Brevet FR2822723A1 — publié le 20021004

La présente invention relève à la fois du domaine des mélangeurs malaxeurs tels que bétonnières, et des engins de manutention ou de ter- rassement tels que pelles mécaniques et bennes preneuses, et elle a pour objet un accessoire d'engin pouvant être mis en oeuvre dans le les travaux du bâtiment, les travaux publics ou les travaux agricoles. On connaît les bétonnières pouvant être chargées soit à la pelle, soit mécaniquement ; on connaît aussi les pelles mécaniques constituées d'un godet disposé en extrémité d'un bras articulé hydraulique porté par un engin automoteur (pelle mécanique ou pelleteuse), on connaît encore un mélangeur, dit godet malaxeur (voir publication FR2759621 (RABAUD) et publication W0921488 (HEATH)), constitué par une capacité analogue au godet des pelles mécaniques, mais pourvu de moyens de malaxage et porté par engin automoteur, on connaît enfin les engins excavateurs automoteurs à couple de godets, dits benne preneuse, articulés en mâchoires. Un avantage des godets malaxeurs sus visés réside dans leur aptitude à un chargement directe et dans leur mobilité, ce qui leur permet de pouvoir être rempli d'un matériau de mélange, sable et gravier, à béton par exem- ple, par une simple opération de pelletage sur le tas du matériau, en un point du chantier, puis, après ajout d'autres composants tels que ciment et eau et tout en effectuant le malaxage, d'emmener le mélange en un autre point. Un inconvénient de tels engins réside cependant dans le fait qu'ils ont tendance à repousser le tas du matériau puisque le remplissage du godet s'effectue"en poussant"et qu'ils ont une certaine difficulté à épuiser le tas, pour la même raison. L'idée mère de l'invention a été d'organiser en godet malaxeur, non plus le seul godet d'une pelleteuse, mais chacun des deux godets d'une benne preneuse à deux godet articulés en mâchoire. Ainsi et selon la présente invention, un dispositif mélangeur et malaxeur de matériaux, tels que composants pour béton, matières fourragères et analogues, du genre de dispositif constitué d'une capacité incorporant un organe de malaxage, la dite capacité étant supportée par un bras articulé porté par un engin automoteur, est caractérisé dans sa généralité en ce que, la dite capacité étant constituée de deux godets sensiblement hémicylindriques du type des godets de benne preneuse en forme de mâchoires articulées le long d'un de leurs bords, l'un des godets, dit premier, étant supporté par le dit bras articulé, l'autre godet, dit second, étant supporté par le premier, les godets étant en outre reliés par des moyens de manoeuvre en ouverture et en fermeture, chaque godet incorpore un organe de malaxage supporté par un arbre, et des moyens moteurs d'entraînement en rotation de l'arbre, qui lui sont propres. Il résulte de cette disposition que le chargement du dispositif peut être effectué en une seul opération par resserrement des mâchoires sur un tas du matériau, ou mélange de matériaux, à malaxer, ce qui évite de repousser le tas à chaque chargement, et ce qui permet aussi un épuisement complet du tas. Il restait cependant à résoudre le problème de l'étanchéité, même relative, de la fermeture des mâchoires, problème qui en général ne se pose pas pour les excavatrices qui saisissent des matériaux solides. Selon une disposition secondaire de l'invention, pour chacun des godets, le bord opposé à celui de l'articulation comporte des organes en forme de dents destinées à s'interpénétrer d'un godet à l'autre dans le double but d'assurer l'étanchéité de fermeture de la capacité et de permettre un raclage de la base du tas du matériau. Enfin, un autre problème plus général est rentré dans l'objet de l'invention, savoir : le problème de l'usure des paliers du/des organes de malaxage rotatifs, usure liée au fait que, s'agissant d'un mélange de sable, de ciment et d'eau, les paliers sont situés en charge du mélange semi-liquide, lequel est en outre, en raison de la présence du sable, particulièrement abrasif. Ainsi et selon une autre caractéristique secondaire, chaque godet comportant un couple de flasques sensiblement semi-circulaires et chaque flasque comportant un palier support à roulement pour l'arbre de l'organe de malaxage, le dit palier comprend un boîtier fixé épaulé de façon amovible sur la face extérieure du flasque et s'étendant à l'intérieur du godet, le dit boîtier étant constitué d'une partie cylindrique, d'une plaque de fermeture supportant le roule- ment de palier et un premier joint d'étanchéité