Brevet FR2552680A1 — publié le 19850405

L'invention est relative à un engin excavateur pour poser des canalisations en sous-sol et plus particulièrement à un dispositif pour broyer les pierres, à utiliser dans un engin excavateur pour poser des canalisations en sous-sol, ce dispositif étant conçu pour broyer efficacement les pierres ou conglomérats contenus dans la terre et le sable excavés. Avec les engins excavateurs usuels servant à la pose de canalisations souterraines, telles que par exemple les canalisations d'égout, si des pierres relativement gros10 ses sont contenues dans la terre et le sable excavés par la tête de coupe qui est montée à l'extrémité avant (selon le sens d'avancement) de l'engin excavateur, il existe un risque que les pierres n'empêchent la terre et le sable d'être transportés régulièrement vers l'arrière dans le corps de 15 l'engin et dans la canalisation d'évacuation de la terre et du sable qui est reliée à l'arrière de la tête de coupe. C'est pour éliminer ce risque qu'on prévoit un dispositif pour broyer les pierres, qui coopère avec la partie arrière de la tête de coupe et la plaque frontale du corps de 20 l'engin excavateur de manière à broyer les pierres contenues dans la terre et le sable excavés, jusqu'à des dimensions permettant leur transport Tels qu'ils ont été utilisés jus- 2 2552680 qu'ici, les dispositifs destinés à broyer les pierres contenues dans des sols à structure de poudingue possèdent plusieurs dents de rotor, faites d'une seule pièce avec la face arrière d'une tête de coupe et agencées de façon à être entraînées en rotation avec cette tête de coupe, et plu5 sieurs dents de stator, qui sont disposées à peu près radialement et qui sont faites d'une seule pièce avec la face avant d'une plaque frontale du corps de l'engin excavateur, l'ensemble étant agencé de façon telle que les pierres puissent être broyées entre ces dents Avec un dispositif pour 10 broyer les pierres ainsi construit, la distance périphérique entre chaque dent de stator et l'une ou l'autre des dents de stator voisines, mesurée au plus près de l'axe de la tête de coupe, est déterminée par les dimensions des pierres qui peuvent être transportées régulièrement vers l'arrière En 15 conséquence, la distance périphérique entre chaque dent de stator et l'une ou l'autre des dents de stator voisines, mesurée au plus loin de l'axe de la tête de coupe, c'est-àdire les dimensions des pierres qui peuvent être broyées entre ces dents, n'est déterminée que si le diamètre exté20 rieur du corps de l'engin excavateur est constant Par conséquent, pour poser des canalisations souterraines de petit diamètre, les engins excavateurs dont le corps ont un petit diamètre extérieur sont désavantageux en ce que les dimensions des pierres qui peuvent être broyées sont extrêmement 25 limitées. De plus, même dans les cas o le diamètre extérieur du corps de l'engin excavateur est suffisamment grand, un temps considérable est nécessaire pour broyer les pierres les plus grosses permettant leur transport. 1 3 2 552680 Dans un engin excavateur, si 1 ' on désigne par Qo la quantité des pierres qui peuvent être broyées par unité de temps à des dimensions permettant leur transport, on a la relation suivante: QO = constante t o t est le temps de broyage. Par conséquent, il est désavantageux que le temps t pris par le broyage soit long; ceci signifie en effet que la quantité Qo des pierres qui peuvent être broyées par unité de temps est réduite, de sorte que les pier10 res non broyées tendent à s'accumuler entre les dents de stator, ce qui accroit le couple nécessaire pour entraîner la tête de coupe ou rend même impossibles l'excavation et la propulsion dans le pire des cas. La présente invention a pour but d'éliminer les 15 susdits inconvénients. Pour atteindre ce but, il est prévu, selon l'invention, un dispositif pour broyer les pierres, à utiliser dans un engin excavateur pour poser des canalisations en sous-sol, comprenant plusieurs dents de rotor, constituées 20 en une seule pièce avec la face arrière d'une tête de coupe qui est montée sur la partie la plus en avant d'un corps d'engin excavateur de façon à pouvoir excaver le sol à l'avant de celui-ci, et plusieurs dents de stator, disposées à peu près radialement et constituées d'une seule pièce avec 25 la face avant d'une plaque frontale annulaire dudit corps, de façon à coopérer avec lesdites dents de rotor, caractérisé en ce que lesdites dents de stator comprennent plusieurs groupes d'éléments de dent, espacés radialement et ayant des longueurs différentes. Un tel dispositif réussit à broyer de très grosses pierres même si le diamètre extérieur du corps de l'engin excavateur est petit Les pierres mélangées à la terre et au sable excavés sont ainsi broyées efficacement. 