Brevet FR3016789A1 — publié le 20150731

SECHE SEMELLE Le but de l'invention est de permettre à l'opérateur de sécher la semelle de ses bottes ou de ses chaussures et de 5 permettre à l'opérateur d'entrer en production sans humidifier la zone de production. 1. Contraintes - Le séchage des semelles doit être rapide pour ne pas 10 humidifier la zone de production (15s maximum) 15 - Le système doit être simple à utiliser (mise en route machine, maintenance,...) - La machine ne doit pas détériorer les semelles de l'opérateur - Le système ne doit pas être trop couteux pour le client - Les normes agroalimentaires doivent être respectées Les critères les plus importants, pour effectuer notre choix, sont : 20 - La durée du séchage, - L'efficacité du séchage de la semelle. - Le séchage ne doit pas contaminer les semelles (prolifération de bactéries). 1. Sèche semelle avec pulvérisation d'air Avantages : 25 - Stabilité de l'opérateur durant l'opération puisqu'il n'y a pas d'action mécanique sur la semelle Inconvénients : 30 - Coûteux (Filtre, buse, vérins, régulateur de pression, - Besoin d'avoir un réseau pneumatique à proximité - Bruyant 1 - Arrêt obligatoire sur la machine - Efficacité moyenne du séchage avec des semelles à crampons (mauvaise évacuation de l'eau au fond des crampons de la semelle) 2. Sèche semelles avec des brosses tournantes Avantages : - La rotation des brosses permet d'éliminer l'eau sous les semelles - Le système est simple d'utilisation Inconvénients : - L'entretien des brosses (lavage, remplacement ...) - L'arrêt sur la machine est obligatoire 3. Tapis absorbant (produit existant sur le marché) Avantages : - Système simple (Pas de pièces mécanique en mouvement) - Pas d'arrêt obligatoire (passage continu) - Séchage des semelles de manière homogène. 20 - Système peu couteux Inconvénients : - Grande longueur de passage pour être efficace (minimum : 3m1) - Le tapis est régulièrement nettoyer pour avoir une bonne 25 efficacité et éviter la propagation de bactéries - Le remplacement du tapis est fréquent Selon les critères les plus importants à respecter, nous allons approfondir les solutions suivantes : 30 - Séchage des semelles avec des brosses tournantes - Séchage des semelles avec pulvérisation d'air 2 . Test du principe d'un système à pulvérisation d'air Sur un lave semelles, nous avons enlevé les brosses puis positionné un tuyau que nous avons perforé sur la longueur afin de laisser passer l'air. La pression de l'air est de 7-8 bars. Pour commencer, nous avons appliqué une semelle mouillée et sans séchage sur un carton absorbant afin d'avoir une marque référence par la suite. Résultat : Nous réalisons plusieurs tests et observons qu'après 15 10 secondes, plusieurs crampons des semelles sont encore mouillés. 5. Test du principe des brosses tournantes Les deux critères importants pour le séchage avec des 15 brosses tournantes : sont 1 vitesse de rotation des brosses (évacuation de l'eau) et la souplesse des fibres de la brosse (surface en contact avec la semelle). Pour choisir la vitesse de rotation des brosses, nous avons, sur un lave semelles, une vitesse de rotation des 20 brosses de 142 tr/min. Nous commençons par utiliser ces moteurs pour sécher les semelles. Après plusieurs essais, nous constatons que de l'eau reste au niveau de la semelle. Nous décidons d'augmenter la vitesse de rotation afin d'avoir une meilleur évacuation de l'eau. Nous 25 choisissons de doubler la vitesse de rotation des motoréducteurs qui entrainent les brosses. En effet, notre fournisseur de moteur (Leroy Somer) peut nous fournir le même moteur mais avec une réduction deux fois plus faible. Pour déterminer la souplesse des fibres, Le choix de la 30 matière et les dimensions du poil sont importantes. Pour le choix de la matière, nous avons le choix entre plusieurs polymères : le polyamide 6-12 ou un polyester : le PBT. D'après les caractéristiques de chaque matériau : Le PBT est fragile en présence de produit de nettoyage et absorbe moins d'eau que le polyamide 6-12. De plus le polyamide 6-12 a une bonne résistance mécanique dans le temps et est plus souple que le PBT. Par contre le PBT coute moins cher que le polyamide 