refermant l'extrémité externe du boî- tier, l'extrémité interne comportant elle aussi un joint en tresse, un conduit de graissage reliant l'espace interne du boîtier à un graisseur destiné à remplir de graisse le boîtier. Il résulte de cette disposition que la graisse met les organes internes du boîtier et en particulier le roulement, qui est de préférence un roulement oscillant, dit encore à portée sphérique, à l'abri de l'introduction de substances abrasives en provenance des matériaux malaxés. Toujours avec la même préoccupation de pouvoir faire face rapidement et à moindres frais, à l'usure des paliers, même si celle-ci ne doit intervenir que toutes les mille ou deux mille heures de travail (soit cinq à dix fois moins fréquemment qu'avec les solutions de l'art antérieur) chaque arbre support d'un organe de malaxage est logé à ses extrémités dans une frète, ou fourrure, dont il est rendu solidaire en rotation par vis telle que vis CHC, laquelle fourrure traverse le boîtier et le roulement de palier et se trouve en frottement étanche avec les joints d'étanchéité. Il résulte du choix de ces dispositions que l'échange d'organes usés du palier peut être effectué par simple dégagement du boîtier, voire dégagement de la frète, sans avoir à extraire l'arbre avec son organe de malaxage. Ceci peut être réalisé rapidement depuis l'extérieur des flasques par désemboitement du boîtier ou désolidarisation de la frète de l'arbre qu'elle loge. Des moyens de vidange des godet sont avantageusement constitués par une trappe à coulisses disposée sur le godet dit premier au voisinage de la génératrice la plus proche de l'enveloppe de l'organe de malaxage, la dite trappe étant manoeuvrable pour obturer, ou inversement libérer, au moins un orifice ménagé dans la paroi hémicylindrique du dit godet. On notera que cette position de la trappe la situe environ entre le milieu de la paroi courbe du godet et son bord denté. De préférence ces moyens de vidange comprennent deux orifices de la trappe situés au voisinage de ses extrémités, et deux orifices ménagés dans la paroi du godet au voisinage de chacun de ses des flasques ; les orifices, respectivement de la trappe et du godet, peuvent être mis alternativement en regard par coulissement de la trappe ; une position intermédiaire de la trappe correspondant à une obturation des orifices ; on doit comprendre que la trappe à une fonction de distributeur à trois positions : vidange soit d'un coté soit de l'autre et position fermée intermédiaire. Suivant une autre disposition secondaire, le second godet comporte une ouverture dite de remplissage, dit manuel, voisine du bord d'arti- culation du godet, la dite ouverture étant réglementairement fermée par une grille à larges mailles. Cette ouverture, connue des dispositifs du type sert à rajouter un composant au mélange, du ciment, de l'eau, etc.. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : la fig. 1 illustre schématiquement, de coté et en élévation, l'organisation générale d'un engin comportant comme accessoire un dispositif de malaxage conforme à l'invention ; la fig. 2, est un vue en perspective du dispositif de la fig. 1, la fig. 3 est un illustration schématique du dispositif de la figure précédente vue de dessous, en position refermée, la fig. 4 est un détail à plus grande échelle de la figure précédente, et la fig. 5, illustre en coupe un palier d'arbre du dispositif. Sur la fig. 1, un dispositif de l'invention, dit aussi benne-preneuse mélangeuse 1, est supporté par un bras articulé 2 porté lui même par un engin automoteur 3. Le dispositif 1 est constitué de deux godets sensiblement hémicylindriques 6 et 8 articulés entre eux autour d'un axe 4 voisin d'un bord dit d'articulation respectivement de chacun des godets. Chacun des godets comporte conformément à l'invention un organe mélangeur, ou de malaxage, symbolisé par les cercles en tirets respectifs 11 et 12. On notera que l'invention ne s'intéresse nullement à ces organes de malaxage qui sont divers et connus en eux même et qui peuvent être des organes en forme de vis, des organes à pâles, des organes en racles, etc ; ces organes ont cependant la caractéristique commune d'être rotatif autour d'un axe respectif parallèle à l'axe d'articulation des godets l'un à l'autre. On remarque encore sur la fig. 1 que les bords des godets opposés aux bords d'articulation sont pourvus de dents 9 qui comme cela est suggéré par le dessin permettront de racler le sol sur lequel repose le tas 10 de matériaux à traiter par un mouvement