FR2822724A1 - Skip bucket with mixer comprises two semi-cylindrical buckets with articulated jaws and incorporate mixing accessory supported by motor driven shaft - Google Patents
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Abstract
Description
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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 bâti- ment, les travaux publics ou les travaux agricoles. The present invention relates both to the field of kneader mixers such as concrete mixers, and to handling or earthmoving machinery such as mechanical shovels and clamshells, and it relates to a machine accessory which can be used in the building works, public works or agricultural works.
On connaît les bétonnières pouvant être chargées soit à la pelle, soit mécaniquement ; on connaît 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 connaît 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 connaît enfin les engins excavateurs automoteurs à couple de godets, dits benne preneuse, articulés en mâchoires. We know concrete mixers that can be loaded either with a shovel or mechanically; mechanical shovels are also known which consist of a bucket disposed at the end of a hydraulic articulated arm carried by a self-propelled machine (mechanical shovel or backhoe), there is also a mixer known as a mixing bucket (see publication FR2759621 (RABAUD) and publication WO921488 (HEATH)), constituted by a capacity similar to the bucket of mechanical shovels, but provided with kneading means and carried by self-propelled machine, we finally know self-propelled excavating machines with couple of buckets, called clamshell, articulated in jaws.
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. An advantage of the above-mentioned mixing buckets lies in their suitability for direct loading and in their mobility, which allows them to be filled with a mixing material, sand and gravel, for concrete for example, by a simple shoveling operation. on the pile of the material, at a point on the site, then, after adding other components such as cement and water and while carrying out the kneading, to take the mixture to another point. A disadvantage of such devices however resides in the fact that they tend to push back the pile of the material since the filling of the bucket is carried out "by pushing" and that they have a certain difficulty to exhaust the pile, for the same reason .
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. The main idea of the invention was to organize a mixing bucket, no longer the only bucket of an excavator, but at least one of the two buckets of a clamshell bucket with two jaws articulated in jaw.
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 go- Thus and according to the present invention, a device for mixing and kneading materials, such as components for concrete, fodder materials and the like, of the type of device consisting of a capacity incorporating a kneading member, said capacity being supported by an articulated arm carried by a self-propelled machine, is characterized in its generality in that, the said capacity consisting of two substantially semi-cylindrical buckets of the type of go-
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dets 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'entraînement en rotation du dit l'arbre qui lui sont propres. grab buckets in the form of jaws articulated along one of their edges, one of the buckets, said first, being supported by the said articulated arm, the other bucket, said second, being supported by the first, the buckets being further connected by opening and closing maneuvering means, at least one of the buckets incorporates a kneading member advantageously supported by a shaft with motor means for driving the said shaft in rotation which are attached to it own.
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. It follows from this arrangement that the loading of the device can be carried out in a single operation by tightening the jaws on a pile of the material, or mixture of materials, to be kneaded, which avoids pushing the pile back with each loading, and which allows also a complete exhaustion of the heap.
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. However, there remained the problem of sealing, even relative tightness, of the closing of the jaws, a problem which in general does not arise for excavators which seize solid materials.
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. According to a secondary arrangement of the invention, for each of the buckets, the edge opposite to that of the articulation either is shaped as a scraper edge, or comprises teeth-shaped members intended to interpenetrate from one bucket to the other for the double purpose of ensuring the sealing capacity of the closure and allowing scraping of the base of the pile of material.
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. Finally, another more general problem has returned to the subject of the invention, namely: the problem of wear of the bearings of the rotary kneading member (s), wear related to the fact that, being a mixture of sand, cement and water, the bearings are located in charge of the semi-liquid mixture, which is also, due to the presence of sand, particularly abrasive.
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 boîtier fixé épaulé de façon amovible sur la face extérieure du flasque et s'étendant à l'intérieur du godet, le dit boîtier étant constitué d'une partie cylindrique, d'une plaque de fermeture supportant le roule- ment de palier et un premier joint d'étanchéité refermant l'extrémité externe du boîtier, l'extrémité interne comportant elle aussi un joint en tresse, un conduit de Thus and according to another secondary characteristic, each cup comprising a pair of substantially semicircular flanges and each flange comprising a rolling support bearing for the shaft of the kneading member, the said bearing comprises a casing fixed detachably removably on the outer face of the flange and extending inside the cup, the said housing consisting of a cylindrical part, a closure plate supporting the bearing bearing and a first seal closing the outer end of the housing, the inner end also comprising a braided seal, a conduit
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graissage reliant l'espace interne du boîtier à un graisseur destiné à remplir de graisse le boîtier.
lubrication connecting the internal space of the housing to a lubricator intended to fill the housing with grease.
