Brevet FR2711551A1 — publié le 19950505

La présente invention concerne un marteau pendulaire pour broyeurs ou concasseurs à marteaux utilisés notamment pour réduire en morceaux des objets métalliques ou non hors d'usage (épaves d'automobiles, appareils électroménagers. . De tels broyeurs ou concasseurs comportent un rotor tournant dans un carter fixe et entraîné par un moteur puissant. Ce rotor est constitué d'un arbre portant sur sa longueur des disques écartés les uns des autres. Des axes passent dans ces disques près de leur périphérie et portent des entretoises qui séparent les disques. Des marteaux sont montés sur ces axes à des emplacements qui ne sont pas occupés par des entretoises et ils peuvent tourner librement sur les axes. Quand le rotor tourne à grande vitesse, ces marteaux frappent l'objet métallique qu'il s'agit de broyer ou réduire en miettes. Si les marteaux frappent un objet trop dur, qui n'est pas déchiqueté, broyé ou pulvérisé d'un seul coup, ils peuvent tourner librement sur les axes, de façon à permettre au rotor de continuer à tourner. Ces marteaux sont des pièces soumises à une très forte usure qu'il convient de changer fréquemment. Un autre endroit fortement usé en fonctionnement est la zone de chaque axe où chaque marteau est articulé. Il convient pour augmenter le rendement de ces machines de diminuer le plus possible le temps pendant lequel elles sont immobilisées pour des raisons d'entretien. On peut agir sur plusieurs facteurs pour diminuer les temps d'arrêt. L'un d'eux est la résistance des pièces d'usure qui, en étant augmentée, permet d'allonger la période séparant deux entretiens, donc le temps de travail. Un second consiste à minimiser les temps de montage et démontage des pièces d'usure, en les concevant de manière à faciliter leur accès. Pour ce qui concerne les marteaux qui sont les pièces d'usure par excellence, leur démontage demande, sur les machines actuelles, de retirer les axes autour desquels ils sont montés à rotation. L'invention permet de s'affranchir de cette opération longue pour retirer les marteaux notamment pour les changer ou les retourner car les machines à broyer ou concasser ne peuvent, avec leurs dispositifs d'alimentation et d'évacuation, que tourner dans un seul sens. On peut en effet prévoir que l'usure des axes supportant les marteaux pendulaires soit, par le choix du matériau de ces axes en regard du matériau des marteaux pendulaires, moins importante que celle des marteaux et que leur remplacement soit à réaliser à une fréquence plus basse que celle du remplacement des marteaux. L'invention a donc pour objet un marteau pendulaire pour broyeur ou concasseur comportant un corps pourvu d'un oeil pour son articulation autour d'un axe du concasseur, l'oeil étant éloigné du centre de gravité du corps dans lequel ce corps est en au moins deux éléments séparables les uns des autres et emboîtables les uns dans les autres dans une direction parallèle à l'axe de l'oeil. De cette façon il est aisé de séparer les éléments formant le marteau, l'un d'eux pouvant rester attelé à l'axe d'articulation, pour ainsi changer la partie d'extrémité soumise à la plus grande usure tout en préservant un bon encastrement de ces éléments assemblés l'un dans l'autre pour résister aux efforts prédominants qui s'exercent dans le plan de leur mouvement pendulaire. En effet, les chocs sont d'une grande intensité dans ce plan et seul peut y résister un emboîtement par coopération de forme des éléments de marteau, interdisant tout glissement des uns par rapport aux autres dans ce plan. Dans un premier mode de réalisation du marteau de l'invention, ce dernier comporte uniquement deux éléments identiques en forme de crochet l'une de leurs faces perpendiculaires à l'axe de l'oeil étant plane, l'autre face présentant un relief adapté à épouser le relief identique de l'autre élément lorsque les deux éléments sont retournés l'un sur l'autre pour que leurs crochets forment l'oeil d'articulation. Cette variante de réalisation autorise un démontage complet du marteau et son