Brevet FR2765895A1 — publié le 19990115

La présente invention concerne un dispositif pour diviser ou multiplier l'épaisseur des nappes de matière végétale et le plus souvent fibreuse genre lin ou autre. Dans l'industrie du lin, la première transformation que subit cette matière est l'extraction de la fibre appelée teillage. Il existe deux voies, une dite fibres courtes et une dite fibres longues. Le teillage fibres longues se compose le plus souvent d'une dérouleuse sur laquelle défile transversalement au sens d'avancement, une nappe de tiges parallèles, issue d'une balle ronde, d'une égreneuse pour extraire les graines et d'un diviseur pour amincir la nappe avant qu'elle ne soit broyée puis écanguée et conditionnée soit en poignées soit en balles rondes. La nappe de tiges de lin est enroulée dans les champs avec différentes enrouleuses, différents réglages, différents champs, différents climats et différentes variétés d'où la difficulté d'obtenir un produit conditionné avec une nappe d'épaisseur homogène. L'objectif est donc de réguler une nappe d'épaisseur constante à l'entrée du broyeur. Le moyen dont on dispose pour régler l'épaisseur d'une nappe, est d'agir sur les vitesses d'avancement relative d'un élément par rapport à un autre. Dans une chaîne de teillage, l'élément qui agit sur l'épaisseur de la nappe en réglant les vitesses, est le diviseur. Les diviseurs sont conçus de deux séries, une supérieure et une inférieure, de roues dentées très rapprochées les unes des autres, la matière progressant entre ces deux séries. L'inconvénient du diviseur actuel est qu'il divise toujours la nappe par un rapport fixe aux alentours de 4, quelque soit l'épaisseur d'entrée. La nappe trop fine à l'entrée sera toujours trop fine à la sortie du diviseur et inversement pour une nappe trop épaisse. Il est à noter que les espaces entre les roues dentées sont fixes et calculés en fonction des vitesses pour une épaisseur donnée. De plus en général, sur les machines actuelles, pour des raisons de simplification de construction, les rapports de vitesse d'un couple à un autre sont constants, ce qui se traduit par une évolution des vitesses qui n'est pas linéaire mais de la forme y = xn, "n" étant le nombre de couples de roues dentées, "x" le rapport de vitesse entre deux pignons et "y" étant la vitesse instantanée de chaque roue dentée. Dans ces conditions plus on augmente le nombre de couples de roues dentées pour améliorer la division, plus on augmente les évolutions rapides des vitesses. Dans l'exemple donné précédemment, pour un rapport de quatre entre l'entrée et la sortie et avec 10 couples de roues dentées l'accélération du dernier couple sera presque de quatre fois l'accélération du deuxième couple par rapport au premier. Les diviseurs courants aujourd'hui possèdent en général une dizaine de roues inférieures et onze roues supérieures qui s'intercalent entre les roues inférieures. Cette disposition a l'avantage d'avoir une standardisation en n'utilisant que deux types de pignons répétés plusieurs fois, mais peut provoquer dans certains cas, des déchirements trop importants de la matière et qui entraînent des bourrages. Dans ces cas la matière reste accrochée dans les roues dentées car elle est trop brisée et devient très souple sous forme de fibre. La particularité de cette invention selon un mode particulier de réalisation est de pouvoir régler la division ou la multiplication de l'épaisseur de la nappe en fonction de son épaisseur d'entrée; c'est-à-dire par exemple, faire varier la vitesse d'un coté de 9 à 36 m/mn sans changer la vitesse de l'autre coté qui est de 80 m/mn ayant une progression linéaire variable de la forme y = a x des vitesses du premier couple de roues dentées au dernier. "a" dans cette équation représente le facteur de multiplication ou de division des vitesses et "x" représente la vitesse de base. Les vitesses citées précédemment sont à titre d'exemple pour faciliter la compréhension. Le dispositif de division ou de multiplication comporte en général un nombre important de roues dentées qui se répartissent en deux séries de roues dentées qui s'associent par couples. Ces couples de roues dentées peuvent être placés en vis-à-vis de part et d'autre de l'axe de symétrie qui sépare les deux séries. Mais les deux séries de roues dentées sont le plus souvent en quinconce sur les machines actuelles. Les