Brevet FR2833626A1 — publié le 20030620

MACHINE PERMETTANT DE DEPOSER SUR LE SOL EN UNE COUCHE D'EPAISSEUR REGLEE UN MATERIAU COMPOSITE CONSTITUE DE MATIERE DIVISEE ET FINE DE FIBRES COURTES SEPAREES. La présente invention concerne une machine permettant de déposer sur le sol en une couche d'épaisseur réglée un matériau composite constitué de matière divisée fine et de fibres courtes séparées, ladite machine permettant d'en obtenir le mélange avant dépôt Par matière divisée, on entend principalement du sable Celui-ci peut être mélangé avec divers adjuvants tels que terreau ou tourbe, par exemple. Par fibres courtes séparées, on entend des fibres en un matériau synthétique tel que du polypropylène provenant d'une balle ou d'un matelas de fibres qu'il faut diviser. La longueur des fibres par exemple de 35 millimètres à 120 millimètres. De tels mélanges sont connus pour réaliser des aires à usage sportif. Le brevet GB 814885 ROY STANLEY TOMPSETT déposé le 26. 05. 1954 décrit la réalisation de courts de tennis par épandage d'un mélange de sable et de fibres végétales ou textiles cardées avec un agent liant tel que de l'huile de lin ou une résine. Le brevet US 4 073 753 STEIN HAUGE décrit la réalisation de surfaces ou d'aires sportives pour l'extérieur dans lequel il est fait usage d'un mélange de sable et de particules de caoutchouc ou de fibres dans la proportion 10-50% pour les fibres et de 90 à 50% pour le sable. Les fibres peuvent être des fibres synthétiques telles que des fibres de polypropylène et leur longueur peut varier d'environ 10 millimètres à 100 millimètres. Selon le brevet US 4 073 753, la composition peut inclure des copeaux de bois, de la tourbe, des engrais ou des cendres. Le brevet NL 8303018 déposé le 30. 08. 1983 décrit un procédé de construction d'une infrastructure pour une pelouse artificielle par dépôt d'une fondation constituée de sable mélangé avec au moins 1% en poids de matière fibreuse. Les fibres sont des fibres en matière organique ou inorganique, par exemple Nylon, fibres de verre ou polypropylène de longueur 6 à 10 millimètres. Le brevet FR 86 17402 décrit des surfaces artificielles utilisables en toute saison et par tous temps notamment pour la pratique de l'équitation ou d'autres sports qui est constitué d'un mélange de sable et de fibres synthétiques, le sable ayant une granulométrie de 100 microns à 1 millimètre et les fibres, une longueur de 25 à 75 millimètres. L'épaisseur de la couche ainsi réalisée est de 75 à 150 millimètres. Ultérieurement, il est apparu possible d'utiliser un tel mélange comme substrat d'ensemencement de gazon, soit seul, soit mélangé avec des matières végétales telles que des fibres de bois et des matières organiques ou des engrais comme prévu d'ailleurs dans les documents antérieurs cités. Il apparaît de l'état de la technique antérieure comme connu depuis plus de vingt ans le mélange de matières divisées, telles que du sable et de matières fibreuses telles que des fibres synthétiques qui ont l'avantage de ne pas se décomposer sous l'action de l'humidité dans le but de réaliser des aires à usage sportif, engazonnées ou non. Par contre, aucun des documents de l'art antérieur ne donne de précision sur la manière de réaliser le mélange entre la ou les matières divisées et la ou les matières fibreuses et sur la manière d'épandre le mélange ainsi constitué. Le brevet FR 2 699 945 prévoit par ailleurs un mélange de gravillons, de fibres et de liant. Dans ce brevet, les fibres sont disposées dans le flux de gravillons. Cependant, ce brevet ne donne pas de précision sur la fonction division et cardage des fibres et le problème posé est différent de celui de l'invention, la granulométrie élevée des gravillons par rapport à la matière divisée utilisée dans l'invention ne posant pas les mêmes problèmes techniques. Seul le brevet FR 86 17402 parle de mélange homogène avec répartition en tout sens des fibres dans toute la masse du sable au moyen d'un malaxeur du type contrarotatif. Il apparaît évident de réaliser un mélange de matière divisée et de fibres par un malaxeur du type bétonnière ou toupie à cuve rotative qui pourra obtenir de grandes quantités de mélange. Il n'apparaît pas clairement à la lecture du brevet FR 86 17402 comment les fibres pourront être dispersées en tout sens Bien que dans cette