retournement. Dans un autre mode de réalisation, le marteau est en deux éléments, l'un d'eux comportant une partie limitée par deux faces planes parallèles dans laquelle est ménagé l'oeil d'articulation du marteau et une partie d'attelage pour l'autre élément comportant une face pourvue de reliefs, l'autre élément possédant une première partie active limitée par deux faces planes parallèles et une partie d'attelage au premier élément une face pourvue de reliefs susceptibles d'épouser les reliefs du premier élément lors de leur assemblage, les faces planes des deux éléments étant contenues sensiblement dans des mêmes plans lorsque ces éléments sont assemblés. Cette variante de réalisation ne permet pas le retournement complet du marteau car l'une des parties reste articulée à l'axe. I1 suffit alors, au montage des éléments fixes sur les axes d'articulation, d'inverser l'orientation de la moitié d'entre eux par rapport à l'axe pour pouvoir procéder au retournement du second élément en le retirant de l'un des marteaux pour l'adapter à un autre marteau inversé. Dans ce second mode de réalisation, l'assemblage des éléments du marteau est réalisé par un boulon d'axe parallèle à l'axe de l'oeil d'articulation et les reliefs des parties d'attelage des premier et second éléments sont complémentaires l'un de l'autre dans au moins deux positions relatives différentes des deux éléments, autour de l'axe du boulon d'assemblage. Dans ce cas il est possible de disposer sur le second élément de plusieurs parties travaillantes que l'on met en service successivement en modifiant la position relative des deux éléments de marteau. Enfin dans un autre mode de réalisation, le marteau comporte trois éléments l'un étant pourvu de l'oeil d'articulation et d'une partie d'attelage, les second et troisième éléments ayant une partie formant l'extrémité active du marteau et une partie d'attelage comportant un évidement dont le relief correspond au relief d'une des faces de la partie d'attelage du premier élément de manière que lors de leur assemblage, la partie d'attelage des second et troisième éléments puisse former une coquille enfermant la partie d'attelage du premier élément. De manière préférée, les deuxième et troisième éléments sont identiques et les reliefs de chaque face de la partie d'attelage du premier élément sont identiques et symétriques l'un de l'autre par rapport au plan médian du premier élément perpendiculaire à l'axe de l'oeil. Cette disposition permet également le retournement des second et troisième éléments par rapport au premier. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description donnée ci-après à titre d'exemple de plusieurs modes de réalisation du marteau selon l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique d'un rotor de broyeur dans lequel les marteaux de l'invention peuvent trouver une application. - Les figures 2 et 3 sont deux vues extérieures de deux éléments identiques formant un premier mode de réalisation du marteau selon l'invention. - La figure 4 est une vue extérieure en élévation d'un second mode de réalisation du marteau selon l'invention. - La figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la figure 4. - La figure 6 est une vue en élévation d'un troisième mode de réalisation de l'invention. - La figure 7 est une coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6. - La figure 8 est une vue en élévation d'un quatrième mode de réalisation du marteau selon l'invention. - La figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la figure 8. Dans un concasseur ou broyeur du type de ceux concernés par l'invention, il est mis en oeuvre un rotor tournant dans un bâti fixe qui possède autour du rotor des enclumes. Dans le stator on amène des matériaux à déchiqueter (carcasses de véhicules automobiles, carcasses d'appareils ménagers ...) par une ouverture faisant face au rotor qui tourne à grande vitesse. Ce rotor, comme représenté à la figure 1 comporte une succession de disques ou flasques radiaux 1, calés sur un arbre central 2 d'entraînement et équipés de plusieurs arbres périphériques 3 sur lesquels des marteaux 4 sont montés de manière pendulaire. Le rotor est protégé par des plaques boucliers 5 d'où font saillie les marteaux 4 qui déchiquètent le matériau introduit dans le stator lorsqu'il est sur leur trajectoire et retenu par les enclumes du bâti. Les pièces qui subissent la plus grande usure sont les marteaux 4 et les arbres 3. Il faut donc pouvoir rapidement changer ces pièces pour diminuer le temps d'immobilisation de la machine au moment de l'entretien et de ce remplacement. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chacun des marteaux 4 est en deux éléments identiques 6 et 7 qui affectent la forme générale d'un crochet dont l'axe porte la référence 8. Considérant l'une ou l'autre de ces pièces, on constate aux figures 2 et 3 qu'elles présentent deux faces perpendiculaires à l'axe 8 dont l'une 9 est plane et dont l'autre 10 possède une portion plane 11 parallèle à la face 9 et une portion creusée de reliefs tels que les creux 12 et 13 et la saillie 14. Le dessin de ces reliefs est tel que lorsqu'on assemble la partie 6 et la partie 7 en rapprochant leur face 10, c'est-à-dire lorsque l'on fait pénétrer la saillie 14 de l'un dans le creux 13 de l'autre et la partie en crochet 15 de l'un dans le creux 12 de l'autre, on réalise une pièce pratiquement pleine à l'exception de l'oeil d'axe 8 qui est contenu entre deux plans eux-mêmes contenant une face 9 et une face 10 de chaque élément. Afin de réduire au minimum le jeu entre les deux pièces lorsqu'elles sont assemblées, chaque saillie 14 possède une face 15 qui est destinée à prendre appui sur la face 15 de la saillie 14 de l'autre élément lorsque les pièces sont assemblées qui est inclinée par rapport aux plans limitant les deux éléments. Chaque saillie 14 possède donc un effet de coin lorsqu'elle pénètre à l'intérieur du logement 13 qui est destiné à la recevoir du fait de l'inclinaison de ses surfaces 15 et les jeux entre les deux éléments 6 et 7 assemblés sont ainsi supprimés. Par ailleurs le profil de la saillie 14 noté 14a, 14b sur les figures 2 et 3 est complémentaire de celui 13a, 13b du logement 13 pour que ce logement 13 soit complètement comblé par la saillie 14 lorsque les pièces sont assemblées. Le maintien des éléments 6 et 7 assemblés l'un à l'autre est réalisé au moyen d'un boulon non représenté qui est logé dans un orifice 16 ménagé dans chacune des pièces de manière traversante et débouchant sur la face 9 par l'intermédiaire d'un lamage 17 destiné à accueillir l'écrou et la tête de ce boulon. On comprend que le marteau est formé par deux pièces complètement identiques qui sont assemblées l'une à l'autre dans une direction parallèle à celle de l'axe 8 de l'oeil d'articulation du marteau aux arbres 3 solidaires du rotor du broyeur, de manière que cette coopération de forme interdise tout mouvement relatif des deux éléments formant le marteau dans un plan perpendiculaire à l'axe 8. C'est en effet dans ce plan là que le marteau subit les efforts les plus importants et tout mouvement relatif des deux éléments dans cette direction conduirait à des déformations et des cisaillements notamment du boulon ou des parties des éléments formant crochet ce qui conduirait à une détérioration extrêmement rapide du marteau et de l'arbre 3 d'articulation. On notera enfin en ce qui concerne ce premier mode de réalisation du marteau selon l'invention que son retournement est possible sur l'arbre 3 d'articulation et qu'ainsi lorsque l'une des parties travaillantes par exemple la partie inférieure 7a de l'élément 7 est émoussée, on peut mettre en service la partie inférieure 6a de l'élément 6. Aux figures 4 et 5 on a représenté un second mode de réalisation du marteau dont la forme extérieure est identique à celle du marteau des figures 2 et 3. Ce marteau comporte également deux éléments mais qui ne sont pas identiques. En effet, le premier élément 21 comporte une première partie 22 dans laquelle l'oeil d'axe 8 est ménagé, cette première partie 22 étant limitée par une face plane 