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La présente invention concerne un rotor pour concasseur à percussion comprenant une série de disques fixés sur un axe de rotation, une série de battoirs longitudinaux symétriques, radialement en saillie par rapport aux disques et disposés dans des logements périphériques ouverts et alignés des disques et un système de fixation pour maintenir les battoirs, de manière amovible, dans leur logement.
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Ce genre de concasseur est couramment utilisé, par exemple, pour le concassage de roches, le recyclage de débris etc... La matière à concasser est déversée sur le rotor qui est entraîné autour de son axe de rotation et le concassage de la matière se produit soit sous le choc des battoirs, soit lorsque la matière se fracasse contre des écrans sur lesquels elle est projetée par le rotor. Vu l'intensité des chocs au niveau des battoirs, ceux-ci sont exposés à une usure rapide et ils doivent être remplacés relativement souvent. Pour réduire de moitié la fréquence de remplacement des battoirs, il est connu d'utiliser des battoirs symétriques qui peuvent être retournés lorsque leur face d'attaque est usée.
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Le document AT-B-351906 propose un rotor à battoirs symétriques qui peuvent être retournés lorsqu'une de leurs faces d'attaque est usée. Les battoirs comportent, sur leurs flancs avant et arrière, deux gorges symétriques à section arrondie et sont maintenues en place sur le flanc arrière par une tige ronde et, sur le flanc avant, par des cales fixées par effet de coin sur des nez pointus formant le bord extérieur des logements. Ces battoirs ne sont pas fixés de manière rigide et peuvent osciller autour de leur tige et cale de maintien pour se bloquer dans une position déterminée sous l'effet de la force centrifuge. Étant donné qu'il n'y a pas de fixation rigide, les battoirs doivent être en une matière relativement ductile, telle que de l'acier ou du manganèse, ceci toutefois au dépens de la résistance à l'usure.
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Dans ce battoir, les cales peuvent seulement être dégagées tangentiellement du nez sur lequel elles sont coincées. Les battoirs doivent donc être dégagés axialement du rotor en vue de leur retournement ou remplacement, ce qui constitue souvent un handicap.
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Le document DE-A-2147920 décrit un rotor avec des battoirs qui sont maintenus en place par des cales amovibles qui permettent un dégagement radial des battoirs. Toutefois, ces battoirs présentent l'inconvénient de ne pas être symétriques, donc de ne pas pouvoir être retournés lorsque leur face d'attaque est usée. En outre, il n'y a pas non plus de fixation rigide des battoirs, donc pas de possibilité de mettre en oeuvre des matériaux avec des propriétés de résistance optimales à l'usure.
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D'autres rotors connus ont des systèmes de fixation à cale unique s'étendant sur toute la longueur des battoirs. Bien que ce système soit en mesure d'assurer un bon blocage des battoirs contre une surface d'appui, ils ne peuvent garantir un contact parfait et uniforme sur toute la longueur du battoir. Or, il ne faut pas oublier que les battoirs sont des pièces de fonderie qui ne subissent qu'un ébarbage grossier sans usinage et qui, de ce fait, ne sont pas toujours rectilignes et peuvent même présenter une ou plusieurs flèches. Il s'en suit que les battoirs sont seulement en certains endroits en contact avec les surfaces d'appui ou de serrage et pas à d'autres, ce qui augmente considérablement les risques de rupture des battoirs.
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Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau rotor pour concasseur avec un système de fixation perfectionné des battoirs qui facilite le remplacement et le retournement des battoirs et qui assure un serrage rigide et intime des battoirs dans leur logement permettant ainsi l'usage d'alliages très durs pour la réalisation des battoirs.