Il résulte de cette disposition que la graisse met les organes internes du boîtier 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. It follows from this arrangement that the grease puts the internal organs of the housing and in particular the bearing, which is preferably an oscillating bearing, also called spherical, protected from the introduction of abrasive substances from kneaded materials. .
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 boîtier et le roulement de palier et se trouve en frottement étanche avec les joints d'étanchéité. Always with the same concern of being able to quickly and inexpensively deal with bearing wear, even if this should only occur every one or two thousand hours of work (five to ten times less frequently than with the solutions of the prior art) each support shaft of a kneading member is housed at its ends in a fret, or fur, of which it is made integral in rotation by screws such as CHC screws, which fur passes through the housing and the bearing and is in sealed friction with the seals.
Il résulte du choix de ces dispositions que l'échange d'organes usés du palier peut être effectué par simple dégagement du boîtier, voire dégagement de la frète, sans avoir à extraire l'arbre avec son organe de malaxage. It follows from the choice of these provisions that the exchange of worn members of the bearing can be carried out by simply disengaging the housing, or even disengaging the fret, without having to extract the shaft with its kneading member.
Ceci peut être réalisé rapidement depuis l'extérieur des flasques par désemboitement du boîtier ou désolidarisation de la frète de l'arbre qu'elle loge. This can be done quickly from the outside of the flanges by disengaging the housing or detaching the fret from the shaft it houses.
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. Means for emptying the bucket are advantageously constituted by a sliding hatch disposed on the so-called first bucket in the vicinity of the generator closest to the envelope of the kneading member, said hatch being operable to close, or conversely releasing , at least one orifice made in the semi-cylindrical wall of said cup. It will be noted that this position of the hatch locates it approximately between the middle of the curved wall of the bucket and its toothed edge.
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 dis-
1--j Preferably, these emptying means comprise at least one orifice in the hatch located in the vicinity of its ends, and at least one orifice formed in the wall of the bucket in the vicinity of the flange; the orifices, respectively of the hatch and of the bucket, can be opposite one another by sliding the hatch; an intermediate position of the hatch corresponding to a sealing of the orifices; we must understand that the trap has a function of dis-
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tributeur à trois positions : vidange soit d'un coté soit de l'autre et position fermée intermédiaire. three-position feeder: emptying either on one side or the other and intermediate closed position.
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.. According to another secondary arrangement, the second bucket comprises a so-called filling opening, known as a manual opening, close to the hinge edge of the bucket, said opening being legally closed by a grid with large meshes. This opening, known to devices of the type, serves to add a component to the mixture, cement, water, etc.
La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront, 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. The present invention will be better understood and details will be apparent from the description which will be given in connection with the figures of the appended plates, in which: FIG. 1 schematically illustrates, from the side and in elevation, the general organization of a machine comprising as an accessory a kneading device according to the invention; fig. 2 is a perspective view of the device of FIG. 1, fig. 3 is a schematic illustration of the device of the previous figure seen from below, in the closed position, FIG. 4 is a detail on a larger scale of the previous figure, and FIG. 5, illustrates in section a shaft bearing of the device.
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. In fig. 1, a device of the invention, also called a clamshell mixer 1, is supported by an articulated arm 2 itself carried by a self-propelled machine 3. The device 1 consists of two substantially semi-cylindrical buckets 6 and 8 hinged together around an axis 4 adjacent to a so-called hinge edge respectively of each of the buckets. Each of the buckets comprises, in accordance with the invention, a mixing or kneading member, symbolized by the circles in respective dashes 11 and 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 ; Il--, It will be noted that the invention is in no way interested in these kneading members which are diverse and known in themselves and which can be screw-shaped members, pale members, doctor blade members, etc .; He--,
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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. these bodies have, however, the common characteristic of being rotatable about a respective axis parallel to the axis of articulation of the buckets to one another.
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. We also notice in fig. 1 that the edges of the buckets opposite the articulation edges are provided with teeth 9 which, as suggested by the drawing, will make it possible to scrape the ground on which the pile 10 of materials to be treated rests by a forward movement of the machine 3 in the direction of the pile or by an extension of the arm 2; when the toothed edge of the bucket 6 will be under the pile, it will then suffice to fold the bucket 8 over it to close the capacity formed by the buckets which will be full of materials.
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. Hydraulic means, such as jacks 13 allow the operation of the arm 2, while a jack 14 controls the tilting of the buckets in the vertical plane.
