Brevet FR2630664A1 — publié le 19891103

L'invention concerne d'une manière générale les dispositifs de fragmentation tels que des appareils de coupe ou "cutters" à couteaux rotatifs, et plus particulièrement un calibre de montage des couteaux et un appareil de coupe rotatif perfectionné ou "cutter" à couteaux conçu pour utiliser le calibre de montage des couteaux afin de faciliter le réglage des couteaux montés sur le rotor. Des dispositifs de fragmentation, tels que des appareils de coupe rotatifs ou "cutters" à couteaux, trouvent des applications très diversifiées dans l'industrie pour produire des particules de forme géométrique dimensionnées, en toute matière pouvant être réduite par une action de coupe et de cisaillage. Une utilisation particulière d'un appareil de coupe rotatif à couteaux réside dans le cisaillage précis de déchets ou chutes de film de matière plastique tels que des pièces de films de polyéthylène, de polypropylène ou de polyester, dont la finesse peut atteindre 0,012 mm et dont l'épaisseur peut s'élever jusqu'à 0,25 mm.Il est courant, dans l'industrie, de recycler des déchets de films de matière plastique provenant de l'ébavurage des bords des bobines pour obtenir un bord-uniforme sur le film en cours de fabrication, ou à partir d'un film qui est défectueux par le fait que son épaisseur est hors norme ou qu'il présente des impuretes ou des trous. Habituellement, on fait passer ces chutes ou déchets à travers l'appareil de coupe rotatif à couteaux et on les coupe en petites pièces qui sont ensuite mélangées à des pastilles vierges, refondues et extrudées pour la production d'un nouveau film. Dans un appareil de coupe rotatif habituel à couteaux, plusieurs couteaux allongés longitudinalement sont montés le long de la circonférence d'un rotor central, dans une position de coupe par rapport à au moins un couteau fixe monté sur une partie du corps ou bâti entourant le rotor. Sous l'effet d'une rotation du rotor, la matière introduite dans l'appareil de coupe est cisaillée entre les couteaux tournants, communément appelés couteaux volants ou couteaux de rotor, et les couteaux fixes, généralement appelés couteaux de bâti, afin de réduire la matière. Il est évidemment très important que les tranchants des couteaux volants soient convenablement disposés par rapport aux tranchants des couteaux de bâti pour produire l'action de cisaillage nécessaire pour un fonctionnement efficace de l'appareil de coupe rotatif.Si les couteaux du rotor et les couteaux du bâti ne sont pas positionnés convenablement les uns par rapport aux autres, la matière à fragmenter est déchirée plutôt que coupée, ce qui peut poser des problèmes de traitement en aval dans l'installation. Un position convenable des couteaux est particulièrement essentielle lors de la coupe d'un film de matière plastique dont la minceur peut descendre jusqu'a 0,012 mm. En général, le tranchant du couteau volant ou tournant doit être parallèle à l'axe central horizontal du rotor et doit être disposé de manière que, lorsque les couteaux tournent, ils balayent ou passent à moins de 3,2 mm du tamis de calibrage entourant la partie inférieure du rotor. Le tranchant des couteaux de bâti ou couteaux fixes doit être ajusté de façon que les couteaux tournants passent en deçà d'une distance pouvant descendre à 0,05 mm, entre tranchants, sur la longueur des couteaux. En pratique courante, les couteaux sont mis en place par mesure et fixation d'un couteau tournant à partir du tamis de calibrage, au moyen d'un calibre, ou par mise en place à partir d'une arête droite sur le guide de montage du tamis. Puis ce couteau fixe est utilisé pour la mise en place et la fixation d'un couteau de bâti par mesure sur la longueur du couteau, d'un tranchant à l'autre, au moyen de calibres à lames ou jauges d'épaisseur. Ce couteau de bâti est à son tour utilisé comme repère pour les couteaux volants restants. Les autres couteaux de bâti sont ensuite positionnés à partir d'un couteau volant. Ce procédé habituel de positionnement des couteaux est compliqué, car il est particulièrement difficile