Brevet FR2591126A1 — publié le 19870612

L'invention concerne un appareillage de frag mcntation, en particulier un broyeur à marteaux pour frag mentcr, c'est-à-dire concasser et/ou broyer des déchets de métaux, notamment de la ferraille, à l'aide d'un rotor cylindrique tournant rapidement et équipé de marteaux montés pivotants entre les disques durotor, les marteaux présentant des trous de grandeur appropriée pour laisser passer l'axe porte-marteaux correspondant, monté dans les disques du rotor. On utilise de tels appareillages de fragmentation en particulier pour la fragmentation de matières dures et en gros morceaux ou,par exemple, pour la fragmentation de déchets métalliques, au cours de laquelle les marteaux montés mobiles, c'est-à-dire pivotants, sur le rotor à rotation rapide, concassent et brisent la matière à traiter. Le montage pivotant des marteaux individuels oblige à leur laisser aussi suffisamment de jeu entre les disques du rotor, ce qui a des effets désavantageux dans le domaine de l'usure du matériel. Il se produit alors, en effet, une plus grande usure due au fait que l'axe porte-marteaux et, également, les disques voisins faisant partie du rotor subissent- des sollicitations supplémentaires dues à l'inclinaison dé la direction des efforts exercés par chaque marteau.Le marteau est enfilé par un trou sur l'axe qui le portent ce marteau appuie alors à chaque fois, avec le coin du trou opposé à la charge, sur cet axe porte-marteaux, c qui entraine des contraintes et sollicitations, et notamment des déformations. De même, chaque disque de rotor subit une forte sollicitation, par l'in termédiaire des bords partiellement vifs de la partie in fér ie tire du marteaux correspondant, quand celui-ci se trouve iriciliric: oti !;lll,it ou exerce une charge de sens incliné (par rapport à une perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor). On a essaye de diminuer l'usure en rendant un peu moins vifs les bords du trou de passage de l'axe. Il s'est alors avéré que l'on n'obtient ainsi qu'un déplacement -des points d'application des sollicitations, sans diminution notable de l'usure totale. L'effort exercé par les bords du trou ménagé dans le marteau pour le passage de l'axe portemarteaux, sur cet axe est particulièrement désavantageux car il en résulte des gorges et rainures qui, dune partl affaiblissent cet axe et'autre part, rendent plus difficiles le passage de l'axe dans les disques du rotor et le pivotement des marteaux. Lorsque l'axe porte-marteaux est soumis à d'intenses efforts de sollicitation, il peut finalement casser. L'invention a pour objet de réduire à son minimum l'usure des marteaux et des parties correspondantes, en particulier l'axe porte-marteaux. On résout selon l'invention le problème ainsi posé en laissant dans la paroi du trou de marteau une courte partie médiane lisse et droite et en donnant ensuite à cette paroi une forme arrondie quand on s'éloigne de l'axe portemarteaux pour se diriger vers les deux bords du marteau. Contrairement à ce à quoi l'homme du métier pourrait s'attendre, des marteaux ainsi conformés donnent lieu à une usure nettement plus faible et, en particulier, à une nette diminution de la charge s' exerçant sur l'axe porte-marteaux. Par la configuration correspondante des parties courbes ou de la ou des saillies délibérément formées sur ces parties, on évite que le marteau retombe en exerçant un effort incliné donnant alors naissance à une usure nul liement nécessaire. D'autre part, lorsqu'il se produit un effort de contrainte inclinée, le marteau peut sûrement s 'écarter suffisamment pour ne pratiquement pas charger l'axe qui le porte.Des gorges et rainures n1 apparaissent plus sur les axes pqrte-marteaux, ce qui prolonge les temps de service possibles et simplifie beaucoup le montage. I1 est en outre étonnant que l'effet de fragmentation n'en :;oit pas rendu plus mauvais mais qu'au contraire, il en est même fortement amélioré . On doit attribuer cela au fait que les marteaux, dont le mouvement est maintenant laté raclement aussi limité, exercent une action optimale sur la matière à fragmenter. En plus de l'arrondissement de la paroi des trous, il est possible aussi de donner à la paroi, quand on s'éloigne de l'axe porte-marteaux pour aller vers les bords, une forme inclinée. Les zones de transition doivent alors caque fois, à leur tour, être arrondies de manière qu'il ne se produise pas en ces endroits une sollicitation de cisaillement de l'axe porte-marteaux. On évite d'une part que le marteau ne prenne une position inclinée non voulue quand aucune charge ne s'exerce sur lui et on parvient d'autre part à ce qu'il s'écarte opportunément en cas d'un effort de charge inclinée, quand, comme proposé selon l'invention, la partie médiane, lisse ou cylindrique, présente une longueur correspondant à un tiers au maximum de la longueur totale du trou. Une telle forme de réalisation peut aussi être obtenue, à l'échelle d'une finition industrielle, sans grandecompli- cation ni prix élevé de