Brevet FR2523168A1 — publié le 19830916

La présente invention a pour objet une fraiseuse à neige. Différents types d'engins sont utilisés pour déblayer la neige en période hivernale, dont les deux prince paux sont les chasse-neige et les fraiseuses. Un chasse-neige comprend une lame ou une étrave montée à l'avant d'un véhicule, destinée à repousser la neige, avec accumulation de celle-ci en un ou deux talus latéraux au véhicule, selon les cas. Les chasse-neige sont utilisés pour dégager les routes après les chutes de neige. Il peut s'agir soit d'engins spécialement conçus à cet effet, soit de lames montées à l'avant d'un véhicule suffisamment puissant. Néanmoins, au fur et à mesure du passage d'un chasseneige sur une route au cours d'un hiver, il se produit, du fait de l'accumulation de neige, une augmentation du volume des talus et une diminution de la largeur de la voie de circulation. Les fraiseuses permettent, pour leur part, d'aspirer la neige, et de la rejeter en dehors de la route, ou sur le plateau d'un camion ou tout autre réceptacle lorsque la neige doit etre évacuée, comme tel est le cas pour l'entretien d'aires de stationnement. Les fraiseuses sont également utilisées pour réduire les talus formés par les passages des chasse-neige par taillage vertical du talus. Il existe différents types de fraiseuses Un premier type de fraiseuse comprend au moins un tambour nervuré, d'axe horizontal et perpendiculaire à la direction d'avance du véhicule, dont la rotation assure le transfert de la neige et l'évacuation de celle-ci par une tuyère. Un tel appareil présente l'avatage autre très solide, ce qui est intéressant du fait qu'il ne subit que peu de détériorations au contact des morceaux de glace ou des corps étrangers, tels que morceaux de bois ou pierres, que l'on trouve fréquemment dans les talus ou autres accumulations de neige. Néanmoins, le rendement de l'appareil est faible, et la consommation d'énergie importante, de telle sorte que, s'il convient pour le dégagement de coulées de neige ou l'entretien des talus, il n'est pas utilisable pratiquement pour dégager une route après une chute de neige. Un autre type de fraiseuse est constitué par les fraiseuses à turbines. Ces appareils ont un très bon rendement, notamment en neige poudreuse, mais présentent l'inconvénient d'être très fragiles, les corps étrangers détériorant la turbine. Un autre appareil dérivé du premier concerne les turbo-fraises, consistant à monter en avant d'une turbine deux vis d'Archimède pleines ou évidées, d'inclinaisons inverses, amenant la neige en regard de la turbine qui est disposée de façon centrale. Ces vis ont un simple roule de transfert de la neige, les appareils qui en sont équipés possédant, comme ceux décrits précédemment, de bonnes performances, mais également les memes inconvénients de fragilité. Un autre type d'appareil comprend une turbine d'axe parallèle à la direction d'avance du véhicule, en avant de laquelle est disposé, dans un carter ouvert vers l'avant, au moins un arbre tournant, perpendiculaire à la direction d'avance du véhicule, sur lequel sont montés articulés un certain nombre de bras qui, sous l'effet de la gravité, occupent une position perpendiculaire à l'arbre, en période de fonctionnement. Ces appareils ne sont pas exploités en pratique, du fait de leur complexité, notamment en ce qui concerne les difficultés d'équilibrage des bras sur l'arbre, ainsi qu'en raison de leurs performances médiocres, puisque les bras ne réalisent qu'un simple piochage ou émottage de la neige et que l'action de la turbine en neige tassée ou en glace est peu efficace puisque celle-ci possède une structure du type de celles des pompes à palettes. La présente invention vise à fournir un appareil du dernier type cité, possèdant une excellente efficacité en réalisant un véritable broyage de la neige avant passage dans la turbine, ainsi qu'une bonne fiabilité meme lors d'un travail dans des conditions difficiles tel que le déblaiement d'un mur de neige dur ou de glace contenant des corps étrangers (pierres, souches de bois etc...). A cet effet, dans l'appareil qu'elle concerne, l'arbre rotatif perpendiculaire à la direction d'avance porte un