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. In fig. 2, the device 1 of the previous figure, which constitutes the element on which the invention relates, is shown separate from the arm 2 to which it is fixed by means of members such as crank pins 15 and 16 secured to the first bucket 6. A jack 17 is intended to control the opening and closing of the buckets by pivoting the second bucket 8 around their common axis of articulation 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. Still in this figure, it can be seen that end plates 26 and 28 of substantially semi-circular shape, visible on the drawing, of respective buckets 6 and 8, include bearings such as 24 for shafts supporting kneading members. , not shown; it should be understood that the other two flanges symmetrically have identical bearings. We also note, supported by the first bucket 6, a jack 29 for operating a sliding door 30 with a function of a distributor member for emptying the capacity.
Sur la fig. 3, on reconnaît 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 In fig. 3, we recognize the bodies of the previous figure, namely: the opening / closing cylinders 17 and the cylinder 29 and its hatch 30. The sliding hatch 30 is provided in the vicinity of its ends, orifices 31, 32 which can alternately be placed opposite respective holes 33, 34 made in the wall of the first bucket 6, by sliding the hatch in the slides 31 under the control of the jack 29, these coincidences corresponding to emptying positions, or else occupying a middle closing position such
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que représentée sur la figure. Les orifices de la trappe peuvent déboucher dans des tuyaux souples tels que connu de l'art antérieur. as shown in the figure. The orifices of the hatch can open into flexible pipes as known from the prior art.
On remarque encore sur la figure des moyens moteurs 36,38, tels que moteurs hydrauliques, d'entraînement en rotation des arbres des organes de malaxage, respectivement des godets 6 et 8. We also note in the figure motor means 36, 38, such as hydraulic motors, for driving in rotation the shafts of the kneading members, respectively of buckets 6 and 8.
Mieux visibles sur la fig. 4, des dents telles que 9 sont fixées sur les bords 41,42 des godets, et il apparaît bien que ces dents s'inter- pénètrent 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, t'un des godets s'emboîtant légèrement dans l'autre. Better visible in fig. 4, teeth such as 9 are fixed on the edges 41, 42 of the buckets, and it appears that these teeth interpenetrate in such a way that, even in the event of pronounced wear on their sides, the closure will always be substantially waterproof, thanks to the allowed approximation of the edges 40,41; the dashes 43 along the edges of the teeth indicate the bevel conformation of these edges. The lateral tightness of the buckets is obtained by covering the flanges, at least allowing the edges to be brought together, one of the buckets fitting slightly into the other.
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 boîtier cylindro- conique 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 boîtier 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. In fig. 5, a bearing 24 essentially comprises an oscillating or even spherical bearing 51 housed in a recess of a so-called bearing plate 52 closing the external end of a cylindrical conical housing 53; the bearing is supported from the outside against the bearing plate, which itself is also supported from the outside in the external end of the housing 53, which is also also supported and fixed in an orifice in a flange, 26 for example of bucket 6; it should be clearly understood that the two flanges of each of the cups has, opposite one another for each cup, such bearing arrangements.
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 boîtier 53 d'autre part, et isolent ainsi l'espace interne du boîtier. 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 boîtier, est rempli de graisse par un con- A kneading member support shaft, such as the shaft 54 is housed at each of its ends in a fret 56 formed of a hard metal; the shaft is made integral in rotation with the freight by means of two screws CHC 55; the freight passes through the internal cage of the bearing 51 which supports it; seals, in braid for example, such as 57 and 58 seal respectively the fret 56 and the closure plate 52 on the one hand and the conical end of the housing 53 on the other hand, and thus insulate the internal space of the housing. This internal space divided by a succession of baffle discs such as 59.59 ', coaxial with the fret and alternately integral (59) with the fret and (59') with the housing, is filled with grease by a con-
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duit 60 et graisseur 62. Un circlip 61 cale le roulement dans l'alésage de la plaque de palier.
duit 60 and lubricator 62. A circlip 61 shims the bearing in the bore of the bearing plate.
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. Wear can affect either the freight or, much less frequently, the rolling; in the case of wear of the bearing 51, it suffices to remove the circlip and to carry out the exchange; in the event of wear of the fret, after removing the bearing, unscrew the two screws 55, remove the fret and replace it. In fact, the fret being made of very hard steel, and the bearing being very well separated from the corrosive environment by the various seals and by the baffle, these maintenance operations will be extremely rare.
Enfin, et revenant à la fig. 2, il apparaît 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. Finally, and coming back to fig. 2, it appears that the second bucket has an opening called manual filling near the hinge edge of the bucket, said opening being legally closed by a grid 70 with large meshes.
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