Brevet FR2945460A1 — publié le 20101119

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine du traitement de matériaux de toutes origines, en particulier par déchiquetage au moyen de concasseurs ou de broyeurs à marteaux, ou analogues et a pour objet un dispositif d'entraînement du rotor d'un tel broyeur ou concasseur ou analogue. La récupération de produits métalliques à partir d'objets hors d'usage, en particulier de véhicules automobiles, au moyen de concasseurs ou de broyeurs, s'effectue généralement par introduction des objets dans un broyeur à marteaux, par l'intermédiaire d'une rampe d'introduction équipée d'un tambour écraseur ; ledit broyeur à marteaux arrache et déchiquette la matière y entrant, par interaction avec une ou plusieurs enclumes, qui éjecte et/ou évacue à travers des parois criblantes les déchets mécaniques obtenus présentant un calibre déterminé. Ces déchets sont ensuite traités en vue d'une élimination des matières impropres à la réutilisation et d'un tri des matières restantes en fonction de leurs caractéristiques métallurgiques. Les broyeurs à marteaux connus à ce jour, dont les marteaux sont généralement montés sur un rotor constitué par un assemblage de disques et sont éclipsables dans le rotor permettent, généralement, un broyage correct des produits suivant une densité prédéterminée. Ces broyeurs connus sont généralement sous forme d'unités de dimension plus ou moins importante, en fonction de leur rendement journalier et présentent un dispositif d'entraînement du rotor en prise directe avec ce dernier ou par l'intermédiaire d'un ensemble de transmission à poulies et courroies ou à pignons et chaînes, à vitesse unique ou à variateur de fréquence, éventuellement avec interposition d'un coupleur hydraulique destiné à favoriser le démarrage et à protéger les parties mécaniques et électriques en cas de surcharge ou de blocage. Cependant, si les broyeurs existant satisfont aux différents cahiers des charges concernant leurs performances, ils sont souvent équipés d'unités d'entraînement très encombrantes et nécessitent, de ce fait, la prévision de châssis surdimensionnés pour la réception des moteurs et des transmissions. Ceci est particulièrement le cas lors de la mise en oeuvre de broyeurs verticaux ou à rotor incliné par rapport à l'horizontale, dont tous -2- les moyens d'entraînement et de transmission de force sont prévus à l'extrémité dudit rotor située au point le plus bas. En outre, l'extraction du rotor en vue de travaux de maintenance est extrêmement difficile. Enfin, ces transmissions sont onéreuses et perdent de la puissance et du couple au cours de la réduction de vitesse. Il a également été proposé de réaliser l'entraînement du rotor par l'intermédiaire de moteurs hydrauliques lents, en prise directe avec l'arbre du rotor ou encore par des moteurs hydrauliques rapides accouplés audit arbre du rotor par l'intermédiaire de réducteurs planétaires. De tels dispositifs ne sont, cependant adaptés qu'à des puissances limitées. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif d'entraînement du rotor d'un tel broyeur ou concasseur permettant de gérer de manière particulièrement efficace la puissance d'entraînement du rotor, de limiter les frais de maintenance et d'obtenir, à puissance égale, un encombrement réduit. A cet effet, le dispositif d'entraînement du rotor d'un broyeur, d'un concasseur ou analogue, conforme à l'invention, qui est essentiellement constitué par un moyen de transmission et par au moins un moteur d'entraînement et qui est guidé et maintenu dans des logements de guidage et de maintien correspondant du carter du broyeur, est caractérisé en ce que le moyen de transmission est sous forme d'une boîte de vitesse comportant une couronne dentée en prise directe avec l'arbre du rotor, le ou les moteurs d'entraînement étant fixés sur la boîte de vitesse et en prise avec la couronne dentée par l'intermédiaire de pignons correspondants. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un broyeur muni d'un dispositif conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue partielle en perspective et en coupe du broyeur en position ouverte, le rotor étant partiellement extrait de l'enceinte de broyage ; la figure 3 est une vue en analogue à celle de la figure 2, le rotor étant totalement extrait, en position de maintenance ; -3- la figure 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du moyen de transmission, et la figure 5 est une vue partielle, à plus grande échelle, représentant le moyen de pivotement du moyen de transmission et du rotor. La figure 1 des dessins annexés représente, à titre d'exemple, un broyeur ou concasseur à marteaux ou analogues, qui est essentiellement constitué par une rampe d'introduction, éventuellement équipée d'au moins un moyen d'écrasement, par un rotor ou moyen 3 de réduction dimensionnelle par broyage, par concassage, par déchiquetage ou par grignotage, par un châssis 4 de support de l'ensemble ou carter du broyeur et par un capot de protection 5 recouvrant l'ensemble et renfermant