de positionner le premier couteau tournant du fait que le tamis se trouve au-dessous du rotor. Il est également fastidieux et long de positionner les couteaux restants. Un objet de la présente invention est de proposer un appareil de montage ou de positionnement de couteau destiné à positionner avec précision le tranchant d'un couteau volant à une distance préalablement choisie, radialement vers l'extérieur de l'axe central du rotor sur lequel il est monté, afin que le couteau volant soit positionné convenablement par rapport au tamis de calibrage disposé au-dessous du rotor et que l'on obtienne ainsi un tranchant positionné avec précision, sur lequel les couteaux de bâti peuvent être réglés pour établir l'écarte- ment approprié entre les tranchants afin de produira une action de cisaillage optimale. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels : - la figure 1 est une vue en bout, avec coupe partielle, d'un appareil de coupe rotatif - la figure 2 est une vue en élévation, avec coupe partielle, de l'appareil de coupe rotatif de la figure 1 - la figure 3 est une vue en élévation avec coupe partielle du rotor d'un appareil de coupe rotatif conçu conformément à l'invention ; et - la figure 4 est une élévation montrant le calibre de positionnement ou de montage de la présente invention. Un appareil de coupe rotatif comprend un corps définissant une chambre de travail ayant une entrée pour une matière d'alimentation devant être déchiquetée ou hachée dans la chambre de travail, et un rotor comprenant un disque globalement cylindrique, monté sur un arbre disposé à l'intérieur de la chambre de travail et destiné à tourner sur son axe longitudinal. Au moins un couteau volant est monté sur la surface périphérique extérieure du rotor, son tranchant en faisant saillie vers l'extérieur. Chaque couteau volant peut être positionné de façon réglable par rapport au rotor# afin que lé tranchant de chaque couteau volant puisse être placé à une distance préalablement choisie, radialement vers l'extérieur de l'axe longitudinal central sur lequel l'arbre tourne. Au moins un couteau de bâti est monté fixement dans la chambre de rotation, en position de coupe par rapport à chaque couteau volant, afin qu'une matière soit déchiquetée ou hachée en passant entre les couteaux volants et les couteaux de bâti sous l'effet de la rotation du rotor. Conformément à l'invention, un logement de positionnement ou de montage est prévu dans la surface circonférentielle extérieure du rotor, au voisinage de chaque couteau volant. Chaque logement de positionnement est conçu pour recevoir un calibre de montage ou de positionnement et présente une surface d'appui contre laquelle la base du calibre de montage repose. Une surface de positionnement est prévue sur le calibre, à son extrémité opposée à celle de la base. Le tranchant du couteau volant est ajusté de façon à buter contre la surface de positionnement présentée par le calibre, ce dernier étant inséré dans le logement de positionnement. Le tranchant du couteau volant étant ainsi mis en position, le couteau peut être fixé au rotor par des moyens classiques de montage, assurant ainsi que le tranchant est maintenu à une distance préalablement choisie, radialement vers l'extérieur, de l'axe central sur lequel l'arbre du rotor tourne. En référence à présent aux dessins et plus particulièrement aux figures 1 et 2, il est représenté un appareil de coupe rotatif 10 qui comprend un rotor 12 comprenant un disque globalement cylindrique monté sur un arbre 14 qui s'étend horizontalement afin de tourner sur son axe central- s'étendant .longitudinalement, à l'intérieur de la chambre 16 de travail définie par le corps de l'appareil de coupe ou "cutter". L'arbre 14 du rotor s'étend horizontalement à travers la chambre 16 de travail et est monté, à chacune de ses extrémités, sur un palier 22. L'arbre est entraîné d'une manière classique par un moteur. Pendant que l'arbre 14 tourne, le rotor cylindrique 12 monté sur l'arbre 14 tourne aussi à l'intérieur de la chambre 16 de travail. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 3, plusieurs couteaux 32 sont montés sur le rotor 12 à intervalles le long de sa périphérie. Chacun des couteaux 32 est claveté dans un alvéole 50 formé dans la surface périphérique extérieure du disque du rotor. Un couteau volant 32 comprend un barreau sensiblement rectangulaire, allongé longitudinalement, ayant un tranchant 33 usiné sur la surface-de son bord avant. La base 35 du couteau volant 32 est logée dans l'alvéole 50 et maintenue en place à l'intérieur de cet alvéole 50 au moyen d'une équerre 34 de maintien de couteau qui bute sur la surface supérieure 37 du couteau volant 32.Une vis 60 de montage passe i travers l'équerre 34 de maintien du couteau et est vissée dans l'alvéole 50 pour fixer l'équerre 34 au rotor et maintenir le couteau volant 32 en position dans l'alvéole 50 de façon que le tranchant 33 dépasse d'une distance 'souhaitée de la surface extérieure du rotor 12. Chaque alvéole 50 est forme dans la surface périphérique extérieure du rotor 12 de façon à présenter deux surfaces 52 et 54 sensiblement perpendiculaires entre elles. ta première surface 52 forme la semelle de l'alvéole 50 et constitue une surface contre laquelle la base allongée longitudinalement 35 du couteau volant 32 est placée. La seconde surface 54 s'étend sensiblement perpendiculairement vers l'extérieur de la première surface 52 pour former le talon de l'alvéole 50. Un trou taraudé 55 est percé dans la surface 54 du talon de 13alvéole 50 pour recevoir la vis 60 de montage au moyen de laquelle l'équerre 34 de maintien du couteau est fixée au rotor 12 afin de maintenir le couteau volant 32 à l'intérieur de l'alvéole 50.Une équerre 34 de montage est prévue au moins à proximité de chacune des extrémités espacées longitudinalement du couteau volant 32 et, si cela est souhaité, en un ou plusieurs points situés entre elles. Pendant que le rotor 12 tourne autour de l'axe longitudinal de son arbre 14, les couteaux 32 du rotor entrent en relation coopérante de coupe avec deux couteaux de bâti 36 qui sont disposés globalement de façon à être diamétralement opposés l'un à l'autre suivant le plan horizontal passant par l'axe longitudinal du rotor 12. Des matières, telles que des films de matière plastique, devant être déchiquetées ou hachées et réduites en particules d'une dimension particulière, sont introduites dans la chambre 16 de travail au moyen du tube 38 d'entrée du dispositif 40 d'alimentation qui est habituellement monté sur un côté du couvercle 20 du corps de l'appareil de coupe ou "cutter".Habituellement, le dispositif 40 d'alimentà- tion comprend des rouleaux 42 d'alimentation qui sont généralement entraînés par un moteur 44 à vitesse variable pour assurer une alimentation forcée de la matière par le tube 38 d'entrée vers la chambre 16 de travail. La matière qui a été suffisamment réduite en dimension passe & travers un tamis concave 46 dispo'sé au-dessous et autour de la partie inférieure de la chambre 16 de coupe. Le tamis concave 46 présente des trous qui sont dimensionnés pour ne permettre le passage que de la matière qui a été réduite à la dimension appropriée. La matière réduite qui passe à travers le tamis concave 46 est reçue sur un berceau incliné, globalement concave 48, disposé au-dessous du tamis et destiné à recevoir et collecter la matière réduite.La matière collectée sur le berceau 48 descend en glissant le long de la surface incliné du berceau et est évacuée par une goulotte 66 de sortie afin d'être utilisée pour un recyclage. Comme mentionné précédemment, il est essentiel pour le fonctionnement efficace de l'appareil ou "cutter" rotatif à couteaux que les couteaux volants rotatifs 32soient disposés de façon que leurs tranchants 33 soient convenablement espacés du tamis de fond 46 ainsi que des tranchants des couteaux fixes36 de bâti.Conformément à l'invention, le rotor 12 de ltappareil de coupe présente des logements ayant une surface de contact en retrait pour recevoir un calibre de positionnement ou de montage de couteau. - Dans la forme préférée de réalisation du rotor 12 illustrée sur la figure 2, les