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Pour atteindre cet objectif, le rotor proposé par la présente invention est caractérisé en ce que le système de fixation comporte deux barres de répartition disposées dans lesdits logements de part et d'autre de chaque battoir et s'étendant sur toute la longueur du battoir, en ce que l'une des barres est associée à un système de positionnement axial et radial du battoir et en ce que la barre opposée comporte une gorge longitudinale dans laquelle sont introduits, par glissement, une série de blocs de fixation à serrage progressif au moyen de coins de serrage qui sont déplaçables dans une direction ayant une composante radiale et une composante tangentielle par rapport à un plan diamétral du rotor.
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Ce système de fixation des battoirs permet une liaison rigide entre les battoirs et le rotor et, de ce fait, l'usage d'alliage très dur pour la fabrication des battoirs.
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Grâce au serrage individuel des différents blocs de fixation, le battoir est parfaitement maintenu et serré sur toute sa longueur.
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Les faces intérieures de chaque barre de répartition sont, de préférence, recouvertes d'une barrette d'usure amovible qui offre une surface d'appui parfaitement plane sur toute la longueur du battoir et assure ainsi une bonne réception et transmission des chocs. En cas d'usure, ces barrettes peuvent être remplacées sans nécessité de remplacer les barres de répartition.
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Le système de positionnement axial et radial peut être constitué de deux plots cylindriques vissés aux deux extrémités opposées de la barre de répartition et s'étendant longitudinalement dans des logements opposés correspondants de la barre et du battoir.
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Chaque bloc de fixation comporte, du côté extérieur, un patin de section complémentaire à la gorge de la barre dans laquelle il est engagé et, du côté intérieur, une glissière inclinée dans laquelle est imbriquée, de manière coulissante, une face inclinée du coin de serrage dont la face opposée est plane et dont la base est engagée de manière coulissante dans un sabot qui est relié à l'aide de vis de serrage au bloc de fixation.
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La glissière du bloc de fixation comporte, de préférence, une section en queue d'aronde et le coin de serrage des bords latéraux biseautés de forme complémentaire.
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Chaque battoir comporte, dans la région médiane, deux faces opposées planes qui sont, de préférence, pourvue de languettes ou de plots usinés servant d'appui, d'un côté, aux faces planes des coins de serrage et, de l'autre côté, à la barre de répartition. Ces languettes ou plots permettent d'avoir également, du côté du battoir, une surface parfaitement plane et de contribuer ainsi au maintien sur toute la longueur.
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D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation préféré, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la Figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une partie d'un rotor au niveau d'un logement dont le battoir est retiré ;
- la Figure 2 représente schématiquement une vue en perspective d'un battoir ;
- la Figure 3 représente schématiquement une vue axiale d'un battoir fixé dans son logement et
- la Figure 4 représente schématiquement une vue en perspective d'un bloc de fixation du battoir.
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Le rotor représenté sur la Figure 1 est constitué essentiellement d'une série de disques 10 qui sont fixés sur un axe central non représenté, actionné par un moteur approprié pour faire tourner l'ensemble des disques. Chacun des disques 10 comporte, à sa périphérie, une série d'évidements ou logements 12 alignés longitudinalement les uns sur les autres. Dans chaque rangée de logement 12 est disposé un battoir 14 tel que représenté sur la Figure 2 qui est destiné à percuter la matière à concasser lors de la rotation du rotor.
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Comme le montre la Figure 2, chaque battoir 14 a une forme symétrique par rapport à un plan radial du rotor, avec deux faces d'attaque symétriques 16 et 18, ce qui permet au battoir 14, en cas d'usure, par exemple de la face 16, d'être retourné pour travailler avec la face 18. Dans la région médiane, entre ces deux faces d'attaque 16 et 18, le battoir possède deux faces opposées planes 20, 22, les bords d'attaque 16 et 18 étant légèrement inclinés par rapport aux faces 20, 22 de manière à conférer au battoir une section en forme de "S" étiré.
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Sur chacun des deux flancs 20 et 22 de chaque battoir 14 sont prévus des points d'appui usinés, soit sous forme de plot isolé tel que représenté en 24, soit sous forme de languette allongée telle que représentée en 26, soit une combinaison des deux. Ces plots 24 ou languettes 26 forment des surfaces d'appui parfaitement planes sans nécessité de devoir usiner toute la surface des flancs 20 et 22.