6-12. Nous retenons le polyamide 6-12 pour ces meilleures propriétés techniques. Pour le choix des dimensions des fibres, nous allons faire plusieurs tests en faisant varier le diamètre : 00.8, 01 et 01.2mm. Il faudra faire attention à ce que les fibres ne soient pas trop fragiles et qu'ils ne se détériorent pas trop rapidement dans le temps. Résultat : On observe que plus le diamètre du poil est fin moins il 15 reste d'eau sur la semelle. Après 15 secondes, il ne reste plus d'eau sous la semelle avec le poil de diamètre 00.8mm. De plus, il résiste très bien à la déformation qu'il subit lors du passage sous la semelle. 20 6. Choix d'une solution Nous retenons la solution avec des brosses tournantes composée de fibres en polyamide 6-12 de 00.8mm car elle est plus efficace pour sécher les semelles pour une même 25 durée de temps (15 secondes). On pourra par la suite optimiser cette durée en fonction des clients. De plus, le système à air pulvérisé est plus cher que celle avec les brosses tournantes à cause du nombre de pièces importants pour réaliser ce système. 30 4 DESCRIPTION DE LA MACHINE 1. Cahier des charges techniques Objectif : Sécher des semelles avant d'entrer en production, dans un milieu sec. Surface à sécher : La surface à sécher peut varier en fonction de la taille des semelles. Dans le cadre de notre projet, nous allons nous baser sur une surface de 308cm2/semelle. Les semelles sont, en plus, dotées de crampons. Carter de la machine : Le carter est réalisé en inox 304. Alimentation électrique : La machine doit être alimentée en triphasé 400V-50Hz Poil de la brosse : Les fibres de la brosse sont en polyamide 6-12 et ont un diamètre de 00.8mm Vitesse des brosses : Les brosses tournent à une vitesse de 284tr/min. Cette vitesse est deux fois plus rapide que sur les lave- semelles. Temps de séchage : Le temps de séchage est estimé à 15 secondes. Ce temps de séchage devra pouvoir se régler à l'intérieur du coffret par le client afin qu'il puisse l'optimiser si besoin. Remarque : Des tests bactériologiques seront effectués pour valider la propreté des brosses pour s'assurer de la non propagation de bactéries. 2. Composant Le sèche semelle est une machine réalisé en inox 304, comprenant : 5 - un carter, - 2 rambardes de chaque coté de la machine pour faciliter le déplacement de l'utilisateur. - 2 moteurs permettant la rotation des 2 brosses pour 5 sécher les semelles de l'utilisateur - 2 cellules à chaque extrémité de la machine afin de détecter la présence d'une personne sur la machine - 1 tourniquet pour obliger l'utilisateur à s'arrêter au niveau des brosses 10 - 1 voyant pour savoir l'état de la machine 3. Fonctionnement A la mise sous tension de l'appareil avec le sectionneur, le voyant sous tension s'allume. 15 Le début de la temporisation est donné par la détection de l'utilisateur par la cellule. Cette temporisation réglable Ti permet de limiter le temps de fonctionnement du sèchesemelles. Elle est préréglée sur 15s en usine. 20 Lorsque la temporisation est terminée, le voyant rouge, situé au-dessus du tourniquet et jusqu'à présent allumé, s'éteint. Le voyant vert s'allume indiquant l'autorisation de passer. L'utilisateur peut alors sortir de la machine. Un fois la personne sortie de la machine, le cycle peut 25 continuer avec un nouvel utilisateur. V. REALISATION Pour la réalisation du prototype, nous nous sommes appuyés sur un lave semelle existant dans notre entreprise. 30 Pour obliger l'opérateur à s'arrêter afin de sécher ses semelles, nous avons ajouté un tourniquet électrique sur un garde corps de la machine. Le tourniquet est verrouillé 6 durant un temps déterminé (cahier des charges : 15s) afin de s'assurer que l'opérateur reste en position suffisamment longtemps sur la machine. Des cellules en entrée et sortie permettent respectivement 5 de commencer et de finir un cycle de séchage. TEST MACHINE 1. ler test machine Mise en place des nouveaux moteurs (vitesse plus rapides) 10 et des nouvelles brosses (poil plus fin). Les temporisations qui gèrent la rotation des brosses sont réglées sur 15 secondes. Observation : Les semelles sont sèchent en sortie de la machine mais un 15 problème est détecté car deux personnes peuvent se trouver sur la machine. La longueur des brosses est trop importante et le programme doit être changé afin d'éviter cette possibilité. 