Brevet FR2600355A1 — publié le 19871224

Godet autochargeur La presente invention concerne un godet autochargeur permettant de prélever et de ramasser en continu un matériau en place comme le revêtement d'une route, un minerai à ciel ouvert, un matériau en vrac stocké en tas, ou un matériau mis en cordon. Dans l'art antérieur, ces ramassages s'effectuent habituellement au moyen d'un dispositif discontinu. I1 s'agit par exemple soit d'une pelle hydraulique ou mécanique, soit d'une chargeuse à godets. Ces dispositifs chargent le matériau dans une trémie sous laquelle se trouve un transporteur-extracteur de type connu. On a cherché à améliorer ce système en intégrant sur la machine une pelle pourvue de dispositifs de ramassage (rouesà aubes, pinces de crabes) destinés à pousser le produit vers un transporteur chargé d'évacuer ledit produit de façon à transformer la reprise en un système continu. Toutefois de tels dispositifs sont chers, les entraînements mécaniques ou hydrauliques de ces systèmes sont encombrants et mal placés. La reprise de blocs ou de produits collants difficiles à décohésionner est presque impossible. La présente invention propose un dispositif qui permet de prélever et de ramasser en continu un matériau en place et de l'acheminer sur un convoyeur contigu destiné à ltevacuation dudit matériau vers un autre poste de travail. Le problème à résoudre est de ramasser en continu un matériau en place et de l'acheminer sur un transporteur ou convoyeur contigu sans avoir à utiliser différentes pièces mobiles avec des systèmes d'entraînement compliqués. Le dispositif de la présente invention permet notamment de passer des plaques sur un transporteur et est du fait de sa structure un dispositif de type statique permettant d'avoir un écoulement linéaire continu du matériau. Le godet autochargeur selon la présente invention permet de réaliser facilement sans mécanismes d'entraînement et de guidage compliqués les opérations ci-après - la pénétration et la découpe du matériau; - le resserrement de la veine de produit; - l'avancement du produit à l'intérieur du godet; - la résistance à l'avancement et l'élévation du produit au niveau du transporteur; - le chargement du transporteur. La présente invention a donc pour objet un godet autochargeur pour prélever et ramasser un matériau en place et l'acheminer sur un transporteur contigu destiné à 1 'éva- cuation dudit matériau vers un autre poste de travail d'une machine dont fait partie ledit transporteur, ladite machine renfermant des moyens imprimant un effort de pénétration verticale du godet dans le matériau et des moyens permettant le déplacement horizontal dudit godet, qui est caractérisé en ce qu'il comprend de part et d'autre de l'extrémité inférieure du transporteur, un élément d'autochargement sensiblement en forme de U pourvu à son extrémité inférieure en prolongement de la base du U d'une lame d'attaque frontale, cet élément d'autochargement étant solidaire de deux socs latéraux symétriques sensiblement en forme de C agencés en déflecteurs délimitant un convergent d'alimentation du transporteur en matériau ramassé et pourvus de chaque côté d'une lame de coupe sensiblement verticale et de deux lames d'attaque frontale le long de leurs arêtes inférieures, la coopération entre l'élé- ment sensiblement en forme de U et les socs latéraux étant telle que l'ensemble du godet est rigide, travaille en continu et est mû d'une seule pièce tant par les moyens imprimant effort de pénétration que par les moyens permettant le déplacement horizontal. La présente invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles - L'élément sensiblement en forme de U et les socs latéraux sont des éléments distincts; - l'élément sensiblement en forme de U et les socs latéraux sont monoblocs, auquel cas la lame d'attaque frontale de l'élément sensiblement en forme de U et les lames d'attaque frontale des socs latéraux constituent une seule lame d'attaque frontale prévue sur l'arête inférieure tournée en direction du matériau à prélever et à ramasser; - l'extrémité supérieure