Brevet FR2853566A1 — publié le 20041015

La présente invention concerne une machine à laminer des grains de céréales ou analogues destinés à l'alimentation. Traditionnellement, l'écrasement se réalise par le passage des grains entre deux rouleaux tournant en sens opposés l'un contre l'autre. Dans ce cas de figure, l'angle formé par les rouleaux est généralement trop obtus, ce qui a pour conséquence de défavoriser le passage de ces derniers entre les rouleaux. Pour pallier cet handicap, les fabricants favorisent généralement la réalisation de rouleaux de grand diamètre, ce 1 0 qui affine l'angle de pénétration entre les rouleaux. Toutefois, la vitesse de rotation identique des deux rouleaux ainsi que le lissage de leur paroi résultant d'une usure au travail, engendre un phénomène récurrent de refus au passage pour les grains les plus durs. Pour rompre ce phénomène, les rouleaux sont munis de rayures 1 5 longitudinales pour rendre leur surface abrasive, et favoriser ainsi l'entraînement des grains. Bien sûr, ces rayures disparaissent à mesure de l'usure des rouleau, et il est nécessaire de les ré usiner périodiquement. L'utilisation de tels rouleaux se révèle efficace, mais très onéreuse et 20 implique un processus de fabrication très spécifique. Les coûts de maintenance sur ces rouleaux sont relativement élevés, et la détérioration partielle d'un rouleau, par exemple lors du passage d'un corps métallique, implique son remplacement. De plus l'écrasement des grains engendre un phénomène de colmatage 25 de ces derniers sur les rouleaux, ce qui implique la mise en place de grattoirs mis en frottement permanent avec les rouleaux. Ce type de matériel est alors exclusivement destiné au milieu industriel qui peut financer et rentabiliser ce type d'investissement par une utilisation intensive. On comprend bien que la qualité laminée n'est aujourd'hui pas directement accessible au milieu agricole, les machines proposées étant surdimensionnées par rapport aux besoins d'une seule exploitation. De surcroît, ces systèmes ne sont pas évolutifs, ils ne peuvent pas 5 s'adapter réellement aux besoins des principaux utilisateurs et, puisqu'ils ne disposent que d'un seul dispositif d'écrasement, ne peuvent traiter simultanément différentes variétés de céréales sans les mélanger. Les problèmes évoqués sont donc en partie générés par la difficulté à obtenir une pénétration progressive du grain entre les cylindres 10 d'écrasement, à pallier au phénomène de colmatage du grain sur les parois des cylindres, et plus globalement à l'incapacité de fournir des systèmes capables d'être paramétrés en fonction du besoin du milieu pour lequel ils se destinent soit agricole soit industriel. L'invention propose de solutionner ces problèmes en proposant une machine dont les capacités de travail sont simples à paramétrer, autorisant le laminage simultané de différentes variétés de céréales sans les mélanger, et autorisant des opérations de maintenance limitées et 20 précises lors du vieillissement du système d'écrasement. Pour cela nous utiliserons un type connu de système d'écrasement des céréales, composé par l'association d'un cylindre disposé à l'intérieur d'un second cylindre de plus grand diamètre, le point de contact réalisé par ces deux éléments tournant dans le même sens permettant alors d'obtenir un 25 angle de pénétration beaucoup plus aigu et progressif que dans une réalisation conventionnelle. Au lieu de mettre en oeuvre des rouleaux, l'invention se caractérise par l'utilisation d'ensembles composés par un disque ou moyeu central à la périphérie duquel un anneau de plus grande dimension est mis en 30 contact forcé en un point donné. La transmission des efforts de rotation se fera via un axe central motorisé pouvant accepter une pluralité de moyeux par liaison clavetée chacun accompagnés de son anneau. Les efforts de contact seront appliqués par l'action d'un vérin hydraulique 5 sur des galets disposés sur la périphérie