une enceinte de broyage munie de parois criblantes. Ce broyeur peut éventuellement être combiné, en amont du rotor 3, avec une cisaille 6 permettant de débiter les produits à broyer suivant des longueurs prédéterminées. Le rotor ou moyen 3 de réduction dimensionnelle du broyeur ou concasseur est entraîné par un dispositif d'entraînement 7, qui est essentiellement constitué par un moyen de transmission 8 et par au moins un moteur d'entraînement 9 et est guidé et maintenu dans des logements 3' de guidage et de maintien correspondant du carter du broyeur. Conformément à l'invention, le moyen de transmission 8 est sous forme d'une boîte de vitesse comportant une couronne dentée 10 en prise directe avec l'arbre du rotor 3, le ou les moteurs d'entraînement 9 étant fixés sur la boîte de vitesse et en prise avec la couronne dentée 10 par l'intermédiaire de pignons d'entraînement correspondants 11, le rotor 3 étant guidé dans le moyen de transmission 8 par l'intermédiaire de paliers 8' (figure 4). De préférence, les moteurs d'entraînement 9 sont des moteurs hydrauliques ou électriques, à sens de rotation unique ou réversible. De tels moteurs électriques ou hydrauliques présentent l'avantage de permettre une variation en continu de la puissance en fonction des besoins, par mise en oeuvre d'un variateur électrique en relation avec les moteurs électriques, par action sur la pression d'alimentation, en cas d'utilisation de moteurs hydrauliques, ou encore par mise en oeuvre de moteurs supplémentaires agissant directement sur la couronne dentée 10 de la boîte de vitesse formant le moyen de transmission 8. En outre, la mise en oeuvre de moteurs -4- hydrauliques 9 permet d'absorber les chocs en cas de surcharge ou de blocage sans nécessiter de coupleurs hydrauliques intermédiaires. Selon une caractéristique de l'invention, dans le cas de mise en oeuvre de moteurs 9 électriques, le pignon d'entraînement 11 de chaque moteur est avantageusement relié à l'arbre d'entraînement de ce dernier par l'intermédiaire d'un coupleur à billes 12 (figure 4) ou d'un coupleur hydraulique. Un coupleur à billes est destiné à assurer, tout comme un coupleur hydraulique, une absorption des chocs en cas de surcharge ou de blocage et ainsi d'éviter tout risque d'endommagement du moteur électrique d'entraînement. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le moyen de transmission 8 peut être pourvu, en outre, d'un ou de plusieurs orifices d'accès à son espace intérieur en vue de la fixation d'une ou de plusieurs pompes hydrauliques annexes pourvues d'un pignon d'entraînement engrenant avec la couronne dentée de la boîte de vitesse. De telles pompes hydrauliques annexes peuvent, par exemple, être prévues pour fournir une certaine puissance hydraulique en vue de l'entraînement de dispositifs annexes, tel que des moteurs d'entraînement de moyens de ventilation ou de moyens de transport, etc... Il est également possible, suivant une autre caractéristique de l'invention, de munir le moyen de transmission 8 d'un moteur annexe hydraulique ou électrique de faible puissance, engrenant avec la couronne dentée 10 par l'intermédiaire d'un pignon. Un tel moteur annexe peut notamment être prévu pour l'entraînement du rotor 3, lors de travaux de maintenance. La prévision du dispositif d'entraînement conforme à l'invention est particulièrement intéressante dans le cas d'une mise en oeuvre de broyeurs à rotor incliné par rapport à l'horizontale ou à rotor vertical. En effet, l'utilisation de moteurs électriques, et plus particulièrement de moteurs hydrauliques, permet une réduction sensible de l'encombrement de l'ensemble d'entraînement à l'extrémité du rotor et donc une réduction correspondante de l'encombrement en hauteur de l'ensemble du broyeur. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas de réalisation d'ensemble de réduction dimensionnelle mobile comportant un tel broyeur. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la boîte de vitesse formant le moyen de transmission 8 est pourvue, sur deux côtés opposés, de coulisseaux 13, maintenus dans des glissières de guidage -5- 14 prévues sur des faces correspondantes du châssis de support 4 ou carter du broyeur et reliés à au moins un vérin d'actionnement, non représenté. Ainsi; lors de l'ouverture de l'enceinte de broyage, par écartement des demi-coquilles constitutives du carter, dans la position représentée aux figures 2 et 3 des dessins annexés, le rotor 3 du broyeur devient parfaitement accessible et peut être déplacé par l'intermédiaire du moyen de transmission 8 actionné par le ou les vérins reliés au coulisseaux 13, le moyen de transmission 8 faisant office de support du rotor 3, dont les paliers 8' de guidage et de maintien sont avantageusement en forme de butées à rouleaux ou à billes. En effet, les paliers 8' de guidage du rotor dans la boîte de vitesse formant le moyen de transmission 8 forment alors avec ledit moyen 8, le support du rotor 3 (figure 1 à 4), qui peut être déplacé hors de ses logements de guidage et de maintien 3' dans le