Brevet FR2735057A1 — publié le 19961213

DISPOSITIF DE CAPTAGE DE DECHETS SUR UNE SCIE A RUBAN La présente invention concerne un dispositif de captage des déchets formés au cours du sciage par le brin descendant de la lame d'une scie à ruban équipée d'une table de travail présentant une ouverture pour le passage dudit brin descendant en direction d'une roue inférieure de renvoi du ruban, comprenant un boîtier sous ladite table, traversé par ledit brin descendant, ayant une ouverture supérieure à proximité de la face inférieure de la table et entourant ladite ouverture de la table, et des moyens d'aspiration reliés à une ouverture de sortie dudit boîtier. L'invention concerne également une scie munie d'un tel dispositif. Les scies à ruban du type ci-dessus présentent l'inconvénient de produire des déchets de type sciure, copeaux et poussières qui s'agglomèrent sur les parties tournantes qui entraînent le ruban sans fin constituant la lame de scie, notamment sur les roues inférieures et supérieures constituant les volants d'entraînement et de renvoi. Cet inconvénient implique un nettoyage régulier des volants afin d'éviter des phénomènes de balourd et la formation de criques sur les lames de scie. Par ailleurs, le mouvement des parties mobiles entraîne un brassage d'air dispersant ces déchets dans l'atmosphère. Outre les risques d'incendie ou d'explosion, les poussières de bois peuvent induire nombre de pathologies (cancer, asthme, eczéma, etc...) chez les utilisateurs. Pour des raisons de sécurité, sur les machines actuelles, les deux roues et le brin ascendant du ruban sont normalement entourés par des carters de sécurité. Il se pose donc le problème de capter et d'évacuer les déchets du sciage pénétrant dans le carter inférieur par l'ouverture de la table de travail, d'empêcher ces déchets d'adhérer à la lame de scie et de remonter dans le carter supérieur, enfin de minimiser la dispersion des déchets dans l'atmosphère environnante. Afin d'éviter la circulation des déchets collés sur la lame, le document FR 2 666 536 propose de placer sous la table de travail des pièces maintenues en légère friction contre la lame. Ce système ne résout pas le problème des poussières et sciures véhiculées par l'atmosphère. Le brevet FR 1 375 882 propose de placer sur les faces du volant inférieur de la scie des ailettes générant un courant d'air circulaire dans le carter entourant ce volant et d'évacuer le flux d'air chargé de particules par une tuyauterie d'aspiration située à la base de la partie inférieure arrière opposée du carter. Même en plaçant des cloisons déflectrices à l'intérieur du carter, ce dispositif n'est pas capable d'éviter la dispersion des particules dans l'ensemble du carter inférieur ni leur remontée avec le ruban de scie dans le carter supérieur. Ce dispositif est illustré schématiquement dans la figure 1A. Certains constructeurs de scie à ruban ont également déjà proposé des dispositifs de captage des déchets du type défini çi-dessus et tel qu'illustré par la figure 1B. Ce dispositif de l'art antérieur permet de capter les poussières directement sous la table de la machine et dès leur sortie de la pièce en bois sciée. Elles sont véhiculées vers la conduite d'évacuation par l'air entrant par l'ouverture de la table de travail. Cependant une fraction des poussières et sciures peut encore rester piégées dans les dents du ruban et échapper au captage. Elles sont alors entraînées dans la partie inférieure du bâti et dispersées ensuite dans l'environnement ou entraînées dans la partie haute de la machine. Ce dispositif d'aspiration est plus performant que le dispositif illustré dans la figure 1A, toutefois, si l'on souhaite obtenir un indice d'assainissement élevé, il est nécessaire de mettre en oeuvre un débit d'air extrêmement important, donc des moyens de ventilation puissants, donc coûteux à l'installation et en énergie. Le but de la présente invention est de capter un maximum de déchets c'est à dire, sciure, poussières, copeaux produits par l'opération de sciage, que ceux-ci soient véhiculés sur la lame elle-même ou à proximité, d'empêcher leur dispersion aussi bien dans l'atmosphère de l'atelier que dans les autres parties de la machine et sans présenter les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. Ce but est atteint grâce à un dispositif de captage du type défini ci-dessus dont le boîtier se prolonge verticalement vers le bas et forme une zone d'encoffrement partiel de ladite roue inférieure, s'étendant autour du point où ledit brin descendant entre en contact avec ladite roue inférieure, et comporte une cloison intérieure formant un déflecteur disposé au-dessus de la portion de jante de ladite roue inférieure pénétrant dans ledit boîtier. Les moyens d'aspiration peuvent être