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Comme le montre la Figure 1, les logements 12 des battoirs 14 sont garnis latéralement par des barres de répartition 28, 30 qui s'étendent sur toute la longueur du rotor et qui sont fixées, par exemple, par soudure sur les disques 10. Ces barres 28, 30 sont destinées à répartir les sollicitations résultant du serrage des battoirs 14 ainsi que celle des chocs, lors du travail, sur les disques 10 et l'ensemble du rotor.
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Comme il est essentiel d'avoir des surfaces d'appui intérieures parfaitement planes et pour éviter de devoir remplacer entièrement les barres 28 et 30 en cas d'usure, celles-ci sont recouvertes, du côté intérieur, par des barrettes d'usure 32 et 34 qui sont vissées sur les barres de répartition et qui servent de surfaces d'appui aux battoirs 14 et aux blocs de fixation de ceux-ci. Ces barrettes 32 et 34 qui reçoivent et transmettent les chocs et sollicitations aux barres de répartition 28 et 30 peuvent être remplacées aisément en cas d'usure.
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L'une des barres de répartition, dans l'exemple représenté, la barre 28, est associée à des moyens de positionnement axial et radial d'un battoir 14. Ces moyens sont constitués par deux plots cylindriques 36 qui sont engagés dans des logements semi-cylindriques correspondant aux deux extrémités de la barre 28 et de sa barrette d'usure 32. Ces plots 36 comportent, par ailleurs, chacun, une tête élargie 38, respectivement fixée par exemple à l'aide de vis 40 sur les côtés opposés de la barre 28.
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Le battoir 14, quant à lui, comporte (voir Fig. 2), sur chacun de ses flancs 20 et 22 et à chacune de ses extrémités, également des logements semi-cylindriques 42, complémentaires aux plots 36 et des logements semi-cylindriques 44 élargis, complémentaires à leur tête 38 pour recevoir celle-ci (voir également Figure 3). La position radiale du battoir 14 par rapport à la barre 28 est donc parfaitement déterminée grâce à ces plots 36 et leur tête 38 ainsi que leurs logements dans la barre 28 et dans le battoir 14. La tête élargie 38 des plots 36 détermine, en outre, la position axiale du battoir par rapport au rotor. Ce positionnement radial et axial offre une grande facilité lors du montage du battoir et constitue une sécurité contre un dégagement éventuel sous l'effet de la force centrifuge lors du fonctionne-ment.
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Du côté opposé au positionnement radial et axial, le battoir 14 est associé à un système de fixation et de serrage tangentiel (voir Figure 3). Dans l'exemple représenté, le rotor et le battoir sont conçus pour tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire que les moyens de positionnement du battoir se trouvent, vus dans le sens de rotation, derrière le battoir 14 et les moyens de fixation devant. Quoique cet arrangement mérite la préférence en raison de la grande surface d'appui et d'absorption des chocs assurée par la barre de répartition 28 derrière le battoir 14, il est possible d'inverser le système en prévoyant le positionnement devant le battoir 14 et la fixation derrière.
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La fixation est assurée par une série de blocs de fixation 50 (voir Figure 1), l'un d'entre eux étant représenté en perspective sur la Figure 4. Le nombre de ces blocs 50 est variable, notamment en fonction de l'application qui peut être adaptée suivant les besoins. Plus il y aura de blocs de fixation, meilleures seront la fixation et la liaison entre le battoir 14 et le rotor. En revanche, le montage et le démontage d'un battoir seront d'autant plus rapides qu'il y aura moins de blocs de fixation 50.