4 2 552680 De préférence, les susdits éléments de dent comprennent des groupes d'éléments principaux relativement longs et des groupes d'éléments auxiliaires relativement courts dont chacun est disposé entre des paires d'éléments voisins desdits groupes d'éléments principaux. De préférence encore, chacun des groupes d'éléments de dent de stator principaux et auxiliaires comprend au moins deux types d'éléments de dent disposés à peu près radialement sur la face avant de la plaque frontale. Les caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement aux hommes de métier en se référant à la description suivante du mode de réalisation qui est illustré, à titre d'exemple, par les dessins annexés. La figure 1 montre schématiquement, en coupe longitudinale, l'extrémité avant ou menante d'un engin excavateur pour poser des canalisations en sous-sol, cet engin étant muni d'un dispositif connu pour broyer des pierres. La figure 2 représente schématiquement, en plan à 20 plus grande échelle, la face avant d'une plaque frontale appartenant au corps de l'engin de la figure 1, vue selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 montre schématiquement, en coupe longitudinale, l'extrémité avant ou menante d'un engin excava25 teur pour poser des canalisations en sous-sol, cet engin étant muni d'un dispositif conforme à l'invention pour broyer des pierres. La figure 4 représente schématiquement, vue de face, une tête de coupe à utiliser sur un engin excavateur 30 pour poser des canalisations en soussol, cette tète étant établie selon un mode de réalisation particulier. La figure 5 montre partiellement, vue de face à plus grande échelle, la face avant d'une plaque frontale appartenant à un engin excavateur pour poser des canalisa35 tions en sous-sol, cette plaque frontale faisant partie du 2552680 dispositif conforme à l'invention pour broyer les pierres. La présente invention va être maintenant décrite en détail, par comparaison avec un dispositif connu illustré aux figures 1 et 2. Ce dispositif connu pour broyer des pierres com5 prend plusieurs dents de rotor 6 et plusieurs dents de stator 7 Les dents de rotor 6 sont constituées en une seule pièce avec la face arrière d'une tête de coupe 4 qui est montée tout à l'avant du corps 1 d'un engin excavateur De leur côté, les dents de stator 7 sont constituées en une 10 seule pièce avec la face avant d'une plaque frontale annulaire la faisant partie du corps 1, de manière à coopérer avec les dents de rotor 6. Comme montré à la figure 2, les dents de stator 7 du dispositif connu pour broyer les pierres ont une lon15 gueur D, mesurée du bord intérieur au bord extérieur de la face avant de la plaque frontale la, et sont disposées à peu près radialement, à l'écart l'une de l'autre, en étant inclinées par rapport aux tangentes au bord intérieur de la plaque frontale annulaire la Dans ce dispositif connu, la 20 distance périphérique 1 entre chaque dent de stator 7 et l'une ou l'autre des dents de stator voisines, mesurée au plus près de l'axe de la tête de coupe 4, est déterminée par les dimensions des pierres qui peuvent être transportées régulièrement vers l'arrière En conséquence, la distance 25 périphérique L entre chaque dent de stator 7 et l'une ou l'autre des dents de stator voisines, mesurée au plus loin de l'axe de la tête de coupe 4, c'est-à-dire les dimensions des pierres qui peuvent être broyées entre ces dents, n'est déterminée que si le diamètre extérieur Do du corps 1 de 30 l'engin excavateur est constant Par conséquent, il se produit les inconvénients évoqués en préambule et la distance nécessaire pour broyer et déplacer une pierre à broyer 8 a jusqu'à l'emplacement d'une pierre 8 b de dimensions lui permettant d'être transportée est équivalente à la longueur 6 2552680 D des dents de stator 7. Les inventeursont constaté que les inconvénients observés dans le dispositif broyeur de type connu pouvaient être éliminés en divisant les dents de stator, selon leur direction radiale, en plusieurs tronçons et en disposant une 5 courte dent auxiliaire entre chaque paire de dents de stator voisines. Le dispositif à broyer les pierres de sols à structure de poudingue, conforme à l'invention, va être maintenant décrit, à titre d'exemple, à l'aide des figures 3 à 5. 10 Si l'on se reporte à la figure 3, on y voit une tête de coupe 4 qui peut être entraînée en rotation par un moteur 2, par l'intermédiaire d'un arbre 3, et qui est montée en rotation tout à l'avant du corps 1 d'un engin excavateur, agencé de manière à être déplacé en sous-sol à 15 l'aide d'un dispositif de propulsion (non représenté) Cette tête de coupe 4 possède plusieurs plaquettes taillantes 5, formées en saillie sur la face avant de cette tête de coupe. Le dispositif de propulsion est agencé de façon telle que les plaquettes 5 servent à excaver le terrain à l'avant du 20 corps 1 de l'engin et que la terre et le sable ainsi excavés par les plaquettes 5 soient dirigés, en passant par des orifices d'entrée 4 a formés dans la tête de coupe 4, vers l'espace compris entre la face avant de la plaque frontale la du corps 1 et la tête de coupe 4 C'est entre la tête de 25 coupe 4 et la face avant de la plaque frontale la du corps 1 qu'est prévu le dispositif conforme à l'invention pour broyer les pierres d'un sol à structure de poudingue. Ce dispositif broyeur comprend plusieurs dents de rotor 6 et plusieurs dents de stator 7 Les dents de rotor 6 sont dis30 posées à peu près radialement en saillie sur la face arrière de la tête de coupe 4 et tournent avec celle-ci Les dents de stator 7 sont fixées rigidement à la face avant de la plaque frontale annulaire la du corps 1 et sont orientées à peu près radialement. 