constitués par tous ventilateurs, turbines ou autres capables d'assurer à travers le dispositif un flux d'air de l'ordre de 100 à 1000 m3 par heure. Ce déflecteur empêche les déchets de sciage de tomber directement sur la jante et d'être véhiculés en restant coincés entre jante et ruban. La lame de scie est encoffrée sur une distance beaucoup plus longue que dans le dispositif de l'art antérieur illustré sur la figure 1B, donc soumise plus longtemps à l'aspiration d'air. Par encoffrement partiel de la roue inférieure, il faut entendre au sens de la présente invention que le dispositif entoure une partie de cette roue ou volant inférieur en ne lui laissant que l'espace nécessaire de chaque côté, entre les bords du boitier et les flancs de la roue, pour permettre sa rotation sans frottement contre le boîtier. Les tables de travail des scies du type faisant l'objet de la présente invention sont habituellement munies d'un bloc de table qui constitue une pièce d'usure présentant une fente pour le passage du ruban et une pluralité de trous pour améliorer l'aspiration des sciures produites au-dessus du bloc de table, ces trous d'aspiration pouvant être répartis sur la surface de ce bloc de table, et notamment situées latéralement de part et d'autre du ruban. De préférence selon la présente invention un trou central de plus grande importance que les trous latéraux est situé à l'arrière du ruban. De préférence le boîtier présente une ouverture latérale à la partie supérieure de ladite zone d'encoffrement partiel, et en dessous dudit déflecteur, agencé de façon à favoriser une entrée d'air au voisinage de la jante de ladite roue inférieure. Le mouvement d'air provoqué par la rotation du volant s'ajoute au flux d'air généré par les moyens de ventilation pour créer un flux d'air sensiblement parallèle à la jante et frappant la lame de scie de sorte que l'interface entre jante et bras descendant ainsi que les dents de scie se trouvent nettoyées. De préférence le déflecteur intérieur s'étend en descendant de la face du boîtier jusqu'à proximité immédiate du brin descendant de la lame. De ce fait, la jante est mieux protégée de la sciure arrivant par les trous d'aspiration du bloc de table et, la lame entraînant elle-même un flux d'air, la proximité du déflecteur crée des turbulences susceptibles de décoller des sciures. De préférence, le déflecteur délimite le bord supérieur de ladite ouverture latérale et délimite avec la jante de ladite roue inférieure et avec les parois du boîtier adjacentes à ladite roue inférieure un conduit amenant un flux d'air sur la face dudit brin descendant entrant en contact avec ladite roue inférieure. De préférence, la zone d'encoffrement partiel s'étend sur une portion de la circonférence de ladite roue inférieure située au-delà du point de contact avec ledit brin descendant, comprise entre un seizième et un quart de la circonférence et de préférence entre un huitième et un quart de la circonférence. De ce fait, le ruban de scie se trouve soumis aux effets des moyens d'aspiration dans une zone où il se courbe latéralement, ce qui permet de poursuivre l'action de décollement des particules alors que dans le dispositif illustré sur la figure 1B ce ruban n'est soumis à l'effet des moyens d'aspiration que sur une portion droite et courte située immédiatement sous la table. De préférence, les parois intérieures du boîtier sont profilées de façon à faciliter l'écoulement de l'air depuis l'ouverture de la table de travail jusqu'à l'ouverture de sortie du boîtier sans accumulation locale de déchets. Selon une variante d'exécution, le boîtier présente une ouverture d'aspiration supplémentaire à l'extrémité inférieure de ladite zone d'encoffrement partiel permettant une aspiration d'air au voisinage de la zone où le ruban recouvrant la jante de la roue inférieure sort du boîtier. Etant donné que le mouvement rotatif du volant supérieur d'une scie à ruban est capable de produire des mouvements d'air audessus de la table de travail qui interfèrent avec l'aspiration des poussières sous cette même table, la scie à ruban selon l'invention comporte de préférence au niveau du carter supérieur des moyens déflecteurs d'air limitant ces mouvements d'air. La présente invention sera mieux comprise de l'homme du métier grâce à la description d'un mode de réalisation particulier de l'invention et des essais comparatifs avec les dispositifs de l'art antérieur, illustrés par les figures accompagnantes, dans lesquelles - la figure 1A est une vue schématique en coupe verticale d'un premier dispositif de l'art antérieur. - la figure 1B est une vue schématique en coupe verticale d'un deuxième dispositif de l'art antérieur. - la figure 1C est un agrandissement de 1B. - la figure 2A est une vue schématique en