Brevet FR2831838A1 — publié le 20030509

L'invention concerne un broyeur centrifuge, plus spécialement utilisé pour des opérations de broyage fin de matériaux comme le caoutchouc, le bois, le plastique ou autre, en vue de les réduire en poudre fine. On connaît, par exemple du document US-A-5 509 610, un broyeur centrifuge comportant un châssis qui porte un premier plateau s'étendant perpendiculairement à un axe du broyeur et portant un premier ensemble de couteaux s'étendant de façon essentiellement radiale, ce plateau étant monté à rotation autour dudit axe. Le châssis comporte une partie mobile formant porte d'accès, qui porte un second plateau monté sur le châssis en regard du premier plateau, le second plateau portant un second ensemble de couteaux s'étendant en service de façon adjacente au premier ensemble de couteaux et espacé de celuici d'un écartement prédéterminé. Les couteaux du second ensemble de couteaux sont fixés au second plateau par l'intermédiaire de vis qui permettent un réglage individuel de l'écartement de chacun de ces couteaux vis à vis des couteaux du premier ensemble. Etant donné le nombre élevé des couteaux, ce réglage se révèle fastidieux et consommateur de temps. Pour tenter de surmonter cet inconvénient, on a proposé que le second plateau soit monté sur la partie de 'châssis mobile par l'intermédiaire de trois points d'appui réglables, pour permettre un réglage de la position du second plateau vis à vis du premier plateau, et par suite un réglage de la position relative des deux ensembles de couteaux. Or ce réglage ce révèle très délicat dans la pratique et nécessite d'être fait par un opérateur expérimenté. Celui-ci introduit des cales de réglage entre les plateaux dans des fentes prévues à cet effet, et manoeuvre en conséquence les points d'appui pour obtenir un écartement déterminé entre les deux ensembles de coupe, lequel écartement ne varie pas avec la position angulaire relative des deux plateaux. Le réglage doit donc permettre de caler à la fois l'écartement et l'angle entre les plateaux, ce qui se révèle complexe. L'invention a pour but de proposer un broyeur centrifuge dont le réglage de la position relative des deux ensembles de couteaux est simple et sûr, sans complication sensible de la structure du broyeur. A cet effet, on propose un broyeur centrifuge du type comportant un châssis qui porte un premier plateau s'étendant perpendiculairement à un axe du broyeur et portant un premier ensemble de couteaux s'étendant de fa- çon essentiellement radiale vis à vis dudit axe, le châssis portant un second plateau monté sur le châssis en regard du premier plateau, le second plateau portant un second ensemble de couteaux s'étendant de façon radiale et adjacente au premier ensemble de couteaux en étant espacé de celui-ci d'un écartement prédéterminé, l'un desdits plateaux étant monté à rotation autour dudit axe, un moyen d'entraînement étant accouplé audit plateau précité pour faire tourner ce dernier lors d'une opération de broyage, l'autre plateau restant alors fixe en rotation. Selon l'invention, l'un des plateaux est déplaçable en translation le long dudit axe, un moyen de manoeuvre unique coopérant avec le plateau déplaçable en translation pour permettre un réglage de l'écartement des deux ensembles de couteaux. Ainsi, le réglage est réduit au simple déplacement axial d'un des plateaux le long de l'axe du broyeur. On a en effet constaté qu'en cas de mauvais réglage des broyeurs existants, et notamment au cas où les bords actifs des couteaux du plateau réglable ne s'étendent pas selon une surface perpendiculaire à l'axe du broyeur, l'usure des couteaux en service tend à rabo- ter les bords actifs des couteaux, de sorte qu'ils finissent par s'étendre selon une surface perpendiculaire à l'axe du broyeur. On peut donc se contenter, conformément à l'invention, de ne régler que l'écartement axial, sachant qu'un éventuel décalage angulaire dû par exemple à des tolérances de positionnement sera progressivement annulé par le phénomène d'usure. Cette disposition simplifie considérablement le réglage du broyeur en fonction des produits à broyer, puisqu'un seul paramètre (en l'occurrence l'écartement des plateaux) est à surveiller lors du réglage. De plus, on profite au mieux de l'effet de ciseaux procuré par les ensembles de couteaux, ce qui permet d'abaisser la vitesse de rotation du plateau tournant, et par suite d'augmenter la durée de vie du broyeur. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le moyen de manoeuvre comporte deux éléments de type vis/écrou ayant un axe longitudinal confondu avec l'axe du broyeur, l'un desdits éléments étant solidaire en translation du plateau déplaçable et fixe en rotation vis à vis du châssis, l'autre desdits éléments étant monté à rotation vis à vis du châssis et formant un organe de réglage de l'écartement entre les deux ensembles de couteaux. En effet, la simple rotation de l'organe de manoeuvre permet le réglage de l'écartement des deux plateaux, et donc des deux ensembles de couteaux. Selon un autre aspect avantageux, l'organe de réglage coopère avec le châssis via une liaison de type vis/écrou, avec un filetage de pas différent et de sens opposé à celui de la liaison vis/écrou prévue entre les deux éléments du moyen de manoeuvre. Ainsi, les deux pas se compensent partiellement et permettent un réglage très fin de l'écartement. Selon un autre aspect plus spécialement dirigé vers la sécurité, le broyeur comporte une butée susceptible de coopérer avec le plateau déplaçable en translation pour garantir un jeu de fonctionnement minimal entre les deux ensembles de couteaux. Ainsi, on empêche qu'un réglage mal effectué conduise à un contact entre les couteaux, ce qui pourrait provoquer des dégâts matériels et se révéler dangereux pour le broyeur et le personnel alentour. Selon un mode de réalisation préféré, le plateau mobile en rotation est monté sur une partie fixe du châssis, tandis que l'autre plateau est fixe en rotation et est monté sur une partie de châssis mobile, en particulier articulée sur la partie de châssis fixe, qui peut être ouverte à l'arrêt pour accéder aux ensembles de couteaux. La partie mobile du châssis peut porter alors le plateau déplaçable ainsi que le moyen de manoeuvre. Selon un agencement particulier, les couteaux sont rapportés dans des fentes des plateaux s'étendant radialement vis à vis de l'axe du broyeur. De préférence alors, les couteaux sont agencés en plusieurs groupes de couteaux couvrant chacun un secteur angulaire de la plaque associée, chaque groupe de couteaux étant fixé sur un support commun qui est lui-même rapporté sur le plateau associé, les couteaux étant par exemple brasés sur le support commun associé. Avantageusement enfin, les couteaux ont des bords actifs comportant un revêtement en céramique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés et aux figures parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un broyeur centrifuge selon l'invention, en position ou- verte de son châssis ; - la figure 2 est une vue en perspective du même broyeur, en position fermée ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue partielle éclatée de la figure 3. Les figures illustrent un broyeur centrifuge utilisé pour réduire en fine poudre des morceaux d'élastomères provenant par exemple de carcasses de pneumatiques. En référence aux figures, le broyeur de l'invention comprend une partie de châssis fixe 1 munie d'un piétement 2, et une partie de châssis mobile 3 qui est articulée sur la partie de châssis fixe 1 et qui permet d'accéder à l'intérieur du broyeur. La partie de châssis mobile 3 est refermée lors d'une opération de broyage, comme cela est visible à la figure 2. Le broyeur comporte un premier plateau 4.1 porté par la partie de châssis fixe 1, le premier plateau 4.1 étant mobile en rotation vis à vis de ladite partie de châssis fixe 1 selon un axe X ici sensiblement horizontal. Comme cela est visible à la figure 3, le plateau 4.1 est vissé sur l'extrémité d'un arbre 20 monté sur des paliers 21. L'autre extrémité de l'arbre 20 peut recevoir par exemple une poulie ou un pignon, pour permettre l'entraînement en rotation du plateau 4.1 autour de l'axe X. Le premier plateau 4.1 présente une surface extérieure 5.1 de révolution par rapport à l'axe X. Le broyeur comporte en outre un second plateau 4.2 porté par la partie de châssis mobile 3. Le second plateau 4.2 présente une surface extérieure 5.2 de révolution. Le second plateau 4.2 est disposé sur la partie de châssis mobile 3 de sorte que, quand cette partie de châssis mobile 3 est fermée, les surfaces extérieures 5.1 et 5.2 des deux plateaux 4.1, 4.2 sont en regard l'une de l'autre, la surface extérieure 5.2 du second plateau 4.2 étant centrée sur l'axe X. Lorsque la partie de châssis mobile 3 est fermée, les surfaces extérieures 5.1, 5.2 des deux plateaux 4.1, 4.2 délimitent un espace de broyage ayant une largeur qui diminue en s'éloignant de l'axe central X. Chacun des plateaux 4.1, 4.2 comporte une série de fentes traversantes de référence générale 8 s'étendant radialement vis à vis de l'axe du plateau concerné, ces fentes étant régulièrement réparties (on a ici prévu 36 fentes par plateau, soit une fente tous les 10 degrés). Les fentes 8 sont destinées à recevoir des couteaux 9. Chaque plateau 4.1, 4.2 reçoit ainsi un ensemble de couteaux de référence 9.1 et 9.2 respectivement, chacun des couteaux 9 de chacun des ensembles 9.1, 9.2 étant reçu dans l'une des fentes 8 du plateau associé. Chaque couteau 9 s'étend légèrement en saillie de la surface extérieure 5.1, 5.2 du plateau concerné 4.1, 4.2. Chacun des couteaux 9 présente un bord actif 10 avantageusement revêtu de céramique. Les couteaux 9 portés par le premier plateau 4.1 et les couteaux 9 portés par le second plateau 4.2 ont des formes complémentaires permettant une coopération entre les deux ensembles de couteaux 9.1, 9.2 lors de la rotation du plateau 4.1, comme cela est visible à la figure 3. Les deux ensembles de couteaux 9. 