Brevet FR3083144A1 — publié le 20200103

-1- Dispositif de fragmentation La présente invention concerne un dispositif adapté pour fragmenter le verre d'une fenêtre usagée, un procédé de fragmentation correspondant, ainsi que le verre fragmenté obtenu par un tel procédé. Le recyclage de fenêtre usagée est aujourd'hui une problématique de première importance, ayant notamment pour enjeux la diminution des coûts de matière première vitrifiable et la réduction de l'empreinte environnementale des nouvelles fenêtres. Un tel recyclage implique la séparation du verre des fenêtres usagées de leur cadre. Sont connus de l'état de la technique, dont le document EP0618011, des dispositifs de fragmentation du verre conçus à ces fins, qui comprennent un convoyeur adapté pour le transport à plat de fenêtres usagées et un ensemble de fragmentation surmontant ce convoyeur et étant adapté pour la fragmentation des fenêtre au cours de leur transport sur le convoyeur. Plus précisément, et tel qu'illustré par la Figure 1, qui fait référence au document EP0618011, un tel ensemble de fragmentation comprend une pluralité de couteaux agencés en rotation sur un disque qui est lui-même entraîné en rotation par un moteur. Chaque couteau est décalé par rapport au centre de ce disque. Lorsque ce disque est mis en rotation, ces lames viennent percuter la surface d'une fenêtre positionnée sur le convoyeur, provoquant ainsi la fragmentation du verre. Un tel ensemble de fragmentation a au moins pour inconvénient d'engendrer une sollicitation mécanique importante tant des lames que de leur liaison avec le disque rotatif. En effet, lors de l'impact des lames sur le verre et/ou le cadre d'une fenêtre, une proportion importante de la force de réaction du verre, du cadre et éventuellement du support sur lequel la fenêtre repose, est répercutée sur toute la longueur de la lame, notamment sous la forme de contraintes en flexion, ainsi qu'au niveau de sa liaison avec le disque. Il y a donc un risque d'usure prématurée de la lame et/ou du disque rotatif. Afin de pallier cet inconvénient, et tel que décrit par le document EP0618011, il est envisagé d'adapter le convoyeur de sorte à ménager en dessous de la zone d'impact des lames des ouvertures permettant au verre fragmenté de traverser le convoyeur pour être collecté dans un bac dédié. Cette solution technique reste cependant très insatisfaisante au moins parce qu'elle implique une adaptation spécifique du convoyeur, excluant par exemple la mise - 2 - en oeuvre d'un tapis de convoyage, et qu'elle ne permet pas de se prémunir d'une usure prématurée de l'ensemble de fragmentation, les couteaux pouvant éventuellement percuter un cadre de fenêtre qui offrirait une résistance anormalement importante. 5 L'invention vise à répondre aux inconvénients décrits ci-dessus. Plus particulièrement, dans au moins un mode de réalisation, la technique proposée se rapporte à un dispositif de fragmentation adapté pour fragmenter le verre d'une fenêtre usagée, et comprenant au moins : - Un convoyeur adapté pour le transport à plat de ladite fenêtre selon un axe 10 longitudinal, et - Au moins un ensemble de fragmentation qui surmonte le convoyeur et est adapté pour fragmenter le verre de ladite fenêtre au cours de son transport sur ledit convoyeur, ledit dispositif étant caractérisé en ce que l'ensemble de fragmentation comprend un tambour agencé au-dessus dudit convoyeur selon un axe de révolution transversal audit 15 axe longitudinal, ledit tambour étant lié par au moins une chaîne à au moins un ensemble percuteur comprenant au moins une tête de percussion adaptée pour percuter le convoyeur à chaque révolution dudit tambour. Dans l'ensemble de la description, un dispositif de fragmentation selon l'invention est adapté pour fragmenter le verre d'une fenêtre usagée en ce qu'il permet de séparer 20 le verre et le cadre de cette fenêtre, en vue de son recyclage. La fragmentation du verre désigne l'action de casse, mise