Brevet FR2424063A1 — publié le 19791123

La présente invention est relative à un marteau de broyeur, en particulier de broyeur d'immondices/ comprenant une extrémité destinée à etre fixée sur l'arbre de pivotement du broyeur, cet arbre passant au travers du marteau par un trou prévu dans cette extrémité, une extrémité libre servant au broyage de la matière à broyer contre la surface interne du broyeur, deux faces latérales perpendiculaires à l'axe de pivotement de l'arbre, et des bords reliant de manière continue ces deux faces. On connaet un marteau de broyeur de ce genre qui est réalisé à partir d'un plat laminé en acier, scié suivant une forme rectangulaire et foré d'un trou pour le passage de l'arbre de pivotement du broyeur. L'acier utilisé est de l'acier au carbone comprenant 0,25 à 0,35% de C et 0,8 à 1% de Mn. La partie terminale du marteau correspondant à son extrémité libre est trempée superficiellement pour en augmenter la résistance à l'usure et à la rupture. Alors que le corps du marteau présente 2 une résistance à coeur de 500 à 600 N/mm , la superficie trempée 2 présente une résistance à la rupture de 1850 à 2000 N/mm Les inconvénients de ce marteau résident dans le fait que si, au début de l1utilisation de ce marteau, il présente une grande résistance à l'usure, dès que la couche superficielle trempée est usée ou fragmentée à la suite des chocs qui la fragilisent, l'usure de l'extrémité libre du marteau devient très rapide, en particulier aux deux angles d'attaque du marteau (un angle pour chaque sens de rotation du marteau).D'autre part, la fabrication de ce marteau nécessite un trempage superficiel, ce qui constitue une phase opératoire supplémentaire qui augmente le court du marteau. On a cherché à obvier à ces inconvénients, d'une part, en modifiant la forme du marteau et, d'autre part, en prévoyant l'utilisation dlun acier différent permettant un meilleur rendement à l'usure. Suivant l'invention, les faces latérales du marteau, perpendiculaires à l'axe de pivotement de l'arbre, ont une forme évasée en direction de l'extrémité libre du marteau et présentent, entre leurs extrémités évasées, un évidement en direction de l'extrémité fixée du marteau1 de façon à former dans chaque sens de rotation de l'arbre du broyeur, sur l'extrémité libre du marteau, deux bords d'attaque successifs de la matière à broyer, séparés par un passage permettant un dégagement latéral d'une partie de la matière broyée par le premier bord d'attaque de part et d'autre du marteau. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le premier bord d'attaque susdit, dans chaque sens de rotation du marteau , est formé d'un ou de plusieurs pans coupés, découpés à chacune des extrémités évasées du marteau suivant un ou plusieurs plans perpendiculaires aux faces latérales, de manière que ce ou ces pans coupés soient délimités, d'une part, par les faces latérales et, d'autre part, par des arêtes perpendiculaires à ces faces, au moins l'une des arêtes de chaque pan coupé étant située à proximité de la surface interne du broyeur pendant la rotation du marteau. Suivant une forme de réalisation perfectionnée de l'invention, le deuxième bord d'attaque susdit dans chacun des sens de rotation du marteau est formé d'un pan coupé, découpé dans l'évidement du marteau suivant un plan perpendiculaire aux faces latérales de manière que ce pan coupé soit délimité d'une part, par ces faces latérales, et, d'autre part, par des arêtes perpendiculaires à ces faces, l'arête de ce pan coupé la plus éloignée de l'extrémité fixée du marteau correspondant à l'arête la plus proche du centre de l'évidement du premier bord d'attaque dans le sens de rotation du marteau opposé à celui pour lequel ce pan coupé est le deuxième bord d'attaque. Suivant l'invention, le procédé de préparation d'un marteau de broyeur suivant l'invention comprend le coulage, dans un moule de forme correspondante,d'un acier de grande ténacité, présentant une grande capacité d'écrouissage au choc, et éventuellement un écrouissage de la pièce moulée et refroidie. