Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02527840 2005-11-30
WO 2004/110630 PCT/EP2004/050636
APPAREIL DE BROYAGE DE PIECES NON METALLIOUES.
Domaine Technicrue
L'invention se rapporte au secteur du recyclage de matériaux non
métalliques. Elle concerne ainsi un appareil de broyage de pièces non
métalliques
apte à réduire en granulés une pièce en matériau plastique notamment.
Elle vise plus particulièrement un moyen de détection de la présence de
pièces en matériau métallique à (intérieur de (appareil.
Art antérieur
De façon générale, les machines de recyclage de pièces non métalliques
comporte un dispositif de broyage pour générer des granulés aptes à être
réutilisés
pour fabriquer de nouvelles pièces par injection ou extrusion par exemple.
II arrive cependant que des pièces métalliques peuvent être introduites dans
le dispositif de broyage car servant par exemple de moyen de solidarisation
des
pièces à broyer sur une structure, par exemple des pare-chocs automobiles
fixés
par des rivets métalliques sur le châssis. Or, si les pièces métalliques
pénètrent
dans le broyeur , elles risquent d'une part d'endommager les dents du broyeur
et
d'autre part de boucher les buses d'injection ou d'extrusion lors de
l'utilisation
postérieure des granulés.
La détection des pièces métalliques n'est pas réalisée à (intérieur des
dispositifs de broyage. Cette opération se fait traditionnellement en amont du
broyage, à l'intérieur du mécanisme d'approvisionnement des pièces à broyer,
par
exemple par des moyens magnétiques lourds à mettre en ceuvre et coûteux.
Le document FR 2 700 278 décrit ainsi un système d'alimentation pour un
appareil de broyage de pièces non métalliques. Ce système est équipé d'un
dispositif de détection des pièces métalliques au moyen d'une barrette
disposée
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longitudinalement dans la machine et isolée électriquement du châssis de la
machine. Un circuit est alors fermé lorsqu'une pièce métallique est à la fois
en
contact avec la barrette et le châssis.
Cependant, ce dispositif de détection ne permet pas de détecter les pièces
métalliques noyées dans le matériau non métallique. En outre, il est situé en
amont
du broyeur et par conséquent, il est fréquent que des pièces métalliques
parviennent jusqu'à l'appareil de broyage, provoquant alors des dégâts
importants.
De même des pièces métalliques peuvent être introduites pas erreur entre les
deux
opérations ce qui peut endommager le broyeur et boucher les buses d'injection
ou
d'extrusion.
Exuosé de l'invention
L'invention s'est fixée pour but de remédier à cet inconvénient d'une
manière simple, sûre et efficace.
L'invention se propose de réaliser 1a détection des pièces métalliques situées
à l'intérieur d'un appareil de broyage d'une part, et de commander alors
l'arrêt
automatique de l'appareil de broyage d'autre part, notamment pour des
appareils de
broyage à faible vitesse de rotation de l'arbre du broyeur.
Pour résoudre un tel problème, i1 a été conçu et mis au point un appareil de
broyage de pièces non métalliques comportant un arbre tournant motorisé au
sein
d'un réceptacle. L'arbre est pourvu d'une pluralité de dents destinées à
déchiqueter
et broyer les pièces non métalliques. Les dents sont disposées radialement en
rangées sur la périphérie de l'arbre de façon. à coopérer, lors de leur
rotation, avec
les dents d'au moins un peigne fixe, solidarisé au réceptacle et délimitant le
réceptacle en une partie supérieure située au dessus du peigne et une partie
inférieure située au dessous du peigne.
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Selon (invention, le peigne fixe comprend une base conductrice de
(électricité, portée à un potentiel déterminé, et une surface conductrice de
l'électricité orientée en direction de la partie supérieure du réceptacle,
isolée
électriquement de la base, et portée à un potentiel différent de celui de la
base.
Cette configuration permet de détecter la présence de pièces métalliques par
fermeture du circuit électrique entre la surface et la base.
Autrement dit, la surface conductrice de l'électricité isolée électriquement
de la base du peigne, se trouve dans la zone d'approvisionnement en pièces non
métalliques de l'appareil de broyage. Lorsqu'une pièce métallique vient au
contact
simultané de cette surface conductrice et de la base du peigne, elle crée
alors "un
court-circuit", ou plus simplement fait varier la résistance qui peut être
notamment
associée à un pont de Wheatstone. On déduit alors de cette variation ou de ce
changement d'état, quûne pièce métallique est présente dans la zone
d'approvisionnement en matériaux non métalliques d'un tel appareil de broyage.
