Brevet FR2955040A1 — publié le 20110715

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 pré-broyeur ou pré-déchiqueteur. 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. Le traitement d'objets ou matériaux très encombrants nécessite la mise en oeuvre de broyeurs ou concasseurs de grande dimension et de forte puissance et donc d'un prix de revient, ainsi que d'un coût d'utilisation très élevés. Ainsi, il a été proposé de mettre en oeuvre des pré-broyeurs ou pré-déchiqueteurs qui permettent une réduction dimensionnelle et un fractionnement des objets et des matériaux très encombrants, afin d'en augmenter la densité en vue de leur transport, de leur stockage, ou de leur enfouissement, ou encore de leur traitement dans des broyeurs, des concasseurs ou des granulateurs de plus faible encombrement et dont l'ouverture d'alimentation est de section plus faible. Les pré-broyeurs ou pré-déchiqueteurs existant à ce jour sont, cependant, également de dimension importante et de forte puissance, étant généralement constitué d'un ou de plusieurs rotors à rotation lente, tournant dans un même sens ou sens contraire. Ces rotors déchiquettent la matière sous l'interaction des outils les équipant et la vitesse de rotation des rotors peut être identique ou différente d'un rotor à l'autre. Les arbres de ces rotors sont entraînés par des moteurs électriques ou hydrauliques, soit directement, soit par l'intermédiaire de réducteurs. -2- Dans le cas particulier de pré-déchiqueteurs ou de pré-broyeurs de carrosseries automobiles, les arbres de déchiquetage sont le plus souvent au nombre de deux, présentent un diamètre important, à savoir de l'ordre de 500 à 600 millimètres, pèsent chacun près de 10 tonnes et nécessitent chacun pour leur entraînement une puissance de l'ordre de 250 kW. La longueur de la ligne d'arbres de telles machines est généralement comprise entre 4 mètres et 5 mètres, voire plus, pour une largeur de travail utile de l'ordre de 2 mètres. En outre, les outils de déchiquetage sont montés, généralement par soudage sur l'arbre d'entraînement de forte section et ne sont donc pas interchangeables. L'entraînement de ces arbres, qui sont montés à leurs extrémités dans des paliers à roulement de forte section, qui prennent appui sur les parois latérales du déchiqueteur, est effectué par des ensembles réducteurs et moteurs, qui sont fixés latéralement de part et d'autre du carter de ces machines ou de leur goulotte d'alimentation. Le montage des ces équipements de grandes dimensions, à savoir réducteurs et moteurs, à l'extérieur de ces machines a pour résultat un encombrement important de celles-ci, incompatible avec une installation de traitement de faible capacité, qui doit, par essence, être mobile en vue d'une utilisation éventuelle sur des sites différents. De plus, les moteurs mis en oeuvre sont le plus souvent des moteurs hydrauliques, qui sont lents, très lourds et montés librement sur les extrémités des arbres, soit encore des moteurs électriques ou hydrauliques reliés auxdits arbres par l'intermédiaire de réducteurs habituels ou de réducteurs épicycloïdaux. Par ailleurs, dans tous les cas, les arbres d'entraînement doivent être maintenus par des paliers munis de bagues ou de roulement, les organes moteurs ou de transmission n'étant pas porteurs et prenant appui sur les extrémités de ces arbres ou étant fixés sur un cadre ou des parois de la machine. La réalisation de tels broyeurs ou pré-déchiqueteurs est très onéreuse et les machines ainsi réalisées sont très encombrantes et très lourdes. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un pré-broyeur ou pré-déchiqueteur permettant de résoudre les problèmes d'encombrement et de poids et une adaptation à des capacités de traitement différentes. -3- A cet effet, le pré-broyeur ou pré-déchiqueteur conforme à l'invention, qui est essentiellement constitué par au moins un ensemble d'entraînement comportant un moteur d'entraînement hydraulique ou électrique et un réducteur et par au moins un ensemble de déchiquetage, est caractérisé en ce que le réducteur de l'ensemble d'entraînement est un mécanisme de translation, formant un élément de fixation et de support et fixé directement sur le châssis du pré-broyeur ou pré-déchiqueteur ou sur un support ou une paroi de ce dernier et en ce que l'élément de déchiquetage est emmanché sur le mécanisme de translation. