Brevet FR2794678A1 — publié le 20001215

Machine pour le broyage de bois en copeaux. La présente invention se rapporte à une machine pour le broyage de bois en copeaux, du type comprenant un disque portant une pluralité de lames en saillie sur l'une de ses faces et entraîné en rotation autour de son axe à l'intérieur d'un carter comportant une ouverture d'entrée du bois à broyer, débouchant sur ladite face du disque, et une ouverture périphérique pour la sortie des copeaux après passage à travers des fentes ménagées dans le disque en avant desdites lames. Des machines de broyage de ce type sont connues par exemple par les brevets US n s 3 000 411, 4 078 590, 4 889 169, 5 088 532 et par le brevet français n 2 123 007. Ces machines, utilisées pour le broyage de déchets de bois, tels que des déchets de scierie, des déchets d'abattage ou de débroussaillage, voire des troncs d'arbres entiers, produisent des copeaux qui peuvent être utilisés, par exemple, comme combustible, pour la fabrication de panneaux ou la production de papier. Pour certaines applications, il serait désirable de pouvoir obtenir des copeaux présentant une granulométrie bien définie et régulière. Or, tel n'est pas le cas pour les machines de broyage connues. De plus, sur les machines de broyage connues, la puissance d'entraînement nécessaire pour le disque porte-lames est relativement élevée, compte tenu du débit de production de copeaux. La présente invention vise une machine de broyage permettant de réduire du bois en copeaux de granulométrie bien définie et régulière. L'invention vise par ailleurs une machine de broyage permettant de réduire la puissance d'entraînement nécessaire pour un débit de copeaux donné. La machine de broyage, objet de l'invention, pour le broyage de bois en copeaux, comprend un disque portant une pluralité de lames en saillie sur l'une de ses faces et entraîné en rotation autour de son axe à l'intérieur d'un carter. Ce carter comporte une ouverture d'entrée du bois à broyer, débouchant sur ladite face du disque. Le carter comprend, en outre, une ouverture pour la sortie des copeaux résultant du broyage par les lames, après passage des copeaux à travers des fentes ménagées dans le disque en avant desdites lames. Sur le broyeur suivant l'invention, chacune des lames rectilignes du disque est inclinée par rapport à un rayon du disque de sorte que son extrémité intérieure se trouve, dans le sens de rotation du disque, en retard par rapport à son extrémité extérieure, de telle manière que la vitesse de coupe tangentielle de la lame, au droit de la section d'entrée de bois, soit sensiblement constante en tous points de la lame. Cette géométrie de coupe assure une coupe optimale avec un effort minimal, donc une puissance d'entraînement minimale. De préférence, chaque lame est inclinée d'environ 10 à 16 , de préférence d'environ 14 , par rapport à un rayon du disque. L'intervalle entre deux lames successives du disque est avantageusement inférieur à la largeur circonférentielle de l'ouverture d'entrée du bois, de manière qu'une lame ne quitte la section d'entrée du bois qu'après que la lame suivante ait pénétré dans cette même section. Cela assure un broyage uniforme, avec le moins de vibrations possibles. De préférence, l'arrivée du bois sur le disque, par l'ouverture d'entrée de bois, s'effectue suivant une direction qui fait un angle d'environ 35 à 55 , de préférence un angle d'environ 45 , par rapport au plan du disque. Une telle inclinaison assure un entraînement optimal du bois par le disque, donc une alimentation uniforme et régulière. De préférence, le carter du disque porte, à faible distance de ladite face du disque, une contre-lame rectiligne disposée à faible distance derrière le bord aval de la section d'entrée de bois, dans le sens de rotation du disque, cette contre-lame étant avantageusement orientée par rapport à un rayon du disque de manière que le point d'intersection de chaque lame avec cette contre-lame se déplace de l'extérieur vers l'intérieur du disque lors de la rotation du disque. De préférence, la contre-lame est orientée de manière à occuper une position comprise entre une position radiale, correspondant à celle d'un rayon du disque, et une position correspondant à une inclinaison d'environ 20 par rapport au rayon du disque, l'extrémité radialement intérieure de la contre-lame étant en avance par rapport à son extrémité extérieure, dans le sens de rotation du disque. De préférence, les lames sont montées sur le disque avec un angle de coupe