23 perpendiculaire à l'axe 8 et par une seconde face 24 qui au niveau de l'oeil 8 est également plane mais qui, en-dessous de cet oeil, est constituée par une surface en retrait de cette surface plane et qui délimite un bossage 25 triangulaire avec des côtés 26, 27 et 28 en pente. Le second élément 29 du marteau comporte également une face plane 30 et une autre surface pourvue d'un relief complémentaire au bossage triangulaire 25 porté par l'élément 22. Il s'agit donc d'un creux 31 bordé également par des faces inclinées telles que 32 et 33 de la figure 5. Lorsque les deux éléments sont assemblés et que le bossage 25 est logé dans le creux 31, le marteau se présente sous la forme d'une pièce pleine dont les parties actives 34 et 35 sont portées par l'élément 29. L'assemblage est réalisé comme dans le mode de réalisation précédent par un boulon 36 et la face plane 30 du second élément 29 est dans le même plan que la partie plane de la seconde surface 24 du premier élément. Dans cette réalisation, il est possible donc de dissocier l'élément 29 qui est celui qui s'use le plus rapidement de l'élément 21 pour le remplacer soit par un élément n'ayant jamais servi soit par un élément ayant servi mais dont l'une des deux parties 34 ou 35 seulement est émoussée. En effet, il sera avantageux dans ce mode de réalisation d'alterner sur les arbres 3 d'articulation l'orientation des éléments 21 de sorte que en échangeant, pour deux éléments alternés, l'élément 22 on peut mettre les parties actives non émoussées en service de chacun des éléments échangés. Bien entendu la forme triangulaire des saillies et creux qui coopèrent lors de l'emboîtement des deux éléments du marteau n'est pas une forme limitative et peut être remplacée par toutes formes possédant une symétrie par rapport au plan contenant l'axe de l'oeil 8 et l'axe du boulon 36. Le troisième mode de réalisation du marteau selon l'invention représenté aux figures 6 et 7 est à considérer comme une variante de celui des figures 4 et 5 au sens où l'élément 41 qui comporte l'oeil d'axe 8 possède en guise de partie d'assemblage une paroi 42 ajourée d'épaisseur sensiblement moindre que l'épaisseur de l'élément autour de l'oeil, cette paroi 42 se présentant sous la forme de trois branches entre lesquelles des logements en V 42a peuvent accueillir trois masselottes 43 d'un second élément 44 qui viennent s'ajuster dans les logements en V 42a séparant les branches de la partie 42. Ces masselottes 43 sont portées par une partie centrale 45 de l'élément 44 dont l'épaisseur est sensiblement égale à l'épaisseur des branches 42 de sorte que lorsque les deux éléments 41 et 44 sont assemblés le marteau est limité par deux faces planes parallèles. La mise en service des parties actives successives s'opère en faisant tourner de 120 degrés l'élément 44 par rapport à l'élément 41. On dispose ainsi d'un marteau comportant trois parties actives pouvant successivement être mises en service avant que l'on remplace la totalité du second élément 44. On notera également que pour éviter tout jeu entre les deux éléments 41 et 44 dans un plan perpendiculaire à l'axe 8 de l'oeil d'articulation, les échancrures entre les branches de la partie 42 et les surfaces délimitant la partie des masselottes qui fait saillie de la partie 45 centrale de l'élément 44 peuvent être inclinées par rapport aux faces parallèles limitant les éléments 41 et 44 pour présenter un effet de coin lors de leur assemblage par le boulon 46. Enfin aux figures 8 et 9 il s'agit d'un quatrième mode de réalisation du marteau selon l'invention. L'oeil d'axe 8 est ménagé dans un premier élément 51 qui forme un cavalier autour de cet oeil, l'extrémité des branches de ce cavalier étant réunie par une traverse centrale 52 sous l'axe de l'oeil 8 dont l'épaisseur est sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur de la partie de l'élément 51 situé audessus de cet axe 8, cette traverse 52 étant limitée en partie basse par une surface 53 ondulée. Le marteau dans cette réalisation comporte en guise de second élément