Brevet FR2606667A1 — publié le 19880520

Malaxeur de granulats. La présente invention concerne un malaxeur de granulats comportant une cuve de malaxage, un système de bras de malaxage tournant dans celle-ci et un moteur d'entrainement desdits bras de malaxage, dans lequel l'extré- mité libre de chacun des bras de malaxage est équipée d'un outil de malaxage et chacune des zones de transmission des forces entre le moteur d'entraînement et chaque outil de malaxage est conçue de manière que les outils de malaxage se déplacent perpendiculairement à leurs surfaces de déplacement lorsqu'ils rencontrent des granulats de g;ran- des dimensions. De tels malaxeurs comportent en général un système d'entraînement destiné à mettre en mouvement les bras de malaxage. A l'extrémité de chaque bras, il est prévu un outil de malaxage. Celui-ci se déplace à une faible distance du revêtement de la cuve de malaxage, qui est, en général, en tôle émaillée résistant à l'usure. Pour l'émaillage, on utilise une matière de coulée résistant à l'usure ou une autre matière résistant à l'usure. De tels malaxeurs typiques sont par exemple des malaxeurs à cuve annulaire. Ils possèdent une cuve de malaxage dont le fond est traversé par un arbre de malaxage relié à un moteur d'entraînement. L'extrémité supérieure de l'arbre supporte une tête à laquelle sont fixés plusieurs bras de malaxage. A l'extrémité inférieure de chacun des bras, il est prévu un outil de malaxage se dépla çant à une faible distance au-dessus du fond ou de la paroi périphérique de la cuve de malaxage. Ces outils de malaxage sont fabriqués dans une matière de coulée résistant à l'usure. Chacun des bras de malaxage possède une partie horizontale de fixation, laquelle est insérée dans la tête montée sur l'arbre de malaxage de manière à y tourner suivant son axe longitudinal. Sur cette partie tournante de chacun des bras de malaxage se trouve monté un bras fixe sur lequel agit un ressort de prétension.Chacun des outils de malaxage se trouve ainsi mis sous une prétension élastique en direction de chacune des parois de la cuve le long desquelles il se déplace. Les outils de malaxage peuvent en même temps se déplacer dans un sens perpendiculaire à leurs surfaces de déplacement respectives, afin d'éviter des granulats de grosses dimensions contenus dans le mélange, lesquels risqueraient autrement d'être coincés entre le bord libre d'un outil de malaxage et la paroi opposée de la cuve. Ceci provoquerait une détérioration de l'outil de malaxage résistant à l'usure, fabriqué dans une matière de coulée cassante, et/ou des parois de la cuve, lesquelles sont pourvues en général d'un revêtement anti-usure en émail de céramique ou en une autre matière similaire. Le logement tournant des extrémités entraînées des bras de malaxage et leur mise sous tension préalable au moyen d'un ressort métallique sont particulièrement coûteux du point de vue mécanique. Pour cette raison, on a déjà proposé de fabriquer les outils de malaxage en une matière moins fragile ou cassante, par exemple en une matière plastique. De tels outils en matière plastique subissent toutefois une usure très prononcée dans les mélanges abrasifs comme par exemple les mélanges de sable destinés à la fabrication du verre ou du béton. Par contre, en renonçant à un système de logement souple des bras de malaxage ou à la flexibilité des outils de malaxage, il existe, outre le danger d'endommager les outils de malaxage, également le danger de provoquer de sérieuses détériorations au revêtement de la cuve de malaxage. La présente invention permet d'améliorer un tel malaxeur de manière à permettre aux outils de malaxage fabriqués dans une matière de coulée cassante de se déplacer dans un sens perpendiculaire à leurs surfaces de déplacement lorsque ceuxci rencontrent des granulats de grosses dimensions au sein du mélange, alors que les bras de malaxage sont installés de manière fixe et non tournante sur la tête montée sur l'arbre de malaxage. A cet effet, l'invention prévoit un malaxeur caractérisé en ce que chacun des bras de malaxage possède un bras d'entraînement relié de manière rigide à l'arbre du moteur d'entraînement et en ce que, entre l'extrémité libre de chaque bras d'entraînement et l'outil de malaxage correspondant, est monté un dispositif d'accouplement qui permet à chaque outil de malaxage de se déplacer perpendiculairement à son bras d'entraînement. Dans le malaxeur suivant l'invention, à proximité immédiate de chaque outil de malaxage est monté un dispositif d'accouplement permettant un mouvement relatif entre