Brevet FR2917661A1 — publié le 20081226

La présente invention concerne un dispositif d'entraînement et de découpage d'une mèche de fibres, notamment de verre, en vue de leur épandage sur une chaussée, qui comprend un rouleau de découpage rotatif associé à un galet presseur, également rotatif, entre lesquels passe la mèche à découper. Elle concerne également une machine mobile servant à épandre sur une chaussée les morceaux de fibres ainsi découpés. En vue de la confection ou de la réfection d'un revêtement routier à base de liant, en particulier de liant bitumineux, il est connu d'incorporer dans celui-ci des fibres, notamment des fibres de verre, dans le but d'améliorer la résistance de la couche de revêtement ; en effet, la présence des fibres en augmente sensiblement la résistance à la traction, réduisant le risque de fissuration, et en accroît la durée de vie. L'état de la technique en la matière peut être illustré par exemple par les documents GB 2 081 603, GB 2 121 853, EP 0 456 502, FR 2 661 929 et FR 2 15 699 945. Généralement, la distribution du liant et des fibres est réalisée au moyen d'un véhicule qui est équipé d'une réserve à liant et d'une pluralité de bobines servant chacune au stockage d'une mèche (ou ficelle) de fibres de grande longueur. Chaque mèche est extraite, par déroulement, d'une bobine, au moyen d'un dispositif d'entraînement et de découpage. Il existe une série de dispositifs similaires, placées côte à côte, en ligne, qui assurent chacun le découpage d'une mèche en petits tronçons de faible longueur, par exemple de l'ordre de 60 millimètres. Lorsqu'un tronçon se trouve découpé, les fibres qui le constituent se dispersent, formant des morceaux de brins individuels. Ceux-ci-sont dispersés dans le liant, par projection au sol en amont et/ou en aval d'une rampe à liant équipant le véhicule. Cette distribution peut être favorisée par mise en oeuvre d'un courant d'air descendant. 30 Le dosage des fibres sur la chaussée est, à titre indicatif, de l'ordre de 60 à 90 grammes par mètre carré. Toujours à titre indicatif, on fait usage par exemple d'une série de quarante dispositifs similaires d'entraînement et de découpage, ce qui correspond à quarante bobines actives . Ces dispositifs sont entraînés en synchronisme, 35 généralement au moyen d'un arbre moteur commun. 20 25 Lorsqu'une bobine est presque vide, un opérateur la remplace par une bobine pleine, et fait un noeud pour relier l'ancienne à la nouvelle mèche, afin d'éviter une discontinuité de l'alimentation. Au sein du dispositif la mèche de fibres verre, est pincée entre le 5 rouleau de découpage rotatif et le galet presseur. Le rouleau de découpage, cylindrique, porte à sa périphérie une ou plusieurs lames tranchantes, disposées par exemple suivant des génératrices (parallèlement à l'axe du rouleau). En général, il est moteur, c'est-à-dire entraîné positivement en rotation, au moyen de l'arbre commun susmentionné, tandis que le 10 galet presseur est monté fou sur son axe. Le galet presseur, également cylindrique, est sollicité par un ressort de manière à s'appliquer élastiquement contre le rouleau de découpage, tout en pressant la mèche en mouvement contre ce dernier. Lorsque passe une lame, la mèche est sectionnée. 15 La rotation du galet presseur est induite par la friction développée entre sa paroi externe et celle du rouleau. Dans certaines réalisations, il est prévu additionnellement un galet de maintien situé en amont du rouleau de découpage et qui est sollicité par un ressort, contre ledit galet presseur, de manière à pincer la mèche de fibres contre ce dernier. 20 Ce galet de maintien est lui-même entraîné en rotation par friction, par l'intermédiaire du galet de presseur. Un tel agencement permet, grâce à la coopération des deux galets, d'exercer une traction efficace sur la mèche pour l'extraire de sa bobine ; la coopération du galet presseur avec le rouleau de découpage permet de réguler 25 l'entraînement de la mèche ainsi préalablement tirée et de la découper convenablement. Le galet presseur porte à la fois contre le rouleau de découpage et contre le galet de maintien. La surface externe du galet presseur est soumise à des contraintes 30 relativement sévères, à savoir, d'une part, aux chocs répétés et à la pression du tranchant des lames de découpage et, d'autre part au frottement des fibres de verre (très abrasives) dont elle assure le pincement. Par ailleurs, la mèche en mouvement n'a pas une section constante ; elle peut présenter des surépaisseurs, soit naturellement, soit du fait du passage d'un 35 noeud assurant la jonction de deux mèches. Ceci nécessite de recourir à un pincement de largeur variable. Certes