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Comme on peut le voir sur la Figure 1, les différents blocs 50 sont engagés par glissement dans une gorge longitudinale 52 à section rectangulaire dans la barre de répartition 30 et chaque bloc 50 comporte, à cet effet, sur la face arrière, un patin 54 de section complémentaire à celle de la gorge 52. Sur la face avant de chaque bloc 50 (voir Figure 4) se trouve une glissière 56 inclinée par rapport à un plan diamétral du rotor de manière que, lorsque les blocs 50 sont en place, la glissière soit, du côté extérieur des logements 12, plus près du battoir 14 que du côté intérieur.
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Dans la glissière 56 est engagé un coin de serrage 58 avec une face avant plane 60 et une face arrière 62 (voir Figure 3) qui possède, par rapport à la face plane 60, la même inclinaison que la glissière 56. Par conséquent, lorsque le coin 58 coulisse dans la glissière 56, sa face avant 60 subit une translation parallèle à elle-même avec une composante tangentielle par rapport aux battoirs 14.
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Pour que le bloc 50 et le coin 58 restent imbriqués l'un dans l'autre, notamment lors du montage et du démontage, la glissière 56 possède, dans l'exemple présenté, des bords latéraux inclinés et rentrant 56a, 56b donnant à la glissière une section en queue d'aronde, tandis que le coin 58 possède des bords latéraux longitudinaux 58a à inclinaison sortante correspondante. D'autres formes, telles que tête de marteau ou autre, sont possible pour empêcher le déboîtement latéral de ces deux pièces.
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La base du coin 58 est engagée par coulissement transversal dans un sabot 62 qui peut être relié au bloc 50 à l'aide de boulons de serrage 64, 66. En serrant ces deux boulons, le sabot 62 fait glisser le coin 60 dans la glissière 56 qui, à son tour, impose au coin 58 une composante de mouvement transversal dans le sens tangentiel du rotor. Étant donné que le sabot doit rester aligné sur le bloc 50 à cause des boulons 64, 66, le glissement du coin 60 dans le bloc 50 engendre également un mouvement de glissement transversal relatif entre le coin 58 et le sabot 62. Pour faciliter le glissement, il est possible d'incliner la base du coin 58 et sa surface de contact sur le sabot 62 dans le sens contraire de la glissière 56 afin que le mouvement relatif entre le coin 58 et le sabot 62 ne soit pas perpendiculaire à la force qu'il engendre, c'est-à-dire celle engendrée par le serrage des boulons 64 et 66.
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Pour le montage d'un battoir 14, on tourne le rotor dans une positionnement angulaire déterminée, par exemple, de manière à ce que le logement du battoir soit orienté à neuf heures. On met ensuite en place les plots de positionnement 36 que l'on fait tenir par leurs vis de fixation 40. Le battoir 14 peut ensuite être engagé radialement dans son logement et être déposé sur la barrette d'usure 32, tandis que le positionnement correct est réalisé par le serrage des vis 40 des plots de positionnement. Sur le côté supérieur du battoir 14 sont ensuite enfilés un nombre voulu de blocs de fixation 50, à l'état desserré, dans la gorge 52 de la barre 30 et positionnés correctement, de préférence régulièrement dans le sens longitudinal. On procède ensuite au serrage des boulons 64 et 66 de chacun des blocs 50, ce qui provoque le coulissement des coins 58 dans la glissière 56 et un mouvement de serrage tangentiel en direction du battoir 14 sur les languettes 26 ou plots usinés 24 de celui-ci. Après un serrage suffisant de tous les blocs 50, le battoir 14 se trouve solidement ancré dans son logement avec une liaison rigide et uniforme sur toute la longueur avec le rotor.
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Le démontage d'un battoir se fait selon le même scénario dans l'ordre inverse. Après le desserrage des boulons 64 et 66 des blocs 50, il peut toutefois être nécessaire de débloquer les coins 58 par des coups de marteau sur leur tête. En cas d'encrassement important, il est toujours possible de sectionner les boulons entre les sabots 62 et les blocs 50.
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Il reste finalement à relever que les blocs de fixation 50 offrent l'avantage d'un accès facile des boulons 64 et 66 en vue du serrage ou du desserrage.
