Brevet FR2946275A1 — publié le 20101210

Procédé et installation de déchiquetage de pneumatiques usagés. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé et une installation de déchiquetage de pneumatiques usagés, en particulier par l'utilisation de jets de liquide sous ultra haute pression. TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un tel procédé et une telle installation permettent de séparer les matériaux constituant un pneumatique en vue de recycler ou de réutiliser certains des matériaux au moins. Une telle installation est décrite notamment dans le document Dl (US 5,341,996). Elle comprend notamment un moyen pour maintenir et entraîner en rotation un pneumatique, et un moyen pour projeter des jets de fluide sur le pneumatique à traiter. Le moyen de projection comprend plusieurs têtes de projection comprenant chacune un axe de symétrie. Le moyen de projection comprend également un moyen pour orienter l'axe de symétrie des têtes perpendiculairement à la surface du pneumatique à traiter et pour entraîner en rotation les têtes autour de leur axe de symétrie. Sur la périphérie des têtes, sur un même rayon, sont positionnés une pluralité de buses de sortie qui dirigent des jets de fluide sous pression selon une direction perpendiculaire au pneumatique à traiter ou en biais afin de traiter des surfaces du pneumatique à traiter ne passant pas directement sous les têtes de projection. Une telle installation permet de séparer les parties métalliques des tissus et caoutchoucs des pneumatiques usagers, mais elle est peu performante. Les particules de matériau arrachées de la carcasse des pneumatiques sont assez grossières et en conséquence 2 assez difficiles à recycler. Par ailleurs, de nombreux passages sont souvent nécessaires pour éliminer toutes les particules de tissus et de caoutchouc. De plus, l'installation est réglée pour des modèles de pneumatiques ayant des dimensions proches. Pour des pneumatiques en dehors de ce modèle, il faut effectuer un réglage différent de l'installation. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'invention vise à fournir un procédé de déchiquetage de pneumatiques usagés par l'utilisation de jets de liquide sous ultra haute pression qui permette d'obtenir une bonne productivité, avec une capacité à s'adapter à de nombreux modèles de pneumatiques. L'invention vise également à fournir une installation mettant en oeuvre le procédé. EXPOSÉ DE L'INVENTION Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de déchiquetage de pneumatiques usagés selon lequel on utilise au moins une tête tournante produisant des jets multiples à ultra haute pression vers la surface d'un pneumatique à déchiqueter, et, pendant une étape de déchiquetage, on déplace la tête relativement à la surface du pneumatique. On déplace la tête selon une trajectoire définie en fonction de la géométrie mesurée du pneumatique. En mettant en oeuvre un tel procédé, on peut traiter successivement sur la même installation des pneumatiques de géométries et de tailles différentes. De plus, en suivant le profil du pneumatique, on peut placer la tête tournante au plus près de la surface du pneumatique, ce qui permet de garantir la plus grande efficacité lors de l'opération de déchiquetage. En effet, dès que la distance entre la tête et la surface à traiter augmente, la puissance d'impact des jets diminue rapidement. La 3 productivité de l'installation est ainsi élevée. La rotation des têtes permet de faire décrire des trajectoires circulaires aux jets et de balayer, en combinaison avec un mouvement d'avance entre la tête et le pneumatique, une bande dans laquelle les jets réalisent une trace en spirale sur la surface du pneumatique. De manière particulière, on réalise une étape d'acquisition avant l'étape de déchiquetage, pendant laquelle on mesure la géométrie extérieure du pneumatique à déchiqueter et on en déduit une trajectoire de la tête pour l'opération de déchiquetage. En séparant ainsi les opérations de mesure et de déchiquetage, on conserve des conditions optimales pour réaliser les mesures. En effet, les opérations de mesure ne sont pas perturbées par les conditions difficiles de l'opération de déchiquetage pendant laquelle du liquide et des particules de caoutchouc ou de tissu sont projetés dans l'environnement autour du pneumatique. Selon une implémentation particulière, on acquiert une série de points de mesure de la surface du pneumatique, et on calcule une fonction de profil sous la forme d'une