revient, en particulier dans le cas des marteaux obtenus par coulée et pour lesquels le traitement ultérieur de finition n'exige alors que des opérations peu compliquées. Selon l'utilisation de l'appareillage de fragmentation, en particulier selon la matière qu'il faut fragmenter, il est avantageux que le marteau ait la forme d'une couronne frappante, comportant des saillies disposées par intervallesoet présente un trou à bords échelonhés. Dans ce cas également, le trou à bords échelonnés est réalisé de manière qu'il demeure au centre une partie médiane lisse, linéaire ou cylindrique. Pour que les disques faisant partie du rotor ne subissent qu'aussi peu que possible d'efforts de sollici talion exercés par les marteaux prenant une position incli ne, il est prévu selon l'invention d'arrondir également les bords de la partie inférieure du marteau. Si l'arrondi duc". bords cnt détermine en fonction des arrondis du trou de pas de l'axe porte-marteaux, on parvient à diminuer dans une I arqe mesure 1' usure. Les arrondis permettent aux marte aux de se déplacer "en roulant" un peu d'une part sur l'axe porte-marteaux et d'autre part, de se déplacer par rapport aux disques faisant partie du rotor. Une autre possibilité d'émousser les bords de la partie inférieure des marteaux consiste en les saillies arrondies présentées par les bords de la partie inférieure de chaque marteau. Ces saillies permettent également aux bords des marteaux d'effectuer un déplacement limité en roulant sur les disques faisant partie du rotor, ce qui diminue nettement 11 effort de sollicitation auquel ces disques sont soumis. Les saillies peuvent alors présenter des surfaces supplémentaires d'appui du marteau laissant entre elles avantageusement une gorge. Les saillies peuvent ainsi doubler approximativement la longueur ou la largeur de la partie inférieure du marteau sans modifier pour cela de façon défavorable le poids de l'ensemble du marteau. La gorge peut ainsi contribuer à donner aux saillies la forme correspondante appropriée.Comme les saillies sont arrondies, on obtient également ainsi un effet supplémentaire de diminution d'usure. On garantit un mouvement régulier de glissement ou roulement du marteau sur l'axe porte-marteaux et sur les disques faisant partie du rotor quand, comme déjà indiqué ci-dessus, les arrondis des bords ou des saillies correspondent mutuellement à ceux du trou de passage de l'axe porte-marteaux. I1 est également avantageux que les bords de frappe du marteau soient arrondis pour combattre ainsi, lorsque le marteau s enfonce ou tourne, les efforts de sollicitation s exerçant éventuellement sur les parois de l'intervalle formé entre deux disques voisins faisant partie du rotor. L'iriverition se caractérise en particulier par la possibilité de prolotiger très nettement le temps de service des parties des broyeurs à. marteaux et autres appareillages de fragmentation exerçant plus particulièrement ce rôle de fragmetitation, en concentrant au total l'usure sur les marteaux tout en l'éloignant essentiellement des parties ayant un rôle de maintien, support ou montage, comme les axes porte-marteaux et aussi les disques faisant partie du rotor. Le supplément de complexité lors de la fabrication est faible, en particulier lorsqu'il s'agit de pièces coulées, car les arrondis et parties inclinées peuvent alors être obtenus de façon relativement simple. Par cotre, les axes porte-marteaux, dont la complexité et le coût de fabrication sont élevés, restent sans modification, ce qui a un effet avantageux supplémentaire. D'autres particularités et avantages de l'objet de l'invention ressortent de la description détaillée suivante d'un exemple préféré de réalisation de l'invention, présentée, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé, sur lequel la figure l est une représentation latérale schématique d'un broyeur à marteaux la figure 2 montre une. coupe longitudinale d'un nia rt eati la figure 3 est une vue latérale d'un marteau la figure 4 montre en coupe deux marteaux, de formes différentes, placés entre des disques faisant partie du rotor ; la figure 5 est une coupe d'une couronne frappante ou de frappe ; et la figure 6 est une vue latérale d'une couronne de frappe. Dans le cas de l'appareillage ou installation de fragmentation que montre la figure 1, il s'agit d'un broyeur 1 à marteaux comportant un rotor 2 cylindrique à la périphérie duquel sont montés par intervalles plusieurs marteaux 3 mobiles. Ces marteaux peuvent tourner autour des axes 4 porte-marteaux, de sorte qu'en cas de trop grosse résistance, ils peuvent s'écarter de cette résistance. en t ournati t e i0 ire les disques 5 faisant partie du rotor et qui ne sont qu'esquissés ici. La matière à fragmenter, qui a bté introduite dans le broyeur 1 à marteaux, est conti nuclllmtnt dirigée par le fond de l'appareillage vers la fin du processus de fragmentation. La figure 2 montre en coupe l'un des marteaux 3, Ce marteau 3 présente dans sa moitié inférieure un trou 6 dont la paroi n'est pas en