20 2. 2ème test machine Suite au ler test, des modifications ont été apportées. Le programme a été changé afin d'avoir qu'une seule personne sur la machine jusqu'à la fin du cycle complet. Afin d'éviter de construire un deuxième prototype, la longueur 25 des brosses reste inchangée. Elles seront modifiées si le prototype est validé. Observation : La machine fonctionne correctement. 30 3. Sème test Lorsque le bon fonctionnement de la machine est validé à l'entreprise, nous avons envoyé celle-ci en test en 7 condition réelle, pendant plusieurs semaines, afin de savoir si le nouveau produit convient. Lors de la mise en place, le séchage des semelles est bon. Des tests bactériologiques sont effectués afin de savoir si les brosses peuvent contaminer les semelles lors du séchage. L'utilisateur a respecté les conditions d'entretien de la machine et il nettoie celle-ci entre chaque passage d'équipe (2 fois/jour). Résultat : - Après 13 semaines d'utilisation quotidienne, les tests bactériologiques sur les brosses sont bons, elles ne contaminent pas les semelles lors du séchage. (voir annexe) - l'utilisateur a diminué le temps de séchage. Il a réglé 15 le séchage à 10 s car cela convenait à leur critère. - l'utilisateur souhaiterait que la machine soit plus petite car il est limité en place. - De plus, il a remarqué que l'on peut actionner la cellule sans monter sur le sèche semelle, ce qui entraine 20 que les brosses tournent dans le vide et que l'utilisateur ne se sèche pas les semelles. - Enfin, l'utilisateur souhaiterait que l'on puisse passer par le sèche semelle dans le sens retour, c'est-à-dire de la production au vestiaire. 25 4. Résultat des tests Le sèche semelles avec des brosses tournantes fonctionne bien. L'efficacité du produit est prouvée : les semelles sont sèchent en sortie de la machine, elles sont ni 30 abimées ni contaminées par les brosses et celle ci ne se détériorent pas dans le temps. 8 AMELIORATION PRODUIT Le prototype étant validé, les caractéristiques techniques de la machine (vitesse des moteurs et qualité des brosses) ne changeront pas. Le choix d'un tourniquet pour arrêter 5 l'opérateur est maintenu aussi. D'après nos observations, nous pouvons diminuer la longueur de la machine car une plus petite longueur de brosses permettrait de sécher aussi bien les semelles. Nous ajoutons un bouton d'arrêt d'urgence au milieu de 10 machine afin que l'utilisateur puisse arrêter le sèche semelle en cas de problème. Nous mettons également des autocollants sens unique et sens interdit afin d'indiquer le sens d'utilisation du sèche semelles. 15 Nous améliorons le programme de la machine afin de ne pas shunter le fonctionnement de la machine et d'être obliger de sécher ces semelles. Etude de cas 20 Cas de l'industrie agroalimentaire Objectif : éviter que les opérateurs rapportent avec leur chaussures de l'humidité dans les zones dites « sèches » de l'atelier volaille. Les zones « sèches » sont les zones de l'atelier où sont manipulés les produits finis secs 25 après hygiénisation thermique. Toute humidité rapportée dans ces zones accroit le risque de développement microbien. Dans la configuration actuelle de l'atelier, on accède aux zones sèches via des zones humide : un sas d'hygiène 30 équipé d'un lave-semelle, ou directement depuis l'atelier de traitement thermique. Conditions d'utilisation : le sèche-semelle est placé dans 9 le sas d'hygiène juste avant la porte d'accès de la zone « sèche ». Cette double porte a été aménagée pour l'essai de manière à obliger un double-sens de circulation. Le sens d'entrée vers la zone « sèche » se fait via le sèche- semelle. Résultat l'objectif de séchage des semelle est atteint dans les conditions d'utilisation. On n'observe plus de traces humides de passage à l'entrée de la zone. Les semelles passées sur le sèche-semelle présentent un aspect sec. Les fait qu'il n'y ai pas de lave-semelle entre la zone de traitement thermique et le lave-semelle n'est pas conditions d'utilisation de l'usine