de l'anneau, de part et d'autre du point de contact 'moyeu - anneau'. Nous avons ainsi une machine qui proposera une capacité de travail proportionnelle au nombre d'ensemble 'moyeu - anneau' employés. L'utilisation de ces ensembles isolés permet alors de traiter simultanément 10 différentes variétés de céréales sans avoir à les mélanger, puisque chaque ensemble 'moyeu - anneau' possède une alimentation distincte. De plus, cette disposition permet un remplacement au coup par coup d'un moyeu ou d'un anneau lorsque leur état d'usure le nécessite. Par exemple, le passage accidentel d'un corps métallique engendrant la 15 détérioration du système d'écrasement, pourra donner lieu grâce à l'invention au seul remplacement de l'anneau ou du moyeu concerné, alors que dans un dispositif classique décrit précédemment le remplacement fastidieux et très onéreux d'un rouleau s'avérera nécessaire. L'invention est remarquable en ce que, pour permettre un positionnement adéquat des éléments, l'anneau sera usiné sur sa partie interne suivant une forme symétrique saillante, tandis que le moyeu adoptera une forme de nature identique mais creuse sur sa périphérie. Ainsi, l'anneau est parfaitement guidé par le moyeu pendant le fonctionnement de la machine, et la zone d'écrasement n'est plus linéaire, elle s'opère dans une zone de recouvrement centralisée par la ligne de contact entre le moyeu intérieur creux et l'anneau extérieur saillant. Avantageusement, l'auto centrage de l'anneau dans le moyeu au moyen de formes parfaitement complémentaires, respectivement saillante et creuse, engendre des angles de pénétration et des vitesses périphériques variables durant la phase d'écrasement du grain. En effet, sur les bords intérieurs de l'anneau le diamètre de celui-ci est maximum pour une vitesse périphérique maximum; sur la partie centrale, le diamètre sera minimum pour une vitesse périphérique inférieure à la précédente. Le constat est identique pour la surface creuse extérieure du moyeu. Or, les diamètres intérieur et extérieur de l'anneau sont supérieurs aux diamètres respectifs du moyeu, puisque le moyeu est compris à l'intérieur de l'anneau, et comme la vitesse périphérique est fonction du diamètre, il est impossible d'obtenir une vitesse périphérique identique à l'intérieur et à l'extérieur de la zone de recouvrement. Aussi,ces variations permanentes de vitesses ont des incidences notoires sur les performances du processus, durant son aplatissement, le grain est littéralement frictionné par les variations de vitesses, ce qui perturbe le phénomène récurrent de refus au passage pour les grains les plus durs, et en ne donnant pas la possibilité au grain de se fixer à aucune paroi, 20 garantit l'absence de colmatage. De même, les angles de pénétration varient en fonction de la position du grain, à l'extérieur ou à l'intérieur de la zone de recouvrement. Sur l'extérieur de cette zone, ce sont les diamètres extérieurs de l'anneau 25 et du moyeu qui travaillent, l'angle formé par la conjonction de ces deux diamètres maximum est donc très progressif. Par contre, à l'intérieur de cette zone ce sont les diamètres intérieurs de l'anneau et du moyeu qui travaillent, l'angle formé par la conjonction de ces deux diamètres minimum est alors moins aigu que dans le cas 30 précédent. Le grain subit donc un écrasement latéral progressif. Ces dispositions permettent donc de travailler le grain avec une grande progressivité, tout en perturbant les phénomènes de colmatage et de refus. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente en vue de face un exemple de réalisation de la machine, selon l'invention.. La figure 2 représente en coupe l'ensemble 'anneau - moyeu', avec son 10 dispositif de mise en pression. En référence à ces dessins, le dispositif est composé d'un châssis rigide 1 sur lequel est disposé via deux paliers 10, un axe central 7 sur lequel viennent s'agencer un ou plusieurs moyeux 3. Chaque moyeu 3 est pourvu sur sa périphérie d'une forme symétrique creuse, par exemple concave. En association avec chaque moyeu 3 se trouve un anneau 2, dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur dudit moyeu 3, et dont la partie interne sera usinée suivant une forme identique à la 20 périphérie dudit moyeu 3, mais de nature saillante, par exemple convexe. Ainsi au centre d'une zone de contact ou de recouvrement 4, les formes par exemple concave et convexe appartenant respectivement au moyeu 3 et à l'anneau 2 s'épousent parfaitement. L'association des éléments décrits précédemment forme alors un module 25 M. Ledit axe 7 est muni à chacune de ses extrémités d'un usinage spécifique permettant d'une part un accouplement avec une source motrice, représentée par le moto-réducteur 8, et d'autre part l'association par une bride de liaison 9 avec un second module M. Le dispositif est donc tout à fait évolutif, puisqu'il permet d'associer plusieurs modules M, eux-mêmes comportant un ou plusieurs ensembles anneau moyeu'. L'anneau 2 sera mis en contact forcé avec le moyeu 3 par l'action des galets 5 et 5' maintenus en pression par un vérin hydraulique 6 fixé sur le châssis 1. La zone de contact 4 sera privilégiée dans la partie basse du couple, anneau moyeu' de façon à dégager un espace d'alimentation du dispositif 10 en partie haute. Les formes adoptées par exemple concave et convexe appartenant respectivement au moyeu 3 et à l'anneau 2, permettent l'optimisation de 15 l'alimentation en céréales, le moyeu 3 en partie supérieure créant un couloir' naturel qui guide les grains vers la zone de contact. De même en sortie de cette zone, la forme convexe de l'anneau 2 entraîne le glissement des céréales laminées vers l'extérieur. Ce phénomène est d'ailleurs accentué par la vitesse périphérique de l'anneau 2. 20 Aussi, le fonctionnement du dispositif se déroule de la façon suivante: En référence à la figure 1, le dispositif est alimenté par des céréales stockées en amont dans une trémie 12, et dont l'écoulement est régulé. Des canalisations 11 permettent alors d'amener le grain dans un espace 25 1l' o le moyeu 3 et l'anneau 2 sont totalement séparés. Grâce à la forme par exemple concave du moyeu 3, les grains sont alors guidés naturellement vers la zone de recouvrement 4, définie par la superposition partielle puis totale des formes par exemple concave et convexe appartenant respectivement au moyeu 3 et à l'anneau 2. L'entrée dans cette zone 4 engendre pour le grain des angles de pénétration et des vitesses périphériques variables. En effet, sur les bords intérieurs de l'anneau 2 le diamètre de celui-ci est maximum pour une vitesse périphérique maximum; sur la partie centrale, 5 le diamètre sera minimum pour une vitesse périphérique inférieure à la précédente. Le constat est identique pour la surface par exemple concave extérieure du moyeu 3. Or, les diamètres intérieur et extérieur de l'anneau 2 sont supérieurs aux diamètres respectifs du moyeu 3, puisque le moyeu 3 est compris à 10 l'intérieur de l'anneau 2, et comme la vitesse périphérique est fonction du diamètre, il est impossible d'obtenir une vitesse périphérique identique à l'intérieur et à l'extérieur de la zone de recouvrement 4. Aussi, ces variations permanentes de vitesses ont des incidences notoires sur les performances du processus, durant son aplatissement, le grain est 15 littéralement frictionné, ce qui perturbe le phénomène récurrent de refus au passage pour les grains les plus durs, et en ne donnant pas la possibilité au grain de se fixer à aucune paroi, garantit l'absence de colmatage. De même, les angles de pénétration varient en fonction de la position du grain, à l'extérieur ou à l'intérieur de la zone de recouvrement 4. Sur l'extérieur de cette zone, ce sont les diamètres extérieurs de l'anneau 2 et du moyeu 3 qui travaillent, l'angle b formé par la conjonction de ces deux diamètres maximum est donc très progressif. A l'intérieur de cette