deux éléments identiques 54 et 55 ayant chacun une face plane 56, 57 et une face opposée pourvue d'un relief correspondant en creux à la forme de la traverse 52. Ainsi lorsque l'on rapporte les deux éléments 54 et 55 de chaque côté de la traverse, on forme une coquille dans laquelle la traverse est enfermée et par serrage d'un boulon 58 on immobilise cette coquille sur le premier élément 51. La coopération des formes conjuguées de la traverse et des reliefs de chaque demi-coquille constitue le moyen pour empêcher le glissement de chaque demi-coquille l'une par rapport à l'autre et par rapport à l'élément 51. I1 est encore possible de renforcer la solidarisation de ces trois éléments au moyen d'une broche 58 perpendiculaire à l'axe 8 de l'oeil et formant une sorte de goupille tangente entre la traverse 52 en partie supérieure de celle-ci et les portions des demi-coquilles 54 et 55 au niveau de leur plan de joint au-dessus de cette traverse. Outre les avantages déjà exposés le marteau de l'invention en deux parties peut être manipulé beaucoup plus aisément lors des opérations d'entretien. On rappellera en effet qu'un marteau de ce type est d'un poids d'environ 80 daN. REVENDICATIONS 1. Marteau pendulaire pour broyeur ou concasseur comportant un corps pourvu d'un oeil (8) pour son articulation autour d'un arbre (3) du concasseur, l'oeil étant éloigné du centre de gravité du corps, caractérisé en ce que le corps est en au moins deux éléments (6, 7) séparables les uns des autres et emboîtables les uns dans les autres dans une direction parallèle à l'axe (8) de l'oeil. Z. Marteau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments (6, 7) identiques en forme de crochet l'une de leurs faces (9) perpendiculaires à l'axe étant plane l'autre face (10) présentant un relief (12, 13, 14) adapté à épouser le relief identique de l'autre élément lorsque les deux éléments (6, 7) sont retournés l'un sur l'autre pour que leurs crochets forment l'oeil d'articulation. 3. Marteau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments (21, 29 ; 41, 44), l'un (21, 41) comportant une partie (22) limitée par deux faces parallèles (23, 24) dans laquelle est ménagé l'oeil d'articulation du marteau et une partie (25, 42) d'attelage pour l'autre élément (29, 44) comportant une face pourvue de reliefs (25, 42), l'autre élément possédant une partie active (34, 35, 43) et une partie d'attelage (31, 32, 33, 45) au premier élément dont une face est pourvue de reliefs susceptibles d'épouser les reliefs du premier élément lors de leur assemblage, les éléments assemblés étant limités entre deux plans parallèles contenant les faces planes des deux éléments. 4. Marteau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte trois éléments (51, 54, 55) l'un (51) étant pourvu de l'oeil d'articulation et d'une partie d'attelage (52), les second et troisième éléments (54, 55) ayant une partie formant l'extrémité active du marteau et une partie d'attelage comportant un évidement dont le relief correspond au relief d'une des faces de la partie d'attelage (52) du premier élément de manière que lors de leur assemblage la partie d'attelage des second et troisième éléments (54, 55) puisse former une coquille enfermant la partie d'attelage (52) du premier élément. 5. Marteau selon la revendication 4 caractérisé en ce que les deuxième et troisième éléments (54, 55) sont identiques. 6. Marteau selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'assemblage des éléments du marteau est réalisé par un boulon (36, 46) d'axe parallèle à l'axe (8) de l'oeil d'articulation. 7. Marteau selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une broche (58) de liaison des éléments d'axe perpendiculaire à l'axe (8) de l'oeil d'articulation. 8. Marteau selon la revendication 3 et la revendication 6 caractérisé en ce que les reliefs des parties d'attelage des premier (41) et second (44) éléments sont complémentaires l'un de l'autre dans au moins deux positions relatives différentes des deux éléments autour de l'axe du boulon d'assemblage (46).