coupe verticale d'une scie à ruban équipée d'un premier mode de réalisation du dispositif de captage selon l'invention. - la figure 2B est une vue schématique, en coupe verticale agrrandie, d'un premier mode de réalisation du dispositif de captage selon l'invention. - la figure 2C est une vue en coupe horizontale d'un bloc de table. - la figure 3 est une vue schématique en coupe verticale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est un graphique comparant les indices d'assainissement Ia obtenus avec les dispositifs selon les figures 1A, 1B, 2B - la figure 5 est un graphique comparant les concentrations de poussières, P, obtenues avec les dispositifs selon les figures 1A, 1B, 2B. On constate sur les figures 2A, 2B que le dispositif de captage présente en coupe latérale verticale la forme générale d'un "L" dont la branche la plus longue, 1, s'étend depuis la face inférieure de la table de travail jusqu'au pied du bâti de la scie. Les moyens d'aspirations à l'extrêmité de la branche courte lb symbolisés par la flèche F sont connus en soi. Comme le montre la figure 2B, le bord supérieur du boîtier 1 vient en contact avec la face inférieure de la table de travail et entoure l'ouverture 4 de celle-ci permettant le passage de la lame 5, ainsi que le guide-lame inférieur 6 normalement présent sur ce type de machine. L'homme du métier observera que la section du boîtier peut être cylindrique ou carrée ou présenter d'autres formes selon l'encombrement disponible sous la table et que un des côtés du boîtier peut être constitué par le bâti de la scie elle-même.Le boîtier doit comporter une face avant amovible ou capable d'être ouverte à la manière d'une porte pour permettre l'échange commode de la lame de scie. L'ouverture supérieure du boîtier 1 est fermée par la table et le bloc de table 7, l'air pénétrant par le gros trou central 12 de celui-ci ainsi que par les trous d'aspiration latéraux 13 plus petits, visibles sur la figure 2C. On voit sur la figure 2C que le gros trou central 12 communique avec la fente et que l'arrière du ruban peut pénétrer dans le trou central 12. Un déflecteur 2 sous forme d'une plaque inclinée s'étend de la paroi du boîtier, en descendant, vers la lame dont il s'approche le plus près possible sans entrer directement en contact, grâce à une extrémité taillée en biseau. Ce déflecteur protège la jante de la roue inférieure 9, qui pénétre dans la moitié gauche du boîtier, des sciures arrivant par le haut, en renvoyant ces dernières vers la droite et vers le bas du boîtier 1, formant conduit.Une ouverture latérale 3 située audessus de la roue inférieure 9 à l'endroit ou celle-ci pénétre dans le boîtier et juste en-dessous du déflecteur 2 permet une entrée d'air. La surface de la jante 8, la face inférieure du déflecteur 2 ainsi que des surépaississements de la paroi de fond et de la paroi frontale du boîtier conforment un conduit de sorte que le courant d'air A touchant la face gauche du ruban de scie est relativement violent et en arrache les particules. Le flux de particules véhiculé par le courant d'air s'écoule à travers le boîtier, les parois intérieures du boîtier étant profilées sans arêtes vives et sans angles morts de façon à assurer le meilleur écoulement possible de l'air et des particules suspendues et pour que celles-ci soient amenées jusqu'au récipient de stockage situé en aval du dispositif et ne reste pas dans le boîtier. Comme le montre la figure 2B, la zone d'aspiration s'étend le plus bas possible, au moins sur un seizième de tour au-delà du point de contact 10 ruban de scie/roue inférieure, de préférence sur au moins un huitième de tour supplémentaire ou davantage. Il est difficile et non souhaitable, dans ce mode d'exécution tant pour des raisons d'encombrement que d'aérodynamique, de prolonger le boîtier avec ces zones d'aspiration vers le bas et vers la gauche au-delà du point le plus bas du disque (c'est-à-dire plus un quart de tour au-delà du point de contact). Selon le mode d'exécution montré sur la figure 2B, la zone de sortie 11 de la roue inférieure hors du boîtier se situe à environ un huitième de circonférence au-delà du point de contact et elle est la plus étanche possible, c'est-à-dire que la distance entre la jante, couverte par le ruban et le bord du boîtier, est la plus petite possible dans la limite de tolérance exigée par un mouvement sans frottement. Dans la variante d'exécution illustrée dans la figure 3 le boîtier se prolonge par une deuxième branche horizontale lc vers le point bas de la roue inférieure, ou même au-delà, encoffrant ainsi un quart de circonférence de la roue ou même davantage. La branche lc comprend alors une deuxième entrée d'air A' au bas du dispositif, le flux d'air A' étant dirigé en sens inverse du sens de progression