Brevet FR2526481A1 — publié le 19831110

L'invention concerne une remblayeuse pneumatique à roue cellulaire pour les travaux de remblayage dans les mines et dans les tunnels, comportant des plateaux d'usure fixes qui encadrent un tambour cellulaire rotatif et qui comportent chacun, sur le bord extérieur et sur le bord intérieur, simultanément, une rainure qui évolue autour du me me axe que le tambour cellulaire et qui loge un dispositif d'étanchéité pour les parois extérieures et intérieures des cellules, lequel est exposé à une pression extérieure. L'invention sera commentée plus amplement ci-après en référence aux remblayeuses pneumatiques à roue cellulaire utilisées pour les travaux de remblayage dans les mines et dans les tunnels. De tels équipements permettent de diriger le matériau de remblayage dans une conduite de soufflage appropriée, sans provoquer pour autant une baisse sensible de la pression. Les remblayeuses pneumatiques à roue cellulaire sont les équipements de ce genre les plus utilisés à l'heure actuelle, et elles se différencient très nettement des machines à compartiments utilisées jusqu'à présent. Les remblayeuses pneumatiques à roue cellulaire connues se différencient également de la machine proposée par l'invention, par le fait qu'elles comportent en général une roue cellulaire à axe horizontal et un tambour à axe vertical.L'avantage de cet axe vertical réside dans le fait qu'il permet de réduire la hauteur de la machine, et a fortiori son encombrement, étant donné que l'entonnoir de remplissage n'est à déplacer, par rapport à l'extrémité légèrement recourbée de la conduite de soufflage, que sur une distance correspondant à l'espace libre situé à l'intérieur des cellules. Sur de telles machines, la qualité du matériau de soufflage, et également la structure spécifique des composants de la machine, provoquent une usure qui diffère d'un endroit à un autre. L'expérience a montré que l'usure la plus forte se produit à l'endroit oU la pression réalisée à l'intérieur de la machine est isolée, en compartiment étanche, de la pression atmosphérique. En effet, l'élément d'étanchéité doit, à l'extérieur, etre exposé à une pression qui, dans tous les cas, doit etre supérieure à la pression régnant à l'intérieur de la machine. Il importe donc que, pour compenser l'usure par frottement inévitable, on puisse procéder à un réglage approprié. On connaît le principe selon lequel l'élément d'étanchéité se compose de plusieurs parties. Pour ce faire, on place dans la rainure, en partant du bord du tambour, alternativement et successivement, un joint à lèvres en une garniture, etc. Ce montage est exposé, sur sa face extérieure, à la pression de soufflage, ce qui permet d'adapter le joint en U à cette pression de soufflage, et de régler ainsi, dans les limites indiquées, le processus de l'usure. A cet effet, on pratique une saignée,sous forme de rainure, sur le bord extérieur ainsi que sur le bord intérieur de chaque plateau. Cette saignée est appelée ultérieurement à loger l'élément d'étanchéité. Dans le cas où l'un des plateaux atteint la limite d'usure, celui-ci est remplacé entièrement. Il n'échappe à personne que les travaux de réalisation de la saignée dans le plateau sont particulièrement onéreux, d'autant plus que ces travaux s'effectuent dans un matériau résistant à l'usure. I1 est apparu également qu'il n'existait pas d'autre méthode pour réaliser les rainures dans les bords des plateaux avec toute la précision voulue. Or, c'est précisément dans les rainures qu'apparaissent les traces d'usure, et plus particulièrement sur la paroi intérieure du bord intérieur, vu dans le sens radial, ainsi que sur la paroi extérieure du bord extérieur, vu dans le sens radial également.Ce sont là les zones qui atteignent la limite d'usure bien avant toutes les autres zones du plateau, ce qui fait que, très souvent, les plateaux sont réformés dans leur totalité, alors que la plus grande partie de la surface restante de ces plateaux ne présente aucune trace d'usure, et, dans le cas où de telles traces apparaissent, elles ne sont en aucun cas de nature à justifier la réforme. I1 incombe à l'invention d'exploiter d'une manière simple, sur une remblayeuse pneumatique à roue cellulaire d'un type considéré comme connu, le fait que les zones du plateau s'usent moins rapidement que les rainures, et de simplifier ainsi le processus de fabrication du plateau,et/ou de produire un tel plateau sous sa forme définitive. Le problème ainsi posé est résolu par une remblayeuse caractérisée en ce que chacun des plateaux se compose d'un disque ainsi que d'un anneau extérieur et d'un anneau intérieur démontables, fixés sur le disque, et en ce que chaque anneau se complète,sur le bord correspondant du disque, par les parois de la rainure et par le fond de cette rainure. En produisant, enapplication de l'invention, des plateaux composés de plusieurs pièces, les travaux de finition de ces pièces peuvent être facilités par la mise en oeuvre de processus de fraisage et de tournage traditionnels. Par ailleurs, en rendant ces pièces démontables entre elles, il est possible, en application de l'invention, de