des branches de l'élément sensiblement en forme de U est tournee vers l'intérieur en directeur du transporteur;; - chaque soc comprend à partir de la lame d'attaque frontale une première partie plate de soulèvement se prolongeant par une première partie cylindrique de glissement et de retournement du matériau laquelle se prolonge par une partie plate trapézoïdale et par une deuxième partie cylindrique agencées en déflecteurs afin de finir de retourner le matériau, la lame de coupe sensiblement verticale étant assujettie latéralement tant à la partie plate qu'à la première partie cylindrique et à la partie plate trapézoïdale; - la lame d'attaque frontale de l'élément sensiblement en forme de U a un angle de pénétration oC d'environ 400; - la largeur L1 de la lame frontale de l'élément sensiblement en forme de U est fonction de la largeur du transporteur L2 avec un rapport L1/L2 d'environ 1 à environ 1,90;; - l'angle de pénétration ss des lames frontales des socs est d'environ 380; - les lames frontales des socs sont inclinées sensiblement selon un angle Y d'environ 380 de part et d'autre de l'axe d'avancement; - les lames frontales des socs sont distantes de la largeur L1 de la lame frontale de l'éliment sensiblement en forme de U et leur longueur Ls est fonction de la largeur L de reprise du matériau selon la relation L = L1 + 2L5 sin(380) - la deuxième partie cylindrique de chaque soc agencé en deflecteur présente une forme divergente vers le haut avec un angle A d'environ 200 en considérant la partie supérieure de la partie plate trapézoïdale;; - l'inclinaison de la partie plate trapézoïdale de chaque soc par rapport à la verticale fait un angle 9 d'environ 100; - les moyens de pénétration verticale sont consti- tués par deux vérins; - les socs sont mobiles l'un par rapport à l'autre; - le godet est placé à l'extrémité d'une station de concassage et de retraitement des chaussées en place pour pré- lever et ramasser en continu un matériau en place comme le revêtement défectueux d'une route. Divers avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée ci-après faite en regard des dessins annexés sur lesquels Figure 1 est une vue de face du godet autochargeur; Figure lA illustre un dispositif de l'art antérieur du type pelle avec pince de crabe; Figure 1B illustre un dispositif de l'art antérieur du type pelle avec roues à aubes; Figure 2 est une vue de face détaillée de l'élément sensiblement en forme de U; Figure 3 est une vue de face détaillée d'un des socs. Aux dessins annexés où les mêmes symboles de réf é- rence désignent des parties analogues, le godet autochargeur est désigné dans son ensemble par 1. Le godet 1 se compose de deux parties fondamentales d'une part une partie arrière assurant l'autochargement et d'autre part une partie avant constituée de deux socs latéraux. La partie arrière se compose d'un élément 4 sensiblement en forme de U dont l'extrémité des branches superieures 9, 9' est tournée vers l'intérieur. Cet élément d'autochargement est disposé de part et d'autre de l'extrémité inférieure d'un transporteur 2 d'une machine faisant partie d'une station de concassage et de retraitement des chaussées en place. I1 est pourvu à son extrémité inférieure en prolongement de la base du U d'une lame d'attaque frontale 5. L'élément sensiblement en forme de U 4 est solidaire de la partie avant au moyen de dispositifs appropriés'par exémple des liaisons à axes extérieurs ou des soudures.Les deux socs latéraux symétriques 6, 6' constituant la partie avant sont sensiblement en forme de C et agencés en déflecteurs délimitant un convergent d'a limentation du convoyeur 2 en matériau ramassé M. Les socs 6, 6' sont pourvus de chaque côté d'une lame de coupe 7, 7' sensiblement verticale et de deux lames d'attaque frontale 8, 8' le long de leurs arêtes inférieures. Chaque soc comprend à partir de la lame d'attaque frontale 8, 8' une pre mière partie plate 10 de soulèvement se prolongeant par une première parti.e cylindrique 11 de glissement et de retournement du matériau M laquelle se prolonge par une