Brevet FR2257343A1 — publié le 19750808

L'invention concerne un marteau concasseur destiné à équiper des broyeurs pour réduire divers matériaux et notamment des ordures ménagères. (gypse, etc..). Il est déjà connu d'utiliser des marteaux concasseurs pour équiper des broyeurs ou autres installations destinées à réduire des déchets aussi bien industriels que ménagers. Les marteaux concasseurs traditionnels étant en acier, monoblocs et réalisés en une seule matière s'usent relativement rapidement au contact des déchets à broyer. De plus, comme ces marteaux sont réalisés en matériau très dur, ils pré- sentent l'inconvénient d'entre difficiles à usiner. Or, il est nécessaire de leur donner une forme précise et de réaliser un palier pour le montage et la fixation. Selon leur forme actuelle, ils sont irréalisables en fonte dure. En effet, il était nécessaire Jusqu'à présent de trouver un compromis pour réaliser un marteau concasseur étant d'une matière relativement dure tout en n'étant pas trop difficile à usiner. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de réaliser un marteau concasseur notamment pour ordures ménagères. A cet effet, l'invention concerne un marteau concasseur, notamment de broyeur pour ordures ménagères, carac térisé en ce qu'il est constitué d'une pièce d'usure. fixée sur un support, par des moyens d'attachez Ce marteau concasseur est réalisé par Ilassemblage de deux pièces de matières différentes et il en résulte qu'on peut réaliser une pièce constituée en une matière très dure venant en contact des déchets à réduire. Le support, auquel est attachée cette pièce d'usure très résistante, est réalisé en une matière plus facile à usiner et à laquelle on peut donner les formes les plus adéquates suivant le travail que le marteau concasseur aura a effectuer. Ce mode de réalisa- tion permet un retournement lorsque la pièce est use dans un sens. Par ce moyen de réalisation, le marteau concasseur sera dtun prix de revient relativement moins élevé que les marteaux concasseurs ou broyeurs traditionnels qui eux sont réalisés en une seule pièce . Le porte-marteau étant destiné à resservir plusieurs fois, il nty a donc que le marteau lui-m8me à changer ; le poids à jeter n'est que 30 à 50 o/o d'un marteau tra ditionnel. La durée d'utilisation est également augmentée puisque la pièce d'usure est la partie dure.Lorsque cette pièce est usée il suffit de la remplacer sans toucher au montage du support de marteau sur la machinez Le broyage de matériaux rs, abrasifs et coriaces nécessite la mise en oeuvre de forces et de vitesses considérables, dont la percussion soit capable de réduire ces dits matériaux. La vitesse associée à la force de impact des marteaux sur les matériaux à broyer soumettent ces marteaux ainsi que les autres .parties des broyeurs à des usures très importantes. La présente invention résoud le problème de-certains marteaux qui, en outre leur usure par abrasion, sont soumis à des contraintes mécaniques telles que flexion, torsion, traction, cisaillement eu å une combinaison de ces différentes contraintes.Ces contraintes sont la résultante de la force de l'impact du marteau sur le produit, combinée à la force centrifuge et & la réaction du marteau dans sa fixation. Le choix de la matière constituant ces marteaux doit donc impérativement tenir compte de ces diverses sol- licitations mécaniques. On ne peut, de ce fait, sélectionner une matière spécialement résistante à l'abrasion avec chocs, mais dent les caractéristiques mécaniques ne correspondent pas aux oontraintes mécaniques imposées. La solution est de scinder les deux fonctions Le broyage est exécuté par le marteau résistant aux chocs et à l'abrasion, L'abeorption des différentes contraintes mé canicules se fait na le Porte-marteau. Cette façon de procéder pour le marteau permet de choisir un acier ou une fonte ayant une tenue à l'abrasion et aux chocs exceptionnelle, vu que les contraintes mécaniques ne sont plus que partiellement absorbés par le marteau, mais seulement transmises par ce dernier au porte-marteauo Le porte-marteau devant résister aux contraintes mécaniques sera constitué par un acier à haute limite élastique ; il absorbera les efforts tranmis par le marteau ainsi que les contraintes subies dans la fixation. Il ne sera pas spécialement résistant à l'abrasion, mais la forme du ,marteau sera conçue de façon à protéger le porte-marteau contre usure, par frottement ou chocs. Dans'les cas étudiés ciwaprès, on peut remarquer que le marteau ne iatisfatt plus qu'à la fonction de "broyage", et le porte-marteau à la fonction trésistance aux efforts mécaniques". Ces deux fonctions étaient jusqu'à présent cumulées du fait de la construction monobloc des marteaux actuels De ce fait, le choix du matériau devait satisfaire aux deux conditions de résistance mécanique et d'usure, par abrasion et chocs. On ne pouvait, jusqu' présent, utiliser des matières spéciales répondant à ces deux différentes fonctions.La liaison de ces marteaux avec leurs supports porte-marteaux peut se faire suivant