en morceaux, concassage, bris du verre d'une fenêtre, afin de le séparer de son cadre et ainsi de pouvoir le recycler. Un convoyeur est un dispositif mécanique adapté pour le transport d'une fenêtre usagée d'un bout à l'autre du dispositif. Un tel convoyeur peut préférentiellement être à bande ou à couloir. Une 25 chaîne est une suite d'anneaux de métal engagés les uns dans les autres. Un tambour désigne un cylindre de bois ou de fer sur lequel vient s'enrouler cette chaîne. Ce tambour est adapté pour effectuer des révolutions, c'est-à-dire des mouvements circulaires effectués autour d'un axe de révolution. Enfin, le verbe « lier » doit être interprété dans son sens mécanique, et peut alternativement se référer à une liaison 30 directe ou indirecte. Dans la pratique, le tambour d'un ensemble de fragmentation selon l'invention est mis en rotation, préférentiellement par un moteur, autour d'un axe de révolution - 3 - transversal à l'axe longitudinal du convoyeur ou en d'autres termes, à sa direction d'avancement. A chaque révolution du tambour, au moins une tête de percussion est d'abord amenée en surplomb du convoyeur pour par la suite venir percuter le tapis du convoyeur, sous l'effet de la gravité. 5 Le caractère flexible de cette chaîne permet de réduire les sollicitations mécaniques exercées aux points d'ancrage de la chaîne avec le tambour d'une part, et avec l'ensemble percuteur d'autre part. De plus, une telle chaîne ne fournit aucune entrave à l'accélération verticale de chaque tête de percussion, au moment de leur chute, ce qui permet de maximiser la 10 force d'impact de cette tête sur le verre, et donc d'obtenir une fragmentation satisfaisante du verre. A noter de plus que l'armement de l'ensemble percuteur est plus aisé compte tenu de la répartition avantageuse du poids de cet ensemble percuteur et de la chaîne sur toute leur surface de contact avec le tambour. 15 Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble percuteur est lié audit tambour par une pluralité de points d'ancrage, préférentiellement alignés selon un axe transversal. La multiplication des points d'ancrage permet de répartir le poids de l'ensemble percuteur et de la chaîne entre chacun des points d'ancrage, et ainsi de réduire leur 20 sollicitation respective. Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble percuteur est lié audit tambour par une pluralité de chaînes, préférentiellement parallèles entre elles. La multiplication du nombre de chaînes permet de répartir le poids de l'ensemble percuteur entre elles, et ainsi de réduire leur sollicitation respective. La mise en oeuvre 25 d'une pluralité de chaînes permet de plus de faciliter l'équilibrage de l'ensemble percuteur, en particulier lors de l'étape de fragmentation. Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble percuteur comprend une pluralité de têtes de percussion alignées selon une direction transversale. La collision simultanée d'une pluralité de têtes avec le verre permet de maximiser 30 la puissance instantanée de l'impact tout en la répartissant sur une grande surface de verre. Il est ainsi possible de fragmenter efficacement la fenêtre usagée ciblée, en une multitude de bris de verre. -4 - Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble percuteur comprend au moins une barre transversale de lestage. La mise en oeuvre d'une telle barre transversale de lestage permet d'accroître la force d'impact de l'ensemble percuteur. 5 Selon un mode de réalisation particulier, ladite barre transversale lie une pluralité de têtes de percussion entre elles. Dans une telle configuration, une telle barre permet de faciliter l'alignement transversal des têtes, et donc leur synchronisation au moment de l'impact. Selon un mode de réalisation particulier, chaque tête de percussion est liée au 10 tambour par une chaîne respective. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une tête de percussion est liée audit tambour par l'intermédiaire de ladite barre transversale. Il est ainsi possible d'agencer un nombre variable de têtes de percussion sur la barre transversale, indépendamment du nombre de chaînes mis en oeuvre et de la 15 localisation de leur point de fixation sur la barre. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une tête est liée à ladite barre transversale par l'intermédiaire d'une chaîne. Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble percuteur est lié audit tambour par M chaînes, préférentiellement parallèles entre elles, en ce que ledit 20 ensemble percuteur comprend N têtes de percussion, et en ce que N est strictement supérieur à M. Il est ainsi possible d'accroître le nombre de points d'impact avec le verre, indépendamment du nombre de chaînes mis en oeuvre. Selon un mode de réalisation particulier, l'ensemble formé par ladite chaîne et 25 l'ensemble percuteur présente une longueur inférieure ou égale à la distance, inscrite selon un axe théorique vertical tangent à l'arrière du tambour, qui sépare l'arrière du tambour du convoyeur. Dans tout le texte, l'avant et l'arrière du dispositif sont définis le long de l'axe longitudinal du convoyeur, le tapis du convoyeur étant adapté pour transporter une 30 fenêtre usagée depuis l'arrière vers l'avant du dispositif. La mise en oeuvre d'une chaîne d'une longueur inférieure ou égale à cette distance D permet d'éviter que la chaîne ne - 5 - reste trop longtemps sur le tapis convoyeur, afin notamment de limiter l'abrasion des têtes de fragmentation par le verre pilé présent sur le tapis du convoyeur. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de fragmentation comprend une pluralité d'ensembles percuteurs liés respectivement au tambour par au moins une 5 chaîne. Il est ainsi possible de fragmenter une pluralité de fois le verre d'une fenêtre usagée, à chaque nouvelle révolution du tambour. Selon un mode de réalisation particulier, ledit convoyeur comprend un tapis, préférentiellement nervuré, ledit tambour et les moyens d'entraînement dudit tapis étant 10 adaptés pour être mis en rotation selon des directions opposées. Une telle opposition de sens de rotation entre le tambour et le tapis de convoyage permet de limiter les risques de voir l'ensemble de fragmentation, et en particulier sa (ses) tête(s) de percussion, entraîner le cadre d'une fenêtre usagée vers l'arrière. La mise en oeuvre de nervures à la surface du tapis de convoyage permet de 15 limiter les zones de contact entre ce dernier et la fenêtre usagée, en concentrant au niveau de ces seules zones les forces de réaction du tapis générées au moment de l'impact. L'invention concerne aussi un procédé de fragmentation du verre d'une fenêtre, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un dispositif de fragmentation adapté pour 20 fragmenter le verre d'une fenêtre usagée, et comprenant au moins : - Un convoyeur adapté pour le transport à plat de ladite fenêtre selon un axe longitudinal, et - Un ensemble de fragmentation qui surmonte le convoyeur et est adapté pour fragmenter le verre de ladite fenêtre au cours de son transport sur ledit convoyeur, 25 l'ensemble de fragmentation comprenant un tambour agencé au-dessus dudit convoyeur selon un axe de révolution transversal audit axe longitudinal, ledit tambour étant lié par au moins une chaîne à un ensemble percuteur comprenant au moins une tête de percussion adaptée pour percuter ledit convoyeur à chaque révolution dudit tambour. Selon un mode de réalisation particulier, ledit tambour et les moyens 30 d'entraînement dudit convoyeur sont mis en rotation selon des directions opposées. Selon un mode de réalisation particulier, le rapport entre la vitesse d'avancement du tapis convoyeur et la vitesse de révolution du tambour est choisi de sorte que ladite - 6 - fenêtre est, au cours de son transport à plat sur ledit convoyeur, percutée par ledit ensemble de fragmentation au moins deux fois, préférentiellement au moins trois fois, préférentiellement au moins quatre fois, préférentiellement au moins cinq fois. L'augmentation de la fréquence de percussion permet de réduire la taille des bris 5 de verre, et donc de faciliter leur tri et/ou leur recyclage ultérieur. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de fragmentation comprend une étape ultérieure de collecte distincte du verre fragmenté d'une part, et du cadre de ladite fenêtre d'autre part. Le verre et le cadre étant de composition différente, leur collecte distincte, par 10 exemple dans des réceptacles ou bacs distincts, permet d'en faciliter le recyclage. L'invention concerne aussi le verre fragmenté obtenu via un tel procédé de fragmentation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 15 description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, pour lesquelles : La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un ensemble de fragmentation connu de l'état de la technique, La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de fragmentation 20 selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; Les figures 3 et 4 sont des vues en perspective prises depuis l'arrière de l'ensemble de fragmentation qui surmonte le convoyeur d'un dispositif de fragmentation selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Les différents éléments illustrés par les figures ne sont pas nécessairement 25 représentés à l'échelle réelle, l'accent étant davantage porté sur la représentation du fonctionnement général de l'invention. Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les numéros de référence qui sont identiques représentent des éléments similaires ou identiques. Tel qu'illustré par la Figure 2, un dispositif de fragmentation 1 selon un mode de 30 réalisation particulier de l'invention est adapté pour fragmenter le verre d'une fenêtre 2 usagée, et comprend : - Un convoyeur 3 adapté pour le transport à plat de la fenêtre 2 selon un axe longitudinal L, et - Un ensemble de fragmentation 4 qui surmonte le convoyeur 3 et est adapté pour fragmenter le verre de la fenêtre 2 au cours de son transport sur le convoyeur 3. 5 Plus précisément, l'ensemble de fragmentation 4 comprend un tambour 5 agencé au-dessus du convoyeur 3 selon un axe de révolution R transversal à l'axe longitudinal L. Le tambour 5 est lié à deux ensembles percuteurs (71, 72) par deux groupements de chaînes 6ay, chaque ensemble percuteur 71 comprenant une pluralité de têtes (7a1, 7a2,...,7az) de percussion adaptées pour percuter le convoyeur 3 à chaque révolution du 10 tambour 5. Pour chaque ensemble percuteur 7, les têtes de percussions (7a1, 7a2, 7az) sont alignées selon une direction transversale Rz. Aussi, à des fins de clarté et compte tenu du fait que la Figure 2 est une vue schématique en coupe effectuée selon un plan perpendiculaire à cette direction transversale, seule une chaîne 6ay et une tête de 15 percussion 7az sont représentées par ensemble percuteur 7. Selon des modes de réalisations alternatifs, l'ensemble de fragmentation 4 peut ne comprendre qu'un ou au contraire plus de deux ensembles percuteurs 7, chaque ensemble percuteur 7 pouvant comprendre une ou plusieurs têtes de percussion 7az. Dans la pratique, une fenêtre usagée 2 est d'abord chargée sur tapis de convoyage 20 3a, à l'arrière du dispositif 1. Cette fenêtre usagée 2 est ensuite acheminée par le convoyeur 3 au niveau de l'ensemble de fragmentation 4, c'est-à-dire approximativement en contrebas du tambour 5. Ce tambour 5 est mis en rotation, préférentiellement par un moteur, autour d'un axe de révolution R transversal à l'axe longitudinal L du convoyeur 3 ou en d'autres termes, à sa direction d'avancement. Cette direction d'avancement est 25 représentée sur la Figure 2 par une flèche directionnelle en pointillés. Selon le mode de réalisation particulier illustré par la Figure 2, le tambour 5 et les moyens d'entraînement du convoyeur 3 sont mis en rotation selon des directions opposées, chacune de ces directions étant représentées