Brevet FR2852260A1 — publié le 20040917

L'invention concerne un broyeur de pierres à enclume mobile. Il est connu d'utiliser, pour réduire la dimension des pierres affleurant le sol ou reposant sur celui-ci, dans les domaines agricole et des travaux publics, des 5 broyeurs de pierres à rotor comportant, à leur périphérie, des marteaux répartis en plusieurs rangées disposées généralement en quinconce, tournant devant une enclume solidaire du châssis du broyeur. Les pierres sont alors traînées par le rotor et projetées contre l'enclume jusqu'à obtention d'un fractionnement suffisant pour permettre le franchissement de celle-ci par passage des fragments entre les dents du 10 rotor, qui les projettent alors vers l'arrière pour les faire retomber sur le sol par passage au-dessus du rotor, comme décrit dans le brevet français 2 563 447 concernant un broyeur de pierres. Il est connu aussi, par le brevet US 3 850 375, de pouvoir faire varier la position de 15 l'enclume par rapport au rotor par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique, pour permettre le passage de corps imbroyables. Dans ce cas, la face travaillante de l'enclume est munie d'une série d'éléments formant butoirs, écartés de façon à permettre le passage des marteaux, et aucun recul direct de la dite enclume sous l'action de pierres trop dures n'est prévu. Toutefois, si ces broyeurs donnent satisfaction sur des pierres friables d'origine calcaire, de dimensions assez régulières, il n'en est pas de même sur des pierres très dures, en silex ou d'origine volcanique, de dimensions assez disparates, dont les plus grosses sont susceptibles de provoquer la destruction des marteaux ou de 25 l'enclume elle-même. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Cette invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un broyeur de pierres, avec lesquels, d'une part, il soit possible d'obtenir, non seulement l'entraînement et la projection des pierres contre une enclume solidaire du châssis-coque, mais aussi de permettre l'écartement direct de celle-ci pour laisser le passage aux éléments les plus durs et les plus gros, tout en récupérant, lors 5 de son retour en position, l'énergie ainsi communiquée à la masse de l'enclume mobile pour la fragmentation des pierres qui suivent, et, d'autre part, de permettre une adaptation de ce mode de broyage aux différents cas pouvant être rencontrés, selon qu'il s'agisse d'une utilisation en agriculture ou dans les travaux publics. Le procédé de broyage de pierres à l'aide d'un broyeur constitué, pour l'essentiel, d'un rotor comportant, à sa périphérie, des masses réparties en plusieurs rangées disposées en quinconce, tournant devant une enclume solidarisée au châssis-coque du broyeur, consistant à faire tourner le rotor en sens inverse des roues du véhiculetracteur de façon à traîner les pierres dans le sens de déplacement du dit véhicule, 15 tout en projetant celles-ci contre l'enclume de façon répétitive jusqu'à l'obtention d'un fractionnement suffisant pour permettre le franchissement de l'enclume par passage des fragments entre les dents du rotor qui les entraînent et les projettent sur l'arrière, se caractérise, selon l'invention, en ce que la projection des pierres contre l'enclume s'accompagne d'une possibilité d'écartement direct de celle-ci pour 20 laisser passer les pierres trop dures venant s'encastrer entre le rotor et l'enclume. Pour cela, l'enclume est rendue coulissante verticalement, tout en étant rappelée, en permanence, vers le rotor par son propre poids, par son propre poids et par des ressorts, ou par son propre poids et par des vérins hydropneumatiques. 25 L'enclume coulisse obliquement vers le haut, selon un angle alpha compris entre 600 vers l'avant et 600 vers l'arrière, avec une préférence pour un angle alpha d'environ 30 vers l'arrière. La tension des ressorts est déterminée de façon à faire correspondre la fréquence propre du système vibrant enclume-ressorts, ou une harmonique de cette fréquence, avec la fréquence de passage des masses fixées à la périphérie du rotor, en vue d'obtenir et d'entretenir un effet de résonance du dit système. Le broyeur de pierres, utilisant le procédé exposé ci-dessus, se caractérise, principalement, en ce que l'enclume, de forme parallélépipédique, est retenue au châssis-coque, transversalement par deux glissières fixées sur les côtés internes du dit châssis-coque, et verticalement par deux fourreaux fixés, eux aussi, sur les côtés 10 internes du châssis-coque, dans le plan médian longitudinal des glissières, dans lesquels coulissent deux tiges, reliées à l'enclume mobile, munies, chacune, d'une bague butée réglable en position, prenant appui contre l'extrémité supérieure de chaque fourreau, en ce que la traverse, reliant les deux côtés du châssis-coque, située juste devant l'enclume mobile, est munie, sur sa face inférieure, d'une plaque 15 de blindage débordante, dont le bord arrière est situé à proximité immédiate de la face avant de l'enclume mobile. Les glissières et les fourreaux de retenue de l'enclume mobile au châssiscoque sont fixés obliquement contre les côtés internes du dit châssiscoque par des boulons. 