logements comprennent chacun un trou 70 de montage ou de positionnement percé dans la surface périphérique extérieure du rotor 12, à une profondeur souhaitée suivant un axe sensiblement parallèle à la surface 52 de semelle de l'alvéole 50.Le trou 70 de positionnement peut être chambré sur une partie 78 de sa profondeur pour former un épaulement 74 établissant une surface de contact contre laquelle le calibre de positionnement ou de montage de couteau est placé lorsqu'il est inséré dans le trou 70 de montage durant le processus de montage ou de positionnement du couteau. Le trou 70 est avantageusement fileté en 76 de façon à recevoir le calibre fileté de montage de couteau, la partie chambrée 78 du trou 70 de positionnement étant avantageusement lisse. Le calibre 80 de montage ou de positionnement de couteau comprend un élément analogue à une vis, comportant un siège 82 de positionnement qui fait saillie radialement vers l'extérieur d'une broche cylindrique centrale 84 s'étendant axialement. Le siège 82 de positionnement ~ comprend avantageusement un disque annulaire s'étendant radialement, disposé coaxialement autour d'une extrémité de la broche 84 de l'élément analogue à une vis, en butée contre sa tête 86. L'extrémité 88 en forme de tige de la broche 84, opposée à la tête 86, est avantageusement filetée afin de permettre au calibre 80 de positionnement de couteau d'être vissé dans le trou 70 de positionnement du rotor 12 pour assurer un positionnement précis des couteaux volants 32.En outre, si le calibre 80 doit être inséré dans un trou 70 de positionnement qui comporte une partie chambrée, la broche 84 du calibre 80 comporte alors un premier tronçon 89 de grand diamètre, correspondant à la partie 78 du trou 70 de positionnement et qui s'étend vers l'extérieur de l'extrémité filetée, de plus faible diamètre, de la broche 84. La longueur du premier tronçon 89 de grand diamètre de la broche 84 est choisie de façon que ce tronçon 89 de la broche 84 s'applique sur l'épaule- ment 74 du trou chambré 70 de positionnement lorsque le calibre 80 est vissé dans ce trou. Lors d'une mise en application, la broche 84 du calibre 80 est insérée ou vissée dans le trou 70 de positionnement percé dans la surface extérieure du rotor 12 de l'appareil ou cutter rotatif i couteaux. Le calibre 80 étant ainsi en position, le siège annulaire 82 de positionnement du calibre s'étend radialement vers l'extérieur et à peu près perpendiculairement à la surface 52 de semelle de l'alvéole 50. Le couteau volant 32 est alors mis en place de façon que sa base 35 repose sur la semelle 52 de l'alvéole 50 et glisse le long de la semelle jusqu'à ce que le tranchant 33 du couteau volant 32 bute contre la surface 90 de positionnement située sur le siège 82 de positionnement du calibre 80.Les équerres 34 de montage de couteaux sont ensuite mises en place dans l'alvéole 50 pour encadrer le couteau volant 32 convenablement positionné et, pour le montage, une vis 60 est vissée dans chaque trou 55 du talon 54 de l'alvéole 50 afin de bloquer les équerres 34 de montage en position et de fixer ainsi le couteau volant 32 qu'elles encadrent dans sa position appropriée. Le mécanicien peut ensuite ajuster de façon similaire les couteaux volants restants en utilisant le calibre 80, puis pour ajuster la position de chacun des couteaux 36 de bâti par rapport au couteau volant 32 le plus proche afin d'établir l'écartement relatif approprié pour assurer une action de cisaillage efficace.En variante, le mécanicien peut d'abord établir la position de chaque couteau 36 de bâti à partir du premier couteau volant qui a été positionné avec précision à l'aide du calibre 80 afin d'établir l'écartement relatif approprié, puis il peut ajuster chacun des couteaux volants restants par rapport aux couteaux de bâti à présent positionnés. Le positionnement approprié des couteaux volants 32 par rapport au tamis de dessous 46 entourant la chambre de travail au-dessous du rotor 12 est assuré grâce à l'utilisation du calibre 80 et à la présence de la surface de contact en retrait dans le trou 70 de