par des flèches directionnelles en pointillés. Ainsi, à chaque révolution du tambour 5, au moins une tête de percussion 7az 30 est d'abord amenée en surplomb du convoyeur 3 pour par la suite venir percuter le tapis du convoyeur 3a, sous l'effet de son poids. Lors de la fragmentation, le verre 2a de la fenêtre usagée 2 est ainsi séparé de son cadre 2b, en vue d'un futur tri/recyclage. - 8 - Tel qu'illustré par la Figure 2, l'ensemble formé par la chaîne Gay et l'ensemble percuteur 71 présente une longueur égale à la distance D, inscrite selon un axe théorique vertical tangent à l'arrière du tambour 5, qui sépare l'arrière du tambour 5 du convoyeur 3. Cela permet d'éviter que la chaîne 6ay ne reste trop longtemps sur le tapis 3a 5 convoyeur, afin notamment de limiter l'abrasion des têtes de fragmentation 7az par le verre pilé présent sur le tapis du convoyeur. Le caractère flexible de cette chaîne 6ay permet de réduire les sollicitations mécaniques exercées aux points d'ancrage Sax de la chaîne 6ay avec le tambour 5 d'une part, et avec l'ensemble percuteur 7 d'autre part. De plus, une telle chaîne 6ay ne fournit 10 aucune entrave à l'accélération verticale de chaque tête de percussion 7az, au moment de leur chute, ce qui permet de maximiser la force d'impact de cette tête sur le verre 8b de la fenêtre usagée 2, et donc d'obtenir une fragmentation satisfaisante de ce verre 8b. A noter de plus que l'armement de l'ensemble percuteur 7 est plus aisé compte tenu de la répartition avantageuse du poids de cet ensemble percuteur 7 et de la chaîne 15 6ay sur toute leur surface de contact avec le tambour 5. Selon un mode de réalisation particulier, le rapport entre la vitesse d'avancement du tapis convoyeur 3 et la vitesse de révolution du tambour 5 est choisi de sorte que la fenêtre 2 est, au cours de son transport à plat sur ledit convoyeur 3, percutée par un ensemble de fragmentation 4 au moins cinq fois. 20 Les figure 3 et 4 sont des vues en perspective prises depuis l'arrière de l'ensemble de fragmentation 4 qui surmonte le convoyeur 3 d'un dispositif de fragmentation 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Cet ensemble de fragmentation 4 comprend trois ensembles percuteurs (71, 72, 73). Chaque ensemble percuteur (71, 2, / - 3 7-) comprend une pluralité de têtes de 25 percussion (7a1, 7a2,..., 7az) qui sont liées au tambour 5 via une pluralité de points d'ancrage (5a1, 5a2,..., Sax). Les têtes de percussion (7a1, 7a2,..., 7az) et points d'ancrage (5a1, 5a2 ..... Sax) sont alignées selon des axes transversaux respectifs (Rz, Rx). Selon ce même mode de réalisation, les têtes de percussion (7a1, 7a2,..., 7az) et les chaînes (Gal, 6a2,..., 6ay) sont liées entre elles par une barre transversale 8 de lestage. 30 A noter que chacun des ensembles percuteurs (71, 72, 73) représentés sur les Figure 3 et 4 est lié au tambour 5 par quatre chaînes (6a1, 6a2, 6ay), et comprend sept têtes de percussion (7a1, 7a2,..., 7az), une tête sur deux étant ainsi liée au tambour 5 par - 9 - l'intermédiaire de la barre transversale 8. Le nombre de points d'impact avec le verre est donc considérablement accru, REVENDICATIONS1. Dispositif de fragmentation (1) adapté pour fragmenter le verre d'une fenêtre (2) usagée, et comprenant au moins : - Un convoyeur (3) adapté pour le transport à plat de ladite fenêtre (2) selon un axe longitudinal (L), et Au moins un ensemble de fragmentation (4) qui surmonte le convoyeur (3) et est adapté pour fragmenter le verre de ladite fenêtre (2) au cours de son transport sur ledit convoyeur (3), ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce que l'ensemble de fragmentation (4) comprend un tambour (5) agencé au-dessus dudit convoyeur (3) selon un axe de révolution (R) transversal audit axe longitudinal (L), ledit tambour (5) étant lié par au moins une chaîne (6ay) à au moins un ensemble percuteur (7) comprenant au moins une tête (7az) de percussion adaptée pour percuter le convoyeur (3) à chaque révolution dudit tambour (5). 