compris entre environ 25 et 35 , de préférence un angle de coupe d'environ 30 par rapport au plan avant du disque, plan sur lequel les tranchants des lames font saillie d'une valeur qui détermine l'épaisseur des copeaux. De plus, le disque peut avantageusement comporter, en avant de chaque lame, une cale de réglage, le montage de cales d'épaisseurs différentes permettant de moduler la largeur des copeaux. Avec la géométrie de coupe telle que définie précédemment, il est possible de réguler la longueur des copeaux avec la vitesse de rotation du disque et en particulier d'obtenir des copeaux de mêmes longueurs dans des essences de bois différentes en agissant uniquement sur la vitesse de rotation du disque. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'une machine de broyage conforme à l'invention; sur les dessins la figure 1 est une vue de dessus simplifiée de la partie broyeur d'une machine de broyage conforme à l'invention, le capot du carter entourant le disque porte-lames étant enlevé; la figure 2 est une vue du disque porte-lames depuis le côté d'arrivée du bois; la figure 3 est une coupe partielle, à plus grande échelle, du disque au niveau d'une lame et de la contre-lame. Selon les figures 1 et 2, une machine de broyage comprend un disque 1 monté en rotation à l'intérieur d'un carter 2 et entraîné en rotation autour d'un axe sensiblement horizontal sous l'action d'un moyen d'entraînement non représenté. Le disque 1 porte plusieurs lames 3 rectilignes, au nombre de six dans l'exemple représenté, ces lames étant réparties uniformément sur le pourtour du disque 1 de manière que leurs tranchants fassent légèrement saillie sur la face avant 1 a du disque 1. Un conduit 4 d'entrée de bois se raccorde à la face avant du carter 2, de manière à déboucher sur la face 1 a du disque 1 par une ouverture d'entrée de bois 5 (voir figure 2) située en partie basse du disque 1. L'axe 4a sensiblement horizontal du conduit 4 fait un angle y avec la face avant 1 a du disque 1. Tel que cela apparaît sur la figure 2, chaque lame 3 est inclinée d'un angle oc par rapport à un rayon du disque 1, de telle manière que l'extrémité radialement intérieure 3i de la lame 3 se trouve, dans le sens de rotation du disque indiqué par une flèche 6 sur la figure 2, en retard par rapport à son extrémité radialement extérieure 3e. L'inclinaison oc est choisie de telle manière que la vitesse de coupe tangentielle de la lame 3 soit sensiblement constante en tous points de cette dernière, donc sur toute la longueur de son tranchant. On reconnaît par ailleurs sur la figure 2 que l'intervalle circonférentiel entre deux lames successives 3 du disque 1 est inférieur à la largeur circonférentielle de l'ouverture d'entrée 5 de bois, de telle manière qu'une lame 3 ne quitte la section de l'ouverture d'entrée 5 que lorsque la lame 3 suivante a déjà pénétré dans ladite section. Le carter 2 entourant le disque 1 porte intérieurement une contre-lame 7 dont le tranchant, disposé dans un plan parallèle au plan de la face avant la du disque 1, est situé à faible distance en avant des tranchants des lames 3 et à faible distance derrière le bord aval (dans le sens de rotation 6 du disque) de l'ouverture d'entrée de bois 5. Cette contre-lame 7 rectiligne est orientée de manière que son point d'intersection avec chaque lame 3 se déplace de l'extérieur vers l'intérieur du disque 1 lors de la rotation de ce dernier. Sur la figure 2, la contre-lame 7 est inclinée, par rapport à un rayon du disque, d'un angle P, de telle manière que son extrémité radialement intérieure 7i se trouve, par rapport à un rayon du disque entraîné en rotation, en retard par rapport à son extrémité radialement extérieure 7e. En d'autres termes, si l'on considère que chaque lame 3 est inclinée positivement par rapport à un rayon du disque, la contre-lame 7 est inclinée négativement par rapport à un rayon. Selon la figure 3, chaque lame 3 qui est montée de façon réglable (vis de réglage 8) sur le disque 1 de manière que son tranchant déborde sur la face avant la du disque 1 d'une valeur réglable, déterminant l'épaisseur des copeaux, est bloquée en position par des vis de blocage 10. La largeur des copeaux formés par les lames 3 est réglable à l'aide de cales de réglage 11 montées sur le disque 1 en avant des lames 3, le montage de cales 11 d'épaisseurs différentes permettant de moduler la largeur des copeaux. L'angle de coupe 8 des lames 3 est avantageusement fixe. En fonction de l'épaisseur des cales de réglage 11, il est possible