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue latérale d'un marteau de broyeur suivant l'invention. La figure 2 représente une vue de face de ce marteau. La figure 3 représente un graphique illustrant l'usure, en fonction de la quantité de matière broyée, d'un marteau de broyeur suivant l'invention et d'un marteau de broyeur suivant l'état connu de la technique. La figure 4 représente, de manière schématique, une autre forme de réalisation suivant l'invention. Sur les figures, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références. Suivant la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, le marteau de broyeur comprend une extrémité 1 destinée à être fixée sur l'arbre de pivotement non représenté du broyeur. Cet arbre peut passer au travers du marteau par un trou 2 circulaire pratiqué dans Il extrémité fixée 1, et il pivote autour d'un axe de pivotement 3. Le marteau comprend en outre une extrémité libre 4 servant au broyage de la matière à broyer contre la surface interne du broyeur non représentée.Le corps du marteau de broyeur est formé de deux faces latérales 5 et 5', perpendiculaires à l'axe de pivotement 3 de l'arbre et de bords reliant entre elles de manière continue ces deux faces Les faces 5 et 5' ont chacune une forme évasée en direction de l'extrémité libre 4 du marteau et elles présentent, entre les extrémités évasées 6 et 6' du corps du marteau, un évidement 7 en direction de l'extrémité fixée 1 du marteau. Suivant la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, les faces latérales 5 et 5' du marteau s'évasent de manière symétrique de part et d'autre d'un plan comprenant l'axe de pivotement 2 (représenté en traits interrompus sur la figure 1) L'évidement 7 entre les extrémités évasées 6 et 6' du marteau est également réalisé de manière symétrique par rapport à ce plan. Chacune des extrémités évasées 6, 6' du marteau a une forme découpée suivant deux plans perpendiculaires aux faces latérales 5 et 5', ce qui donne lieu, entre ces faces, à deux pans coupés 12 et 8 ou respectivement 13 et 10* qui sont chacun délimités par les faces latérales 5 et 5' et deux arêtes perpendicu laires à ces faces. Les pans coupés 12 et 13 sont délimités par les arêtes 14 et 15 et respectivement 16 et 17, dont seules les arêtesl5 et 17 sont agencées de manière à se trouver à proximité de la surface interne du broyeur pendant la rotation du marteau. Les pans coupés 8 et 10 sont délimités par les arêtes 15 et 18 et respectivement 17 et 19 qui sont toutes agencées de manière à se trouver à proximité de la surface interne du broyeur pendant la rotation du marteau. L'évidement 7 est formé de gueux pans coupés 11. et 9, découpés suivant des plans perpendiculaires aux faces latérales 5 et 5' de manière que chacun de ces pans coupés soit délimité, d'une part, par ces faces latérales et, d'autre part, par des arêtes perpendiculaires à ces faces, l'arête 18 ou respective- ment 19 la plus éloignée de l'extrémité fixée 1 du marteau de chacun de ces pans coupés 11 ou respectivement 9 correspondant à l'arête la plus proche du plan de symétrie des pans coupés de l'extrémité évasée 6 ou respectivement 6t correspondante du marteau.L'arête la plus proche de l'extrémIté fixée I du marteau de chacun de ces pans coupés ll et 9 est, dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, l1arête 20 le long. de laquelle ces pans coupés se coupent mutuellement. De cette manière, lorsque le marteau est entrat- né par l'arbre de pivotement dans le sens de rotation désigné par la flèche F sur la figure lJla matière à broyer est attaquée par deux bords d'attaque successifs (12, 8 et 9 séparés par un passage permettant un dégagement latéral de la matière à broyer, de part et d'autre du marteau suivant des directions approximativement perpendiculaires aux faces 5 et 5' du marteau (voir les flèches indiquées sur la figure 2). Lorsque le marteau est entraîné dans un sens de rotation opposé à la flèche F ou lorsqu'il a été retourné sur l'arbre après avoir été usé dans sa position initiale de montage, la matière à broyer est également attaquée par deux autres bords d'attaque successifs (13, 10 et 11) séparés par le même passage, à savoir l'évidement 7. La partie intermédiaire 21 des faces 5, 5', entre l'extrémité libre 4 et l'extrémité fixée 1 du marteau, est, sur la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, plus