d'avance de l'engin 3 en direction du tas ou par une extension du bras 2 ; lorsque le bord denté du godet 6 sera sous le tas, il suffira alors de rabattre sur lui le godet 8 pour refermer la capacité formée par les godets qui sera pleine de matériaux. Des moyens hydrauliques, tel que des vérins 13 permettent la manoeuvre du bras 2, tandis qu'un vérin 14 commande le basculement des godets dans le plan vertical. Sur la fig. 2, le dispositif 1 de la figure précédente, qui constitue l'élément sur lequel porte l'invention, est représenté séparé du bras 2 auquel il est fixable au moyen d'organes tels que des manetons 15 et 16 solidaires du premier godet 6. Un vérin 17 est destiné à commander l'ouverture et la fermeture des godets par pivotement du second godet 8 autour de leur axe d'articulation commun 18. Toujours sur cette figure, on remarque que des fiasques d'extrémité 26 et 28 de forme sensiblement semi-circulaire, visibles su le dessin, des godets respectifs 6 et 8, comportent des paliers tels que 24 pour des arbres supports d'organes de malaxage, non représentés ; il doit être compris que les deux autres flasques comportent symétriquement des paliers identiques. On remarque éga- lement, supporté par le premier godet 6, un vérin 29 de manoeuvre d'une trappe 30 à coulisse 35 à fonction d'organe distributeur pour la vidange de la capacité. Sur la fig. 3, on reconnaît des organes de la figure précédente, savoir : les vérins 17 d'ouverture/fermeture et le vérin 29 et sa trappe 30. La trappe coulissante 30 est pourvue au voisinage de ses extrémités, d'orifices 31,32 qui peuvent être mis alternativement en regard d'orifices respectifs 33,34 ménagés dans la paroi du premier godet 6, par coulissement de la trappe dans les coulisses 31 sous la commande du vérin 29, ces coïncidences correspondant à des positions de vidange, ou encore occuper une position médiane de fermeture telle que représentée sur la figure. Les orifices de la trappe peuvent déboucher dans des tuyaux souples tels que connu de l'art antérieur. On remarque encore sur la figure des moyens moteurs 36,38, tels que moteurs hydrauliques, d'entraînement en rotation des arbres des organes de malaxage, respectivement des godets 6 et 8. v Mieux visibles sur la fig. 4, des dents telles que 9 sont fixées sur les bords 41,42 des godets, et il apparaît bien que ces dents s'interpénètrent de manière telle que, même en cas d'usure prononcée de leurs cotés, la fermeture sera toujours sensiblement étanche, grâce au rapprochement permis des bords 40,41 ; les tirets 43 longeant les bords des dents indiquent la conformation en biseau de ces bords. L'étanchéité latérale des godets est obtenu par un recouvrement des flasques, d'au moins le rapprochement permis des bords, l'un des godets s'emboîtant légèrement dans l'autre. Sur la fig. 5, un palier 24 comprend essentiellement un roulement 51 oscillant ou encore à portée sphérique logé dans un évidemment d'une plaque dite de palier 52 refermant l'extrémité externe d'un boîtier cylindro- conique 53 ; le roulement est épaulé depuis l'extérieur contre la plaque de palier, qui elle-même est aussi épaulée depuis l'extérieur dans l'extrémité externe du boîtier 53, elle-même aussi épaulée et fixée dans un orifice d'un flasque, 26 par exemple du godet 6 ; il doit être clairement compris que les deux flasques de chacun des godets comporte, en regard l'un de l'autre pour chaque godet, de tels agencements de palier. Un arbre support d'organe de malaxage, tel que l'arbre 54 est logé à chacune de ses extrémités dans une frète 56 formée d'un métal dur ; l'arbre est rendu solidaire en rotation de la frète au moyen de deux vis CHC 55 ; la frète traverse la cage interne du roulement 51 qui la supporte ; des joints, en tresse par exemple, tels que 57 et 58 assurent l'étanchéité entre respectivement la frète 56 et la plaque de fermeture 52 d'une part et l'extrémité conique du boîtier 53 d'autre part, et isolent ainsi l'espace interne du boîtier. Cet espace interne divisé par une succession de disques en chicane tels que 59,59', coaxiaux à la frète et solidaires alternativement (59) de la frète et (59') du boîtier, est rempli de graisse par un conduit 60 et graisseur 62. Un circlip 61 cale le roulement dans l'alésage de la plaque de palier. L'usure peut affecter soit la frète, soit, beaucoup moins fréquemment, le roulement ; dans le cas d'usure du roulement 51, il suffit de re- tirer le circlip et de procéder à l'échange ; dans le cas d'usure de la frète il faut, après avoir retirer le roulement, dévisser les deux vis 55, retirer la frète et la remplacer. En fait la frète étant réalisée en un acier très dur, et le roulement étant très bien séparé du milieu corrosif par les différents joints et par la chicane, ces opérations d'entretien seront rarissimes. Enfin, et revenat à la fig. 2, il apparaît que le second godet comporte une ouverture dite de remplissage manuel voisine du bord d'articulation du godet, la dite ouverture étant réglementairement fermée par une grille 70 à larges mailles. REVENDICATIONS 1.