relier entre eux les disques dont l'usure est moins rapide à l'aide d'anneaux nouveaux, dès que ces anneaux ont atteint la limite d'usure. L'avantage de l'invention réside dans le fait que les coûts de fabrication sont réduits, et que la durée de vie des différentes parties composantes de chacun des plateaux peut etre adaptée à la progression de l'usure, sans que l'on ait à remplacer également les éléments associés aux plateaux de la remblayeuse pneumatique à roue cellulaire. De préférence, les différentes parties composantes sont conçues de manière qu'à partir du moment où la limite d'usure est atteinte, elles puissent être déposées individuellement, sans pour autant provoquer une avarie quelconque. A cet effet, selon l'invention, les anneaux comportent une bride annulaire, et les bords des disques sont équipés d'une contrebride, permettant de réaliser ainsi un boulonnage approprié. - Si lton applique, comme connu, la pression de fonctionnement dans les rainures, il importe d'éviter les pertes de pression régulières. Selon un exemple de réalisation de l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'entre le boulonnage et la rainure, on réalise, dans chaque anneau et dans chaque contre-bride correspondante, des évidements appelés à loger un dispositif d'étanchéité.Un autre avantage résultant de cette solution apparais dans le fait que ces évidements peuvent être réalisés selon un procédé très simple, notamment par usinage sur un tour. L'invention permet tout particulièrement d'éviter les inconvénients provoqués par l'exposition des rainures à la pression de fonctionnement. Ces inconvénients sont dûs au fait que la pression arrivant de la conduite pneumatique n'est pas sensiblement supérieure à la pression initiale dans la conduite de soufflage, ce qui fait que des défauts dans le système d'étanchéité ne peuvent pas être totalement évités. A cet effet, l'avantage de l'invention réside dans le fait que la contre-pression qui est portée au-dessus de la pression de soufflage permet d'améliorer ainsi très nettement l'étanchéité. Cette amélioration s obtint gracie à la présence d'un ou de plusieurs cylindres de travail qui sont disposés sur le bord des plateaux et dont les pièces, effectuant un mouvement de va-et-vient, s'appuient contre le dispositif d'étanchéité. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description ci-après, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Figure 1 représente, en coupe longitudinale, une remblayeuse pneumatique à roue cellulaire ; et, - la Figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, extraite de la Figure 1, représentant une vue brisée du plateau d'usure supérieur. Un châssis 1 en forme de patin porte les éléments d'une remblayeuse pneumatique 2 > Ces éléments comprennent un moteur d'entrainement électrique 3, associé à un dispositif d'embrayage 4 et à un jeu d'engrenage 5 assurant l'entraiement d'un tambour cellulaire rotatif 6, dont les cellules sont disposées dans le sens radial. Sur la Figure 1, les cellules 7 et 8 apparaissent en coupe transversale. L'étanchéité des cellules est assurée par des plateaux d'usure supérieur 9 et inférieur 10, comportant chacun un anneau d'usure 11 et 12. Ces anneaux d'usure 11 et 12 constituent les bords supérieurs du tambour. Le plateau d'usure inférieur 10 comporte un bord extérieur 14, portant une rainure 15 dont la coupe transversale présente une forme rectangulaire. Cette rainure est balayée par de l'air comprimé, amené par une conduite 17. I1 en est de même pour ce qui concerne le bord intérieur 13 du plateau, qui porte une rainure 18 raccordée aux conduites pneumatiques 19. Le plateau supérieur 9 comporte également, d'une part, un bord extérieur 20, portant une rainure 21 à section transversale rectangulaire, reliée aux conduites pneumatiques 22, et, d'autre part, un bord intérieur 23, portant une rainure 24 reliée aux conduites pneumatiques 25. Une moitié d'un tel plateau est représentée schématiquement sur la Figure 2. Ce plateau se compose d'un disque 27, d'un anneau extérieur 28, ainsi que d'un anneau intérieur 29. L'anneau extérieur 28 porte un épaulement annulaire 30, qui constitue la paroi extérieure 31 de la rainure 18 ou 21. Cet épaulement 30 forme un seul élément avec le corps radial 32, sur lequel on distingue une bride annulaire intérieure 33 et une pièce intermédiaire 34, laquelle constitue le fond 35 de la rainure. Plusieurs boulons à tête à six pans sont disposés en couronne. Leur tige filetée est vissée dans des trous borgnes pratiqués dans une contre-bride 39 sur le bord extérieur du disque. Cette contre-bride 39 comporte un évidement 40 triangulaire, recevant un anneau d'étanchéité torique 41 qui correspond à l'évidement 42 pratiqué sur le bord de la pièce intermédiaire 34. L'anneau intérieur 29 et l'anneau extérieur 28 portent un épaulement 43, qui constitue la paroi radiale intérieure 44 de la rainure 24. Le fond 45 de la rainure est obtenu après évidement au tour d'un corps 47, qui, avec l'anneau 43, forme un seul élément. La partie extérieure, vue dans le sens radial, du corps 47, forme une bride annulaire 48 sur laquelle un certain nombre