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un pré-broyeur ou pré-15 déchiqueteur conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue partielle en plan et en coupe représentant un premier mode de réalisation d'un pré-broyeur ou pré-déchiqueteur conforme à l'invention, et la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'une 20 variante de réalisation de l'invention. La figure 2 des dessins annexés représente, à titre d'exemple, un pré-broyeur ou pré-déchiqueteur destiné à être mis en oeuvre dans le domaine du traitement de matériaux de toutes origines, en particulier par déchiquetage au moyen de concasseurs ou de broyeurs à marteaux, ou 25 analogues. Un tel pré-broyeur ou pré-déchiqueteur est essentiellement constitué par au moins un ensemble 1 d'entraînement comportant un moteur d'entraînement hydraulique ou électrique 2 et un réducteur 3 et par au moins un élément de déchiquetage 4 et est monté sur un châssis 5, une goulotte 30 d'alimentation ou un autre support (figure 1). De manière connue, un tel pré-broyeur ou pré-déchiqueteur peut être monté en amont d'un concasseur ou broyeur et alimente directement, à sa sortie, ledit concasseur ou broyeur. Conformément à l'invention le réducteur 3 de l'ensemble d'entraînement 1 de ce pré-broyeur ou pré-déchiqueteur est un mécanisme 35 de translation, formant un élément de fixation et de support et fixé directement sur le châssis 5 du pré-broyeur ou pré-déchiqueteur ou sur un -4- support ou une paroi de ce dernier et l'élément de déchiquetage 4 est emmanché sur le mécanisme de translation. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'élément de déchiquetage 4 est un tube de forte section emmanché par une extrémité sur le mécanisme de translation formant le réducteur 3 (figures 2 et 3). Il est également possible, conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, non représenté aux dessins annexés, de réaliser l'élément de déchiquetage 4 sous forme d'un arbre plein muni à au moins une extrémité d'un logement destiné à son emmanchement sur le mécanisme de translation formant le réducteur 3. Le mécanisme de translation formant le réducteur 3 de l'ensemble d'entraînement 1 est un dispositif connu en soi, de construction très compacte et permettant de transmettre des couples très élevés à des vitesses réduites, tout en garantissant une adaptation parfaite de la vitesse aux rapports de réduction. Conformément à une caractéristique de l'invention, le mécanisme de translation formant le réducteur 3 de l'ensemble d'entraînement 1, qui est essentiellement constitué par une partie fixe 3' et par une partie mobile 3", est avantageusement fixé sur le châssis 5 du pré- broyeur ou pré-déchiqueteur ou sur une paroi ou autre élément de ce dernier par l'intermédiaire de la partie fixe 3', sur laquelle est monté le moteur 2 qui peut être de type électrique ou hydraulique. De préférence, le moteur 2 sera un moteur hydraulique. Une telle fixation du mécanisme de translation formant le réducteur 3 est réalisée, de manière usuelle, par l'intermédiaire de boulons, de broches, de vis ou analogues. Ainsi, l'élément de déchiquetage 4 et l'ensemble d'entraînement 1 peuvent être montés sur le châssis 5, une paroi ou un autre élément de la machine sans mise en oeuvre d'un palier lisse ou à roulement. Selon une caractéristique de l'invention, la partie mobile 3" du mécanisme de translation formant le réducteur 3 est montée à porte-à-faux sur le châssis 5 ou paroi ou autre, par rapport à la partie fixe 3' de ce mécanisme et forme un support de fixation de l'élément de déchiquetage 4. Dans le cas de mise en oeuvre d'un tube de forte section, ce tube a une épaisseur de paroi suffisante pour résister aux efforts et est muni, soit directement par soudure d'outils de déchiquetage 6, soit par l'intermédiaire d'au moins une bride 7 formant porte-outil d'outils de déchiquetage fixe ou mobile et interchangeable. Ainsi, les outils de déchiquetage montés sur une -5- telle bride 7 sont très facilement démontables et peuvent donc être changés comme de simples éléments d'usure. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2 des dessins annexés, le pré-broyeur ou pré-déchiqueteur est simplement constitué par un ensemble 1 d'entraînement comportant un moteur d'entraînement hydraulique ou électrique 2 et un réducteur 3 sous forme d'un mécanisme de translation et par un élément de déchiquetage 4 formé par un tube de forte section muni d'outils de déchiquetage. Dans un tel cas, l'ensemble de déchiquetage travaille dans l'enceinte de déchiquetage, en porte-à-faux par rapport au châssis 5 ou à une paroi, en étant simplement supporté par le mécanisme de translation formant le réducteur 3. Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, l'élément de déchiquetage 4 est avantageusement fixé sur la partie mobile 3" du mécanisme de translation formant le réducteur 3 par l'intermédiaire de broches ou de vis 8 et est muni à son extrémité opposée d'un couvercle de fermeture (non représenté) ou d'une bride d'assemblage 9, fixé par vissage ou par boulonnage. La prévision d'une bride d'assemblage 9 permet la juxtaposition d'un élément de déchiquetage 4 monté sur un côté d'un châssis ou sur une paroi avec un deuxième élément de déchiquetage 4 monté sur le côté opposé du châssis ou sur la paroi opposée, les extrémités libres de chaque élément de déchiquetage étant alors relié entre elles par boulonnage. Un tel boulonnage