Selon (invention, (appareil de broyage peut comporter une pluralité de
peignes aptes à détecter la présence de pièces métalliques, qui sont disposés
de part
et d'autre du plan médian longitudinal de (appareil. Autrement dit, les
peignes
permettent de délimiter l'appareil en deux volumes, le premier volume étant le
volume d'approvisionnement, également appelé la partie supérieure de
l'appareil
lorsque l'approvisionnement se fait par gravité, le deuxième volume recevant
les
granulés de matériaux non métalliques, également appelé la partie inférieure
de
l'appareil lorsque l'approvisionnement se fait par gravité.
Avantageusement, les potentïels électriques de la base du peigne et des
dents de l'arbre tournant motorisé sont identiques. En effet, la distance
entre ces
deux éléments étant très minime, une différence de potentiel entre ces deux
éléments pourrait être à l'origine d'un arc électrique, ce qui fermerait le
circuit et
perturberait l'efficacité de la détection.
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En pratique, la base du peigne et les dents de (arbre tournant motorisé
présente un potentiel nul. Dans ce cas, elles sont reliés à la masse de
l'appareil.
Selon une première forme de réalisation de l'invention, la surface
conductrice est constituée d'une plaque conductrice maintenue sur la base du
peigne par au moins un élément de bridage isolé électriquement.
En pratique, l'élément de bridage isolé électriquement est une vis au même
potentiel que celui de la base. Cette vis traverse alors un perçage ménagé
dans la
plaque et bloque alors la plaque au moyen de sa téte.
Un matériau durcissable isolant électriquement est alors intercalé entre la
base, la plaque et 1a vis, de manière à isoler électriquement la plaque de la
base.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, la surface conductrice
est constitué d'un profilé métallique conducteur, inséré dans une rainure
gravée au
sein de la base, et enduit d'une résine isolante. Ce profilé est inséré dans
la rainure
préalablement remplie de colle, la surface supérieure ainsi réalisée subissant
une
étape de rectification, éliminant la résine sur la surface conductrice afin
d'assurer
la conduction.
Selon l'invention, la plaque conductrice est reliée électriquement à une unité
de contrôle commande de l'appareil. Ainsi, lorsque le circuit est fermé par
une
pièce métallique à cheval sur la plaque conductrice et la base du peigne,
l'unité de
contrôle commande stoppe alors la rotation de l'arbre motorisé et envoie une
information à un afficheur. Cet afficheur permet alors à (opérateur de
(appareil de
connaître l'origine de l'arrêt de l'appareil. Cet afficheur peut être selon le
mode de
réalisation choisi, un voyant lumineux ou un message sur un dispositif de type
écran. L'opérateur doit alors sortir la pièce métallique formant le court-
circuit, puis
réactiver la mise en marche de l'appareil.
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Descriution sommaire des fi2ures
La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent,
ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent,
donnés à
titre indicatif et non limitatif, à (appui des figures annexées dans
lesquelles
5 ~ la figure 1 est une vue en coupe transversale du broyeur, conformément à
l'invention ;
~ la figure 2 est une vue en perspective de deux peignes aptes à dêtecter la
présence de pièces métalliques conformément à l'invention ;
~ la figure 3 est une vue en coupe d'un peigne conforme à une première forme
de
réalisation de l'invention ;
~ la figure 4 est une représentation schématique vue du dessus d'un peigne
conformément à une seconde forne de réalisation de l'invention
~ la figure 5 est une vue en section réalisée selon la ligne V - V de la
figure 4.
~ la figure 6 est une représentation schématique d'une pluralité de peignes
75 juxtaposés, et réalisés selon la seconde forme de réalisation de
l'invention.
Modes de réalisation de l'invention
Comme déjà évoqué, l'invention concerne un appareil de broyage de pièces
non métalliques comportant au moins un peigne fixe apte à détecter la présence
de
pièces métalliques à l'intérieur dudit appareil de broyage.
Comme illustré à la figure 1, (appareil de broyage (1) comporte un
réceptacle au sein duquel est délimitée une pa"rtie supérieure (5), dans
laquelle les
pièces non métalliques (2) destinées à être broyées sont introduites. Un arbre
tournant motorisé (11) est disposé dans la partie inférieure (6) de (appareil
de
broyage (1). L'arbre (11) est pourvu d'une pluralité de dents (8) disposées
radialement en rangées sur la périptérie de l'arbre. II comporte également un
ou
plusieurs grands couteaux (9), s'étendant radialement par rapport à l'arbre et
aptes
à fractionner les grandes pièces non métalliques (2) introduites dans
l'appareil.
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Les dents (8, 9) coopèrent, lors de leur rotation, avec les dents (15) d'au
moins un peigne fixe (4). Cette zone délimite alors la frontière entre la
partie
supérieure (5) et la partie inférieure (6) de (appareil de broyage (1).