deux séries de roues dentées peuvent former un groupe qui peut être reproduit plusieurs fois sur la largeur de la nappe. Tous les groupes de séries de roues dentées peuvent être fixés et commandés par les mêmes axes mais d'autres axes peuvent être prévues de l'autre coté de la nappe pour entraîner d'autres couples de roues dentées. Ces différentes dispositions des éléments existent actuellement sur les machines commercialisées. L'objet du brevet décrit un dispositif destiné à régler de manière variable et instantanée l'épaisseur d'une nappe de matière végétale de nature fibreuse telle que le lin ou le chanvre disposée en tiges parallèles transversalement au sens d'avancement, pour diviser ou multiplier l'épaisseur de cette nappe comportant au moins un couple (30) de roues dentées (9) animées de mouvement de rotation faisant progresser la matière à travers le dispositif. Il est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure et d'adaptation à l'épaisseur de la nappe et en ce que au moins une des deux roues dentées de au moins un couple de roues dentées est montée sur un support déplaçable perpendiculairement au plan de déplacement de la matière traitée de manière à créer un espace entre les deux roues dentées d'un couple de roues dentées, variable en fonction des épaisseurs d'entrée et en ce que au moins une roue dentée est entraînée à vitesse variable, commandée en fonction des données fournies par les moyens de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale. L'évolution des vitesses entre chaque roue dentée suit une progression arithmétique linéaire et les variations de vitesse de la première roue dentée sont répercutées linéairement sur les roues dentées suivantes avec une nouvelle progression arithmétique linéaire des vitesses. La variation de vitesse des roues dentées est assurée par un dispositif de variation de vitesse propre à chaque roue ou groupe de roues dentées tel que moteur à vitesse variable ou transmission à vitesse variable, commandée en fonction des données fournies par les moyens de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale. Le dispositif comporte au moins une des deux roues dentées de au moins un couple disposée avec un décalage latéral ou directement en vis à vis de part et d'autre de l'axe de symétrie longitudinal et liée directement à un support déplaçable ou bras mobile articulé à une extrémité et sur lequel s'applique l'effort permettant l'adaptation de l'épaisseur. D'une manière générale un capteur placé en amont de l'ensemble des roues dentées ou de chaque roue dentée, ou directement sur l'ensemble des roues dentées liées au support déplaçable ou au bras mobile mesure l'épaisseur de la nappe de matière végétale. Le dispositif pour des raisons de simplification peut comporter un moteur à vitesse variable (16) ou une transmission à vitesse variable pour commander par groupe de plusieurs roues dentées leur rotation. Dans cette disposition, des moyens de transmission de mouvement d'une des roues dentées d'un groupe vers les autres roues dentées du même groupe doivent être prévus. Le moyen de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale règle l'espace au moins entre une roue dentée liée au support déplaçable ou bras mobile et l'autre roue dentée placée en vis à vis ou décalée par rapport à l'axe de symétrie par des moyens mécanique, hydraulique, électrique ou pneumatique. Le moyen de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale règle l'effort de serrage au moins d'une roue dentée liée au support déplaçable ou bras mobile sur la nappe de matière végétale contre l'autre roue dentée placée en vis à vis ou décalée par rapport à l'axe de symétrie par des moyens mécanique, hydraulique, électrique ou pneumatique. Le dispositif peut comporter plusieurs modes d'actions différents du support déplaçable. Dans un premier cas la mesure ou l'adaptation des épaisseurs de nappe est obtenue au niveau de au moins une roue dentée de au moins un couple de roues dentées liée au support déplaçable par l'action de moyens de rappel élastique tarés tels que ressorts mécaniques, vérins pneumatiques ou hydropneumatiques tels que accumulateurs. Dans un deuxième cas il est à noter que au moins une roue de au moins un couple de roues dentées assure elle-même la mesure ou l'adaptation aux épaisseurs par des moyens motorisés exerçant sur la matière un effort contrôlé