positionnement ménagé dans la surface extérieure du rotor 12. Dans le cas d'un trou de positionnement non chambré, le fond 72 du trou constitue une surface de contact en retrait contre laquelle l'extrémité 88 en forme de tige de la broche 84 repose lorsque le calibre 80 est inséré ou vissé dans le trou 70 de positionnement. Lorsque le trou de positionnement est chambré, la broche 84 du calibre 80 comporte un premier tronçon 89 de plus grand diamètre dont l'extrémité inférieure repose sur l'épaulement 74 lorsque le calibre 80 est inséré ou vissé dans le trou chambré 70 de positionnement.Dans chaque cas, la surface de contact en retrait peut être percée avec précision pendant la fabrication du rotor 12 pour constituer une surface de référence qui sera positionnée avec précision, à une distance préalablement choisie, de l'axe central du rotor et, par conséquent, du tamis inférieur 46 lors de l'assemblage de l'appareil de coupe rotatif à couteaux dans l'atelier. Dans le cas d'un trou non chambré 70 de positionnement, la broche 84 du calibre 80 présente une longueur prédéterminée telle que, le calibre 80 étant inséré ou vissé dans le trou 70 de positionnement, l'extrémité 82 en forme de tige de la broche 84 porte contre le fond 72 du trou 70 et le siège 82 de positionnement, s'étendant vers l'extérieur de la broche 84, définit une ligne & l'intersection avec un plan imaginaire 90 projeté vers l'extérieur le long de la surface de semelle 52 de l'alvéole 50, contre laquelle le couteau volant 32 peut être placé afin que, sous l'effet d'une rotation du rotor 12, il soit défini un arbre de coupe 99 qui est espacé d'une distance prédéterminée et souhaitée, radialement vers l'extérieur de l'axe de l'arbre du rotor et radialement vers l'intérieur par rapport à l'arbre du rotor, à partir du tamis inférieur concave 46 entourant le rotor 12 dans la partie inférieure de la chambre de travail. Similairement, lorsque le trou 70 de positionnement ou de montage est chambré, le premier t#ronçon 89 de grand diamètre du calibre 80 de positionnement possède une longueur prédéterminée telle que, le calibre 80 étant inséré ou vissé dans le trou chambré 70 de positionnement, l'extrémité inférieure du tronçon 89 de grand diamètre entre en contact avec l'épaulement 74 du trou 70 de positionnement et le siège 82 de positionnement, qui fait saillie vers l'extérieur de la broche 84, définit une ligne à l'intersection avec un plan imaginaire 90 projeté vers l'extérieur le long de la surface de semelle 52 de l'alvéole 50 contre laquelle le couteau volant 32 peut être positionné de façon que, à la suite d'une rotation -du rotor 12, il soit défini un arc de coupe 99 qui est espacé d'une distance prédéterminée et souhaitée, radialement vers l'extérieur de l'axe de l'arbre du rotor et radialement vers l'intérieur par rapport au rotor 12, à partir du tamis inférieur concave 46 entourant le rotor 12 dans la partie inférieure de la chambre de travail. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil de coupe et au calibre de positionnement décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de coupe rotatif perfectionné, comprenant un corps qui définit une chambre (16) de travail, des moyens d'entrée (38, 40) débouchant & travers le corps pour amener une matière devant être déchiquetée ou hachée dans la chambre de trav#ail, un rotor globalement cylindrique (12) monté sur un arbre (14) disposé à l'intérieur de la chambre de travail et conçu pour tourner sur un axe s'étendant longitudinalement, au moins un couteau volant (32) monté sur la périphérie du rotor, ce couteau volant ayant un tranchant (33) qui fait saillie vers l'extérieur au-delà de la surface périphérique du rotor et qui peut être positionné de façon réglable par rapport au rotor, des moyens de montage (34, 55, 60) pour fixer le couteau volant au rotor, au moins un couteau (36) de bâti monté fixement dans la chambre de travail, en position de coupe par rapport au couteau volant, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte des logements (70) formés dans la surface périphérique extérieure du rotor afin de recevoir un calibre (80) de positionnement conçu pour présenter une surface d'appui (90) contre laquelle le tranchant dudit couteau volant est placé avant que le couteau volant soit fixé au rotor à l'aide des moyens de montage. 