chaque outil de malaxage et son bras d'entraînement. Le processus d'évitement concerne dès lors uniquement la masse très petite de chaque outil de malaxage et peut par conséquent se produire de façon rapide. De plus, il est prévu une fixation rigide des extrémités entraînées des bras de malaxage sur la tête montée sur l'arbre de malaxage, de façon à accuser efficacement les forces générées sous l'effet de bras de levier important des outils de malaxage lors de leur déplacement dans le mélange. L'invention peut également être appliquée à des malaxeurs déjà en service, étant donné qu'il suffit de monter chaque fois un dispositif d'accouplement suivant l'invention entre -les outils de malaxage, montés de toute façon de manière amovible à l'extrémité libre des bras d'entraînement, et les bras d'entraînement. Suivant un perfectionnement, chacun des dispositifs d'accouplement possède un ressort. Grâce à cela, le mouvement d'évitement d'un outil de malaxage lorsqu'il rencontre des granulats de grosses dimensions a lieu sans frottement mécanique. Dans les conditions de travail dont il faut tenir compte ici, il existe un risque de colmatage et d'usure en présence de paliers à glissement non protégés. Suivant un autre perfectionnement, le ressort est un bloc-ressort en matière caoutchouteuse souple, qui est soumis à une compression en cours de malaxage lorsque l'outil de malaxage se déplace au sein du mélange de granulats et à un effort de cisaillement lorsque l'outil de malaxage rencontre des granulats de plus grosses dimensions. Grâce à cela, l'outil de malaxage est correctement soutenu dans le sens de déplacement par le bloc-ressort, de sorte que le mouvement d'évitement peut avoir lieu en surmontant une faible force de ressort. Suivant un mode de réalisation, le ressqrt est un ressort métallique- incorporé à une matière caoutchouteuse souple. Les forces agissant sur les outils de malaxage lors de leur déplacement dans le mélange, lesquelles ont en général tendance à pousser les outils de malaxage vers la paroi de la cuve, ne doivent ainsi pas être prises en charge par le ressort. Il est également veillé à ce que le bord de chaque outil de malaxage se trouvant à proximité de la paroi de la cuve ne vienne frotter continuel lement contre cette paroi de la cuve. De préférence - le ressort est un ressort pneumatique enrobé dans une matière caoutchouteuse souple - les dispositifs d'accouplement présentent une articulation tournante - l'articulation tournante est enveloppée dans une matière caoutchouteuse souple ; et - chacun des dispositifs d'accouplement est relié de manière amovible à l'outil de malaxage correspondant et au bras d'entraînement correspondant. Ces dispositifs d'accouplement sont conçus en vue d'une utilisation prolongée alors qu'ils se déplacent constamment dans le mélange de granulats. Suivant un mode de réalisation, chacun des dispositifs d'accouplement présente une butée destinée à supporter l'outil de malaxage correspondant par rapport à la paroi de la cuve de malaxage se trouvant à proximité immédiate. Ceci est particulièrement avantageux pour remplacer simplement des dispositifs d'accouplement devenus défectueux après une longue période d'utilisation. La présente invention est exposée de manière plus détaillée par la suite au moyen d'exemples de structures, par référence au dessin. Il y est illustré Figure 1 : un malaxeur de granulats vu d'en haut, où certaines parties sont représentées de façon partielle Figure 2 : une coupe verticale de l'extrémité libre d'un bras de malaxage du malaxeur suivant la figure 1, vue à une plus grande échelle ; Figure 3 : une coupe verticale, similaire à celle de la figure 2, d'un bras de malaxage modifié ; et Figure 4 : une coupe de l'extrémité du bras de malaxage illustré à la figure 3, suivant la ligne transversale IV-IV. Le malaxeur de granulats, par exemple pour un béton, à cuve annulaire illustré à la figure 1 possède une cuve de malaxage 10 à symétrie de révolution, comportant une paroi périphérique extérieure conique 12, un fond 14 et une paroi périphérique intérieure cylindrique 16. L'espace délimité par la paroi périphérique intérieure 16 est traversé par un arbre de malaxage 18 dont l'extrémité inférieure, par référence au dessin, est couplée mécaniquement à un moteur électrique d'entraînement, non représenté au dessin. L'extrémité supérieure de l'arbre de malaxage 18 supporte une tête d'entraînement 20, laquelle recouvre la paroi périphérique intérieure 16 dans le sens radial et présente une série de bras de malaxage désignés dans l'en- semble