par l'intermédiaire d'une assistance par exemple vérin hydraulique comportant un circuit hydraulique complet avec pompe et soupapes tarées de contrôle de pression du circuit hydraulique ou vérin électrique avec vis et moteur électrique dont le sens de rotation est commandé à partir d'un détecteur d'effort. Une autre disposition se caractérise en ce que au moins une roue de au moins un couple de roues dentées assure elle-même la mesure ou l'adaptation des épaisseurs par des moyens de lestage de au moins cette roue dentée en exerçant sur la matière un effort par simple gravité. Dans cette disposition définie précédemment il peut être envisagé que l'effort de lestage est allégé par des moyens de compensation mécanique par exemple de type ressort, pneumatique du genre vérin ou accumulateur hydraulique de type vérin ou électromagnétique de type vérin ou électromécanique de type vérin à vis et moteur électrique servo commandé agissant en sens opposé. Pour concrétiser l'invention la variation de vitesse de au moins une roue de au moins un couple de roues dentées peut être obtenue par un variateur à poulies à flasques à écartement variable commandé par la variation d'espace entre les roues dentées d'un couple. Dans la version simplifiée un moteur à vitesse variable (16) ou une transmission à vitesse variable peut commander un groupe de trois couples de roues dentées par celui du milieu. Le dispositif comporte des moyens de transmission de mouvement du couple central vers le couple aval et du couple central vers le couple amont. Un moteur à vitesse fixe transmet le mouvement de rotation à l'arbre de commande du couple central du groupe de couples de roues dentées par l'intermédiaire d'une transmission à vitesse variable et cette disposition se reproduisant pour chaque groupe de roues dentées à partir d'un moteur à vitesse fixe. De même un moteur à vitesse fixe transmet le mouvement de rotation à l'arbre de commande du couple central du premier groupe de couples de roues dentées par l'intermédiaire d'une transmission à vitesse variable et qu'une autre transmission à vitesse variable transmet en cascade, le mouvement à partir du premier arbre de commande du groupe de couples précédents vers les groupes de couples suivants et ainsi de suite pour les autres groupes. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente la distribution des vitesses des diviseurs actuels. Le figure 2 représente la nouvelle distribution des vitesses à progression arithmétique selon l'invention. La figure 3 représente en général la disposition actuelle des différents couples de roues dentées des diviseurs. La figure 4 indique un mode de réalisation d'un dispositif de support global avec son capteur et le dispositif de liaison avec le capteur. La figure 5 décrit une disposition différente des couples de roues dentées d'une part et les déplacements possibles de chaque roue dentée d'autre part. Le graphique de la figure 6 représente les distributions de vitesses instantanées de chaque couple de roues dentées dans une version simplifiée du dispositif avec trois moteurs ou transmissions indépendantes. La figure 7 décrit un exemple de mode de transmission type se rapportant au graphique de la figure 6. La figure 8 illustre la vue suivant F du dispositif de la figure 7 Sur les graphiques des figures 1, 2 et 6 l'axe des "y" représente les vitesses instantanées de chaque couple de roues dentées tandis que l'axe des "x" représente la position de chaque couple. La partie de droite des graphiques 1 et 2 représente l'évolution des vitesses. La longueur des segments traduit l'accélération des vitesses. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un ensemble de roues dentées (9) très proches les unes des autres, alignées sur un plan (7), pour l'ensemble des roues supérieures. Elles peuvent se placer précisément sur la verticale des axes (15) des roues inférieures pour la figure 5. Dans la figure 3 l'ensemble des roues dentées (13) est placé directement entre les axes (12) et (11), pour ne citer que les deux premiers, des roues inférieures. La figure 5 précise le mouvement vertical (14) possible de chaque roue dentée par rapport aux roues inférieures placées sur l'axe (8) fixe tandis que la figure 4 présente un support global disposé horizontalement selon l'axe (7) intégrant toutes les roues dentées (9), articulé à une extrémité (1). Les espaces