carter du broyeur (figures 2 et 3). De préférence, le moyen de transmission 8, d'une part, est relié aux coulisseaux 13 de manière pivotante au moyen d'un axe d'articulation 15 et, d'autre part, est pourvu d'un moyen de pivotement autour de l'axe d'articulation 15. Le moyen de pivotement autour de l'axe d'articulation 15 peut être constitué, selon un mode de réalisation non représenté aux dessins annexés, sous forme d'au moins un vérin monté sur le moyen de transmission 8 et agissant sur au moins un coulisseau 13. Un tel vérin, qui est avantageusement un vérin double effet, agit à distance de l'axe d'articulation 15, dans le sens d'un pivotement du moyen de transmission 8 autour dudit axe d'articulation 15, de manière à faire pivoter ledit moyen 8 hors de l'enceinte de broyage, par exemple pour le poser sur le sol (figure3), permettant ainsi d'effectuer des opérations de maintenance, aussi bien de l'enceinte de broyage que du rotor. A la fin des opérations précitées, il suffira d'actionner le ou les vérins en sens inverse pour amener le rotor dans une position parallèle à celle de son axe, lorsqu'il est en position de service, puis de déplacer le rotor 3 à l'intérieur de l'enceinte de broyage jusque dans ses logements 3', au moyen des coulisseaux 13 actionnés par le ou les vérins correspondants. Le moyen de pivotement autour de l'axe d'articulation 15 peut également être constitué, selon une variante de réalisation de l'invention représenté à la figure 5 des dessins annexés, par au moins un galet 16 monté à l'extrémité du moyen de transmission 8 opposé au vérin d'actionnement - io - des coulisseaux 13, et en avant de ces derniers, ledit galet étant guidé dans une glissière 14 correspondante du châssis 4 ou carter du broyeur, cette glissière comportant une partie rectiligne prolongée à son extrémité correspondant au galet 16 par une partie 17 s'étendant en biais vers le bas. Selon une caractéristique de l'invention, dans la position de service du rotor 3, le ou les galets 16 sont guidés dans la partie rectiligne, qui s'étend sur une portion supplémentaire par rapport au galet 16, avant son prolongement en biais. Ainsi, après ouverture des demi-coquilles constitutives du carter, il est possible, par un première commande du ou des vérins d'actionnement des coulisseaux 13, de réaliser un premier déplacement rectiligne du moyen de transmission 8, de sorte que le rotor 3 est déplacé parallèlement à sa position initale de service. Il en résulte la position représentée à la figure 2 des dessins annexés. Dans une telle position, l'extraction partielle du rotor hors de l'enceinte de broyage permet d'effectuer des opérations de débourrage ou de nettoyage, ainsi que certaines interventions ordinaires ponctuelles dans ladite enceinte de broyage. Une commande supplémentaire des mêmes vérins d'actionnement des coulisseaux 13 permettra un déplacement supplémentaire de l'ensemble formé par le rotor 3 et le dispositif de transmission 8, de sorte que le ou les galets 16 pénètrent dans la partie en biais 17 de la glissière correspondante 14, ce qui à pour effet de faire pivoter le moyen de transmission 8 autour de son axe d'articulation 15, de sorte que le rotor pivote d'un angle correspondant hors de sa position initiale, pour, finalement, être déposé à même le sol. Dans cette position, représentée à la figure 3 des dessins annexés, il est possible de réaliser des interventions lourdes, tant dans l'enceinte de broyage que sur le rotor 3. A cet effet, et pour améliorer les conditions d'intervention, il peut avantageusement être prévu un support d'appui pour le palier de l'extrémité du rotor opposée au dispositif de transmission 8. Le rotor 3 pourra alors être entraîné par le moteur annexe de faible puissance ou directement par les moteurs d'entraînement 9 qui pourront être muni d'un moyen d'alimentation de faible puissance n'autorisant, pour des raisons de sécurité qu'une rotation très lente du rotor. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité de l'arbre du rotor opposée au dispositif de transmission 8 est équipée d'un palier 3" monté de manière amovible dans le logement 3' correspondant du -7- carter du broyeur et maintenu dans ce dernier, en position de service du rotor, par l'intermédiaire d'un dispositif de verrouillage à pinces ou analogue (non représenté). Un tel dispositif de verrouillage peut consister en des pinces montés extérieurement sur le carter du broyeur et actionnés par l'intermédiaire d'un vérin les referment autour du palier 3", dans la position de service du rotor. Il pourrait également être envisagé de réaliser le maintien du palier 3" par prévision d'un manchon escamotable dans la paroi correspondante du carter, ce manchon coulissant, dans la position de service sur l'extrémité du palier 3". Il en résulte que, lors de l'ouverture des demi-coquilles de l'enceinte de broyage, l'ensemble complet du rotor avec le dispositif de transmission peut être extrait partiellement (figure 2) ou totalement (figure3) de ladite enceinte de broyage. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un dispositif de d'entraînement du rotor d'un broyeur ou concasseur permettant de réduire l'encombrement d'un tel broyeur ou concasseur tout en supprimant les contraintes d'usure et de tension existant habituellement avec les moyens de transmission connus, à savoir du type à pignons et chaînes ou à poulies et courroies. En outre, dans le cas de mise en oeuvre de moteurs hydrauliques, la ou les pompes hydrauliques d'alimentation de ces moteurs peuvent être disposées à distance de ces derniers, de sorte que l'encombrement peut encore être limité et que des risques éventuels de pollution en milieu poussiéreux, voir des risques d'explosion peuvent également être évités. L'invention présente donc un intérêt particulier dans le cadre de la réalisation de machines mobiles, dans lesquelles les problèmes d'encombrement et de gabarit sont cruciaux, notamment lors des déplacements sur route. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement du rotor d'un broyeur, d'un concasseur ou analogue, comportant un moyen de transmission (8) et au moins un moteur d'entraînement (9) et étant guidé et maintenu dans des logements (3') de guidage et de maintien correspondant du carter du broyeur, caractérisé en ce que le moyen de transmission (8) est sous forme d'une boîte de vitesse comportant une couronne dentée (10) en prise directe avec l'arbre du rotor (3), le ou les moteurs d'entraînement (9) étant fixés sur la boîte de vitesse et en prise avec la couronne dentée (10) par l'intermédiaire de pignons d'entraînement correspondants (11), le rotor (3) étant guidé dans le moyen de transmission (8) par l'intermédiaire de paliers (8'). 2. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs d'entraînement (9) sont des moteurs hydrauliques ou électriques, à sens de rotation unique ou réversible. 3. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans le cas de mise en oeuvre de moteurs (9) électriques, le pignon d'entraînement (11) de chaque moteur est relié à l'arbre d'entraînement de ce dernier par l'intermédiaire d'un coupleur à billes (12) ou d'un coupleur hydraulique. 4. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de transmission (8) est pourvu, en outre, d'un ou de plusieurs orifices d'accès à son espace intérieur en vue de la fixation d'une ou de plusieurs pompes hydrauliques annexes pourvues d'un pignon d'entraînement engrenant avec la couronne dentée de la boîte de vitesse. 5. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de transmission (8) est pourvu d'un moteur annexe hydraulique ou électrique de faible puissance, engrenant avec la couronne dentée (10) par l'intermédiaire d'un pignon. 6. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 et 5, caractérisé en ce que la boîte de vitesse formant le moyen de transmission (8) est pourvue sur deux côtés opposés de coulisseaux (13), maintenus dans des glissières de guidage (14) prévues sur des faces correspondantes du châssis de support (4) ou carter du broyeur et reliés à au moins un vérin d'actionnement.-9- 7. Dispositif, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les paliers (8') de guidage et de maintien du rotor (3) sur le moyen de transmission (8) sont en forme de butées à rouleaux ou à billes, le moyen de transmission (8) faisant office de support du rotor (3). 8. Dispositif, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de transmission (8), d'une part, est relié aux coulisseaux (13) de manière pivotante au moyen d'un axe d'articulation (15) et, d'autre part, est pourvu d'un moyen de pivotement autour de l'axe d'articulation (15). 9. Dispositif, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de pivotement autour de l'axe d'articulation (15) est constitué sous forme d'au moins un vérin monté sur le moyen de transmission (8) et agissant sur au moins un coulisseau (13). 10. Dispositif, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de pivotement autour de l'axe d'articulation (15) est constitué par au moins un galet (16) monté à l'extrémité du moyen de transmission (8) opposé au vérin d'actionnement des coulisseaux (13), et en avant de ces derniers, ledit galet étant guidé dans une glissière (14) correspondante du châssis (4) ou carter du broyeur, cette glissière comportant une partie rectiligne prolongée à son extrémité correspondant au galet (16) par une partie (17) s'étendant en biais vers le bas. 11. Dispositif, suivant la revendication 10, caractérisé en ce que, dans la position de service du rotor (3), le ou les galets (16) sont guidés dans la partie rectiligne qui s'étend sur une portion supplémentaire par rapport au galet (16), avant son prolongement en biais. 12. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 8 et 11, caractérisé en ce que l'extrémité de l'arbre du rotor opposée au dispositif de transmission (8) est équipée d'un palier (3") monté de manière amovible dans le logement (3') correspondant du carter du broyeur et maintenu dans ce dernier, en position de service du rotor, par l'intermédiaire d'un dispositif de verrouillage à pinces ou analogue.