certain nombre de pièces qui en sont solidaires, décalées axialement les unes par rapport aux autres le long de celui-ci, dont chacune forme deux chapes diamètralement opposées par rapport à l'arbre, servant chacune au montage d'un marteau articulé autour d'un axe parallèle à l'arbre, deux séries de chapes adjacentes étant décalées angulairement de 909 l'une par rapport à l'autre, et la longueur et la masse des chapes étant importantes vis-à-vis de celles des marteaux. Avantageusement, la distance entre l'axe de l'arbre rotatif et l'axe d'articulation d'un marteau est au moins égale à la distance entre cet axe d'articulation et l'ex- trémité libre dudit marteau. Le montage par paire en position diamétralement opposée de deux marteaux favorise les conditions d'équilibrage des masses. En outre, en cas de détérioration d'un marteau, il suffit d'intervenir sur celui-ci et sur le marteau diamétralement opposé. Le fait que les chapes possèdent une masse importante par rapport à celle des marteaux, et que l'articulation des marteaux est réalisée loin de l'axe de l'arbre permet l'obtention d'un véritable broyage de la neige. Selon une caractéristique intéressante de l'invention, les axes d'articulation des marteaux sur les chapes sont constitués par quatre tiges s'étendant parallèlement à l'arbre, et de longueur égale à celle de l'arbre, dont chacune traverse toutes les chapes correspondantes ayant la même orientation, et sert d'axe d'articulation pour les marteaux associés à celles-ci. Un avantage de cet agencement est que les tiges for ment des éléments de broyage de la neige dans les intervalles entre les marteaux. En outre, chaque chape comporte entre l'arbre et l'axe d'articulation du marteau qui lui est associé, une entretoise située à proximité de son bord arrière dans le sens de rotation. Indépendamment de l'augmentation de la rigidité des chapes, ces entretoises forment des butées arrières pour les marteaux. Dans cet appareil la lame d'attaque ou d'usure inférieure porte des dents disposées longitudinalement, dont chacune présente un bord avant sensiblement vertical, ces dents étant équidistantes les unes des autres et intercalées entre les marteaux. Dans la mesure où le tas de neige à évacuer contient un corps étranger, celui-ci vient se bloquer contre deux dents qui forment enclumes et assurent son maintien en position lors de la percussion par le marteau passant entre celles-ci. Dans cet appareil, dans lequel le bord inférieur du carter est situé en arrière du bord avant de celui-ci, la lame d'attaque et d'usure et les patins d'appui sur le sol sont situés en arrière de l'axe de l'arbre. Cet agencement permet une bonne inclinaison du carter en vue de réaliser un décapage fin du sol, ainsi que l'attaque d'un tas de neige de haut en bas dans la mesure où l'appareil est monté sur un chargeur. Selon une autre caractéristique, les paliers de l'arbre sont situés du cOté intérieur du carter contenant celui-ci, et les chapes disposées à proximité des deux parois latérales du carter sont déportées vers l'extérieur par rapport à leur point de fixation sur l'arbre, de manière que les marteaux qu'elles portent passent le plus près possible des dites parois. Cette solution permet de disposer d'un appareil possèdant une largeur de travail maximale tout en demeurant dans les normes imposées par le gabarit routier. Conformément à une autre possibilité, une pièce est rapportée en bout de chaque marteau, qui déborde latéralement de celui-ci avec recouvrement d'une partie de la trace des marteaux adjacents, cette pièce étant réalisée en un matériau semi-souple avec variation automatique du pas en fonction de la vitesse et de la charge. Cette solution, plus spécialement destinée au travail en neige poudreuse, nécessite le démontage des dents formant enclume, sauf éventuellement en regard de la turbine afin de protéger cette dernière, aucune pièce rapportée n'étant associée aux marteaux situés dans cette zone. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'axe de la turbine est légèrement incliné de haut en bas et de l'arrière vers l'avant, et la turbine est constituée par une turbine centrifuge, montée sur un cOne, centrée sur la volute, et montée avec étanchéité contre le flasque dans lequel est ménagée l'ouverture d'alimentation. La légère inclinaison de l'axe de la turbine favorise l'alimentation de celle-ci. Le support en cOne diminue l'encombrement de la turbine tout en favorisant l'alimentation de celle-ci. L'utilisation d'une turbine centrifuge permet de réaliser, en raison du phénomène de compression, non seulement l'éjection de la neige, mais aussi de créer une dépression au niveau du broyeur. La combinaison du broyage et de la centrifugation permet de réduire le volume de neige éjectée d'au moins 25 % par rapport au volume de neige attaquée par le broyeur, ce qui est intéressant lorsque la neige doit être évacuée dans une benne. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide-de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet appareil Figure 1 est une vue de côté de cette fraiseuse associée à un véhicule Figure 2 est une vue en coupe longitudinale et à échelle agrandie d'une moitié de la fraiseuse ; Figure 3 est une vue de face du demi-carter droit Figure 4 est une vue en perspective et à échelle agrandie d'un marteau Figure 5 est une vue de face de la turbine. La fraiseuse (2) représentée au dessin est montée à l'avant d'un véhicule (3) constitué par un chargeur. Cette fraiseuse comprend deux turbines en avant de chacune desquelles est disposé un carter (4) dont le bord supérieur (5) est situé en avant du bord inférieur équipé d'une lame d'attaque et d'usure (6). L'appareil repose également sur le sol par l'intermédiaire de patins (7) situés en arrière de la lame d'attaque. Chaque carter (4) contient un arbre rotatif (8) horizontal et transversal à la direction d'avance de l'appareil. Sur chaque arbre (8) sont montés un certain nombre de pièces (9) décalées axialement les unes par rapport aux autres, dont chacune forme deux chapes (10) diamétralement opposées par rapport à l'arbre, servant chacune au montage d'un marteau (12). Comme montré au dessin, la distance entre l'axe de l'arbre (8) et l'axe d'articulation de chaque marteau (12) est légèrement supérieure à la distance entre cet axe d'articulation et l'extrémité libre de chaque marteau. En outre, la masse des pièces (9) dans lesquelles sont ménagées les chapes (10) est importante vis-à-vis de la masse des marteaux (12). Chaque chape comporte une entretoise (13) disposée en arrière dans le sens de rotation, formant une butée pour le marteau (12) articulé sur ladite chape. Chaque marteau (12) possède, dans sa zone située du côté de son extrémité libre, une partie tronquée (14) destinée à assurer un déplacement de la neige en direction de l'axe de la turbine. Afin d'assurer un bon équilibrage axial, l'enlèvement de matière correspondant à la partie (14) est compensé par une surépaisseur (15). Les marteaux sont constitués par des pièces de fonderie en acier traité, extrêmement dur, de manière à résister à l'abrasion et au froid. La totalité des articulations des différents marteaux sur les chapes (10) est réalisée à l'aide de quatre tiges (16) traversant chacune les chapes correspondantes ayant le même orientation. Comme montré à la figure 3, les paliers (17) de l'arbre rotatif (8) sont situés du côté intérieur des flasques latéraux (18) du carter (4), et les marteaux (12) situés à ce niveau sont portés par des chapes décalées axialement par rapport à leur point de fixation sur l'arbre. A la partie inférieure du carter (4) sont disposées, en arrière de la lame d'attaque (6), des dents (19) longitudinales, dont le bord avant est sensiblement vertical, ces dents (19) étant équidistantes. les unes des autres et intercalées entre les marteaux. Ces dents sont destinées à former des enclumes servant à l'appui de corps étrangers, tels que des pierres, avant que ceux-ci soient percutés par les marteaux (12). Dans le cas où l'appareil doit travailler en neige poudreuse, il est possible d'associer, aux extrémités des marteaux, des pièces (20) en débordant latéralement. Dans ce cas, bien entendu, il convient de démonter les enclumes (19) situées à la partie inférieure, auxquelles il a été fait référence précédemment. Chaque turbine (22) est constituée, comme montré au dessin, par une turbine centrifuge (23), dont l'axe est légèrement incliné de haut an bas et de l'arrière vers l'avant, montée sur un cOne (24), la partie tournante étant montée avec étanchéité contre le flasque (25) dans lequel est ménagée l'ouverture (26) d'alimentation. La neige broyée par le système (8),(12) et amenée à la turbine (22) est éjectée de celle-ci par une tuyère (27). Les opérations successives de broyage et de compression permettent d'obtenir une diminution du volume de neige éjectée par rapport au volume de neige attaquée par l'appareil. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette fraiseuse à neige, décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. - Fraiseuse à neige, du type comprenant au moins une turbine (22) d'axe parallèle à la direction d'avance dq l'appareil, en avant de laquelle est disposé, dans un certer (4) ouvert vers l'avant, au moins un arbre tournant (8), perpendiculaire à la direction d'avance du véhicule, sur lequel sont montés articulés un certain nombre de marteaux (12), caractérisée en ce que l'arbre rotatif (B) perpendiculaire à la direction d'avance porte un certain nombre de pièces (9) qui en sont solidaires, décalées axialement les unes par rapport aux autres le long de celui-ci, dont chacune forme deux chapes (10) diamètralement opposées par rapport à l'arbre, servant chacune au montage d'un marteau (12) articulé autour d'un axe parallèle à l'arbre, deux séries de chapes adjacentes étant décalées angulairement de 900 l'une par rapport à l'autre, et la longueur et la masse des chapes étant importantes vis-à-vis de celles des marteaux. 2. - Fraiseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance entre l'axe de l'arbre rotatif (8) et l'axe d'articulation d'un marteau (12) est au moins égale à la distance entre cet axe d'articulation et l'ex- trémité libre dudit marteau. 3. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les axes d'articulations des marteaux (12) sur les chapes (10) sont constitués par quatre tiges (16) s'étendant parallèlement à l'arbre (8), et de longueur égale à celle de l'arbre, dont chacune traverse toutes les chapes correspondantes ayant la meme orientation, et sert d'axe d'articulation pour les marteaux associés-à celles-ci. 4. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque chape (10) comporte entre l'arbre (8) et l'axe d'articulation du marteau qui lui est associé, une entretoise (13) située à proximité de son bord arrière dans le sens de rotation. 5. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 4, caractérisée en ce que la lame (6) d'attaque ou d'usure inférieure porte des dents (19) disposées longitudinalement, dont chacune présente un bord avant sensiblement vertical, ces dents étant équidistantes les unes des autres et intercalées entre les marteaux (12). 6. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le bord inférieur du carter (4) est situé en arrière du bord avant (5) de celui-ci, caractérisée en ce que la lame (6) d'attaque et d'usure et les patins (7) d'appui sur le sol sont situés en arrière de l'axe de l'arbre (8). 7. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisée en ce que les paliers (17) de l'arbre (8) sont situés du cOté intérieur du carter (4) contenant celui-ci, et les chapes (10) disposées à proximité des deux parois latérales (18) du carter sont déportées vers l'extérieur par rapport à leur point de fixation sur l'arbre, de manière que les marteaux (12) qu'elles portent passent le plus près possible des dites parois. 8. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une pièce (20) est rapportée en bout de chaque marteau (12), qui déborde latéralement de celui-ci avec recouvrement d'une partie de la trace des marteaux adjacents, cette pièce étant réalisée en un matériau semi-souple avec variation automatique du pas en fonction de la vitesse et de la charge. 9. - Fraiseuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'axe de la turbine (22) est légèrement incliné de haut en bas et de l'arrière vers l'avant, et la turbine est constituée par une turbine centrifuge, montée sur un cône (24), centrée sur la volute, et montée avec étanchéité contre le flasque (25) dans lequel est ménagée l'ouverture d'alimentation (26).