1, 9.2 jouent alors le rôle d'organe de cisaillement. L'effet de ciseaux ainsi procuré permet d'abaisser sensiblement la vitesse de rotation du plateau tournant, et par suite d'augmenter la durée de vie du broyeur. La partie de châssis mobile 3 comporte une goulotte d'alimentation 11 débouchant au niveau de la partie centrale évidée 30 du plateau 4.2. La goulotte d'alimentation 11 permet d'introduire la matière à broyer dans le broyeur. Le broyeur comporte par ailleurs une goulotte de réception 12 de la poudre fine produite par le broyeur. La goulotte de réception 12 reçoit la poudre par l'intermédiaire d'évidements 13 réalisés à la base des parties de châssis fixe 1 et mobile 3. Le fonctionnement du broyeur va être décrit ciaprès plus en détail. La partie de châssis mobile 3 étant refermée comme illustré à la figure 2, on provoque la rotation du plateau 4.1. Puis on introduit la matière à broyer par la goulotte d'alimentation 11. La matière est réduite par les couteaux 9 en morceaux de plus en plus petits à mesure que la matière est poussée par la force centrifuge dans l'espace de broyage vers la périphérie des plateaux 4. 1, 4.2. La matière réduite en poudre fine est alors expulsée de l'espace de broyage sous l'effet de la force centrifuge, et la poudre est collectée dans la goulotte de réception 12 par l'intermédiaire des évidements 13, sous l'effet de la gravité. Les couteaux 9 s'usant, il est prévu selon l'invention une possibilité de réglage de l'écartement des plateaux 4.1, 4.2. A cet effet, le plateau 4.2 est vissé sur un noyau central 30 qui présente un filetage extérieur. Ce filetage extérieur coopère avec un taraudage d'une molette 31. La molette 31 présente elle-même un filetage extérieur qui coopère avec un taraudage d'une partie de support 32 fixée à la partie de châssis mobile 3. Les deux filetages ont des pas différents, et s'étendent en sens inverse l'un de l'autre. Par ailleurs, le plateau 4.2 est empêché de tourner autour de son axe par l'effet de protubérances radiales 34 du plateau 4.2 (visibles à la figure 1) qui sont reçues dans des cavités homologues 35 de la partie de châssis mobile 3, visibles à la figure 4. La rotation de la molette 31 provoque donc un déplacement longitudinal de celle-ci le long de l'axe X dans un sens ou dans l'autre, et provoque par suite le déplacement longitudinal du plateau 4.2 vis à vis de la molette dans le sens inverse. Le plateau 4.2 se déplace donc par rapport au châssis d'une quantité proportionnelle à l'angle de rotation de la molette et à la différence entre les pas des deux filetages. On commande ainsi le déplacement axial du plateau 4.2, ce qui permet de régler l'écartement entre les deux plateaux 4.1, 4.2 et, partant, l'écartement entre les deux ensembles de couteaux 9.1, 9.2. Si la différence entre les pas des deux filetages est petite, à une grande rotation de la molette 31 correspond un petit déplacement axial du plateau 4.1, ce qui permet un réglage très fin de l'écartement entre les deux ensembles de couteaux. Par mesure de sécurité, on pourra prévoir une butée de déplacement (non représentée ici) qui permet de garantir un écartement minimal entre les plateaux 4.1, 4.2 de façon que les deux ensembles de couteaux n'interfèrent pas, ce qui pourrait entraîner le bris desdits couteaux. On constate sur les figures 3 et 4 que le noyau 30 est creux, ce qui permet l'alimentation du broyeur par l'intérieur du noyau 30. On constate également que les plateaux sont rapportés sur le noyau 30 ou sur l'arbre 20 au moyen de vis qui sont accessibles lorsque la partie de châssis mobile 3 est ouverte, comme cela est visible à la figure 1. Cela permet de démonter facilement les plateaux pour changer les couteaux 9. Pour faciliter encore le remplacement des couteaux 9, ceux-ci ne sont pas introduits un à un dans les fentes 8 correspondantes, mais chaque ensemble de couteaux 9.1, 9.2 est rapporté sur un support commun 14. 