relève d'un assemblage classique dans le domaine de la mécanique et met simplement en oeuvre des boulons traversant deux brides adjacentes 9 et n'est donc pas décrit ni représenté plus en détail. Ainsi, deux éléments de déchiquetage 4, juxtaposés et assemblés par leur extrémité libre, permettent l'obtention d'un moyen de déchiquetage de puissance double de celle d'un seul ensemble et permettant donc de traiter des pièces plus volumineuses. Du fait que la bride 9 ou le couvercle sont fixés sur le tube creux formant l'élément de déchiquetage 4 de manière amovible, l'adaptation dudit élément 4 à des modes de réalisation différents peut être effectuée rapidement et sans difficulté. De même, il est envisageable de monter deux pré-broyeurs ou pré-déchiqueteurs de manière juxtaposée, sans qu'ils soient reliés entre eux, de sorte que leur fonctionnement peut être totalement indépendant. Dans le cas d'une mise en oeuvre d'un couvercle sur l'extrémité libre de l'élément de déchiquetage 4, il est possible de remplir l'espace -6- délimité entre la partie mobile 3" du mécanisme de translation formant le réducteur 3 et ledit couvercle d'un liquide de refroidissement. Un tel liquide de refroidissement permet d'utiliser l'élément de déchiquetage 4 comme un radiateur. En effet, en cours de fonctionnement le mécanisme de translation est soumis à une forte élévation de température, qui pourrait être préjudiciable à un fonctionnement à long terme, de sorte que son refroidissement doit être assuré. La prévision de liquide de refroidissement dans l'espace intérieur du tube creux formant l'élément de déchiquetage 4 permet d'assurer une absorption importante de l'énergie calorifique dégagée et, du fait que le broyeur ou concasseur est soumis, de manière connue, à une forte aspiration d'air à travers son ouverture d'alimentation, l'air traversant cette dernière passe préalablement sur l'élément de déchiquetage 4 et refroidit ce dernier, ce qui a pour effet un refroidissement correspondant du liquide de refroidissement contenu dans ce dernier et donc du mécanisme de translation. Il est également possible de monter plusieurs éléments de déchiquetage 4 en série entre deux mécanismes de translation formant deux réducteurs 3, afin d'obtenir une largeur de travail très importante. Bien entendu, dans un tel cas, il conviendra de choisir des ensembles d'entraînement 1, ainsi que des supports 5 de ces derniers, dimensionnés en conséquence. Selon une variante de réalisation de l'invention, dans le cas d'une mise en oeuvre de deux éléments de déchiquetage reliés par leur extrémité libre au moyen de brides 9, ces brides 9 peuvent avantageusement être pourvues de moyens d'étanchéité. Ainsi, l'espace intérieur délimité dans les éléments 4 assemblés pourra également servir de réservoir de liquide de refroidissement. La figure 3 des dessins annexés représente une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle le pré-broyeur ou pré-déchiqueteur comporte deux ensembles 1 d'entraînement, disposés en opposition sur un châssis 5 ou sur un support ou une paroi de ce dernier, ces ensembles 1 d'entraînement coopérant un élément de déchiquetage 4 unique sous forme d'un tube de forte section emmanché à ses deux extrémités sur la partie mobile 3" du mécanisme de translation formant le réducteur 3. Un tel mode de réalisation permet l'obtention de pré-broyeurs ou pré-déchiqueteurs dont la largeur de travail est comparable à celle des pré-broyeurs ou pré-déchiqueteurs traditionnels, tout en étant d'un encombrement et d'un poids -7- très nettement inférieur et d'un prix de revient également nettement inférieur. Dans le mode de réalisation de l'invention selon la figure 1 des dessins annexés, le pré-broyeur ou pré-déchiqueteur est monté en parallèle à un pré-broyeur ou pré-déchiqueteur identique pour coopérer avec ce dernier par interpénétration ou non de leurs outils 6, ces pré-broyeurs ou pré-déchiqueteurs pouvant être entraînés en rotation dans le même sens ou en sens inverse. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention et comme le montre la figure 1 des dessins annexés, pour améliorer le travail du pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, ce dernier peut coopérer avec un volet mobile 10 muni de dents 11 constituant des obstacles entre les outils 6 de l'élément de déchiquetage 4, ledit volet mobile 10 étant monté de manière pivotante sous ledit pré-broyeur ou pré-déchiqueteur et commandé en pivotement par l'intermédiaire d'au moins un vérin 12. Ainsi, l'alimentation du pré-broyeur ou pré-déchiqueteur peut être notablement améliorée par la possibilité d'intervention directe sur la matière à traiter, en particulier pour favoriser sa progression dans la machine ou pour effectuer un débourrage. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un pré-broyeur ou pré-déchiqueteur de produits à traiter de faible encombrement et de poids réduit. En outre, du fait de la mise en oeuvre, comme réducteur, de mécanisme de translation, la construction de telles machines est également considérablement simplifiée et donc nettement moins coûteuse. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés 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. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, essentiellement constitué par au moins un ensemble (1) d'entraînement comportant un moteur d'entraînement hydraulique ou électrique (2) et un réducteur (3) et par au moins un élément de déchiquetage (4) et monté sur un châssis (5), une paroi, une goulotte d'alimentation ou un autre support, caractérisé en ce que le réducteur (3) de l'ensemble d'entraînement (1) de ce pré-broyeur ou pré-déchiqueteur est un mécanisme de translation, formant un élément de fixation et de support et fixé directement sur le châssis (5) du pré-broyeur ou pré-déchiqueteur ou sur un support ou une paroi de ce dernier et l'élément de déchiquetage (4) est emmanché sur le mécanisme de translation. 2. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de déchiquetage (4) est un tube de forte section emmanché par une extrémité sur le mécanisme de translation formant le réducteur (3). 3. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de déchiquetage (4) sous forme d'un arbre plein muni à au moins une extrémité d'un logement destiné à son emmanchement sur le mécanisme de translation formant le réducteur (3). 4. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de translation formant le réducteur (3), qui est essentiellement constitué par une partie fixe (3') et par une partie mobile (3"), est fixé sur le châssis (5) du pré-broyeur ou pré-déchiqueteur ou sur une paroi ou autre élément de ce dernier par l'intermédiaire de la partie fixe (3'), sur laquelle est monté le moteur (2), qui est de type électrique ou hydraulique. 5. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie mobile (3") du mécanisme de translation formant le réducteur (3) est montée à porte-à-faux sur le châssis (5) ou paroi ou autre, par rapport à la partie fixe (3') de ce mécanisme et forme un support de fixation du tube de forte section formant l'élément de déchiquetage (4). 6. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de déchiquetage (4)-9- est muni, soit directement par soudure d'outils de déchiquetage (6), soit par l'intermédiaire d'au moins une bride (7) formant porte-outil d'outils de déchiquetage fixe ou mobile et interchangeable. 7. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisé en ce que le tube creux de forte section formant l'élément de déchiquetage (4) est fixé sur la partie mobile (3") du mécanisme de translation formant le réducteur (3) par l'intermédiaire de broches ou de vis (8) et est muni à son extrémité opposée d'un couvercle de fermeture ou d'une bride d'assemblage (9), fixé par vissage ou par boulonnage. 8. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'une mise en oeuvre d'un couvercle sur l'extrémité libre de l'élément de déchiquetage (4), l'espace délimité entre la partie mobile (3") du mécanisme de translation formant le réducteur (3) et ledit couvercle est rempli d'un liquide de refroidissement. 9. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que plusieurs éléments de déchiquetage (4) sont montés en série entre deux mécanismes de translation formant deux réducteurs (3), afin d'obtenir une largeur de travail très importante. 10. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, dans le cas d'une mise en oeuvre de deux éléments de déchiquetage reliés par leur extrémité libre au moyen de brides (9), ces brides (9) sont pourvues de moyens d'étanchéité. 11. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant la revendication 1, caractérise en ce qu'il comporte deux ensembles (1) d'entraînement, disposés en opposition sur un châssis (5) ou sur un support ou une paroi de ce dernier, ces ensembles (1) d'entraînement coopérant avec un élément de déchiquetage (4) unique sous forme d'un tube de forte section emmanché à ses deux extrémités sur la partie mobile (3") du mécanisme de translation formant le réducteur (3). 12. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles (1) d'entraînement muni chacun d'au moins un élément de déchiquetage (4), ces ensembles d'entraînement et élément de déchiquetage (4) étant montés en parallèle pour coopérer par interpénétration ou non de leurs outils (6), les- 10 - éléments de déchiquetage (4) pouvant être entraînés en rotation dans le même sens ou en sens inverse. 13. Pré-broyeur ou pré-déchiqueteur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un volet mobile (10) muni de dents (11) constituant des obstacles entre les outils (6) de l'élément de déchiquetage (4), ledit volet mobile (10) étant monté de manière pivotante sous ledit pré-broyeur ou pré-déchiqueteur et commandé en pivotement par l'intermédiaire d'au moins un vérin (12).