-Dispositif mélangeur et malaxeur de matériaux, tels que béton, matières fourragè- res et analogues, du genre de dispositif constitué d'une capacité incorporant un organe de malaxage, la dite capacité étant supportée par un bras articulé porté par un engin automoteur, caractérisé : en ce que la dite capacité étant constituée de deux godets (6,8) sensiblement hémicylindriques du type des godets de benne pre- neuse en forme de mâchoires articulées (18) le long d'un de leurs bords, l'un des godets, dit premier (6), étant supporté par le dit bras articulé (2), l'autre godet, dit second (8), étant supporté par le premier, les godets étant en outre reliés par des moyens de manoeuvre (17) en ouverture et en fermeture, chaque godet incorpore un organe de malaxage (11,12) supporté par un arbre, et des moyens moteurs (36,38) d'entraînement en rotation de l'arbre, d'où il résulte que le chargement du dispositif peut être effectué en une seul opération par resserrement des mâchoires sur un tas (10) du matériau, ou mélange de matériaux, à malaxer, ce qui évite de repousser le tas à chaque chargement, et ce qui permet aussi un épuisement complet du tas ; 2. -Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chacun des godets (6,8), le bord (41,42) opposé à celui de l'articulation (18) comporte des organes en forme de dents (9) destinées à s'interpénétrer d'un godet à l'autre dans le double but d'assurer l'étanchéité de fermeture de la capacité et de permettre un raclage de la base du tas du matériau ; 3. -Dispositif selon la revendication 2, caractérisé : en ce que, chaque godet comportant un couple de flasques (26,28) sensiblement semi-circulaires, chaque flasque comportant un pa- lier support (52) à roulement (51) pour l'arbre de l'organe de malaxage, le dit pa- lier comprend un boîtier (24) fixé épaulé de façon amovible sur la face extérieure du flasque et s'étendant à l'intérieur du godet, le dit boîtier étant constitué d'une partie cylindrique (25), d'une plaque de palier (52) de fermeture supportant le roulement (51) de palier et un premier joint (57) d'étanchéité refermant l'extrémité externe du boîtier, l'extrémité interne comportant elle aussi un joint (58), un con- duit (60) de graissage reliant l'espace interne du boîtier à un graisseur (62) desti- né à remplir de graisse l'espace interne boîtier, d'où il résulte que la graisse met les organes inter- nes du boîtier et en particulier le roulement, à l'abri de l'introduction de substances abrasives en provenance des matériaux malaxés 4. -Dispositif selon la revendication 3, caractérisé : en ce que chaque arbre (54) support d'un organe de malaxage est logé à ses extrémités dans une frète (56) ou fourrure dont il est ren- du solidaire en rotation par vis (55), laquelle fourrure traverse le boîtier et le rou- lement de palier et se trouve en frottement étanche avec les joints (57,58) d'étan- chéité 5. -Dispositif selon la revendication 3, caractérisé : en ce que l'extrémité interne (26) du boîtier a une forme conique conférant au boîtier une forme globale tronconique ; 6. -Dispositif selon la revendication 4, caractérisé : en ce que l'espace intérieur du boîtier (24) est divisé par une succession de disques (59, 59') coaxiaux à la dite frète (56) solidaires al- ternativement de la frète et du boîtier ; 7. -Dispositif selon la revendication 3, caractérisé : en ce que le roulement (51) de palier est du type os- cillant, 8. -Dispositif selon la revendication 2, caractérisé : en ce que des moyens de vidange des godets sont constitués par une trappe (30) à coulisses (35) disposée sur le godet premier au voisinage de la génératrice la plus proche de l'enveloppe de l'organe de ma- laxage, la dite trappe étant manoeuvrable pour obturer, ou inversement libérer, au moins un orifice (31,32, 33,34) ménagé dans la paroi hémicylindrique du dit godet 9. -Dispositif selon la revendication 2, caractérisé : en ce que le second godet comporte une ouverture (70), dite de remplissage manuel, voisine du bord d'articulation du godet,