1, 14.2, le support 14.2 étant plus nettement visible à la figure 4. Chaque couteau 9 est par exemple fixé par brasage sur le support commun concerné. En variante, on pourra préférer tout autre moyen de fixation, en particulier démontable, par exemple par des pinces ad hoc à la façon du"clampage"utilisé sur certaines machines-outils. On peut en outre, comme cela est représenté ici, prévoir un support unique pour tous les couteaux d'un ensemble de couteaux, ou encore prévoir des supports d'un groupe de couteaux seulement d'un ensemble de couteaux. Par exemple, on pourra prévoir des supports ayant une extension angulaire de 90 degrés, de sorte que chaque ensemble de couteaux est composé de quatre groupes, chacun des groupes étant associé à un support spécifique. L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, mais bien au contraire entend couvrir toute variante qui entrerait dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Bien que l'on ait indiqué que le plateau déplaçable est solidaire de la partie de châssis mobile, on pourra prévoir de rendre déplaçable l'autre plateau. L'écartement pourra être réglé lors de l'opération de broyage proprement dite, ce qui n'était pas possible avec les broyeurs centrifuges de la technique antérieure. En effet, en fonction de la taille des granulats obtenus, on peut en fonctionnement régler l'écartement des plateaux pour obtenir la taille désirée. On envisage également dans le cadre de l'invention une motorisation, de préférence pilotée, du moyen de manoeuvre du plateau pour autoriser un déplacement commandé du plateau déplaçable en translation. On prévoit également un asservissement de l'écartement des plateaux pour produire un granulat de taille déterminée, cet asservissement permettant de compenser un mauvais ré- glage initial, ou une usure progressive des couteaux. REVENDICATIONS 1. Broyeur centrifuge comportant un châssis (1,3) qui porte un premier plateau (4.1) s'étendant perpendiculairement à un axe (X) du broyeur et portant un premier ensemble de couteaux (9.1) s'étendant de façon essentiellement radiale vis à vis dudit axe (X), le châssis (1,3) portant un second plateau (4.2) monté sur le châssis (1,3) en regard du premier plateau (4.1), le second plateau (4.2) portant un second ensemble de couteaux (9.2) s'étendant de façon radiale et adjacente au premier ensemble de couteaux (9.1) en étant espacé de celui-ci d'un écartement prédéterminé, l'un desdits plateaux étant monté à rotation autour dudit axe (X), un moyen d'entraînement (20) étant accouplé audit plateau précité pour faire tourner ce dernier lors d'une opération de broyage, l'autre plateau restant alors fixe en rotation, caractérisé en ce que l'un (4.2) des plateaux est dépla- çable en translation le long dudit axe (X), un moyen de manoeuvre (30,31) unique coopérant avec le plateau dépla- çable en translation (4.2) pour permettre un réglage de l'écartement des deux ensembles de couteaux (9. 1, 9.2). 2. Broyeur centrifuge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de manoeuvre (30,31) comporte deux éléments de type vis/écrou (30,31) ayant un axe longitudinal confondu avec l'axe du broyeur (X), l'un desdits éléments (30) étant solidaire en translation du plateau déplaçable (4.2) et fixe en rotation vis à vis du châssis (3), l'autre desdits éléments (31) étant monté à rotation vis à vis du châssis (3) et formant un organe de réglage de l'écartement entre les deux ensembles de couteaux (9.1, 9.2). 3. Broyeur centrifuge selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de réglage (31) coopère avec le châssis (3) via une liaison de type vis/écrou, avec un filetage de pas différent et de sens opposé à celui de la liaison vis/écrou prévue entre les deux éléments du moyen de manoeuvre (30,31). 4. Broyeur centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le broyeur comporte une butée susceptible de coopérer avec le plateau déplaçable (4.2) pour garantir un jeu de fonctionnement minimal entre les deux ensembles de couteaux (9). 5. Broyeur centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau mobile en rotation (4.1) est monté sur une partie de châssis fixe (1), tandis que l'autre plateau (4.2) est fixe en rotation et est monté sur une partie de châssis mobile (3), en particulier articulée sur la partie de châssis fixe (1), qui peut être ouverte à l'arrêt pour accéder aux ensembles de couteaux. 6. Broyeur centrifuge selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie de châssis mobile (3) porte le plateau déplaçable (4.2) ainsi que le moyen de manoeuvre associé (30,31). 7. Broyeur centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couteaux (9) sont rapportés dans des fentes (8) des plateaux (4.1, 4.2) s'étendant radialement vis à vis de l'axe (X) du broyeur. 8. Broyeur centrifuge selon la revendication 7, caractérisé en ce que les couteaux (9) sont agencés en plusieurs groupes de couteaux couvrant chacun un secteur angulaire du plateau associé, chaque groupe de coutreaux étant fixé sur un support commun (14) qui est lui-même rapporté sur ledit plateau associé. 9. Broyeur centrifuge selon la revendication 8, caractérisé en ce que les couteaux (9) sont brasés sur le support commun (14) associé. 10. Broyeur centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couteaux (9) ont des bords actifs (10) comportant un revêtement en céramique.