continu linéaire et parallèle J la pin le ';upérieure ou à la partie inférieure du marteau, mais n'est au contraire cylindrique que dans la. zone de la partie médiane 8 relativement mince et dont la longueur (radiale pour le marteau), c'est-à-dire l'épaisseur, vaut au maximum le tier de la longueur du trou. A partir de cette partie médiane 8, la paroi 7 peut alors présenter une forme incurvée et/ou également inclinéé vers la paroi 9 ou 10. Le profil incurvé, tel que représenté sur les figure 2 et 3, présente l'avantage de permettre au marteau 3 de pouvoir pratiquement se déplacer latéralement en roulant" sur l'axe 4 porte-marteaux. La paroi 7 présente un profil incurvé aussi bien dans la région de la partie supérieure 12 que dans celle de la partie inférieure 13 du marteau, et elle présente également dans la région de la partie inférieure 13 des bords arrondis 14. De même, les bords 15 de frappe, dans la région de la partie supérieure 12, sont arrondis de façon à assurer dans une large mesure un ménagement des disques 5 du rotor. La figure 3 est une vue latérale du marteau 3 et montre de façon particulièrement nette dans la région du trou 6 la configuration particulière de ce trou obtenue du fait de la ou des parties inclinées ou arrondies. Qn y voit également le bord arrondi 14 de la partie inférieure 13. La figure 4 montre deux marteaux 3,3' montés, dont l'un, le marteau 3, correspond à celui représenté sur la figure 2, cependant que le marteau 3' présente å sa partie inférieure 13 des saillies 16, 17. Cette prolongation de la partie inférieure 13 crée une surface supplémentaire 18, 19 d'appui constituant une limitation supplémentaire de l'inclinaison possible du marteau 3' sans pour cela exercer d'effort supplémentaire de sollicitation sur les disques 5 correspondants du rotor. On évite de tels efforts supplémentaires du fait que les saillies 16 et 17ont des bords arrondis. I1 est resté entre les saillies 16, 17 une gorge médiane pour ne pas modifier de manière inutilement forte la répartition du poids dans le marteau 3'. Les figures 5 et 6 montrent une couronne 20 de frappe dont le rôle correspond à celui des marteaux 3 ou 3' puisque cette couronne 20 comporte plusieurs saillies 21. Dans ce cas également, le trou 22 présente un profil étagé ou éebelonné exactement comme dans le cas du marteau 3, ce qui permet à cette couronne 20 d'effectuer un certain mouvement de déplacement par roulement sur l'axe 4 portemarteaux. On voit notamment, sur la figure 5, que le trou 22 comporte une partie médiane 8 linéaire ou cylindrique. I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'in ventieri, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareillage de fragmentation décrit et représenté. REVENDICATIONS 1. Appareillage de fragmentation, notamment broyeur à marteaux pour fragmenter des déchets métalliques à l'aide d'un rotor cylindrique tournant rapidement et équipé de marteaux articulés entre des disques faisant partie de ce rotor, ces marteaux présentant des trous de grandeur appropriée pour laisser passer l'axe porte-marteaux correspondant monté dans les disques du rotor, appareillage caractérisé en ce que la paroi (7) des trous (6) des marteaux (3) comporte une courte partie médiane (8) cylindrique pour le passage de l'axe (4) porte-marteaux et à partir de laquelle cette paroi (7) présente, en se dirigeant vers les deux bords (9, 10), un profil arrondi. 2. Appareillage de fragmentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que 'la paroi (7) a un profil incliné à partir de l'axe (4) porte-marteaux vers les bords (9, 10) du trou de passage de cet axe (4). 3. Appareillage de fragmentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie médiane (8) présente une longueur représentant au maximum un tiers de celle de l'ensemble du trou (6). 4. Appareillage de fragmentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le marteau (3) est réalisé sous forme d'une couronne (20) de frappe comportant des saillies (21) réparties à sa périphérie et présentant un trou (22) central à profil échelonné ou étagé. 5. Appareillage dé fragmentation selon la re vetidicatioti 1, caractérisé en ce que les bords (14) de la partie inférieure (13) du marteau (3) sont également arrondis. 6. Appareillage de fragmentation selon la re verldication I, caractérisé en ce que les bords (14) de la partie itférieure (-15) du marteau (3) présentent des saillies (16, 17) arrondies. 7. Appareillage de fragmentation selon la re vetidication 6, caractérisé en ce que les saillies (16, 17) laissent entre elles une gorge médiane et forment des surfaces supplêmeitaires d'appui (18, 19) du marteau (3). 8. Appareillage de fragmentation selon la re vendication 1 et la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les arrondis des bords (14) ou des saillies (16, 17) tt du trou (6) -se correspondent mutuellement. 9. Appareillage de fragmentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le marteau (3) présente des bords inclinés (15) qui sont également arrondis.