au moyen du repère 24. Chacun des bras de malaxage 24 possède un bras d'entraînement 26 fixé de manière rigide à la tête d'entraînement 20, au moyen d'une soudure par exemple. Les bras d'entraînement 26 sont coudés de façon différente afin de maintenir les outils de malaxage 28 en forme de palette montés à leur extrémité libre à une distance radiale chaque fois différente de l'axe de rotation de la tête d'entraînement 20 et dans une orientation différente par rapport au sens de déplacement. Les outils de malaxage 28 sont chaque fois reliés à l'extrémité libre de chacun des bras d'entraînement 26 au moyen d'un dispositif d'accouplement désigné dans l'ensemble à l'aide du repère 30, de manière à ce qu'ils puissent éviter les granulats de grosses dimensions, contenus dans le mélange, dans un sens perpendiculaire à la paroi de la cuve 10 se trouvant à proximité et dès lors de manière perpendiculaire au fond 14 ou à la paroi périphérique extérieure 12. Le risque d'endommager les outils de malaxage 28 en matière de coulée dure et cassante par des granulats de grosses dimensions, contenus dans le mélange, est de la sorte écarté. Le dispositif d'accouplement 30 représenté à la figure 2 comporte une cornière 32 dont une des ailes est montée de manière fixe à l'extrémité libre du bras d'entraînement 26 correspondant. Sur l'autre aile de la cornière 32 se trouve fixé, au moyen d'une vis 34, un blocressort en caoutchouc désigné dans l'ensemble au moyen du repère 36. Celui-ci se compose d'un bloc de caoutchouc 38; lequel peut être du caoutchouc naturel, du caoutchouc synthétique ou une matière synthétique caoutchouteuse souple, et de deux plaques de métal 40, 42 collées de chaque côté du bloc de caoutchouc 38 ou vulcanisées au bloc de caoutchouc. La plaque de métal 40 est pourvue d'un orifice taraudé destiné à recevoir la vis 34 et la plaque de métal 42 est pourvue d'un orifice taraudé destiné à recevoir une autre vis 44 servant à fixer l'outil de malaxage 28 à la plaque de métal 42. Comme le montre la figure 2, l'outil de malaxage 28 possède une section substantiellement triangulaire, lorsque vu de côté, et présente dès lors une surface avant 48 oblique par rapport au sens de déplacement 46. Lorsque l'outil de malaxage 28 se déplace dans le mélange, une force dirigée vers le bas, par référence à la figure 2, et dès lors vers le fond 14 de la cuve de malaxage 10, est exercée sur la surface avant 48 de l'outil de malaxage 28. Cette force ne peut être entièrement accusée par le blocressort en caoutchouc 36 étant donné que celui-ci, dans le montage illustré à la figure 2, est soumis en même temps à un effort de cisaillement. Pour cette raison, sur l'aile de la cornière 32, dirigée vers le bas à la figure 2, il est soudé une équerre d'arrêt 50 venant s'appliquer sous la plaque de métal 42. Il est ainsi veillé à ce que l'outil de malaxage 28 se trouve toujours maintenu à une distance minimale prédéterminée du fond 14 de la cuve 10. Cette distance est en pratique de 2 à 5 mm et est susceptible de varier étant donné que le fond 14, dans le cas de cuves de malaxage 10 de grandes dimensions, ne se trouve pas toujours exactement dans un même plan vu les méthodes de fabrication, mais présente au contraire des parties plus hautes et plus basses. Lorsque l'outil de malaxage 28 rencontre, lors de son déplacement dans le mélange, des granulats de plus grosses dimensions, lesquels se glissent entre l'outil de malaxage et la paroi de la cuve se trouvant à proximité immédiate, ceux-ci ne s'y trouvent pas coincés étant donné que l'outil de malaxage 28 peut se déplacer (vers le haut à la figure 2, comme représenté en traits mixtes). Dans le dispositif d'accouplement illustré aux figures 3 et 4, les éléments ayant la même fonction que les éléments ci-dessus, par référence aux figures 1 et 2, sont désignés au moyen de repères identiques. Dans le dispositif d'accouplement représenté à la figure 3, un étrier de montage 52 comportant un axe 54 est soudé à l'extrémité du bras d'entraînement 26. Une douille 56, sur laquelle se trouve soudée une plaque de fixation 58, est montée de manière tournante sur l'axe 54. Ladite plaque de fixation 58 est pourvue d'un orifice taraudé destiné à recevoir la vis 44 servant à fixer l'outil de malaxage 28. Entre les faces extérieures de la douille 56 et les faces intérieures des ailes de l'étrier de montage 52 se trouvent insérées deux douilles d'entretoisement 60, 62 fabriquées dans une matière synthétique à faible coefficient de frottement. L'ensemble de la structure articulée formée par l'axe 