pénalisant dans les volaille car : 1. Le plan de nettoyage de la zone « traitement thermique » est adéquat et respecté, ce qui fait que les semelles ne sont pas encrassées 2. Le sèche semelle est nettoyé à la même fréquence que le sas d'hygiène, soit une fois par quart. Une étude de la contamination bactérienne de l'outil a été réalisée : le matériel n'augmente pas la contamination microbienne. A noter que le nettoyage appliqué est insuffisant pour la flore mésophile anaérobie, mais c'est un point indépendant du matériel (plutôt lié au protocole de lavage). Présence d'entérobactéries avant lavage, mais rien d'anormal après 8 heures d'utilisation. Autre point de doute levé : les semelles des chaussures de sécurité utilisées sur le site ne sont pas dégradées par la dureté des fibres et la vitesse de rotation. Conclusion : le principe de l'outil convient à notre activité. Il faut désormais travailler sur un design plus compact de cet outil, car il devrait être combiné avec un 10 lave-semelle à passage continu pour un maximum d'hygiène. Le sèche semelles utilise un procédé de séchage mécanique utilisant une association motoréducteur brosses. Les brosses sont cylindriques. Le diamètre des brosses peut varier de 30mm à 300mm. La fibre utilisée pour les brosses est en nylon (plusieurs nuances) ou toute autre matière. Les fibres sont implantées sur la brosse par touffes composées de plusieurs fibres chacune. Une brosse comporte plusieurs touffes disposées en rangs. Les brosses sont entrainées en rotation par un ou plusieurs motoréducteurs. La vitesse d'un motoréducteur peut varier de 100tr/min à 1400 tr/min. Ce dispositif est destiné à être installé entre une zone 15 humide et une zone sèche. Les clients ont généralement déjà un lave-semelle ou lave-botte et ont besoin de sécher les semelles des bottes, chaussures ou sabots du personnel amené à transiter entre les deux zones. 20 Art antérieur : Outil pas connu pour l'instant ou alors soufflage d'air chaud. Invention : séchage mécanique des semelles par des brosses : 25 L'outil comprend un châssis avec des brosses entrainées en rotation par un moteur réducteur. Les brosses sont formées d'un moyeu muni de fibres souples en saillie. Les fibres vient sécher les semelles. Il y a une brosse pour chaque semelle. 30 Une grille est disposée au dessus des brosses. La personne vient se placer sur la grille pour sécher ses semelles. Diamètre du moyen : 80 mm ; 11 Longueur des fibres dépassant du moyen : 50 mm ; A noter que le sèche-semelles est proche du lave-semelles fabriquée par la demanderesse. Les différences entre lave-semelles et sèche-semelles se 5 trouvent dans la vitesse d'entrainement des brosses, la qualité des fibres et le diamètre des fibres aisni que le temps de fonctionnement. Pour le sèche-semelles, voici les caractéristiques envisagées : 10 vitesse d'entrainement des brosses compris entre 100 tr/min et 1400 tr/min, de préférence 284 tr/min ; il ne faut pas déstabiliser la personne qui sèche ses semelles ; il y a un bouton d'arrêt d'urgence pour arrêter l'entrainement des brosses ; 15 diamètre de fibre entre 0,2 mm et 1,5 mm ; de préférence : 0,8 mm qualité de fibre : besoin de souplesse ; fibre retenue par exemple : polyamide 6-12 ; 6 désigne la famille et 12 désigne la qualité qui est ici supérieure 20 Le polyester est plus raide et a priori moins performant le temps de séchage est compris entre 5s et 30s, de préférence 15s ; ce temps de séchage est réglable ; pour gérer le temps de séchage , le dispositif comporte en outre un tourniquet (cf figure) qui bloque la personne 25 dans le sèche-semelles pendant le temps de séchage (15 s) Points supplémentaires : des test ont montré qu'il n'y avait pas de propagation de bactéries (cf les mesures faites) ; Entrainement direct des brosses ; axe du moyeu posé sur 30 demi-palier, tout est démontable et très facile à nettoyer ; La grille placée au dessus des brosses est pivotante ; 12 L'outil est très facile à nettoyer (peu d'éléments et éléments simples). Les figures 1 à 6 sont jointes afin d'illustrer 5 l'invention. 10 15 20 25 30 13 REVENDICATIONS1. Sèche semelle caractérisé en ce qu'il comprend au moins une brosse. 14