20 Le degré d'obliquité des glissières et des fourreaux est réglable par l'intermédiaire de séries d'orifices, disposés en arcs de cercles, percés dans les parois du châssiscoque, dans lesquels se montent les boulons de fixation des dites glissières et des dits fourreaux de retenue de l'enclume mobile au dit châssis-coque. 25 Les tiges de retenue de l'enclume mobile sont reliées à celle-ci par des biellettes. Selon un mode de réalisation, l'enclume mobile est rappelée en permanence vers le rotor par sa masse et par des ressorts de compression montés sur les tiges de retenue, entre une bague butée à position réglable et l'extrémité inférieure des fourreaux de retenue; les ressorts de compression étant constitués chacun d'un empilement de rondelles élastiques métalliques. Selon un autre mode de réalisation, la masse de l'enclume est partiellement compensée par des ressorts de compression montés sur les tiges de retenue, entre une bague butée filetée de réglage de tension et l'extrémité supérieure de chaque 10 fourreau de retenue. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent, principalement, d'une part, en ce que ce broyeur peut être utilisé sur toutes sortes de pierres, quelles que soient leur dureté et leur taille, sans risque de détérioration des marteaux de broyage 15 et de l'enclume par des corps imbroyables, et, d'autre part, en ce qu'il se prête à une adaptation précise du dispositif de broyage au besoin de broyage et à la dureté des pierres, puisque la résistance opposée par l'enclume peut être modulée, ainsi que l'obliquité de celle-ci, afin d'éviter tout gaspillage d'énergie, notamment en présence de pierres friables, et d'obtenir une fragmentation idéale dans chaque cas. 20 D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation du broyeur selon l'invention, donnés à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue de côté partielle d'un broyeur de pierres à obliquité fixe de l'enclume, - la figure 2 représente une vue de l'arrière du broyeur selon la figure 1, - la figure 3 représente une vue de côté partielle d'un dispositif de broyage à obliquité d'enclume réglable, ainsi que la résistance opposée par celle-ci. Les figures représentent un broyeur de pierres constitué principalement d'un 5 châssis-coque 10, reposant sur le sol par des patins 11 à contrepatins d'usure 12, supportant, par des paliers, un rotor 20 à la périphérie duquel sont fixées des rangées de masses 21 disposées en quinconce, tournant dans le sens contraire des roues du véhicule-tracteur (non représenté), lequel assure, par son attelage à trois points et sa prise de force, la mise en oeuvre du dit broyeur, par l'intermédiaire, 10 notamment, d'un boîtier à renvoi d'angle 32 et d'arbres de transmission à cardans 33, 34 d'entraînement en rotation du rotor 20; le dit rotor 20 tournant par rapport à une enclume mobile 40, à éléments additionnels 41, retenue au châssis-coque 10, transversalement par deux glissières 50, constituées de deux guides 51 et 52, fixées au châssis-coque 10 par des boulons 53, 54, réglables en position par 15 l'intermédiaire de trois séries d'orifices 13, 14, 15 disposés en arcs de cercles concentriques, et, verticalement, par deux fourreaux 55, 56 réglables en position par l'intermédiaire de boulons 57 et 58 et de deux séries d'orifices 16, 17 disposés eux aussi selon deux arcs de cercles concentriques, dans lesquels coulissent deux tiges 42, 43 à bagues butées réglables 44, 45, assurant respectivement la tension ou le 20 coulissement de ressorts 47, 48 constitués, dans cet exemple, d'un empilement de rondelles élastiques du type " belleville " ; les dites tiges 42, 43 étant reliées à l'enclume mobile 40 par un système de vis 49 et de biellettes 59; la traverse arrière 18 du châssis-coque 10 étant protégée, sur le dessous, par une plaque de blindage 19, fixée par des boulons 191, permettant un réglage en position 25 longitudinale par une série d'orifices (non représentée), en corrélation avec le réglage de l'obliquité de l'enclume mobile 40. Le dit châssis-coque 10 comportant, sur l'arrière, en aval du rotor 20, un capot anti-projection 60, articulé par rapport à une barre d'articulation 61, à position réglable par l'intermédiaire d'une chaîne 62 reliée à l'extrémité d'un bras de relevage 63 à débattement assuré par un vérin 64. En examinant maintenant plus en détail les figures 1 et 2, on remarque que, compte5 tenu du sens de déplacement du véhicule-tracteur et du sens de rotation du rotor 20, les pierres affleurant le sol ou reposant sur celui-ci sont rejetées sur l'avant et entraînées