2. Appareil de coupe rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque logement comprend un trou (70) de positionnement percé dans la surface périphérique extérieure du rotor à proximité de chaque couteau volant, à une profondeur souhaitée, afin de former une surface en retrait (72 ou 74) constituant une surface de référence contre laquelle le calibre de positionnement entre en contact lorsqu'il est reçu dans le trou de positionnement. 3. Appareil de coupe rotatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque trou de position nement comprend un premier tronçon de faible diamètre percé dans la surface périphérique extérieure du rotor, sur une première distance, et un second tronçon (78) de plus grand diamètre, percé dans la surface périphérique extérieure du rotor, coaxialement au premier tronçon et sur une seconde distance inférieure à la première distance, afin de former un épaulement annulaire (7-4) en retrait dans le rotor, à une profondeur souhaitée, pour constituer ainsi ladite surface de référence en retrait. 4. Appareil de coupe rotatif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier tronçon de faible diamètre du trou s'étendant dans le rotor au-delà du second tronçon de plus grand diamètre est fileté (76). 5. Rotor destiné à être monté sur un arbre tournant (14) disposé suivant un axe longitudinal à l'intérieur d'une chambre (16) de travail définie dans le corps d'un appareil de coupe rotatif (10), le rotor étant caractérisé en ce qu'il comporte un disque sensiblement cylindrique ayant une surface périphérique extérieure, plusieurs alvéoles (50) formés dans la surface périphérique extérieure du disque et présentant chacun une première surface (52) et une seconde surface (54) disposées à peu près perpendiculairement entre elles, un couteau volant (32) disposé partiellement dans chaque alvéole du rotor, chaque couteau volant comprenant un élément allongé, analogue à un barreau, ayant une surface supérieure, une surface de base (35) pouvant glisser en butée contre la première surface (52) de l'alvéole du rotor, et un tranchant longitudinal (33) dépassant à l'extérieur de l'alvéole du rotor, au-delà de la surface périphérique du disque du rotor, des équerres (34) de montage disposées à l'intérieur de chaque alvéole de rotor pour porter contre le couteau volant disposé dans cet alvéole, des moyens'(55, 60) de fixation associés fonctionnellement à chaque équerre de montage pour la fixer à la seconde surface (54) de l'alvéole du rotor et bloquer ainsi en position le couteau volant contre lequel portent les équerres de montage, et des logements de positionnement formés dans le disque du rotor et associés fonctionnellement à chaque alvéole du rotor afin de recevoir un calibre (80) de positionnement, chaque logement de positionnement comprenant un trou (70) de positionnement percé dans la surface périphérique extérieure dans le disque du rotor, circonférentiellement adjacent à la première surface de l'alvéole du rotor, jusqu'à une distance souhaitée suivant un axe parallèle à la première surface de l'alvéole adjacent du rotor afin de former une surface (72 ou 74) en retrait constituant une surface de référence avec laquelle le calibre de positionnement entre en contact lorsqu'il est reçu dans le trou de positionnement. 6. Calibre de positionnement à utiliser dans le réglage d'un couteau volant (32) monté sur un rotor (12) d'un appareil de coupe rotative (10), caractérisé en ce qu'il comporte une broche cylindrique centrale ~ (84) s'étendant axialement, et un élément annulaire (82) faisant saillie perpendiculairement et radialement vers l'extérieur de la broche cylindrique centrale, sur la circonférence de celle-ci et à l'une de ses extrémités, cet élément annulaire présentant une surface (90) de positionnement contre laquelle est placé le tranchant (33) du couteau volant.