d'utiliser des lames 3 de longueurs différentes, ayant des angles de dépouille différents, comme indiqué en tirets sur la figure 3. Les meilleurs résultats peuvent être obtenus à l'aide de la machine de broyage conforme à l'invention, avec des lames 3 présentant un angle d'inclinaison oc compris entre environ 10 et 16 , de préférence d'environ 14 par rapport à un rayon du disque, et un angle de coupe 8 de l'ordre de 30 , une contre-lame 7 ayant un angle d'inclinaison P compris entre environ 0 et 20 , de préférence de l'ordre de 10 par rapport à un rayon du disque, et un conduit d'entrée de bois 4 dont l'axe 4a fait un angle y compris entre environ 35 et 55 , de préférence un angle d'environ 45 , avec la face avant 1 a du disque 1. Ces valeurs permettent d'obtenir, non seulement des conditions de coupe optimales, à savoir un débit de copeaux maximal moyennant une puissance d'entraînement minimale, une usure minimale des tranchants et une uniformité optimale des copeaux, mais également un fonctionnement de la machine de broyage avec un minimum de vibrations, et avec un effet d'entraînement pratiquement automatique, par les lames 3 du disque 1 en rotation, du bois à broyer arrivant par le conduit d'entrée de bois 4. Cette uniformité des copeaux ouvre à ces derniers des applications nouvelles telles que, par exemple, la production de litières animales pour élevages divers (poulets, poules pondeuses, lapins, porcs, etc.), et de litières pour animaux domestiques, l'alimentation de chaudières dites "à plaquettes", la fabrication optimale de composts, le traitement de boues et de déchets industriels, la fabrication de panneaux décors, etc. REVENDICATIONS 1. Machine pour le broyage de bois en copeaux, du type comprenant un disque portant une pluralité de lames en saillie sur l'une de ses faces et entrainé en rotation autour de son axe à l'intérieur d'un carter comportant une ouverture d'entrée du bois à broyer, débouchant sur ladite face du disque, et une ouverture pour la sortie des copeaux résultant du broyage par les lames, après passage des copeaux à travers des fentes ménagées dans le disque en avant des lames, caractérisée par le fait que chaque lame (3) rectiligne est inclinée par rapport à un rayon du disque (1) de manière que son extrémité intérieure (3i) se trouve, dans le sens de rotation (6) du disque, en retard par rapport à son extrémité extérieure (3e), de telle manière que la vitesse de coupe tangentielle de chaque lame, au droit de la section d'entrée de bois (5), soit sensiblement constante en tous points de la lame. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque lame (3) est inclinée par rapport à un rayon du disque (1) d'un angle (a) de 10 à 16 , de préférence d'environ 14 . 3. Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'intervalle circonférentiel entre deux lames successives (3) du disque (1) est inférieur à la largeur circonférentielle de la section d'entrée de bois (5). 4. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'axe (4a) du conduit d'entrée de bois (4) est incliné par rapport à la face avant (l a) du disque d'un angle (y) compris entre environ 35 et 55 , de préférence de l'ordre de 45 . 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le carter (2) du disque (1) porte, à faible distance de la face avant (3a) du disque, une contre-lame rectiligne (7) disposée dans le sens de rotation (6) du disque, à faible distance derrière le bord aval de la section d'entrée de bois (5). 6. Machine suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que la contre-lame (7) est orientée par rapport à un rayon du disque (1) de manière que le point d'intersection de chaque lame (3) avec la contre-lame (7) se déplace de l'extérieur vers l'intérieur du disque avec la rotation de ce dernier. 7. Machine suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que la contre-lame (7) est orientée de manière à occuper une position comprise entre une position radiale, correspondant à celle d'un rayon du disque, et une position correspondant à une inclinaison ((3) d'environ 20 par rapport à un rayon du disque. 8. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'angle de coupe (S) des lames (3), par rapport à la face avant (l a) du disque (1), est compris entre environ 25 et 35 , en étant de préférence de l'ordre de 30 . 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le disque (3) porte dans le sens de rotation du disque en avant de chaque lame (3) une cale de réglage (11) dont l'épaisseur détermine la largeur des copeaux.