l'existence du ressort qui sollicite le galet presseur contre le rouleau de découpage et, le cas échéant, contre le galet de maintien, confère au dispositif une certaine élasticité. Cependant, ce ressort doit avoir une raideur élevée pour assurer un 5 pinçage suffisant de la mèche et éviter tout glissement relatif de celle-ci par rapport au rouleau de découpage et, le cas échéant, au galet de maintien. Cette raideur importante n'est pas adaptée pour autoriser le passage rapide de surépaisseurs éventuelles, ce qui pose un risque de blocage. Ce risque est d'autant plus gênant qu'il est multiplié, en raison du nombre élevé de dispositifs 10 similaires équipant la machine. L'invention a pour objectif de pallier ces difficultés. Comme déjà dit, elle a pour objet un dispositif d'entraînement et de découpage d'une mèche de fibres, notamment de verre, en vue de leur épandage sur une chaussée, qui comprend un rouleau de découpage rotatif associé à un galet 15 presseur, également rotatif, entre lesquels passe la mèche à découper. Ce dispositif est caractérisé par le fait que le galet presseur possède une structure bi-matière, comprenant une âme en matériau souple et élastique qui est entourée d'une partie annulaire externe, également en matériau souple et élastique, mais dont la dureté est sensiblement supérieure à celle de l'âme. 20 Grâce à cette structure, on allie des qualités de souplesse pour permettre le passage sans heurt de noeuds, ou autres surépaisseurs, et de dureté superficielle suffisante pour s'opposer à l'abrasion et à l'usure prématurée du galet presseur. Avantageusement, l'âme et la partie annulaire externe sont en 25 matériau élastomère, tel que du polyuréthane ou un matériau similaire. De préférence, l'âme a une dureté de l'ordre de 65 Shore A, et la partie annulaire externe une dureté de l'ordre de 90 à 95 Shore A. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles possibles, mais non limitatives, de l'invention: 30 l'âme et la partie annulaire externe comportent des profils de liaison complémentaires assurant leur retenue mutuelle suivant la direction axiale ; - le galet presseur est porté par un levier pivotant sollicité par un moyen élastique tel qu'un ressort, contre ledit rouleau de découpage, de manière à appliquer la mèche de fibres contre ce dernier ; - le dispositif comporte un galet de maintien situé en amont du rouleau de découpage et qui est sollicité par un moyen élastique, tel qu'un ressort, contre le galet presseur, de manière à pincer la mèche de fibres contre ce dernier ; - le rouleau de découpage est moteur, tandis que ledit galet presseur et, le cas échéant, ledit galet de maintien est (sont) fou(s), son (leur) entraînement étant induit par friction ; - le galet presseur présente un perçage débouchant sur l'une au moins de ses faces latérales, pour le montage d'un aimant destiné à coopérer (sans contact) avec un capteur magnétique en vue du contrôle de sa rotation. La machine qui fait également l'objet de la présente invention est une machine mobile d'épandage de morceaux de fibres sur une chaussée, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une pluralité de dispositifs tels qu'indiqués ci-dessus, alimentés chacun par une mèche de fibres à partir d'une bobine supportée par la machine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va maintenant en être faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique du dispositif, vu de côté. La figure 2 est une vue de côté du galet presseur. La figure 3 est une vue en coupe transversale du galet presseur, le plan de coupe (diamétral) étant désigné III-III sur la figure 2. Sur la figure 1, la référence 1 désigne le galet presseur, dont l'arbre, d'axe horizontal X-X', porte la référence 2. Le galet d'appui et le rouleau de découpage portent respectivement 25 les références 3 et 4. Leurs axes sont également horizontaux, parallèles à X-X'. Les trois axes ont une disposition en triangle. La mèche de fibres, extraite d'une bobine (non représentée) porte la référence A, et un morceau (tronçon) de mèche venant d'être découpé porte la 30 référence B. Le galet 1 est fou ; il est monté sur un arbre 2 est porté par un levier 6 dans lequel il est guidé en rotation. Ce levier 6 est articulé autour d'un axe 60 horizontal (parallèle à l'axe X-X') supporté par un élément fixe 5, solidaire du châssis de la machine. Le levier 6 est sollicité au pivotement par un ressort 7 pour 35 pivoter dans le sens symbolisé par la flèche I sur la figure 1. Le galet d'appui 3, par exemple en acier inoxydable, est monté fou et guidé en rotation sur un arbre 30 ; ce dernier est porté par une tige coulissante 31, guidée en translation dans