partie plate trapézoïdale 12 et par une deuxième partie cylindrique 13 agencée en déflecteur.La lame de coupe sensiblement verticale 7 de chaque soc est assujettie sur le côté tant à la partie plate 10 qu'à la première partie cylindrique 11 et à la partie plate trapézoïdale 12. La deuxième partie cylindrique 13 de chaque soc 6, 6' agencée en déflecteur présente une forme divergente vers le haut. On indique ci-après en détail chaque étape de travail du godet autochargeur de l'invention ayant la structure ci-dessus indiquée A - Pénétration et découpe du matériau M. La pénétration verticale est effectuée par les lames frontales 5, 8, 8', la lampe frontale 5 de l'élément sensiblement en forme de U 4 et les deux lames frontales 8 et 8' de chaque soc 6, 6'. La lame frontale 5 dont l'angle de pénétration i est d'environ 409 a une largeur L1 fonction de la largeur du transporteur de reprise L2. La relation entre L1 et L2 est sensiblement comprise dans la gamme correspondant à la relation L1/L2 d'environ 1 à 1,90, notamment d'environ 1,70. Les lames frontales 8, 8' des socs 6, 6' sont inclinées selon un angle Y d'environ 380 de part et d'autre de l'axe d'avancement, elles sont distantes de L1 et leur longueur Ls est fonction de la largeur L de reprise du matériau M selon la relation L = L1 + 2L5 sine380). L'angle de pénétration ss des lames frontales 8, 8' des socs 6, 6' est sensiblement d'environ 380. L'effort de pénétration P,P' Bonak par une action ex térieure au godet 1 (par exemple au moyen des vérins 3, 3') est fonction de la nature du produit M, de sa cohésion et de la longueur des trois lames frontales d'attaque 5, 8, B'. La pénétration horizontale Q (correspondant au sens de déplacement de la machine) se fait par les cinq lames d'attaque 7, 7', 8, 8', 5 c'est-à-dire les trois lames frontales 5, 8, 8' de la pénétration verticale plus les deux lames latérales 7, 7' solidaires des socs 6, 6' qui découpent le matériau M sur l'épaisseur e à la largeur L. L'effort de pénétration Q donné par la machine dépend essentiellement de la profondeur de passe, de la largeur L et de la nature du terrain. B - Resserrement de la veine de produit M. Le rôle de chaque soc 6, 6' est de soulever et de recentrer une section de largeur Ls sin(380) et d'épaisseur e sur un déplacement de LS cors380) de la machine. Le produit d'abord soulevé est ensuite rabattu sur la veine centrale de largeur L1. Ces opérations sont réalises à l'aide de la forme géométrique des socs 6, 6'. En partie basse le soc 6, 6' a une partie plate 10 inclinée selon un angle ss d'environ 380 pour le soulèvement, sur cette partie 10 se raccorde une partie cylindrique 11 d rayon de courbure r qui permet au produit de. glisser en commençant à se retourner, cette partie cylindrique 11 se poursuit par une partie plate trapézoïdale 12 et par une autre partie cylindrique 13.Ces deux dernières par -ties 12, 13 ont pour rôle de finir de retourner le produit sur la veine centrale. A titre d'exemple la largeur de la partie 10 peut représenter 200 mm, le rayon r peut représenter 440 mm et les rayons s et t 520 mm et respectivement 300 mm. C - Avancement du produit à l'intérieur du godet 1. Au fur et à mesure que le produit pénètre dans le godet 1, sa section initiale rectangulaire voit sa largeur L diminuer et sa hauteur H augmenter et ceci jusqu'à la- largeur L1. Un autre facteur vient s'ajouter qui augmente la hauteur H : c'est le fait que le matériau M en place a une densité en place Dp plus grande que la densité du matériau foisonné Df. On est donc conduit à donner aux socs 6, 6' une forme di vergente vers le haut avec un angle n d'environ 200. La hauteur des socs 6, 6' à l'entrée du matériau se calcule à partir de la section de produit à la sortie des socs 6, 6' Longueur développée de reprise : L1 + 2L5 Epaisseur de la couche : e Densité en place : p Densité foisonnée : df Section reprise non foisonnée : (L1 + 2L5)e Section reprise foisonnée Section de produit à la sortie des socs Hauteur minimum de passage en sortie de socs 6, 6' (L1 + 2Ls)e.dp df.L1 Avec une longueur