du ruban ce qui contribue au nettoyage du ruban. On a également représenté par A" une entrée d'air supplémentaire entre le bord haut du boitier et la table. Ce mode d'exécution nécessite des moyens d'aspiration d'air F plus puissants que le premier mode d'exécution. Pour comparer les performances du dispositif de captage selon l'invention avec deux dispositifs de l'art antérieur, on a comparé les performances des trois dispositifs montés sur une même machine disponible dans le commerce et dans des conditions de fonctionnement de celle-ci et avec des moyens de ventilation identiques. La scie à ruban de table utilisée est une machine type M.D.N., commercialisée par la société Guilliet, destinée aux sciages rectilignes et curvilignes de pièces de bois et de panneaux. Cette machine était équipée d'une lame ayant les caractéristiques suivantes - une vitesse linéaire de 20 mètres/seconde - largeur 35 mm - épaisseur : 0,6 mm - pas : 13 mm - profondeur des dents : 4,5 mm - voie de la lame : 1,1 mm - type de denture : couchée Le bois scié était du hêtre de taux d'humidité compris entre 10 et 12 %, d'épaisseur 40 mm ; ce bois était poussé par un opérateur utilisant un guide parallèle permettant d'obtenir des coupes régulières de 40 x 4 mm de section et 1 mètre de longueur. La vitesse d'avance du bois était d'environ 8 mètres/minute. Les tests ont été réalisés dans un atelier de plus de 400 m2 et de plus de 5m de hauteur sans autres machines en fonctionnement et en l'absence de courant d'air. La machine avec le dispositif de captage testé est raccordée au réseau de ventilation de l'atelier dont le débit d'air extrait est réglable et mesurable. Les mesures ont été effectuées successivement dans les configurations suivantes a) la machine équipée avec son dispositif de captage d'origine, conforme à la figure 1A : dispositif A b) la machine équipée d'un dispositif de captage tel que celui représenté sur la figure 1B : dispositif B c) la machine équipée d'un dispositif de captage selon l'invention du type représenté à la figure 2B : dispositif C On mesure les concentrations relatives de particules en un ou plusieurs points autour de la machine ; les mesures sont effectuées à l'aide d'un photomètre HUND TM DATA placé en un point fixe de la table de travail. Cet appareil délivre un signal ne dépendant pas seulement de la concentration en poussière mais également de leur diamètre et de leur forme, c'est pourquoi on ne considère que des ratios de concentration. L'indice d'assainissement est défini par la formule 1a= (Ca - Cm) / (Ca - Cf) Où Ca Cm Cf sont différentes concentrations mesurées dans les conditions opératoires suivantes - Ca machine en fonctionnement, aspiration arrêtée - Cm machine en fonctionnement, aspiration en marche - Cf machine et aspiration arrêtées. Ce paramètre et sa méthode de mesure sont décrits plus en détail dans la norme NF X 43 260. Les figures 4 et 5 donnent pour chacun des trois dispositifs l'évolution des indices d'assainissement Ia (en %) et des concentrations de poussière P (en mg : m3) dans l'environnement immédiat de la machine en fonction du débit d'air D (en m3/h). Les opérations de sciage effectuées sur cette machine génèrent des quantités de poussière relativement importantes. Dans la configuration du dispositif A où l'air est aspiré à l'arrière du carter inférieur de la scie, une fraction des poussières et des sciures passant sous la table reste piégée dans les dents de la lame pour être ensuite libérée dans la partie haute de la machine et jusque sur la table. De plus, la vitesse de rotation du volant supérieur engendre un flux d'air assez important favorisant la dispersion des poussières dans l'environnement. La figure 5 montre qu'avec ce dispositif, même avec un débit d'air important, les niveaux de concentration de poussières restent encore élevés. Le dispositif B permet de capter les poussières directement sous la table de la machine et de la sortie de la pièce de bois sciée. Elles sont véhiculées vers la buse de captage par l'air introduit en partie haute de l'encoffrement. Cependant, une fraction de ces poussières peut encore être piégée dans les dents et échappe au captage par le passage de lames. Elles sont alors entraînées dans la partie inférieure du bâti et dispersées ensuite dans l'environnement. Ce dispositif d'aspiration B est plus performant que le dispositif A, toutefois, si l'on souhaite obtenir un indice d'assainissement proche de 90 %, il est nécessaire de mettre en oeuvre un débit d'air d'environ 800 m3 par heure. Dans le cas du dispositif selon l'invention, le mouvement d'air provoqué par la rotation du volant et de la lame insérée dans le boîtier s'ajoute au flux d'air aspiré par les moyens d'aspiration et entrant par les trous du bloc de table et les