de boulons à te te encastrable 49 sont disposés en couronne. Leur tige filetée est vissée dans des trous borgnes 50, pratiqués dans le bord intérieur ou dans le sens radial du disque 52. Ce disque 52 présente un évidement triangulaire 53, recevant un anneau d'étanchéité torique 54, maintenu dans un évidement également triangulaire 55, pratiqué dans le corps 47. Les différentes pièces sont fabriquées isolément. Elles sont assemblées ensuite, de manière à rester démontables, à l'aide des éléments de boulonnage 37 et 49. Chaque anneau 28, 29 peut être réalisé par liaison au bord 39, 52 du disque, des parois 31, 44, 56, 57, et du fond 35, 45 de la rainure. Ainsi, les rainures sont hermétiquement fermées et étanches à l'air extérieur, de manière que la pression de fonctionnement qui y est introduite ne puisse plus s'échapper. Il apparait finalement que le dispositif d'étanchéité subit une pression agissant de l'extérieur vers l'intérieur, ce qui provoque la pression d'appui nécessaire agissant sur les bords du tambour, c'est-à-dire sur les anneaux d'usure. Pour la fabrication des pièces citées ci-dessus, on utilise soit de l'acier, soit de la fonte grise. L'usinage et la finition s'effectuent selon des procédés simplifiés appropriés. Contrairement aux exemples de réalisation représentés sur les Figures, les anneaux 28, 29 peuvent porter, sur leur bord, des alésages et des mécanismes d'entrainement qui, par l'intermédiaire de ces tiges des pistons, dirigent la pression sur le dispositif d'étanchéité, en direction des bagues d'usure. De tels mécanismes permettent d'obtenir des pressions d'étanchéité relativement plus importantes. Pendant le fonctionnement de la remblayeuse, la pression d'alimentation de la conduite de soufflage 60 est fournie par la conduite pneumatique 17, par l'intermédiaire d'un évidement qui est pratiqué dans le plateau et qui est associé à une bride 61. Par ailleurs, un entonnoir de remplissage 62 reçoit le matériau de soufflage, qui est dirigé dans les cellules par l'intermédiaire d'un évidement approprié, pratiqué dans le plateau supérieur et correspondant à un évidement pratiqué dans l'anneau d'usure. Le tambour est entraidé par le moteur 3, par l'intermédiaire d'un dispositif d'embrayage à griffes 4, logé sous le capot représenté sur le dessin, l'engrenage conique 5, le pignon 64 fixé sur l'arbre de sortie 65, et la couronne dentée 66 protégée par le dispositif d'étanchéité 67. Ce processus d'entraînement provoque le remplissage, l'une après l'autre, des cellules 7 et 8 et des cellules voisines. Les cellules ainsi remplies se vident dès qu'elles se situent au-dessus de la tuyauterie de soufflage 60. L'axe du tambour 68 est placé en position verticale, ce qui fait que les rainures évoluent dans le sens axial par rapport à l'axe du tambour. I1 demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ou représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Remblayeuse pneumatique à roue cellulaire, pour les travaux de remblayage dans les mines et dans les tunnels, comportant des plateaux d'usure fixes qui encadrent un tambour cellulaire rotatif et qui comportent chacun, sur le bord extérieur et sur le bord intérieur, simultanément, une rainure qui évolue autour du même axe que le tambour cellulaire et qui loge un dispositif d'étanchéité pour les parois extérieures et intérieures des cel lules, lequel est exposé à une pression extérieure, caractérisée en ce que chacun des plateaux (9, 10) se compose d'un disque (27) ainsi que d'un anneau extérieur et d'un anneau intérieur (28, 29) démontables, fixés sur le disque, et en ce que chaque anneau (28, 29) se complète, sur le bord correspondant (39, 45) du disque, par les parois (31, 57, 44, 56) de la rainure et par le fond (39, 45) de cette rainure. 2 - Remblayeuse pneumatique à roue cellulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour la mise en place d'un dispositif de boulonnage (37, 49), les anneaux (28, 29) comportent une bride annulaire (33, 48), alors que les bords du disque portent une contre-bride appropriée. 3 - Remblayeuse pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des évidements (40, 42, 53, 55) pratiqués entre le dispositif de boulonnage (37, 49) et la rainure (15, 18, 21, 24) et entre chaque anneau (28, 29) et la contre-bride correspondante, ces évidements devant loger un dispositif d'étanchéité (40, 54). 4 - Remblayeuse pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'un ou plusieurs cylindres pneumatiques, répartis sur la circonférence des anneaux (28, 29), sont fixés sur ces anneaux de manière que la tige de ces pistons puisse pénétrer dans la rainure, en vue de diriger la pression sur les dispositifs d'étanchéité. 5 - Remblayeuse pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque anneau (28, 29) comporte un épaulement (30, 43) qui, sur le bord extérieur, constitue la paroi extérieure (31) de la rainure, vu dans le sens radial, et qui, sur le bord intérieur, constitue la paroi intérieure (44), vu également dans le sens radial, et qui, avec un corps (34, 47), constitue un seul élément comportant la bride (33, 48), ainsi que le fond (35, 45) de ces rainures.