de soc L fuyante à 200 on a la s hauteur des socs 6, 6' à l'entrée du matériau M selon Si l'on est en présence de plaques ou de gros blocs il faut mettre sur ces valeurs un coefficient majorateur de 10 ou 20 % selon leur importance. D - Résistance à l'avancement et élévation du produit au niveau du transporteur 2. Résistance à l'avancement Pour que le produit avance dans le godet 1 et qu'il monte au niveau du transporteur de reprise 2 il faut - que l'effort de poussée Q exercé par la machine soit supérieur à toutes les résistances de frottement (produit/métal, produit/produit) Rf - que l'effort de résistance R du produit devant la machine soit suffisant. On doit donc avoir en permanence (R > Rf) - On ne peut pas changer R, on a donc joué sur Rf par - réduction de toutes les surfaces frottantes; - frottement produit/métal et non produit/produit (an gles, congés, arrondis); - élévation du produit la plus faible possible. (Le tour teau de renvoi a été mis le plus bas possible et le plus près possible de la lame frontale compatible avec les impératifs de construction).A titre d'exemple - hauteur d'axe sensiblement d'environ 153 mm - éloignement sensiblement d'environ 400 mm. E - Elévation du produit au niveau du transporteur 2. La La lame frontale 5 de largeur L1 est inclinée selon un angle ffi d'environ 400. Le produit glisse sur cette lame 5 sur une longueur d'environ 240 mm, la largeur L1 reste in changée. F - Chargement du transporteur 2. Lorsque le produit arrive à l'axe du tourteau à une vitesse de (0,8 4 V 4 3)m/mn, il est repris sur une largeur L2 à une vitesse Vt de 0,5 4 Vt 4 1 m/s. Ce qui permet l'éva- cuation rapide d'une veine de produit de largeur L2. I1 reste donc à évacuer de chaque côté du transporteur 2 une largeur L1 L1 L2 de produit. Ce produit poussé par celui qui arrive se 2 recentre automatiquement grâce à la forme conique donnée de part et d'autre du transporteur 2. Une longueur maximum de 1 m à partir du tourteau suffit pour recentrer la totalité du pro duit. G - Résultats obtenus avec une reprise de chaussée composée de 5 cm d'asphalte et de tout venant Largeur de reprise : 2800 mm Hauteur de reprise. 200 mm Vitesse d'avance : 1,8 m/mn Vitesse du transporteur de reprise : 0,72 m/s Débit en continu : 100 t/h (Puissance de pénétration : 6 Kw Effort de pénétration : 20 000 daN). Sur la figure 1A on a schématisé une pelle avec des pinces de crabes 14 articulées selon un axe 15. Sur la figure 1B on a schématisé une pelle avec des roues à aubes 16 tournant dans le sens des flèches et alimentant un produit sur un transporteur. Ces réalisations selon l'art antérieur ne permettent pas d'obtenir un prélèvement et un ramassage en continu d'un matériau en place comme indiqué dans la présente invention. La présente invention est applicable dans les travaux publics par exemple sur une machine dite réno-route pour la reprise en continu des corps de chaussée. Elle est également applicable dans les carrières ou dans l'exploitation de minerais par exemple pour la reprise de stocks en vrac. Elle peut également être utilisée dans les machines de mines. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés en détails et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Godet autochargeur pour prélever et ramasser un matériau en place et l'acheminer sur un convoyeur (2) contigu destiné à l'évacuation (E)dudit matériau (M) vers un autre poste de travail d'une machine dont fait partie ledit convoyeur (2), ladite machine renfermant des moyens (3, 3') imprimant un effort de pénétration verticale (P, P') du godet (1) dans le matériau (M) et des moyens permettant le déplacement horizontal dudit godet (4), caractérisé en ce qu'il comprend de part et d'autre de l'extrémité inférieure du convoyeur (2) un élément d'autochargement (4) sensiblement en forme de U pourvu à son extrémité inférieure en prolongement de la base du U d'une lame d'attaque frontale (5), cet élé- ment d'autochargement (4) étant solidaire de deux socs latéraux symétriques (6, 6') sensiblement en forme de C agencés en déflecteurs délimitant un convergent d'alimentation du convoyeur (2) en matériau ramassé (M) et pourvus de chaque côté d'une lame de coupe (7, 7') sensiblement verticale et de deux lames d'attaque frontales (8, 8') le long de leurs arêtes inférieures, la coopération entre l'élément sensiblement en forme de U (4) et les socs latéraux (6, 6') étant telle que l'ensemble du godet (1) est rigide, travaille en continu et est mû d'une seule pièce tant par les moyens (3, 3') imprimant l'effort de pénétration que par les moyens permettant le déplacement horizontal. 