publication, il soit indiqué qu'il est nécessaire d'utiliser des fibres droites non crêpées, si les fibres sont distribuées en paquet dans le mélangeur, il n'est pas évident qu'elles se sépareront alors même qu'elles représentent un faible pourcentage en poids du mélange. Il est probable que le mélange n'est pas homogène réellement et qu'il doit être homogénéisé sur le sol par ratissage Cette irrégularité du mélange conduit à une grande consommation de fibres avec une grande difficulté de dosage des proportions du mélange. Ce brevet ne fait référence à aucun dispositif permettant d'effectuer le mélange sable/fibres, et permettant sa distribution. Le brevet FR 98 14323 du même demandeur, est le premier à proposer une solution à ce problème avec une machine comprenant sur un même châssis doté d'organes de roulement : - une trémie dont le fond est constitué d'un tapis rotatif sans fin, ladite trémie contenant la matière divisée et la distribuant par rotation du tapis sans fin, - un poste distributeur de matière fibreuse comprenant un bac d'alimentation, un système d'entraînement de la matière fibreuse et un dispositif cardeur permettant de séparer les fibres, - un dispositif malaxeur disposé sous la sortie de la trémie et sous le poste distributeur de matière fibreuse qui réalise le mélange fibres et sable et le répand au sol. Il est apparu que cette machine, si elle apportait globalement une solution, ne donnait qu'imparfaitement satisfaction au niveau du mélange des matières concernées. Des problèmes se sont posés notamment au niveau de la division des fibres pour pouvoir les séparer les unes des autres, et au niveau du mélange entre la matière divisée fine, le sable plus ou moins humide et les fibres en matière synthétique. La présente invention apporte une solution à ces problèmes, d'une part au niveau de l'organisation générale de la machine, de la répartition de ses postes essentiels, distribution de sable et de fibres et de l'organisation de leur coopération. Il est en effet apparu qu'il ne suffisait pas pour obtenir un bon résultat d'introduire du sable et des fibres dans un mélangeur. La présente invention apporte également une solution au niveau du traitement des fibres. Celles-ci sont livrées en balles ou matelas comprimés et les fibres s'interpénètrent en touffes. Le poste de cardage a une opération importante dans le fonctionnement de la machine A cet effet, la machine selon l'invention permettant de déposer au sol en une couche d'épaisseur réglée un matériau composite constitué principalement d'une matière divisée telle que du sable, distribué par une trémie et de fibres courtes séparées provenant d'un matelas de fibres comprimées, ladite machine comportant sur un même châssis doté d'organes de roulement : - une trémie contenant le sable dont le fond est un tapis sans fin rotatif qui distribue une quantité dosée de sable, - un poste cardage du matelas de fibre destiné à les individualiser, un dispositif malaxeur distributeur recevant sable et fibres, et réalisant à la fois leur mélange et leur distribution, ladite machine étant caractérisée en ce que la distribution de sable et de fibres individualisés s'effectue en un même zone, les fibres chutant dans le flux de sable libéré au-delà du transporteur, la réunion des deux composés s'effectuant lors de leur chute audessus de l'orifice d'alimentation du dispositif malaxeur distributeur. Suivant une caractéristique de l'invention, l'axe de distribution des fibres est orthogonal à l'axe de distribution du sable. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le matelas de fibres subit, par des organes cardeurs, un traitement en sens horizontal puis en sens vertical descendant jusqu'à la zone de mélange au flux de sable. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le poste de cardage comprend : un tapis horizontal continu rotatif doté des pointes espacées qui reçoit le matelas de fibres, au moins un rouleau supérieur cylindrique doté de pointes, tangent au précédent au-dessus de celui-ci et à son extrémité, au moins un rouleau cylindrique inférieur cardeur doté de pointes, l'emprise dudit rouleau étant sécante avec celle du tapis horizontal sous lequel il est situé, - un rouleau inférieur à pointes étant monté sous le précédent et sécant avec celui-ci. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description ci-après de formes de réalisation de l'invention données à titre d'exemple non limitatif et illustrées par les dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe de la machine selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe du système de cardage des fibres, - la figure 3 est une vue en coupe du système de cardage des fibres suivant une autre forme de réalisation. Telle que représentée, la machine selon l'invention comprend sur un même châssis doté d'organes de roulement une trémie 1 recevant la matière divisée, en l'espèce du sable avec ou sans adjuvants tels que tourbe, terreau, engrais ou autres produits, et un poste 2 de distribution de fibres. Le fond de la trémie est constitué par un tapis roulant 3 dont la rotation sans fin commandée par un organe moteur non représenté amène une quantité de sable qui se déverse en une zone 4 à l'extérieur de la trémie et audessus de l'orifice d'alimentation d'un dispositif mélangeur ou malaxeur qui sera décrit ultérieurement. La quantité de sable délivrée est dosée soit par réglage de la vitesse de rotation du tapis 3, soit par un organe mobile capable d'obturer la lumière de sortie de la trémie, cette lumière étant transversale à la trémie sur toute la largeur de celle-ci. Cet organe mobile peut être un volet commandé du type guillotine ou vanne. Le réglage du débit de sable peut également être réglé par intervention sur à la fois la position du volet ou autre organe adapté et sur la vitesse de rotation du tapis A l'avant de la trémie et au dessus de la zone 4 est disposé un système de cardage des fibres 5. L'orifice 6 de sortie des fibres du système de cardage est, selon l'invention, positionné au dessus de la zone 4 où le sable est délivré par le tapis transporteur La réunion des deux composés sable/fibres s'effectue lors de leur chute au dessus de l'orifice d'alimentation du dispositif malaxeur. Comme représenté aux dessins, l'extrémité du tapis transporteur 3 vient au-delà de la trémie 1 sous le système de cardage et sensiblement au droit de son orifice 6 de sortie des fibres. Schématiquement, il est possible de dire que l'axe de distribution des fibres orthogonales à l'axe de distribution du sable et que les deux axes se rejoignent à la zone 4 ou zone de chute. La chute des composés a pour effet de les aérer pour le sable et d'aider à les individualiser pour les fibres, ce qui contribue à faciliter leur mélange. Le système de cardage 5 comprend une paroi arrière 7 dont l'extrémité inférieure est conformée en arc de cercle pour guider la chute des fibres. Ce système comprend un tapis horizontal sans fin 8 rotatif entre deux rouleaux dont un est mené par un organe moteur. La paroi du tapis est dotée de pointes verticales régulièrement espacées. L'emprise des pointes et leurs longueurs est montrée par la ligne repère 8B. Sur ce tapis est disposé le matelas de fibres à diviser. Sur ce tapis est monté au moins un rouleau 9 cylindrique transversal supérieur doté de pointes. Le montage de ce rouleau est tel que sa circonférence définie en rotation par l'extrémité de ses pointes représentée par le cercle 9B, est tangente au tapis à pointes 8 lors de son défilement. Le rouleau 9 est disposé sur l'extrémité arrière du tapis 8 pris dans son sens de défilement marqué par la flèche. Le rouleau 9 peut, en variante de réalisation, figure 3, être précédé par un rouleau 10 à pointes également tangent au tapis, suivant le cercle 10B et de plus petit diamètre. Sous le tapis 9 au niveau de son extrémité arrière est monté un rouleau à pointes 11 dont la circonférence définie par ses pointes et délimitée par le cercle 11 B est sécante de l'espace ou de l'emprise occupée par les pointes du tapis 9, en sorte que les pointes du tapis et du rouleau se croisent. Suivant la forme de réalisation représentée dans la vue en coupe de la figure 2 et la figure 3 la paroi 7 entoure partiellement le rouleau 11 jusqu'au droit de son axe. L'ouverture 12 d'alimentation du système en fibre a la forme d'un rectangle occupé par le tapis horizontal 8. La fibre subit par les organes cardeurs 8,9, 11, un traitement suivant un cheminement ou un sens horizontal puis vertical. Le matelas de fibres déposé dans l'ouverture rectangle est étiré par l'action du tapis ; le rouleau 9 et le rouleau 10 prélèvent les fibres excédentaires, le