ouvertures de la partie haute du dispositif. Ces deux effets étant combinés, les poussières se trouvent être mieux canalisées et aspirées et l'efficacité du captage augmente de façon significative. Les courbes C des figures 4 et 5 mettent en évidence les gains obtenus avec ce dispositif.Il est à noter en particulier que le dispositif selon l'invention conserve une certaine efficacité même lorsque l'aspiration est arrêtée grâce au flux d'air mis en oeuvre par la rotation du volant inférieur. Il se crée une aspiration qui piège une fraction importante de poussière dans le boîtier et le conduit de ventilation évitant ainsi la remontée avec la lame et leur diffusion dans l'environnement. Avec le système de ventilation arrêté, on mesure les concentrations à poste fixe suivantes avec le photomètre de HUND - dispositif A : environ 7mg/m3 - dispositif B : environ 3.5 mg/m3 - dispositif selon l'invention : environ 1.5 mg/m3 Avec une ventilation supérieure à 550 m3/heure, le dispositif selon l'invention atteint et dépasse un indice d'assainissement moyen de 90 %. Le dispositif selon l'invention peut être monté d'origine sur des machines neuves, ou adapté aux dimensions des machines déjà installées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de captage des déchets formés au cours du sciage par le brin descendant (5) de la lame d'une scie à ruban équipée d'une table de travail présentant une ouverture (4) pour le passage dudit brin descendant en direction d'une roue inférieure (9) de renvoi du ruban, comprenant un boîtier (1) sous ladite table, traversé par ledit brin descendant (5), ayant une ouverture supérieure à proximité de la face inférieure de la table et entourant ladite ouverture (4) de la table, et des moyens d'aspiration (F) reliés à une ouverture de sortie dudit boîtier, caractérisé en ce que ledit boîtier se prolonge verticalement vers le bas et forme une zone d'encoffrement partiel de ladite roue inférieure (9), s'étendant autour du point (10) où ledit brin descendant entre en contact avec ladite roue inférieure (9), et comporte une cloison intérieure formant un déflecteur (2) disposé au-dessus de la portion de jante (8) de ladite roue inférieure (9) pénétrant dans ledit boîtier (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc de table (7), placé dans ladite ouverture (4) de la table, présentant une fente pour le passage du ruban, une pluralité de trous d'aspiration latéraux (13) de part et d'autre de ladite fente et un trou central (12) de plus grande importance que les trous latéraux, situés à l'arrière du ruban, et que le bord de ladite ouverture supérieure du boîtier est en contact sensiblement étanche avec la face inférieure de la table. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le boîtier présente une ouverture latérale (3) à la partie supérieure de ladite zone d'encoffrement partiel, et en-dessous dudit déflecteur, agencé de façon à favoriser une entrée d'air au voisinage de la jante de ladite roue inférieure. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit déflecteur s'étend en descendant de la face du boîtier recevant ladite roue inférieure jusqu'à proximité immédiate dudit brin descendant. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit déflecteur délimite le bord supérieur de ladite ouverture latérale et délimite avec la jante de ladite roue inférieure et avec les parois du boîtier adjacentes à ladite roue inférieure un conduit amenant un flux d'air sur la face dudit brin descendant entrant en contact avec ladite roue inférieure. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite zone d'encoffrement partiel s'étend sur une portion de la circonférence de ladite roue inférieure située au-delà du point de contact avec ledit brin descendant, comprise entre un seizième et un quart de la circonférence et de préférence entre un huitième et un quart de la circonférence. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les parois intérieures du boîtier sont profilées de façon à faciliter l'écoulement de l'air depuis l'ouverture de la table de travail jusqu'à l'ouverture de sortie du boîtier sans accumulation locale de déchets. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le boîtier présente une ouverture d'aspiration supplémentaire à l'extrémité inférieure (lc) de ladite zone d'encoffrement partiel permettant une aspiration d'air au voisinage de la zone (11) où le ruban recouvrant la jante de la roue inférieure sort du boîtier. 9. Scie à ruban comportant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Scie à ruban selon la revendication 9 caractérisé en ce que le carter supérieur de ladite scie comporte des moyens déflecteurs d'air limitant le flux d'air, engendré par la rotation du disque supérieur en direction de la table de travail.