La présente invention relève à la fois du domaine
des mélangeurs malaxeurs tels que bétonnières, et des engins de manutention ou
de terrassement 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 connaít les bétonnières pouvant être chargées
soit à la pelle, soit mécaniquement; on connaít 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 connaít encore un mélangeur,
dit godet malaxeur (voir publication FR2759621(RABAUD) et publication WO921488
(HEATH)), constitué par une capacité analogue au godet des pelles mécaniques,
mais pourvu de moyens de malaxage et porté par engin automoteur, on connaít 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
exemple, 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 au moins l'un 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, l'un au moins des godets
incorpore un organe de malaxage avantageusement supporté par un arbre avec des
moyens moteurs d'entraínement en rotation du dit 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 soit est conformé en bord
racleur, soit 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 boítier fixé épaulé de façon amovible sur
la face extérieure du flasque et s'étendant à l'intérieur du godet, le dit boítier étant
constitué d'une partie cylindrique, d'une plaque de fermeture supportant le roulement
de palier et un premier joint d'étanchéité refermant l'extrémité externe du
boítier, l'extrémité interne comportant elle aussi un joint en tresse, un conduit de
graissage reliant l'espace interne du boítier à un graisseur destiné à remplir de
graisse le boítier.
Il résulte de cette disposition que la graisse met les
organes internes du boítier 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 boítier 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 boítier, 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 boítier 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
au moins un orifice de la trappe situé au voisinage de ses extrémités, et au moins un
orifice ménagé dans la paroi du godet au voisinage du flasque; 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'articulation
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 apparaítront, 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 flasques
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
également, 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 reconnaít 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'entraínement en rotation des arbres
des organes de malaxage, respectivement des godets 6 et 8.
Mieux visibles sur la fig.4, des dents telles que 9
sont fixées sur les bords 41, 42 des godets, et il apparaít 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'emboítant 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 boítier cylindroconique
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 boítier 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 boítier 53 d'autre
part, et isolent ainsi l'espace interne du boítier. 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 boítier, 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
retirer 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 revenant à la fig.2, il apparaít 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.