Lors de 1a chute des pièces non mêtalliques (2) dans (appareil de broyage
(1), celles-ci sont tout d'abord plaquées sur le peigne (4), puis déchiquetées
progressivement, de façon à former des granulés (7) de matériaux non
métalliques
à l'intérieur de la partie inférieure (6).
Tel que représenté à la figure 2, le peigne (4) peut se décomposer en deux
portions (4a, 4b) avec un dégagement central permettant de laisser passer les
couteaux (9). Il présente également des dents (15) permettant aux dents (8) de
(arbre motorisé de tourner librement tout en générant des granulés de part la
coopération des dents (8) et (15) entre elles. Conformément à (invention, le
peigne
comprend une base (41, 42) conductrice de l'électricité, et portée à un
potentiel
déterminé, et une surface (14) conductrice de (électricité, orientée en
direction de
la partie supérieure (5) du broyeur (1), et portée à un potentiel différent de
celui de
la base (41, 42), de façon à détecter la présence de pièces métalliques par
fermeture du circuit électrique ainsi constitué.
Avantageusement, le potentiel pour la base (41, 42) est la masse de
l' appareil ( 1 ).
Selon une première forme de réalisation de l'invention, la surface (14) du
peigne (4) est réalisée au moyen de plaques conductrices (43, 44) isolées
électriquement par rapport à la base (41, 42) du peigne (4). Chaque plaque
conductrice (43, 44) est maintenue par rapport au peigne (4) au moyen de deux
vis
(47). Chacune des vis (47) traverse un perçage (48) ménagé dans la plaque (43,
44)
et bloque la plaque (43, 44) au moyen de sa tête.
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Tel qu'illustrée à la figure 3, la vis (47) est isolée électriquement par
rapport
à la plaque (43). De cette manière, le potentiel de la vis est celui de la
base (41) du
peigne (4a).
Selon une autre forme de réalisation de l'invention (figures 4 et 5), on
réalise sur la face supérieure de la base une rainure (50), notamment par
usinage,
s'étendant sensiblement selon toute ou partie de sa périphérie, outre selon sa
médiane. Cette rainure est destinée à recevoir la surface supérieure
conductrice
(14), qui en l'espèce est constituée par un profilé conducteur métallique (57)
de
70 forme correspondant à ladite rainure.
Ce profilé est enduit par exemple par trempage d'une résine isolante, telle
que du polyamide, selon une épaisseur voisine de trois dixièmes de
millimètres.
Une fois la résine sèche, on remplit la rainure (50) de colle, par exemple du
75 cyanoacrylate, puis on insère en pression ledit profilé (51) au sein de la
rainure
(50). Lorsque la colle a pris, on soumet la surface supérieure du peigne à une
rectification, permettant de l'aplanir, et surtout de révéler 1a face
conductrice
supérieure du profilé (51 ).
20 Une telle forme de réalisation permet d'éviter de faire appel à une liaison
mécanique entre la surface conductrice et la base du peigne.
La plaque (43, 44) ou le profilé (51) est reliée par un élément filaire (45,
46) à l'unité de contrôle commande de l'appareil (1). Lorsqu'une pièce
métallique
25 vient au contact à la fois de la plaque (43, 44) ou du profilé (51) et de
la base (41,
42) du peigne (4), un circuit électrique est alors fermé, et (unité de
contrôle
commande stoppe automatiquement la rotation de l'arbre motorisé (11). Elle
envoie alors une information à un afficheur pour permettre à l'opérateur de
constater la cause de fanêt de l'appareil (1).
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Afin d'éviter la multiplication des liaisons filaires dans le cas de la mise
en
oeuvre d'une pluralité de peignes, on met en contact les profilés (51) les uns
avec
les autres au moyen d'une vis pointeau (52) ou munie à ses deux extrémités
d'une
bille, et revêtue d'une enveloppe extérieure (53) réalisée en un matériau non
conducteur de l'électricité et présentant un filetage. Cette vis est reçue
dans un
alésage (54) ménagé au niveau de la face latérale de chacun des peignes et
débouchant au niveau de la rainure (50) dont ils sont munis, de telle sorte à
être en
contact avec le profilé conducteur (51).
Ce faisant,.l'ensemble des profilës est porté au même potentiel, sans être en
court-circuit avec la base des peignes.
Il ressort de la description qui précède qû un appareil conforme à l'invention
présente de multiples avantages, notamment
~ il permet de réduire de façon considérable les risques engendrés par la
présence de pièces métalliques à (intérieur d'un appareil de broyage de
ce type ;
~ il s'adapte très facilement sur les appareils de broyage utilisés dans
(industrie ;
~ sa simplicitéde fonctionnement en fait un instrument sûr et bon marché.