des moyens connus tels que boulonnerie, assemblages de formes complémentaires avec blocage par goupille ou par l'in- termédiaire d'un fluide qui, par sa-solidification, assure la liaison entre les pièces à assembler. Suivant une mode de réalisation préf érentiel de l t invention, la pièce d'usure du marteau concasseur a une forme parallélépipédique ou trapézoSdale. Cette forme dans ce mode de réalisation préférentiel a-été étudiée en fonction de usure bien.particu- lière qu'elle subit. En cours d'utilisation, on pourra même adapter la forme des pièces d'usure en fonction de ltusure qui est différente dans chaque cas suivant les produits traités. Les marteaux utilisés dans les broyages d'ordures ménagères sont sensiblement de forme parallélépipédi- ques et comportent un trou utilisé pour leur fixation. Ils sont le plus souvent en acier mi-dur résistants aux diffdrentes sollicitations mécaniques, mais ne résistent que très peu à l'usure par chocs dans les matériaux hétérogènes qu'ils broient. Ces marteaux une fois usés sur un côté sont réversibles et permettent de travailler sur un second coté. Le second catie étant usé, ces marteaux ne sont plus utilisables bien que leur usure au point de vue poids soit encore de 60 à 70 % du marteau neuf. Il se produit d'autre part un matage du trou de fixation-par l'axe traversant le marteau et assurant sa fixation. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de modes de réalisation d'un marteau concasseur représenté dans les dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective du marteau concasseur, - les figures 2A à 2C sont des vues-de dessus des variantes de réalisation du marteau concasseur - la figure 3 est une vue en perspective d'un autre mode d'assemblage de la pièce d'usure sur son support - la figure.4 est une coupe d'une vue en perspective d'un autre mode de liaison de la pièce d'usure sur son support. Le marteau concasseur 1 tel que représenté sur la figure 1, est constitué de deux pieces principales assem- blées, l'une étant le support 2 du marteau l'autre étant la pièce d'usure 3 destinée à frapper les déchets à réduire. Le support 2 est composé d'un talon 4 de forme parallélépipédique comportant au centre de sa partie inférieure une douille 5 permettant la fixation du marteau concasseur sur un axe ou sur un bras du broyeur à équiper. Sur la face avant 6 du talon placé sous la pièce d'usure 3 est prévue une soudure de renforcement 7 effectuée par soudure électrique destinée à protéger le support lorsque celui-ci est en activité. Le support 2 se compose également d'un corps de support 8 formant sur sa face avant une encoche avec le talon 4, encoche dans laquelle vient prendre place la pièce d'usure 3. Leprofil arrière du corps 8. comporte deux bossages 9 & 1Q destinés à renforcer par une forme adéquate la résistance à la flexion. Au niveau des bossages 9 & 10, le corps 8 du support comporte deux perçages 11 & 12 représentés en pointillés sur la figure, ces perçages il & 12 traversant tout le corps 8 du support. Ils sont destinés à recevoir les moyens d'attache composés des boulons 13 & 14 sur lesquels viennent se visser les écrous 15 & 16. Ces moyens d'attache sont destinés à fixer la pièce d'usure 3 contre le support du marteau concasseur , suivant les surfaces de fixation 1-7 & 18. La pièce d'usure 3 est de forme, par exemple , trapézoSdale, la petite base du trapèze venant en contact avec le talon 4 du support 2.Cette forme trapézoidale a été mise au point dans ce mode de réalisation préférentiel du marteau concasseur en fonction de l'usure que subit la pièce 3 au contact des déchéts à broyer. La pièce d'usure 3 comporte au niveau des deux bossages 9 & 10 du support 2 des cavités 19 & 20 destinées à recevoir les écrous 15 & 16, ainsi que les boulons 13 & 4 déstinésà fixer la pièce d'usure 3 su le support 2, ces cavités 19 & 20 servant à loger et à bloquer les écrous. Ce mode de réalisation dtun marteau concasseur permet par l'assemblage de deux pièces distinctes d'éviter le compromis des marteaux concasseurs traditionnels. En effet, la pièce d'usure 3 est réalisée en une matière très dure pré son tant une grande résistance à l'usure telle que la fonte au chrome ou au nickel alors que le support 2 est réalisé en une matière beaucoup plus facile à usiner, d'cù un prix de revient moins élevé. Selon les figures 2A, 2B, 2C, les formes des marteaux concasseurs vus de dessus peuvent être diverses. Lafigure 2A représente - un marteau dont la face avant constituant l face d'attaque des matériaux à broyer est en forme de dent. Sur la figure 2B, la face d'attaque comprend deux dents latérales pointues. Sur la figure 2C, les deux dents latérales constituant la.face d'attaque sont arrondies en fonction du matériau à broyer. Selon la figure 3, la pièce d'usure 21 de forme sensiblement cubique est fixée sur le support 22 par des boulons 23 vissés par le dessus de la pièce d'usure 21 dans les alésages 25 & 26. Les boulons sont vissés dans une position perpendiculaire à l'axe de rotation 24. Le déplacement en rotation