étroite que la partie de ces faces à l'extrémité fixée du marteau. D'autre part, les faces de l'extrémité fixée 1 du marteau présen trnt une forme circulaire autour du trou circulaire 2, bien entendu dans leur partie non reliée au reste du marteau. La forme évasée du marteau suivant l'invention, décrite ci-dessus, présente l'avantage de permettre un déplacement de la masse frappante du marteau vers les extrémités évasées du marteau ce qui, non seulement augmente sa force de frappe, mais renforce les parties particulièrement soumises aux chocs et à l'usure du marteau. Simultanément, pour économiser la matière et alléger la pièce, on allège les parties du marteau non soumises ou moins soumises aux chocs et à l'usure, comme par exemple l'ex trémité fixée du marteau et la partie intermédiaire entre ltextré- mité fixée et l'extrémité libre.En allégeant le marteau dans la partie centrale de l'extrémité libre, par la réalisation d'un évidement 7, on obtient un effet secondaire consistant en un broyage supplémentaire à l'aide d'un deuxième bord d'attaque et en un dégagement latéral d'une partie de la matière broyée par le premier bord d'attaque. Comme procédé de préparation d'un marteau suivant l'invention, il est avantageux de prévoir le coulage, dans un moule de forme correspondante, d'un acier de grande ténacité qui présente une grande capacité d'écrouissage aux chocs. On peut citer, comme acier de ce genre, de l'acier Hadfield comprenant de 9 à 16%, de préférence de 12 à 14%, de Mn, moins de 1,5% de Cr, et des traces de Ni. Cet acier présente l'avantage, au contraire de l'acier au C, de se durcir au fur et à mesure qu'il est soumis aux chocs. On peut d'ailleurs prévoir, après le coulage de l'acier et le refroidissement de la pièce moulée, un écrouissage artificiel avant l'utilisation du marteau, cette phase supplémen "talure de traitement permettant encore une nette augmentation de résistance à l'usure et à la rupture du marteau. En effet, si la résistance à la rupture d'un marteau suivant l'invention, non 9OON/mm2 écroui, est de 900 N/mm , ce qui est déjà nettement supérieur à la résistance à coeur du marteau connu, décrit précédemment, la ré sistance à la rupture d'un marteau suivant l'invention, préalable 2 ment écroui, est de 2000 N/mm , ce qui correspond, pour ltentìère- té du marteau, à la résistance de la seule couche superficielle trempée du marteau connu. Dans le diagramme comparatif de la figure 3, la quantité de matières broyées est indiquée en abscisse en tonnes, et la perte en poids moyenne d'un jeu de marteaux, en %. La courbe formée par des x représente l'usure des marteaux connus dans lesquels, dès que la couche superficielle trempée a disparu, l'usure croit de manièré trèsrapide én dépassant celle des marteaux suivant l'invention dont la courbe d'usure formée par des o, reste absolument constante. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. On peut par exemple prévoir que le premier bord d'attaque de chaque extrémité évasée 6, 6t du marteau comprenne,, non pas deux pans coupés, mais un seul, délimité par exemple par les arêtes 14 et 18 ou respectivement 16 et 19, ou encore trois pans coupés ou davantage. On peut même prévoir que les premiers bords d'attaque soient déterminés par le découpage de chaque face, du cté de 1' extrémité libre du marteau, suivant deux arcs de cercle qui joignent chacun une des extrémités évasées de chaque face et un point central situé sur le plan de asymétrie, de facon à former, entre les deux arcs de cercle qui se coupent en ce point central, l'évidement en direction de l'axe de pivotement (voir la forme de réalisation illustrée sur la figure 4.) On peut enfin prévoir également que l'évidement ne soit pas formé uniquement de ceux pans coupés. I1 est évident qu'un marteau de broyeur suivant l'invention n'est pas utilisable uniquement pour le broyage d'immondices. On peut l'utiliser dans tout dispositif de broyage, et notamment pour la fabrication de farines alimentaires. REVENDICATIONS. l.