54, la douille 56 et les douilles d'entretoisement 60, 62 est entouré d'une enveloppe 64 en matière caoutchouteuse souple se trouvant en contact glissant avec les douilles d'entretoisement 60, 62 de manière à supporter les efforts de cisaillement au moins dans cette zone de la structure articulée. L'outil de malaxage 28 est dès lors en mesure d'éviter les granulats de grosses dimensions, contenus au sein du mélange et se trouvant à proximité de la paroi de la cuve, par rotation de la douille 56 autour de l'axe 54. Comme le montre la figure 3, le bord libre de l'outil de malaxage 28 présente une extrémité inférieure rentrante 66 fournissant une surface inclinée contre laquelle les granulats de grosses dimensions, contenus dans le mélange, viennent buter et exercent une force dirigée vers le haut, par référence à la figure 3, afin de faire tourner l'outil de malaxage 28 en sens horaire. La surface de l'extrémité inférieure rentrante 66 de l'outil de malaxage 28 est petite comparée à sa surface avant, de sorte que les forces dynamiques exercées sur cette dernière surface lors du processus normal de malaxage, lesquelles tentent de pousser l'outil de malaxage 28 vers le bas à la figure 3, sont considérablement plus importantes que les forces correspondantes agissant en sens opposé sur la surface de l'extrémité inférieure 66, disposée en sens contraire, de l'outil de malaxage 28. Dans l'exemple de structure suivant la figure 3, une plaque d'arrêt 68 montée sur l'étrier 52 et agissant sur l'extrémité supérieure de la plaque de fixation 58, remplace l'équerre d'arrêt 50 représentée à la figure 2. L'invention décrite ci-avant l'est par référence à un malaxeur à cuve annulaire. Il va de soi qu'elle peut également être appliquée à des malaxeurs à arbre simple ou à à arbre double, ainsi qu'à d'autres type detmalaxeurs au sein desquels les granulats de grosses dimensions peuvent venir se coincer entre un côté d'un outil de malaxage et une des parois de la cuve du malaxeur. REVENDICATIONS 1. Malaxeur de granulats comportant une cuve de malaxage, un système de bras de malaxage tournant dans celle-ci et un moteur d'entraînement desdits bras de malaxage, dans lequel l'extrémité libre de chacun des bras de malaxage est équipée d'un outil de malaxage et chacune des zones de transmission des forces entre le moteur d'entraînement et chaque outil de malaxage est conçue de manière que les outils de malaxage se déplacent perpendiculairement à leurs surfaces de déplacement lorsqu'ils rencontrent des granulats de grandes dimensions, caractérisé en ce que chacun des bras de malaxage (24) possède un bras d'entraînement (26) relié de manière rigide à l'arbre du moteur d'entraînement et en ce que, entre l'extrémité libre de chaque bras d'entraînement (26) et l'outil de malaxage (28) correspondant, est monté un dispositif d'accouplement (30), qui permet à chaque outil de malaxage (28) de se déplacer perpendiculairement à son bras d'entraînement (26). 2. Malaxeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des dispositifs d'accouplement (30) possède un ressort (36). 3. Malaxeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (36) est un bloc-ressort en matière caoutchouteuse souple, qui est soumis à une compression en cours de malaxage lorsque l'outil de malaxage (28) se déplace au sein du mélange de granulats et à un effort de cisaillement lorsque l'outil de malaxage (28) rencontre des granulats de plus grosses dimensions. 4. Malaxeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort est un ressort métallique, incorporé à une matière caoutchouteuse souple. 5. Malaxeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort est un ressort pneumatique enrobé dans une matière caoutchouteuse souple. 6. Malaxeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs d'accouplement (30) présentent une articulation tournante (54, 56). 7. Malaxeur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'articulation tournante (54, 56) est enveloppée dans une matière caoutchouteuse souple (64). 8. Malaxeur suivant une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chacun des dispositifs d'accouplement (30) est relié de manière amovible (34, 44) à l'ou- til de malaxage (28) correspondant et au bras d'entraînement (26) correspondant. 9. Malaxeur suivant une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacun des dispositifs d'accouplement (30) présente une butée (42, 50 ; 58, 68) destinée à supporter l'outil de malaxage (28) c > rrespondant par rapport à la paroi de la cuve de malaxage (10) se trouvant à proximité immédiate.