2. Dispositif de fragmentation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble percuteur (7) est lié audit tambour (5) par une pluralité de points d'ancrage (521, 5a2,..., Sax), préférentiellement alignés selon un axe transversal. 3. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit ensemble percuteur (7) est lié audit tambour (5) par une pluralité de chaînes (6a1, 6a2,...,6ay), préférentiellement parallèles entre elles. 4. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ensemble percuteur (7) comprend une pluralité de têtes (7a1, 7a2 ..... 7az) de percussion alignées selon une direction transversale. 5. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit ensemble percuteur (7) comprend au moins une barre transversale (8) de lestage. - 11 - 6. Dispositif de fragmentation (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite barre transversale (8) lie une pluralité de têtes (7a1, 7a2 ..... 7az) de percussion entre elles. 5 7. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une tête (7az) de percussion est liée audit tambour (5) par l'intermédiaire de ladite barre transversale (8). 8. Dispositif de fragmentation (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit 10 ensemble percuteur (7) est lié audit tambour (5) par M chaînes (6a1, 6a2,...,6ay), préférentiellement parallèles entre elles, en ce que ledit ensemble percuteur (7) comprend N têtes (7a1, 7a2,...,7az) de percussion, et en ce que N est strictement supérieur à M. 15 9. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble formé par ladite chaîne (6ay) et l'ensemble percuteur (7) présente une longueur inférieure ou égale à la distance (D), inscrite selon un axe théorique vertical tangent à l'arrière du tambour (5), qui sépare l'arrière du tambour (5) du convoyeur (3). 20 10. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'ensembles percuteurs (7) liés respectivement au tambour (5) par au moins une chaîne (6ay). 25 11. Dispositif de fragmentation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit convoyeur (3) comprend un tapis (3a), préférentiellement nervuré, ledit tambour (5) et les moyens d'entraînement dudit tapis (3a) étant adaptés pour être mis en rotation selon des directions opposées. 30 12. Procédé de fragmentation (9) du verre d'une fenêtre (2), caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un dispositif de fragmentation (1) adapté pour fragmenter le verre d'une fenêtre (2) usagée, et comprenant au moins : - Un convoyeur (3) adapté pour le transport à plat de ladite fenêtre (2) selon un axe longitudinal (L), et - Un ensemble de fragmentation (4) qui surmonte le convoyeur (3) et est adapté pour fragmenter le verre de ladite fenêtre (2) au cours de son transport sur ledit 5 convoyeur (3), l'ensemble de fragmentation (4) comprenant un tambour (5) agencé au-dessus dudit convoyeur (3) selon un axe de révolution (R) transversal audit axe longitudinal (L), ledit tambour (5) étant lié par au moins une chaîne (6ay) à un ensemble percuteur (7) comprenant au moins une tête (7az) de percussion adaptée pour percuter ledit 10 convoyeur (3) à chaque révolution dudit tambour (5). 13. Procédé de fragmentation (9) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit tambour (5) et les moyens d'entraînement dudit convoyeur (3) sont mis en rotation selon des directions opposées. 15 14. Procédé de fragmentation (9) selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le rapport entre la vitesse d'avancement du tapis convoyeur (3) et la vitesse de révolution du tambour (5) est choisi de sorte que ladite fenêtre (2) est, au cours de son transport à plat sur ledit convoyeur (3), percutée par ledit ensemble de 20 fragmentation (4) au moins deux fois, préférentiellement au moins trois fois, préférentiellement au moins quatre fois, préférentiellement au moins cinq fois. 15. Verre fragmenté obtenu via un procédé de fragmentation (9) selon la revendication 14.