courbe interpolée entre les points. L'utilisation d'une courbe interpolée permet de faciliter par la suite la détermination de la trajectoire pour la tête tournante. La courbe interpolée est par exemple une spline. Ce type de modélisation est largement utilisé et est même implanté dans certains automates industriels. Selon un perfectionnement, pendant l'opération de déchiquetage, on oriente la tête selon une normale à la courbe interpolée. Les jets produits par la tête attaquent la surface selon un angle contrôlé qui garantit l'efficacité du déchiquetage. De manière complémentaire, on réalise en outre, pendant l'étape d'acquisition, une mesure de la géométrie 4 intérieure du pneumatique. Cette mesure de la géométrie peut ensuite être utilisée comme exposé ci-après. Par exemple, on déduit de la géométrie intérieure et de la géométrie extérieure l'épaisseur locale du pneumatique et en conséquence la vitesse d'avance pour l'opération de déchiquetage. La vitesse d'avance, à laquelle le pneumatique défile devant la tête tournante, ne doit pas dépasser une valeur limite afin de laisser le temps aux jets de déchiqueter le pneumatique sur toute son épaisseur. En déterminant l'épaisseur du pneumatique à traiter, on peut calculer cette limite et adapter la vitesse d'avance afin d'optimiser le temps de cycle tout en garantissant que le traitement est opéré correctement et en une seule passe. L'invention a aussi pour objet une installation de déchiquetage de pneumatiques comportant au moins une tête tournante pour produire des jets multiples à ultra haute pression vers la surface d'un pneumatique à déchiqueter, et des moyens de déplacement de la tête relativement à la surface du pneumatique. Elle comporte en outre des moyens de mesure de la géométrie du pneumatique et des moyens de détermination d'une trajectoire pour la tête définie en fonction de la géométrie mesurée. De manière particulière, les moyens de mesure comportent au moins un bras mobile portant une cellule de mesure de distance sans contact. Par le pilotage de la position du bras, on connaît sa position. La mesure de distance entre la cellule de mesure et la surface du pneumatique, combinée à la connaissance de la position du bras, permet de déterminer la position d'un point de la surface du pneumatique. On peut ainsi, en déplaçant le bras, balayer une partie de la surface du pneumatique pour en déterminer sa géométrie. Selon un perfectionnement, le bras mobile supporte en outre l'une des têtes tournantes. Le même bras est ainsi utilisé pour la mesure et pour le déplacement de la tête pour l'opération de déchiquetage. Selon une disposition constructive, l'installation comporte un mandrin pour monter le pneumatique rotatif autour de son axe de symétrie, le bras mobile étant apte 5 à se déplacer dans un plan radial contenant l'axe de rotation du pneumatique. Le mandrin permet de saisir des pneumatiques de tailles différentes. La rotation du pneumatique peut être obtenue par la rotation du mandrin lui-même, ou par l'entraînement du pneumatique par des galets prenant appui sur une surface circulaire du pneumatique. Par la combinaison du mouvement de rotation du pneumatique et du déplacement du bras mobile dans un plan radial, on est en mesure de couvrir l'ensemble de la surface du pneumatique. Selon une disposition particulière, l'installation comporte deux bras mobiles extérieurs pour mesurer et déchiqueter la surface extérieure du pneumatique, et un bras mobile intérieur pour mesurer et déchiqueter la surface intérieure du pneumatique. On assure avec ces moyens une grande productivité dans l'opération de déchiquetage. De manière particulière, la tête tournante est montée pivotante autour d'un axe de pivotement perpendiculaire au plan radial. Elle peut ainsi s'orienter par rapport à la surface du pneumatique pour suivre un profil du pneumatique dans le plan radial. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une installation conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1 la figure 3 est une vue en perspective de l'extrémité d'un bras mobile portant une cellule de mesure et une tête tournante. DESCRIPTION DETAILLÉE Une installation 1 de déchiquetage de pneumatiques, telle que montrée sur les figures 1 et 2, comporte un châssis 11 sur lequel sont montés des capotages, afin de délimiter une enceinte 10 sensiblement fermée. Un mandrin 12 est monté pivotant sur le châssis 11 autour d'un axe vertical M. Il est apte à saisir un pneumatique P à l'extérieur de l'enceinte 10 et à l'introduire dans l'enceinte 10 par son pivotement sur sensiblement un demi-tour. Le mandrin 12 comporte trois écarteurs 120 qui viennent en prise avec un cerclage intérieur Cl de l'un des flancs F1 du pneumatique P. Le mandrin 12 ne maintient pas l'autre flanc. Chaque écarteur 120 comporte un moteur 121 entraînant un galet 122. Les trois galets 122 ont des axes de rotation G parallèles entre eux et comportent des gorges en V pour recevoir le cerclage Cl et pour entraîner en rotation à une vitesse contrôlée le pneumatique P autour de son axe de symétrie S, placé horizontalement. L'autre flanc F2 n'est pas maintenu par le mandrin 12, mais par plusieurs galets à gorge, non représentés, montés rotatifs autour d'axes parallèles à l'axe du mandrin 12 et monté mobiles en translation pour venir en appui contre le cerclage C2 dudit flanc F2. L'installation 1 comporte un premier chariot 13 mobile en translation selon une direction Dl horizontale et perpendiculaire à l'axe du mandrin 12 lorsque le mandrin 12 maintient le pneumatique P dans l'enceinte 10. Le déplacement du premier chariot 13 est motorisé. Deux bras mobiles extérieurs 131, 132 sont montés coulissants sur le premier chariot 13 selon une direction D2 horizontale et perpendiculaire à la direction de translation du premier chariot 13, et mis en mouvement par des moteurs électriques. Chaque bras comporte à son extrémité une cellule de mesure 14 et une tête tournante 15 montées sur le même support 133, 134, lequel support 133, 134 est monté pivotant selon un axe V vertical et motorisé. Chaque cellule de mesure 14 est logée dans une chambre, laquelle chambre est obturée sur commande par un volet 140 monté coulissant. La cellule de mesure 14 est apte à faire une mesure optique de distance entre son repère et une surface qu'elle vise. Chaque tête tournante 15 est montée rotative autour d'un axe de tête T orienté dans la même direction que la direction de visée de la cellule. La tête tournante 15 est apte à générer des jets de liquide dans des directions sensiblement parallèles à l'axe de tête T. L'installation 1 comporte en outre un bras mobile intérieur 16. Le bras mobile intérieur 16 comporte également une cellule de mesure 14 et une tête tournante 15 montés sur un même support pivotant pour déchiqueter la surface du pneumatique P depuis l'intérieur. Le bras mobile intérieur 16 comporte un premier membre 161 monté coulissant selon une direction parallèle à l'axe du mandrin 12 sur un deuxième chariot 17. Le deuxième chariot 17 est monté coulissant selon un axe horizontal et perpendiculaire à l'axe du mandrin 12. Le bras mobile intérieur 16 comporte en outre un deuxième membre 162 monté pivotant sur le premier membre 161 autour d'un axe vertical. Le deuxième membre 162 est télescopique et porte à son extrémité le support pivotant 163. Le pivotement et l'allongement du deuxième membre 162 permet d'introduire et d'extraire le support à l'intérieur du pneumatique P. Fonctionnement de l'installation Tous les éléments motorisés sont commandés par une 8 unité centrale telle qu'un automate programmable industriel, non représenté, qui pilote l'ensemble de l'installation 1. Le fonctionnement est entièrement automatisé et ne nécessite pas d'intervention humaine. Un pneumatique P se présente devant le mandrin 12. Le mandrin 12 avance et déplace les écarteurs 120 pour saisir le pneumatique P. Puis le mandrin 12 pivote autour d'un demi-tour sur de l'axe vertical M pour amener le pneumatique P en position de travail. Les volets 140 des cellules de mesure 14 s'ouvrent et les bras mobiles 131, 132, 16 sont déplacés autour du pneumatique P pour balayer l'ensemble du profil du pneumatique P, côté extérieur Se et côté intérieur Si. Pendant cette phase, le pneumatique P est entraîné en rotation par les galets 122 du mandrin 12 afin de vérifier que d'éventuelles déformations de la géométrie du pneumatique P restent dans des tolérances acceptables. A partir d'un ensemble de points de mesure répartis sur le profil, l'automate interpole une courbe sous forme de spline, c'est-à-dire d'un ensemble de tronçons, chaque tronçon étant représenté par un polynôme. Il en déduit également l'épaisseur du pneumatique P en chaque point du profil. Après cette étape d'acquisition, l'automate pilote une étape de déchiquetage. Les volets 140 sont refermés. Les têtes tournantes 15 sont placées à environ 5 mm du profil interpolé, avec l'axe de rotation T sensiblement perpendiculaire à la courbe