2. Godet selon la revendication 1, caractérisé en ceque l'élément (4) sensiblement en forme de U et les socs latéraux (6, 6') sont des éléments distincts. 3. Godet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (4) sensiblement en forme de U et les socs latéraux (6, 6') sont monoblocs auquel cas la lame d'attaque frontale (5) de l'élément (4) sensiblement en forme de U et les lames d'attaque frontales (8, 8') des socs latéraux (6, 6') constituent une seule lame d'attaque frontale prévue sur l'arête inférieure tournée en direction du matériau (M) à prélever et à ramasser. 4. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l1extrémité supérieure des branches (9, 9') de l'élément (4) sensiblement en forme de U est tournée vers l'intérieur en direction du convoyeur (2). 5. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque soc (6, 6') comprend à partir de la lame d'attaque frontale (8, 8') une première partie plate (10) de soulèvement se prolongeant par une pre mière partie cylindrique (11)- de glissement et de retournement du matériau laquelle se prolonge par une partie plate trapézoïdale (12) et par une deuxième partie cylindrique (13) agencée en déflecteur afin de finir de retourner le matériau (M), la lame de coupe sensiblement verticale (7) étant assujettie latéralement tant à la partie plate (10) qu'à la pre mière partie cylindrique (11) et à la partie plate trapézoïdale (12). 6. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la lame d'attaque frontale (5) de l'élément (4) sensiblement en forme de U a un angle de pé nétration d'environ 400. 7. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérise en ce que la largeur L1 de la lame frontale de l'élément sensiblement en forme de U (4) est fonction de la largeur du transporteur (L2) avec un rapport L1/L2 d'environ 1 à environ 1,90. 8. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'angle de penetration 4 des lames frontales (8, 8') des socs (6, 6') est d'environ 380. 9. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les lames frontales (8, 8') des socs (6, 6') sont inclinées sensiblement selon un angle d'environ 380 de part et d'autre de l'axe d'avancement. 10. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les lames frontales (8, 8') des socs (6, 6') sont distantes de la largeur L1 de la lame frontale (5) de l'élément sensiblement en forme de U (4) et leurs longueurs Ls est fonction de la largeur L de reprise du matériau (M) selon la relation : L = L1 + 2L5 sin (38 ). 11. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la deuxième partie cylindrique (13) de chaque soc (6, 6') agencée en déflecteur présente une forme divergente vers le haut avec un angle ii d'environ 200 en considérant la partie supérieure (14) de la partie plate trapézoïdale (12). 12. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'inclinaison de la partie plate trapézoïdale (12) de chaque soc (6, 6') par rapport à la verticale fait un angle d'environ 100. 13. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à12, caractérisé en ce que les moyens imprimant-un effort de pénétration verticale (P, P') sont constitués par deux ve- rins (3, 3'). 14. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les socs (6, 6') sont mobiles l'un par rapport à l'autre. 15. Godet selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il est placé à l'extrémité d'une station de concassage et de retraitement des chaussées en place pour prélever et ramasser en continu un matériau en place (M)comme le revêtement défectueux d'une route.