zone ce sont les diamètres intérieurs de l'anneau 2 et du moyeu 3 qui travaillent, l'angle a formé par la conjonction de ces deux diamètres minimum est alors moins aigu que dans le cas précédent. Cette variation angulaire optimise le passage du grain et opère sur celuici un écrasement latéral progressif. Ces dispositions permettent donc de travailler le grain avec une grande progressivité, tout en perturbant les phénomènes de colmatage et de refus. A la sortie de la zone de recouvrement 4, la forme par exemple convexe 5 de l'anneau 2 associé à la vitesse périphérique de ce dernier entraîne le glissement des céréales laminées vers l'extérieur. L'anneau 2 sera mis en contact forcé avec le moyeu 3 par l'action des galets 5 et 5' maintenus en pression par un vérin hydraulique 6 fixé sur le châssis 1. L'utilisation de l'énergie hydraulique pour maintenir un contact forcé entre l'anneau 2 et le moyeu 3 permet de gérer des pressions d'écrasement de plusieurs tonnes tout en conservant l'élasticité nécessaire à la séparation du moyeu et de l'anneau pour évacuer le passage éventuel d'un corps métallique. REVENDICATIONS 1 Machine à laminer des grains de céréales ou analogue, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un module M, composé d'un 5 châssis rigide 1 sur lequel est disposé via deux paliers 10, un axe central 7 moteur sur lequel peut s'agencer par liaison clavetée 7' une pluralité de moyeux 3, chacun étant mis en contact sur leur périphérie avec un anneau 2 libre, dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur dudit moyeu 3, de façon à permettre le laminage simultané de 10 différentes variétés de céréales sans les mélanger, et à déterminer la capacité de travail par le nombre d'ensembles 'moyeu-anneau' employés. 2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque moyeu 3 est pourvu sur sa périphérie d'une forme symétrique creuse, et 15 que chaque anneau 2 sera usiné sur sa partie interne suivant une forme identique à la périphérie dudit moyeu 3, mais de nature saillante, de sorte que les formes creuse et saillante appartenant respectivement au moyeu 3 et à l'anneau 2 s'épousent parfaitement. 3. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que la superposition partielle puis totale des formes creuse et saillante appartenant respectivement au moyeu 3 et à l'anneau 2 définissent une zone de recouvrement 4, dans laquelle s'opèrent naturellement des variations permanentes de vitesses et d'angle de pénétration en fonction 25 du positionnement du grain lors de son écrasement, ayant pour incidence d'optimiser le passage du grain et d'opérer sur celui-ci un écrasement latéral progressif tout en perturbant les phénomènes de colmatage et de refus. 4. Machine selon les revendications 2 et 3 caractérisée en ce que les formes adoptées creuse et saillante appartenant respectivement au moyeu 3 et à l'anneau 2 permettent l'optimisation de l'alimentation en céréales, le moyeu 3 en partie supérieure créant un 'couloir' naturel qui 5 guide les grains vers la zone de contact 4, de même en sortie de ladite zone 4, la forme saillante de l'anneau 2 associée à sa vitesse périphérique entraîne le glissement des céréales laminées vers l'extérieur. 5. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit axe 7 10 est muni à chacune de ses extrémités d'un usinage spécifique permettant d'une part un accouplement avec une source motrice, représentée par le moto-réducteur 8, et d'autre part l'association par une bride de liaison 9 avec un second module M, définissant ainsi une machine évolutive dans sa capacité de travail, puisqu'elle permet d'associer plusieurs modules M 15 à une même source d'énergie, lesdits modules M comportant un ou plusieurs ensembles 'anneau moyeu'. 6. Machine selon les revendications 2 à 4 caractérisée en ce que l'anneau 2 est mis en contact forcé avec le moyeu 3 par l'action des galets 20 5 et 5' maintenus en pression par un vérin hydraulique 6 fixé sur le châssis 1.