interpolée. Le pneumatique P est mis en rotation par le mandrin 12 à une vitesse fonction de l'épaisseur calculée précédemment. Plus l'épaisseur est importante, plus la vitesse d'avance est faible afin de garantir que la totalité de l'épaisseur est traitée en une seule passe. La pression de liquide est fournie aux têtes tournantes 15 qui envoient des jets multiples à ultra haute pression contre la surface du pneumatique P, par exemple entre 2000 et 4000 bar. Les 9 jets décrivent des spirales sur la surface du pneumatique P et découpent de fines particules de caoutchouc et de tissu qui sont évacuées avec le liquide et tombent. Les bras mobiles 131, 132, 16 se déplacent pour que les têtes tournantes parcourent le profil interpolé à une distance constante et toujours dans une orientation normale au profil. La carcasse métallique du pneumatique P reste en place et est ainsi nettoyée. Lorsque l'ensemble de la surface du pneumatique P est traitée, les bras mobiles 131, 132, 16 et les galets sont dégagés, la rotation des galets 122 est arrêtée et le mandrin 12 pivote d'un demi-tour pour libérer la carcasse métallique du pneumatique P à l'extérieur de l'enceinte 10. Celle-ci est dégagée et un nouveau cycle peut recommencer. REVENDICATIONS1. Procédé de déchiquetage de pneumatiques usagés selon lequel on utilise au moins une tête tournante (15) produisant des jets multiples à ultra haute pression vers la surface (Se, Si) d'un pneumatique (P) à déchiqueter, et, pendant une étape de déchiquetage, on déplace la tête tournante (15) relativement à la surface du pneumatique (P), le procédé étant caractérisé en ce qu'on déplace la tête tournante (15) selon une trajectoire définie en fonction de la géométrie mesurée du pneumatique (P). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on réalise une étape d'acquisition avant l'étape de déchiquetage, pendant laquelle on mesure la géométrie extérieure (Se) du pneumatique (P) à déchiqueter et on en déduit une trajectoire de la tête tournante (15) pour l'opération de déchiquetage. 3. Procédé selon la revendication 2, dans laquelle on acquiert une série de points de mesure de la surface (Se, Si) du pneumatique (P), et on calcule une fonction de profil sous la forme d'une courbe interpolée entre les points. 4. Procédé selon la revendication 3, dans laquelle la courbe interpolée est une spline. 5. Procédé selon la revendication 3, selon lequel, pendant l'opération de déchiquetage, on oriente la tête tournante (15) selon une normale à la courbe interpolée. 6. Procédé selon la revendication 2, selon lequel on réalise en outre, pendant l'étape d'acquisition, une mesure de la géométrie intérieure (Si) du pneumatique (P). 7. Procédé selon la revendication 6, selon lequel on déduit de la géométrie intérieure (Si) et de la géométrie extérieure (Se) l'épaisseur locale du pneumatique (P) et en conséquence la vitesse d'avance pour l'opération de déchiquetage. 11 8. Installation de déchiquetage de pneumatiques comportant au moins une tête tournante (15) pour produire des jets multiples à ultra haute pression vers la surface d'un pneumatique (P) à déchiqueter, des moyens de déplacement de la tête relativement à la surface du pneumatique (P), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de mesure (14) de la géométrie du pneumatique (P) et des moyens de détermination d'une trajectoire pour la tête tournante (15) définie en fonction de la géométrie mesurée. 9. Installation de déchiquetage selon la revendication 8, dans laquelle les moyens de mesure comportent au moins un bras mobile (131, 132, 16) portant une cellule de mesure (14) de distance sans contact. 10. Installation selon la revendication 8, dans laquelle le bras mobile (131, 132, 16) supporte en outre l'une des têtes tournantes (15). 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un mandrin (12) pour monter le pneumatique (P) rotatif autour de son axe de symétrie (S), le bras mobile (131, 132, 16) étant apte à se déplacer dans un plan radial contenant l'axe de rotation (S) du pneumatique (P). 12. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comporte deux bras mobiles extérieurs (131, 132) pour mesurer et déchiqueter la surface extérieure (Se) du pneumatique (P), et un bras mobile intérieur (16) pour mesurer et déchiqueter la surface intérieure (Si) du pneumatique (P). 13. Installation selon la revendication 10, dans laquelle la tête tournante (15) est montée pivotante autour d'un axe de pivotement (V) perpendiculaire au plan radial.