sont, dans cette version, variables d'une façon linéaire puisqu'ils sont placés sur un même axe (7). Une roue ou un rouleau (2) qui est la forme la plus courante pour capter les épaisseurs est placé devant l'entrée afin de transmettre les ordres de réglage au support global (7). La figure 7 représente en vue latérale, l'ensemble de roues dentées (9), et la vue de dessus de la transmission amont et aval composée des poulies (17) et (20) avec la courroie (24) et de ses trois moteurs (16) à variation de vitesses. La fig 8 vue suivant F placée à droite de la figure 7, décrit la transmission de rotation par l'intermédiaire de pignons (18) et (23) pour inverser le mouvement des axes (25) et (26). Les joints de cardan (19) transmettent le mouvement aux axes (25) du support mobile. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à régler de manière variable et instantanée l'épaisseur d'une nappe de matière végétale de nature fibreuse telle que le lin ou le chanvre disposée en tiges parallèles transversalement au sens d'avancement, pour diviser ou multiplier l'épaisseur de cette nappe comportant au moins un couple (30) de roues dentées (9) animées de mouvement de rotation faisant progresser la matière à travers le dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure et d'adaptation à l'épaisseur de la nappe et en ce que au moins une des deux roues dentées de au moins un couple de roues dentées est montée sur un support déplaçable perpendiculairement au plan de déplacement de la matière traitée de manière à créer un espace entre les deux roues dentées d'un couple de roues dentées, variable en fonction des épaisseurs d'entrée et en ce que au moins une roue dentée est entraînée à vitesse variable commandée en fonction des données fournies par les moyens de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale. 2) Dispositif selon la revendication n"l caractérisé en ce que la variation de vitesse entre les roues dentées suit une progression arithmétique linéaire et en ce que les variations de vitesse de la première roue dentée soient répercutées linéairement sur les roues dentées suivantes avec une nouvelle progression arithmétique linéaire des vitesses. 3) Dispositif selon les revendications n"l et 2 caractérisé en ce que la variation de vitesse des roues dentées soit assurée par un dispositif de variation de vitesse propre à chaque roue ou groupe de roues dentées tel que moteur à vitesse variable ou transmission à vitesse variable commandée en fonction des données fournies par les moyens de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale. 4) Dispositif selon la revendication n"l caractérisé en ce que au moins l'une des deux roues dentées de au moins un couple disposée avec un décalage latéral ou directement en vis à vis de part et d'autre de l'axe de symétrie longitudinal soit liée directement à un support déplaçable ou bras mobile articulé à une extrémité sur lequel s'applique l'effort permettant l'adaptation de l'épaisseur. 5) Dispositif suivant la revendication n"l caractérisé en ce que la mesure de l'épaisseur soit assurée par un capteur placé en amont de l'ensemble ou de chaque roue dentée, ou soit assurée directement par l'ensemble des roues dentées liées au support déplaçable ou au bras mobile. 6) Dispositif suivant la revendication n"l caractérisé en ce que le moyen de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale règle l'espace au moins entre une roue dentée liée au support déplaçable ou bras mobile et l'autre roue dentée placée en vis à vis ou décalée par rapport à l'axe de symétrie par des moyens mécanique, hydraulique, électrique ou pneumatique. 7) Dispositif suivant la revendication n"l caractérisé en ce que le moyen de mesure de l'épaisseur de la nappe de matière végétale règle l'effort de serrage au moins d'une roue dentée liée au support déplaçable ou bras mobile sur la nappe de matière végétale contre l'autre roue dentée placée en vis à vis ou décalée par rapport à l'axe de symétrie par des moyens mécanique, hydraulique, électrique ou pneumatique. 8) Dispositif suivant la revendication n"3 caractérisé en ce que un moteur à vitesse variable (16) ou une transmission à vitesse variable peut commander par groupe de plusieurs roues dentées et en ce qu'il comporte des moyens de transmission de mouvement d'une des roues dentées d'un groupe vers les autres roues dentées du même groupe.