Brevet FR2823452A1 — publié le 20021018

d'au moins 1 autre groupe partant que -. La présente invention concerne un outil rotatif de broyage, déchiquetage ou concassage de matériaux. La plupart des outils de ce type sont constitués d'un support rotatif (disque ou tambour) et de marteaux en saillie à la périphérie du support. Ces marteaux peu- vent être fixés rigidement au support ou articulés autour d'axes du support parallèles à son axe de rotation. Dans ce dernier cas les marteaux appelés fléaux sont en saillie sous l'effet de la force centrifuge lors de la rotation du support. Le chac entre un fléau et le matériau à broyer ou déchiqueter a pour premier effet d'engendrer un pivote- ment du fléau autour de son axe darticulation dans le sens inverse du sens de rotation du support. En effet, par hypothèse la force centrifuge s'étend le long du rayon du support passant par l'axe d' articulation du fléau. Il n'existe donc aucun couple de rappel du fléau autour de cet axe darticulation. Ce n'est que le pivote- ment consécutif au choc qui fait naître un couple de rap pel en ayant déplacé le point dapplication de la force centrifuge (centre de gravité du fléau par rapport au rayon du support). Ce couple tend alors à ramener le cen- tre de gravité sur le rayon. L' action de ce couple de rappel est comparable à celle d'un ressort qui agirait tangentiellement sur le fléau comme une butée élastique du fléau, c'est-à-dire développant un effort de rappel sur le fléau que s'il y a pivotement de ce dernier. Ce comportement a au moins deux conséquences. L' impact du fléau n'est pas aussi franc que l 'impact d'un marteau fixe: le pouvoir de déchiquetage est diminué. Le fléau agit en plus comme un éjecteur du matériau avec le- quel il vient d'entrer en contact car le couple de rappel mentionné plus haut donne au fléau une fonction de cata pulte qui éloigne le matériau du fléau. On constate très nettement ce phénomène lorsque le matériau est léger (bois, branchages, arbustes, taillis...). L'efficacité du broyage en est donc diminuse. L'un des objectifs de la présente invention est d'améliorer l'efficacité d'un outil rotatif à fléaux en proposant une structure de l'outil par laquelle les con séquences néfastes dune simple articulation du fléau au support sont réduites. A cet effet l' invention a donc pour objet un ou til rotatif de broyage, déchiquetage ou concassage de ma tériau comportant un support avec un axe de rotation, une pluralité de fléaux et des moyens de liaison des fléaux au support comprenant des manetons d'axe parallèle à l'axe de rotation, chaque fléau ayant un centre de gravi té distinct de l'axe du maneton correspondant. Plus pré cisément, les moyens de liaison de chaque fléau au sup port comportent des moyens de butée angulaire du fléau par rapport au maneton correspondant, qui s'opposent, lors de la rotation du support, au pivotement du fléau autour du maneton, résultant dune force de freinage ap pliquée au fléau orthagonalement à l'axe de son maneton tant que cette force est inférieure à un seuil et qui s'effacent ou échappent lorsque cette force est supé rieure à ce seuil. Le fléau se comporte ainsi comme un marteau fixe au moment de son contact avec ce matériau à broyer, ce qui lui confère une attaque très franche du matériau aug mentant l'effet de l 'impact. On constate qu'ainsi notam ment pour des matériaux lagers, l'effet de catapulte du fléau est supprimé, ce qui conduit à augmenter l'effica cité du broyage tout en conservant au fléau sa faculté de s' effacer vers l'arrière si l' effort résistant est trop important. Plusieurs modes de réalisation de l' invention sont possibles. Dans l'un deux, chaque maneton étant cy lindrique et chaque fléau étant monté strictement tour nant autour de chaque maneton, les moyens de butée sont constitués par une bille à ressort et une cuvette de ré ception d'une partie de la bille. La bille à ressort peut indifféremment être logée