un palier fixe 50. Un ressort 8 sollicite la tige 31 en translation dans le sens symbolisé par la flèche J sur la figure 1, sur une course donnée (limitée par une butée appropriée). Le rouleau de découpage 4 est porté par un arbre 40 moteur, positivement entraîné en rotation par des moyens non représentés, par exemple un moteur hydraulique ou électrique. L'arbre 40, qui est guidé en rotation dans un palier fixe, peut être commun à un ensemble de dispositifs identiques disposés côte à côte, voire à l'ensemble des dispositifs équipant la machine. Cet arbre est perpendiculaire à la direction d'avance de la machine. Son sens d'entraînement est symbolisé par la flèche F sur la figure 1. Le rouleau 4 est équipé d'une paire de lames tranchantes 41, 42 15 diamétralement opposées. L'invention s'applique cependant également, bien entendu, à un dispositif dans lequel le rouleau de découpage est muni d'une seule lame, ou de plus de deux lames. Conformément à l'invention, le galet 1 a une structure bi-matière . 20 Il comprend une partie principale 10, ou âme, en matière souple et élastique entourée d'une partie annulaire externe 11, également en matière souple et élastique, mais dont la dureté est sensiblement supérieure à celle de l'âme 10. Dans le mode de réalisation illustré, ces deux éléments sont en polyuréthane, l'âme 10 ayant une dureté de 65 Shore A, tandis que la partie 1l a 25 une dureté de l'ordre de 90 Shore A. Comme on le voit sur la figure 3, l'âme 10 possède une partie centrale principale cylindrique 101 bordée par des portions latérales 102 de plus petit diamètre. La partie l 1 a une section de profil complémentaire, qui assure leur 30 parfaite solidarisation mutuelle en direction transversale (selon l'axe X-X'). Ces deux éléments sont également solidaires l'un de l'autre en rotation, leur assemblage étant avantageusement réalisé par surmoulage de la partie 11 sur la partie 10. La partie 10 peut être également surmoulée sur l'arbre 2 ou être montée sur celui-ci de manière classique. 35 A titre indicatif, le galet 1 a un diamètre externe de 82 mm et une largeur (dimension suivant X-X') de 30 mm. Son alésage interne 100 a un diamètre de 20 mm, tandis que les portions cylindriques 101 et 102 ont, respectivement des diamètres de 72 mm et de 67 mm. Ainsi l'épaisseur de la portion annulaire externe plus dure 1 l est de 5 5 mm au niveau de la zone centrale du rouleau. On notera la présence d'un perçage annulaire cylindrique 9 parallèle à X-X', qui traverse l'âme 10, débouchant sur chacune de ses faces latérales. Ce perçage, dont le diamètre est par exemple de l'ordre de 7,5 mm, est destiné au logement d'un aimant (non représenté). Le dispositif est pourvu d'un 10 capteur magnétique (non plus représenté) porté par un élément fixe du châssis, ainsi positionné que l'aimant passe à proximité du capteur à chaque tour de rotation du galet 1, générant alors une impulsion. Ceci permet d'en contrôler la rotation et de détecter les anomalies de fonctionnement du dispositif (blocage notamment). 15 En nous référant plus particulièrement à la figure 1, nous allons maintenant décrire ce fonctionnement. La machine mobile sur laquelle est monté le dispositif est équipée d'une pluralité de dispositifs d'entraînement et de découpage d'une mèche de fibres, ces dispositifs étant disposés côte à côte. Elle est également équipée d'une réserve à 20 liant et d'au moins une rampe d'épandage de ce liant. La (les) rampe(s) à liant et la série de dispositifs sont positionnés sur la machine de telle manière que le liant soit projeté sur la chaussée et que les morceaux de fibres découpés soient également projetés sur la chaussée, en étant incorporés dans le liant. 25 Sur cette machine sont stockées un certain nombre de bobines contenant chacune une mèche de fibres de verre de grande longueur. Il y a des bobines actives, associées chacune à un dispositif et des bobines de rechange, destinées à remplacer une bobine active lorsqu'elle est vide. Les bobines actives sont avantageusement guidées en rotation autour 30 de leur axe, afin de faciliter l'extraction de la mèche, par déroulement. En début d'opération, on écarte manuellement le levier 6 à l'encontre du ressort 7 (en sens contraire de I) pour l'escamoter et permettre l'introduction de l'extrémité libre de la mèche A entre, d'un côté, le galet 3 et le rouleau 4 et, de l'autre côté, le galet 1. 