7 -2 Z 552680 Dans le dispositif broyeur conforme à l'invention, les dents de stator 7 comprennent plusieurs groupes d'éléments de dent 7 a, 7 b, espacés radialement et ayant des longueurs différentes, ces éléments étant par exemple (comme montré à la figure 5) au nombre de trois dans chaque groupe Les groupes d'éléments de dent 7 a comprennent trois éléments principaux relativement longs 7 al, 7 a 2, 7 a 3 qui sont fixes rigidement à la face avant de la plaque frontale annulaire la et qui se succèdent du bord extérieur au bord intérieur de cette plaque la Les groupes d'éléments de dent 10 7 b comprennent trois éléments auxiliaires relativement courts 7 bl, 7 b 2 et 7 b 3 qui sont fixes rigidement à la face avant de la plaque frontale annulaire la respectivement entre deux éléments de dent 7 al, entre deux éléments de dent 7 a 2 et entre deux éléments de dent 7 a 3, et qui se succèdent 15 eux aussi du bord extérieur au bord intérieur de ladite plaque la. Parmi les groupes d'éléments de dent, ceux 7 al et 7 bl qui sont situés le plus loin à l'extérieur (en direction radiale) sur la plaque frontale la du corps 1 sont plus 20 longs que les autres et/ou forment des angles plus petits que les autres avec les tangentes au bord extérieur de la plaque frontale la. La pierre 8 a possédant les dimensions maximales leur permettant d'être broyées dans le dispositif conforme à 25 l'invention peut être saisie entre deux éléments de dent de stator 7 al et 7 al, 7 a 2 et 7 a 2, ou 7 a 3 et 7 a 3 qui sont montés rigidement sur la face avant de la plaque frontale la, à une distance L l'un de l'autre. La pierre 8 a est progressivement broyée jusqu'à se présenter 30 sous la même forme que la pierre 8 b de plus petite dimension, celle-ci pouvant être saisie entre deux éléments de stator 7 al et 7 bl,7 a 2 et 7 b 2 ou 7 a 3 et 7 b 3 qui sont montés rigidement sur la face avant de la plaque frontale la, à une distance 1 l'un de l'autre Par conséquent les distances 8 2552680 exigées pour déplacer les pierres de poudingue afin de les broyer est équivalente à la longueur de chaque groupe d'éléments de dent et la possibilité d'accumulation de ces pierres entre les dents de stator est donc éliminée par l'invention, ce qui permet au temps nécessaire pour les broyer 5 d'être abaissé à un tiers environ du temps nécessaire avec un dispositif de broyage de type connu. Les pierres ainsi broyées sont entraînées à l'intérieur du corps 1 du dispositif excavateur, en passant par un grand nombre de trous d'entrée lb formés dans la plaque 10 frontale la, avec la terre et le sable excavés qui sont transformés en boue grâce à de l'eau qui est injectée par des ajutages (non montrés) Cette boue est alors transportée vers l'arrière par une conduite d'évacuation reliée au corps 1 de l'engin excavateur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté aux figures 3 à 5 mais en englobe les variantes qui sont à la portée des hommes de métier. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour broyer les pierres, à utiliser dans un engin excavateur pour poser des canalisations en sous-sol, comprenant plusieurs dents de rotor ( 6), constituées en une seule pièce avec la face arrière d'une tête de coupe ( 4) qui est montée sur la partie la plus en avant d'un corps ( 1) d'engin excavateur de façon à pouvoir excaver le sol à l'avant de celui-ci, et plusieurs dents de stator ( 7), disposées à peu près radialement et constituées d'une seule pièce avec la face avant d'une plaque frontale annulaire (la) dudit corps ( 1) de façon à coopérer avec lesdites dents 10 de rotor ( 6), caractérisé en ce que lesdites dents de stator ( 7) comprennent plusieurs groupes d'éléments de dent ( 7 a, 7 b), espacés radialement et ayant des longueurs différentes. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits éléments de dent ( 7 a, 7 b) com15 prennent des groupes d'éléments principaux ( 7 al, 7 a 2, 7 a 3) relativement longs et des groupes d'éléments auxiliaires ( 7 bl, 7 b 2, 7 b 3) relativement courts, dont chacun est disposé entre des paires d'éléments voisins( 7 al, 7 a 2, 7 a 3) desdits groupes d'éléments principaux. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, parmi les groupes d'éléments de dent, ceux ( 7 al, 7 bl) qui sont situés le plus loin à l'extérieur en direction radiale, sur la plaque frontale (la) du corps ( 1), sont plus longs que les autres. 4 Dispositif selon l'une dès revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, parmi les groupes d'éléments de dent, ceux ( 7 al, 7 bl) qui sont situés le plus loin à l'extérieur en direction radiale, sur la plaque frontale (la) du corps ( 1), forment des angles plus petits que les autres 30 avec les tangentes au bord extérieur de la plaque frontale (la). 2552680 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des groupes d'éléments de dent de stator principaux et auxiliaires comprend au moins deux types d'éléments de dent disposés à peu près radialement sur la face avant de la plaque frontale (la).