dans le maneton ou dans le fléau et la cuvette respectivement dans le fléau ou le maneton. On crée ainsi une sorte dencliquetage effacable lorsque le couple dientraînement en rotation du fléau au tour du maneton né de l' effort résistant appliqué au fléau devient supérieur à l' effort élastique denclique tage de l'un par rapport à l'autre. Dans une autre réalisation, chaque fléau est mon té tournant avec jeu sur chaque maneton tandis que les moyens de butée angulaire comportent au moins un point d'appui et une surface de glissement de ce point d'appui entre le fléau et le support situé, dans le sens de rota tion du support, en avant du rayon du support qui passe par l'axe du maneton de sorte qu'à partir d'une position relative du fléau et du support dans laquelle le centre de gravité du fléau est situé sur le rayon du support passant par l'axe du maneton, le pivotement du fléau par rapport au maneton dans le sens inverse de celui du sup port s'accompagne d'un mouvement du centre de gravité du fléau en direction de l'axe du maneton. Dans une variante de la réalisation, le point d'appui et la surface de glissement de ce point sont si tués entre le fléau et le maneton, tandis que dans une autre variante de réalisation, ce point d'appui et cette surface sont situés entre un flanc transversal du fléau et un flanc du support adjacent au fléau. D'autres caractéristiques et avantages de l' in vention ressortiront de la description donnée ci-après à titre d'exemple de quelques modes de réalisation de l' in vention. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels: - les figures 1 et 1A sont deux vues d'un outil rotatif de broyage à fléaux connu en lui- même, - la figure 2 est une vue d'un premier mode de réalisation de l' invention, - les figures 3 et 4 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'outil selon l' invention dans deux po- sitions différentes du fléau par rapport au tambour, - la figure 5 est une variante de la réalisation représentée aux figures 3 et 4, - la figure 6 est la représentation d'une va- riante de réalisation des figures précédentes, - les figures 7, 8 et 9 sont des schémas illus- trant une autre variante de réalisation de l'outil selon l' invention, la figure 10 est l' illustration schématique d'une dernière variante de réalisation de l' invention. De manière connue, comme illustré par les figues 1 et 1A, l'outil rotatif de broyage à fléaux pendulaires comporte un tambour 1 avec un axe longitudinal de rota- tion 2 auquel, dans des rainures périphériques 3, sont articulés des fléaux 4 autour de manetons 5. Le tambour 1 peut être monobloc ou réalisé par assemblage de disques empilés le long de l'axe 2. Chaque fléau 4 possède un centre de gravité G qui, lorsque le tambour tourne, vient se placer sur le rayon R du tambour qui passe par l'axe du maneton 5 correspondant. Cette position est représen- tée en 4' sur la figure 1A avec le centre de gravité en G'. Chaque rainure 3 possède deux flancs 3a et 3b qui se font face et entre lesquels une pluralité de fléaux 4 peut librement évoluer. A la figure 2 on retrouve un fléau 4 de centre de gravité G articulé sans] eu autour du maneton 5. Lorsque le tambour 3 tourne par exemple dans le sens de la flèche A, le centre de gravité G du fléau 4 se trouve sur le rayon R du tambour qui passe par l'axe du maneton 5. Le maneton 5 est équipé d'une bille 6 à ressort 7 qui, dans cette position, pénètre dans une cavité 8 ménagée dans la surface cylindrique du fléau 4 entourant le maneton 5. La bille à ressort constitue un moyen d'indexation du fléau 4 ou moyen de butée angulaire - de ce fléau par rapport au maneton 5 qui s' oppose à la rotation du fléau 4 autour du maneton 5 dans le sens inverse du sens A lorsque ce maneton subit une force de freinage ou une force résis tante F orChogonale à l'axe du maneton 5 engendrée par le matériau à broyer. Le fléau 4 ne tournera autour du mane- ton 5 que si l' effort