rouleau 11 supérieur enlève les fibres des pointes du tapis et par sa rotation libère les fibres dans l'orifice 6 au dessus de la zone 4. Avantageusement, la vitesse de rotation du tapis 8 est réglable, les rouleaux 9-10 tournent à une vitesse constante par exemple de l'ordre de 60 tours par minute et le rouleau 11 tourne à une vitesse constante. Le système projette sur le tapis de sable et dans le flux de celui-ci dans la zone 4 une fibre de cardée et aérée dont les éléments sont séparés. Selon une variante de réalisation représentée à la figure 3 dans la zone de l'orifice de sortie du système de cardeur est monté un rouleau à pointes 13 de diamètre inférieur à celui du rouleau 11 et dont la circonférence définie par les pointes dont l'emprise est marquée par le cercle 13B est sécante à celle du rouleau 11. Ce rouleau décardeur est animé d'une vitesse rapide, c'est-à-dire plus rapide que la vitesse de rotation du rouleau 11, par exemple 500 tours minute. L'ensemble des organes est animé en rotation dans le même sens. L'ensemble des organes est porté par deux flasques parallèles verticales non représentées avec paliers de roulement et de réglage de manière connue. Le dispositif malaxeur 14 disposé sous la zone 4 est constitué de deux cages rotatives en sens opposé dans un tambour transversal doté d'un orifice transversal longitudinal supérieur correspondant à la zone 4, et d'un orifice transversal longitudinal de sortie. Une porte mobile permet d'obturer partiellement l'orifice de sortie pour ralentir la sortie du mélange tout en créant une réserve à l'intérieur du tambour. REVENDICATIONS 1/Machine permettant de déposer au sol en une couche d'épaisseur réglée un matériau composite constitué principalement d'une matière divisée telle que du sable, distribué par une trémie et de fibres courtes séparées provenant d'un matelas de fibres comprimées, ladite machine comportant sur un même châssis, dotée d'organes de roulement : une trémie (1) contenant le sable dont le fond est un tapis sans fin (3) qui distribue une quantité dosée de sable, un poste (5) cardage du matelas de fibres destiné à les individualiser, - un dispositif malaxeur (12) distributeur recevant sable et fibres, et réalisant à la fois leur mélange et leur distribution, caractérisée en ce que la distribution de sable et de fibres individualisés s'effectue en une même zone (4), les fibres chutant dans le flux de sable libéré au-delà du transporteur, la réunion des deux composés s'effectuant lors de leur chute au-dessus de l'orifice d'alimentation du dispositif malaxeur distributeur. 2/Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'axe de distribution des fibres est orthogonal à l'axe de distribution du sable. 3/Machine selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisée en ce que le matelas de fibres subit par des organes cardeurs un traitement en sens horizontal, puis en sens vertical descendant jusqu'à la zone (4) de mélange au flux de sable. 4/Machine selon la revendication 1, la revendication 2 et la revendication 3 caractérisée en ce que le poste de cardage comprend : - un tapis horizontal (3) continu rotatif doté des pointes espacées qui reçoit le matelas de fibres, au moins un rouleau supérieur (9) cylindrique doté de pointes tangent au précédent au-dessus de celui-ci et à son extrémité, - au moins un rouleau cylindrique inférieur (11) cardeur doté de pointes, l'emprise dudit rouleau étant sécante avec celle du tapis horizontal sous lequel il est situé, un rouleau inférieur (13) à pointes étant monté sous le précédent et sécant avec celui-ci. 5/Machine selon la revendication 4 caractérisée en ce que la vitesse d'avancement du tapis (8) est réglable. 6/Machine selon la revendication 4 et la revendication 5 caractérisée en ce que la vitesse de rotation du rouleau supérieur (9) à pointes tangent au tapis (8) est constante. 7/Machine selon la revendication 4, la revendication 5 et la revendication 6 caractérisée en ce que le rouleau inférieur (11) sécant au tapis est à vitesse constante lente et que le rouleau inférieur (13) sécant au précédent est à vitesse constante rapide. 8/Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la sortie du malaxeur est de dimensions réglables ce qui permet de ralentir la distribution du mélange dont une quantité reste en attente dans le malaxeur.