du marteau concasseur en position de travail est représenté par les flèches F et F'. Selon la figure 4, la liaison de la pièce d'usure'27 sur le support 28 et sa fixationson'tréaliséespar injection d'un fluide dans un orifice de coulée 29 placé sur le dessus de la pièce d'usure 27. Cè fluide une fois injecté se solidifie par refroidissement et fixe les pièces constitutives 27, 28 du marteau concasseur. Pour une telle injection on peut utiliser par exemple du zinc, de la résine ou du mastic. Selon la forme géométriqué que l'on donne au marteau, il est très intéressant de déplacer le centre de gra vité du marteau vers l'arrière (voir figure 5). Ceci permet de modifier l'angle sous lequel le matériau est attaqué par le marteau. Cet angle est déterminant quant au résultat du broyage. On obtient le même résultat en déplaçant le trou de fixation vers l'avant du marteau. Pendant le travail, le centre de gravité G se place en effet sur une droite reliant le trou de fixation au centre du rotor, c'est à dire sur un rayon. L'angle d'attaque (a) ainsi obtenu par-rapport à un marteau traditionnel est avan tageux du fait que la surface do travail 3 est sensiblement - perpendiculaire ou même engageante par rapport au mouvement du travail0 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemplesde réalisation ci-dessus décrit et représentés à partirdesquelson poussa prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de ltinven- tison. R É V E N D I C A T I O N S 10/ Marteau concasseur notamment broyeur pour ordures ménagères caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pièce d'usure (3) fixée à un support (2) par des moyens de fixation mécanique (13,14;15 et 16). 20/ Marteau concasseur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le support est constitué d'un corps (8) et d'un talon (4) , ces deux éléments formant une encoche pour recevoir la pièce d'usure (3), le talon (4) étant muni d'une cavité (9) pour permettre la fixation du marteau (1) sur le broyeur proprement dit. 3P/ Marteau concasseur conforme aux revendications 1 & 2, caractérisé en ce que le support (2) présente deux bossages (9,-tO) au niveau des perçages (t7,12) recevant les moyens d'attache. 4 / Marteau concasseur conforme aux revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le talon (4) du support (2) comporte sur sa face antérieure une soudure de- renforcement (7) destinée à protéger le support (2). 5 / Marteau concasseur conforme aux reven dications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce dtusure (3) est de forme notamment trapézoldale , la petite base du trapèze reposant sur-le talon (4) du support (2) de façon que l'usure du marteau s'effectue sur la partie de la pièce d'usure (3) ainsi renforcée. 60/ Marteau concasseur conforme aux revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce d'usure (3) comporte une ou plusieurs cavités (19,20) recevant les moyens d'attache et permettant leur blocage, Ces cavités sont conçues de façon à protéger les moyens de fixation contre l'abrasion. 70/ Marteau concasseur conforme aux revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'attache sont constitués par des boulons (t3,14) traversant le support (2) et sur lesquels sont fixés les écrous (I5,î6) qui sont logés dans les cavités (19,20) proportionnées d-e sorte à éviter tout desserrage de la pièce d'usure (3) par rotation des écrous. 80/ Marteau concasseur conforme aux revendications 1 à 7; caractérisé en ce que la pièce d'usure (3) et le support (2) sont réalisés dans des matières différentes, la matière de la pièce d'usure (3) étant plus dure et celle du support t2) plus résistante de façon à satisfaire aux fonctions respectivement de broyage et de résistance aux efforts mécaniques. 9 ) Marteau concasseur conforme à l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisé en ce que la pièce d'usure (3) et le support (2) sont assemblés par des moyens de liaison, tels que boulons ou des fluides injectes se solidifiant. 100) Marteau concasseur conforme à l'une quelconque des revendications l à .9, caractérisé en ce que la pièce d'usure (3) peut être retournée sur le support (2) une ou plusieurs fois lorsqu'elle est usée dans un ou plusieurs sens de travail. 11 ) Marteau concasseur conforme à l'une quelconque des revendications i à lO, caractérisé en ce que le poids de la pièce d'usure en fonte dure par rapport au poids total (pièce d'usure + support) se situe entre les pourcentages de 33 et 50 %. 120) Marteau. concasseur conforme à l'une quelconque des revendications l à 11, caractérisé en ce que le support comporte une douille interchangeable permettant après usure par matage, son remplacement de façon à prolonger la vie de support. 130) Marteau concasseur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12; caractérisé en ce que la forme de la pièce d'usure est exécutée de telle sorte que le centre de gravité provoque l'avancement du marteau et crée de ce fait un angle d'attaque favorable au broyage, ce même résultat est obtenu en déplaçant le trou de fixation.