F est suffisant pour engendrer un couple de rotation du fléau supérieur au couple né de l'application de la bille 6 pénétrant dans la cavité 8. Cette rotation n'est obtenue que si l 'effort F est suffi- sant pour que les bords profilés de manière appropriée de la cavité 7 forcent la pénétration de la bille 6 dans le maneton 5 à l'encontre de l'effet du ressort 7. En des- sous de cette valeur de seuil, le fléau 4 se comporte comme un marteau fixe sans mouvement à l' impact contre le matériau à broyer. A la figure 3 le fléau 4 est monté à rotation sur le maneton 5 avec un jeu J. Le maneton 5 possède un mé- plat 5a, perpendiculaire à un plan médiateur qui contient le rayon R et le logement 9 du fléau 4 dans lequel le ma- neton 5 est logé avec jeu, possède également un méplat qui s'appuie sur la totalité du méplat 5a sous l'effet de la force centrifuge due à la rotation A du tambour 1. Lors de l'application de l' effort F sur le fléau 4, la totalité de la réaction du maneton sur le fléau se con- centre aux points 5b, 9b d'extrémité avant des méplats, ce qui engendre un couple de retenue du fléau 4 s'oppo- sant au couple créé par la force F. Lorsque ce couple est vaincu le point avant 5b du méplat 5a se met à glisser sur le méplat 9a du logement 9, ce qui force lors du pi i votement du fléau 4, le centre de gravité G de ce fléau à se rapprocher du maneton 5 comme illustré par la figure 4. Sur cette figure on a représenté en effet la position G1 de ce centre de gravité qui n'aurait fait que tourner autour du maneton 4 et la position G2 rcelle de ce centre de gravité au plus près du maneton 5 lorsque le point 5b atteint la zone médiane du méplat 9a. On comprend que la force F nécessaire à faire pivoter le fléau pour que son centre de gravité G passe en G2 doit être plus importante que celle qui l'aurait fait passer dans la position G1. En effet, il a fallu développer un travail supplémentaire pour rapprocher le centre de gravité du maneton 5 donc de 1'axe 2 de rotation du tambour 1. Le fléau se comporte donc de manière plus "raide", même après avoir commencé à tourner qu'un fléau qui neffectuerait qu'un simple mou vement de rotation autour du maneton 5. Il s'agit du même phénomène qui est mis en jeu dans les variantes de réalisation des figures 5 et 6 o les méplats actifs 10 et 11 sont inclinés sur le rayon R au lieu d'être perpendiculaires à celui-ci. Seule, toutes choses égales par ailleurs, l'intensité des couples de maintien et de rappel du fléau sur ou en direction du rayon R. est différente selon chacune des réalisations des figures 3 et 4, 5 et 6. Aux figures 7, 8 et 9, on a représenté partielle ment un outil selon l' invention dans lequel le fléau 4 possède une ouverture en forme de lumière 12 formant donc un jeu pour le maneton 5 et comporte sur l'un de ses flancs (ou sur ses deux flancs) un taquet 13 surmontant la lumière 12 ét venant prendre appui sous l'effet de la force centrifuge lorsque le tambour tourne par exemple dans le sens A, contre une surface de butée 14 que pré sente l'un des flancs 3A (ou les deux flancs 3A et 3B) de la gorge 3 du tambour 1. Sous 1'effet de la force centri fuge, le fléau 4 est plaqué contre ces surfaces 14 alors que le jeu entre la lumière 12 et le maneton 5 est parta- gé de chaque côté du maneton 5. La lumière 12 ne fait qu'encadrer latéralement, dans cette position, le maneton 5. Sous l'effet de l' effort F de freinage ou résistant, la force d'appui du fléau sur les surfaces 14 se concen- tre sur le coin avant 13a du ou des taquets 13, d'o la naissance dune force de réaction de la surface 14 sur cet angle qui s' oppose jusqu'à un certain degré au pivo- tement du fléau 4 autour du maneton 5. Ensuite, si l'ef fort F est suffisant, le fléau 4 tourne avec le coin 13a glissant sur la surface 14 tandis que la lumière 12 glisse sur le maneton 5. Tant que le coin 13a du taquet 13, qui était situé en avant du rayon R. n'a pas passé ce rayon, la