35 On le laisse ensuite revenir dans sa position active illustrée sur la figure, sous l'action du ressort 7. Le galet 1 est ainsi pressé à la fois contre le galet 3 et le rouleau de découpage 4. La présence du ressort 8 fait que ces deux appuis sont bien compatibles. Le rouleau 4 est mis en rotation suivant F, à vitesse continue et uniforme. Sous l'effet de la friction entre le rouleau 4 et le galet 1, ce dernier est à son tour entraîné en rotation, comme symbolisé par la flèche F'. De façon similaire, la rotation du galet 1 induit à son tour celle du galet 3 contre lequel il s'applique, comme symbolisé par la flèche F". La coopération des deux galets rotatifs 1 et 3, qui tournent en sens 10 inverse, a pour effet d' entraîner positivement la mèche A qui est pincée entre ces galets, et d'extraire continûment cette mèche par traction hors de sa bobine. Cette avance de la mèche est symbolisée par la flèche G. La mèche A passe ensuite entre le galet 1 et le rouleau 4, qui tournent également en sens inverse, et la pincent de manière à la déplacer suivant G. 15 Au passage des couteaux 41 et 42, elle est découpée en tronçons B qui sont projetés au sol, soit sous le simple effet de la gravitation et de la vitesse, soit avec l'assistance d'air soufflé. En tombant, ces tronçons se disloquent au moins partiellement pour former des brins fibreux plus ou moins individualisés, qui sont incorporés dans le 20 liant projeté par la machine. Du fait que la partie externe 11 du galet 1 est en matière élastomère, possédant une légère souplesse, sa coopération avec la surface du galet de maintien 3 se fait de manière douce et silencieuse, avec un coefficient de friction important permettant une traction sûre et efficace de la mèche A, sans glissement relatif. 25 Cependant, du fait qu'elle est néanmoins relativement dure, cette partie 11 résiste à l'abrasion due aux fibres, et favorise une découpe franche par les lames 41 et 42, tout en résistant à l'action tranchante de ces lames. Du fait que l'âme 10 du galet 1 est en matière élastomère, possédant une souplesse élevée, le passage de noeuds ou de surépaisseurs indésirables est 30 possible sans heurt ; cette souplesse permet aussi d'absorber les chocs provoqués par les lames contre les galets. La bonne marche du dispositif est contrôlée en permanence par le capteur de rotation magnétique associé à l'aimant monté dans le galet 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement et de découpage d'une mèche de fibres, notamment de fibres de verre, en vue de leur épandage sur une chaussée, qui comprend un rouleau de découpage rotatif (4) associé à un galet presseur (1), également rotatif, entre lesquels passe la mèche (A) à découper, caractérisé par le fait que ce galet presseur (1) possède une structure bi-matière, comprenant une âme (10) en matériau souple et élastique qui est entourée d'une partie annulaire externe (11), également en matériau souple et élastique, mais dont la dureté est sensiblement supérieure à celle de l'âme. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que 10 l'âme (10) et la partie annulaire externe (11) sont en matériau élastomère, notamment en polyuréthane. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'âme (10) a une dureté de l'ordre de 65 Shore A, et la partie annulaire externe (11) une dureté de l'ordre de 90 à 95 Shore A. 15 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'âme (10) et la partie annulaire externe (1l) comportent des profils de liaison complémentaires assurant leur retenue mutuelle suivant la direction axiale. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 20 caractérisé par le fait que ledit galet presseur (1) est porté par un levier pivotant (6) sollicité par un moyen élastique tel qu'un ressort (7) contre ledit rouleau de découpage (4), de manière à appliquer la mèche de fibres (A) contre ce dernier. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un galet de maintien (3) situé en amont du 25 rouleau de découpage (4) et qui est sollicité par un moyen élastique, tel qu'un ressort (8), contre ledit galet presseur (1), de manière à pincer la mèche de fibres (A) contre ce dernier. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit rouleau de découpage (4) est un rouleau moteur, 30 tandis que ledit galet presseur (1) et, le cas échéant, ledit galet de maintien (3) est (sont) fou(s), son (leur) entraînement étant induit par friction. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ledit galet presseur (1) présente un perçage (9) débouchant 9 sur l'une au moins de ses faces latérales, pour le montage d'un aimant destiné à coopérer avec un capteur magnétique en vue du contrôle de sa rotation. 9. Machine mobile d'épandage de morceaux de fibres sur une chaussée, caractérisée par le fait qu'elle est équipée d'une pluralité de dispositifs conformes à l'une quelconque des revendications précédentes, alimentés chacun par une mèche de fibres à partir d'une bobine supportée par la machine.