afin qu'il y ait un léger recouvrement lors de l'action de deux jeux de barres consécutifs. 9. Machine de traitement, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait que la longueur des tambours tailleurs, le nombre de jeux de barres de teillage, définissent ensemble un angle d'hélicolde 9 très inférieur à 3600/n pour éviter d'enrouler les tiges autour du tambour et conserver les tiges sensiblement perpendiculaires à la direction A de la nappe. 10. Machine de traitement, selon la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'au niveau de l'entrée (25) de la nappe (3) entre les tambours teilleurs (6) et (7), les barres (5) respectives des deux tambours (6) et (7) ont une hauteur qui est réduite progressivement vers cette entrée (25) pour constituer un cône d'introduction (36) de la nappe. 11. Machine de traitement, salon la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait que l'ensemble d'outils teilleurs (4) présente quatre jeux de trois barres de teillage, chaque tambour (6) ou (7) présentant chacun six barres de teillage (5) espacées inégalement, repérées respectivement (13), (14), (27) à (30) pour le tambour (6) et (15), (31) à (35) pour le tambour (7), et espacées angulairarnent respectivement des angles &gamma;, &gamma; , #, &gamma;, &gamma;, # afin que 2 &gamma; + ss = 180 , l'angle S étant optimalisé selon le diamètre des tambours (6) ou (7) et la profondeur p des barres.