force qu'il faut développer pour faire pivoter le fléau 4 comprend d'une part une composante qui doit vaincre la force centrifuge due à la rotation du tambour et d'autre part une composante qui doit forcer le fléau à se rapprocher du centre du maneton. Dans le cas de ces figures comme dans les figures 3 à 6, le comportement en pivotement du fléau 4 est plus raide que s'il n'avait qu'à tourner autour du maneton 5. I1 en est de même pour la construction selon la figure 10 dans laquelle le ou les taquets 13 sont rempla- cés par un pion 15 et dans laquelle la lumière 12 est orientée en direction de ce point 15. Le point 16 d'appui du pion 15 sur la surface 14 solidaire de l'un ou des flancs 3a, 3b de la gorge 3 du tambour 1 est situé en avant du rayon R. Dans le cas présent, sous l'effet de la force centrifuge et en l'absence deffort existant, le fléau 4 est appuyé contre le maneton 5 et contre la sur- face 14. Les dispositions de l' invention sont décrites ci- dessus dans un outil de broyage comportant un tambour et des fléaux. Dans un autre mode de réalisation, l'outil peut comporter, à la place du tambour, un seul disque avec des fléaux périphériques. L'outil peut alors être utilisé comme une faucheuse ou une déDroussailleuse avec son axe de rotation sensiblement vertical et le disque à fléaux à l'extrémité inférieure de cet axe. Grâce à l'invention, il est possible de cons truire des outils qui, pour des performances équivalen tes, auront soit à tourner moins vite que les outils con nus du même type, soit des fléaux de masse moins impor tante, ce qui conduit à des moteurs de plus faible puis sance. REVENDICATIONS 1. Outil rotatif de broyage, déchiquetage ou con cassage de matériaux, comportant un support (1) avec un axe de rotation (2), une pluralité de fléaux (4) et des moyens de liaison des fléaux au support comprenant des manetons (5) daxe parallèle à l'axe (2) du support (), chaque fléau ayant un centre de gravité (G) distinct de l'axe du maneton (5) correspondant, caractérisé en ce que les moyens de liaison de chaque fléau au support compor tent des moyens de butée angulaire (6, 7, 8) du fléau (4) par rapport au maneton (5) correspondant qui s'opposent, lors de la rotation (A) du support (1), au pivotement du fléau (4) autour du maneton (5), résultant dune force (F) résistante appliquée au fléau (4) orthogonalement à l'axe de son maneton (5) tant que cette force est infé rieure à un seuil et qui s'effacent ou échappent lorsque cette force est supérieure à ce seuil. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque maneton (5) étant cylindrique et chaque fléau étant monté strictement tournant autour de chaque maneton (5), les moyens de butée sont constitués par une bille (6) à ressort (7) et une cuvette (8) de réception d'une partie de la bille (6). 3. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fléau est monté tournant avec jeu sur cha que maneton et en ce que les moyens de butée angulaire comportent au moins un point d'appui (5b, 13a, 16) et une surface de glissement (9a, 14) de ce point d'appui, entre le fléau (4) et le support (1) situé, dans le sens de ro tation du support (1), en avant du rayon (R) du support (1) qui passe par le centre de gravité (G) du fléau (4) lorsque celui-ci n'est soumis qu'à la seule force centri fuge, de sorte qu'à partir de cette position, le pivote ment du fléau (4) par rapport au maneton (5) dans le sens inverse de celui (A) du support (1) s'accompagne d'un mouvement du centre de gravité (G) du fléau en direction de l'axe du maneton (5). 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le point d'appui (5b) et la surface (9a) de glis- sement de ce point sont situés entre le fléau et le mane- ton. 5. Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le point d'appui (13a, 16) et la surface (14) de glissement de ce point sont situés entre un flanc latéral du fléau (4) et un flan (3a, 3b) du support (1) adjacent