- Marteau de broyeur, en particulier broyeur d'immondices, comprenant une extrémité destinée à être fixée sur l'arbre de pivotement du broyeur, cet arbre passant au travers du marteau par un trou prévu dans cette extrémité, une extrémité libre servant au broyage de la matière à broyer contre la surface interne du broyeur, deux faces latérales perpendiculaires à l'axe de pivotement de l'arbre, et des bords reliant de manière continue ces deux faces, caractérisé en ce que les faces latérales susdites ont une forme évasée en direction de l'extrémité libre du marteau et présentent, entre leurs extrémités évasées, un évidement en direction de l'extrémité fixée du marteau, de façon à former dans chaque sens de rotation de l'arbre du broyeur, sur l'extrémité libre du marteau, deux bords d'attaque successifs de la matière à broyer, séparés par un passage permettant un dégagement latéral d'une partie de la matière broyée par le premier bord d'attaque de part et d'autre du marteau. 2.- Marteau de broyeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les faces du marteau s'évasent de manière symétrique de part et d'autre d'un plan comprenant l'axe de pivotement, l'évidement entre les extrémités évasées étant également réalisé de manière symétrique par rapport à ce plan. 3.- Marteau de broyeur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier bord d'attaque susdit, dans chaque sens de rotation du marteau, est formé d'un ou de plusieurs pans coupés, découpés à chacune des extrémités évasées du marteau suivant un ou plusieurs plans perpendiculaires aux faces latérales de manière que ce ou ces pans coupés soient délimités, d'une part, par les faces latérales et, d'autre part, par les arêtes perpendiculaires à ces faces, au moins l'une des arêtes de chaque pan coupé étant située à proximité de la surface interne du broyeur pendant la rotation du marteau. 4.- Marteau de broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième bord d'attaque susdit dans chacun des sens de rotation du marteau est formé d'un pan coupé, découpé dans l'évidement du marteau suivant un plan perpendiculaire aux faces latérales de manière que ce pan coupé soit délimité, d'une part, par ces faces latérales, et, d'autre part, par des arêtes perpendiculaires à ces faces, l'a rête de ce pan coupé la plus éloignée de 1' extrémité fixée du marteau correspondant à l'arête la plus proche du centre de l'évide- ment du premier bord d'attaque dans le sens de rotation du marteau oppose à celui pour lequel ce pan coupé est le deuxième bord d'attaque. 5.- Marteau de broyeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'arête la plus proche de l'extrémité fixée du marteau de chacun de ces deux pans coupés servant de deuxième bord d 'attaque est une arête le long de laquelle ces deux pans se coupent mutuellement. 6- Marteau de broyeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, de part et d'autre du plan de symétrie, chaque face du marteau, du côté de l'extrémité libre de ce dernier, est délimitée suivant deux arcs de cercle qui relient chacun une des extrémités évasées de chaque face et un point central situé sur le plan de symétrie, de façon à former, entre les deux arcs de cercle qui se coupent en ce point central, l'évidement en direction de l'axe de pivotement. 7.- Marteau de broyeur suivant l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que la partie intermediaire des faces entre l'extrémité libre et 1' extrémité fixée du marteau est plus étroite que la partie de ces faces à l'extrémité fixée du marteau. 8.- Marteau de broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les faces de l'extrémité fixée du marteau présentent une forme circulaire dans leur partie non reliée au reste du marteau. 9.- Marteau de broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une pièce moulée en un acier de grande ténacité, présentant une grande capacité d'écrouissage aux chocs. 10.- Marteau de broyeur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'acier utilisé est de l'acier Hadfield comprenant de 9 à 16%, de préférence de 12 à 14%, de Mn, moins de 1,5 % de Cr et des traces de Ni. 11.- Procédé de préparation drun marteau de broyeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend le coulage, dans un moule de forme correspondante, d'un acier de grande ténacité, présentant une grande capacité d'écrouissage aux chocs, et éventuellement un écrouissage de la pièce moulée et refroidie.