par les masses 21 fixées en quinconce à la périphérie du dit rotor 20, contre la plaque de blindage 19 fixée en amont de l'enclume mobile 40, jusqu'à leur fractionnement à une granulométrie suffisante pour permettre leur passage 10 entre les masses 21, sous l'enclume mobile 40 qui en assure le calibrage, sauf lorsqu'il s'agit de pierres trop dures, dont la projection vers l'arrière, par-dessus le rotor 20, devient malgré tout possible par effacement, vers le haut, de l'enclume mobile 40 qui coulisse dans les glissières 50 constituées de deux guides 51 et 52, en entraînant, vers le haut, par l'intermédiaire des biellettes 59, les tiges 42 et 43 15 coulissant dans des fourreaux 55 et 56 fixés chacun contre l'un des côtés du châssis-coque 10 du broyeur. Dans ce mode de réalisation simplifié, à obliquité fixe de l'enclume mobile 40, la position de cette dernière par rapport aux masses 21 est prédéterminée par l'intermédiaire de la bague butée 44 solidarisée aux tiges 42, 43 au- dessus des fourreaux 55, 56, qui prend normalement appui contre l'extrémité 20 supérieure des fourreaux 55, 56. On remarque aussi que la projection vers l'arrière des fragments de pierres est assurée par un capot anti-projection 60, d'inclinaison réglable à distance par l'intermédiaire de la chaîne 62, du bras de relevage 63 et du vérin 64. On constate donc que le dispositif selon l'invention permet, outre d'éviter la détérioration du rotor 20 et de l'enclume mobile 40, de contrôler, de façon 25 précise, la taille des fragments de pierres obtenue, ceci, par simple action sur la bague butée réglable 44 située audessus des fourreaux 55 et 56; la masse de l'enclume mobile 40 pouvant, par ailleurs, être ajustée à l'aide des éléments additionnels 41. En se rapportant maintenant à la figure 3, représentant un mode de réalisation plus élaboré du broyeur selon l'invention, on remarque, d'une part, que l'inclinaison alpha de l'enclume mobile 40, qui est de 300 vers l'arrière sur les figures 1 et 3, peut être modifiée à volonté, vers l'arrière ou vers l'avant, par l'intermédiaire de 5 séries semicirculaires d'orifices 13 à 15, de même centre, permettant le montage des boulons 53 et 54 de fixation des guides 51 et 52 des glissières 50 et de la barre 61 dans les orifices correspondant à l'obliquité recherchée, de même que les boulons 57 et 58 de fixation des fourreaux 55 et 56 par rapport aux séries circulaires d'orifices 16 et 17 correspondants, et, que, d'autre part, l'enclume 10 mobile 40 est retenue contre les parois du châssis-coque 10 avec une certaine élasticité, due à la présence d'un empilement de rondelles élastiques 47 entre la bague butée supérieure 44 et l'extrémité supérieure des fourreaux 55 et 56, et d'un autre empilement de rondelles élastiques 48 entre la bague butée inférieure 45 et l'extrémité inférieure des dits fourreaux 55 et 56. Ainsi, outre la possibilité de 15 moduler la masse de l'enclume mobile 40, en ajoutant ou en retirant les éléments d'enclume additionnels 41, il sera possible, dans ce mode de réalisation, de soulager l'enclume mobile 40 par pré-compression de l'empilement de rondelles 47 par l'intermédiaire de la bague butée filetée 44, ou, au contraire, d'exercer une force vers le bas sur l'enclume mobile 40 par l'intermédiaire de l'empilement de 20 rondelles élastiques 48 et de la bague butée filetée 45 située sous les fourreaux 55 et 56; l'action des empilements de rondelles élastiques 47 et 48 pouvant être annulée en reculant les bagues butées réglables 44 et 45, individuellement ou conjointement. A souligner que la fréquence propre de résonance du système vibrant, constitué de l'enclume mobile 40 et de l'empilement de rondelles élastiques 47, peut être ajustée comme indiqué ci-dessus, afin que la dite fréquence propre de résonance, ou une harmonique de celle-ci, soit proche de la fréquence de passage des rangées de masses 21 à l'aplomb de l'enclume mobile 40 lors de la rotation du rotor 20, ceci, en vue de renforcer l'effet de broyage déjà obtenu par les masses 21, par une résonance entretenue du système masses-ressorts, en particulier vis-à-vis des pierres dures. Le broyeur selon l'invention est destiné principalement à être utilisé en agriculture et dans les travaux publics, mais rien ne s'opposerait à son utilisation pour le broyage d'autres matériaux préalablement répartis sur le sol, sous réserve peut-être d'adaptations mineures à la portée de l'homme de métier. Revendications 1. Procédé de broyage de pierres à l'aide d'un broyeur constitué, pour l'essentiel, d'un rotor comportant, à sa périphérie, des masses réparties en plusieurs rangées disposées en quinconce, tournant devant une enclume solidarisée au châssis-coque du broyeur, consistant à faire tourner le rotor en sens inverse des roues du véhicule5 tracteur de façon à traîner les pierres dans le sens de déplacement du dit véhicule, tout en projetant celles-ci contre l'enclume de façon répétitive jusqu'à l'obtention d'un fractionnement suffisant pour permettre le franchissement de l'enclume par passage des fragments entre les dents du rotor qui les entraînent et les projettent sur l'arrière, caractérisé en ce que la projection des pierres contre l'enclume 10 s'accompagne d'une possibilité d'écartement direct de celle-ci pour laisser passer les pierres trop dures venant s'encastrer entre le rotor et l'enclume. 2. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enclume est rendue coulissante verticalement. 15 3. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enclume est rappelée, en permanence, vers le rotor. 4. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 3, caractérisé en ce que 20 l'enclume est rappelée vers le rotor par son propre poids. 5. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enclume est rappelée vers le rotor par son propre poids et par des ressorts. 6. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enclume est rappelée vers le rotor par son propre poids et par des vérins hydropneumatiques. 7. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enclume coulisse obliquement selon un angle alpha compris entre 600 vers l'avant et 600 vers l'arrière. 8. Procédé de broyage de pierres selon la revendication 5, caractérisé en ce que la 10 tension des ressorts est déterminée de façon à faire correspondre la fréquence propre du système vibrant enclume-ressorts, ou une harmonique de cette fréquence, avec la fréquence de passage des masses fixées à la périphérie du rotor, en vue d'obtenir et d'entretenir un effet de résonance du dit système. 9. Broyeur de pierres constitué, pour l'essentiel, d'un rotor comportant, à sa périphérie, des masses réparties en plusieurs rangées disposées en quinconce, tournant dans le sens inverse des roues du véhicule-tracteur, devant une enclume solidarisée au châssis-coque du broyeur, mettant en oeuvre le procédé selon les revendications 1 à 8 ci-dessus, caractérisé en ce que l'enclume mobile (40), de 20 forme parallélépipédique, est retenue au châssis-coque (10), transversalement par deux glissières (50) fixées sur les côtés internes du dit châssis-coque (10), et, verticalement, par deux fourreaux (55, 56) fixés, eux aussi, sur les côtés internes dudit châssis-coque (10), dans le plan médian longitudinal des glissières (50), dans lesquels coulissent deux tiges (42, 43), reliées à l'enclume mobile (40), munies, 25 chacune, d'une bague butée (44) réglable en position, prenant normalement appui contre l'extrémité supérieure de chaque fourreau (55, 56), en ce que la traverse (18), reliant les deux côtés du châssis-coque (10), située juste devant l'enclume mobile (40), est munie, sur sa face inférieure, d'une plaque de blindage débordante il (19), dont le bord arrière est situé à proximité immédiate de la face avant de l'enclume mobile (40). 10. Broyeur de pierres selon la revendication 9, caractérisé en ce que les glissières 5 (50) et les fourreaux (55, 56) de retenue de l'enclume mobile (40) au châssis-coque (10) sont fixés obliquement contre les côtés internes du dit châssis- coque (10). 11. Broyeur de pierres selon la revendication 10, caractérisé en ce que les glissières (50) et les fourreaux (55, 56) sont fixés au châssis-coque (10) par des boulons (53, 10 54 et 57, 58). 12. Broyeur de pierres selon la revendication 11, caractérisé en ce que le degré d'obliquité des glissières (50) et des fourreaux (55, 56) est réglable par l'intermédiaire de séries d'orifices (13 à 17), disposés en arcs de cercles, percés 15 dans les parois du châssis-coque (10), dans lesquels se montent les boulons de fixation (53, 54 et 57, 58) des glissières (50) et des fourreaux (55, 56) de retenue de l'enclume mobile (40) au dit châssis-coque (10). 13. Broyeur de pierres selon la revendication 9, caractérisé en ce que les tiges (42, 20 43) de retenue de l'enclume mobile (40) sont reliées à celle-ci par des biellettes (59). 14. Broyeur de pierres selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enclume mobile (40) est rappelée en permanence vers le rotor (20) par sa masse et par des 25 ressorts de compression (48) montés sur les tiges (42, 43) de retenue, entre une bague butée inférieure à position réglable (45) et l'extrémité inférieure des fourreaux (55, 56) de retenue. 15. Broyeur de pierres selon la revendication 9, caractérisé en ce que la masse de l'enclume est partiellement compensée par des ressorts de compression (47) montés sur les tiges (42, 43) de retenue, entre la bague butée supérieure filetée (44) de réglage de tension et l'extrémité supérieure de chaque fourreau (55, 56) de retenue. 16. Broyeur de pierres selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les ressorts de compression (47, 48) sont constitués chacun d'un empilement de rondelles élastiques métalliques.