Brevet FR2006193A1 — publié le 19691219

i 2006193 La présente invention, se rapporte à un dispositif générateur de vibrations destiné aux appareils vibreurs peur travaux publics, ces vibrations étant créées par la rotation de balourds et étant transmises à la surface de la matière à tasser. Ce dis— 5 positif est destiné notapaent aux rouleaux vibreurs de toutes sortes, mais peut aussi être utilisé pour les plaques et planches vibreuses et les appareils du même genre. Ces dernières années le domaine dsapplication des appareils vibreurs s'est fortement élargio Pour les rouleaux vibreuES 10 il va de l'application dans les couclies rocheuses et du battage des pavés, en passant par le tassage des sols de divers genres, jusqu'à la formation des couches bitumineuses. Le vibrage doit être adapté aux propriétés de la matière à tassers Les matières en gros morceaux et les couches profondes par exemple sont tas— 1 5 sées au mieux par des vibrations de grande amplitude et de fréquence faible, et au contraire les matières à granulation fine et les couches qui se trouvent directement à la surface du sol exigent de faibles amplitudes et des fréquences élevéesB Il est déjà connu de modifier la caractéristique de vibra-20 tion des rouleaux vibreurs. On le fait généralement en modifiant la vitesse de rotation de l'arbre qui porte les masselottes tournantes. Mais cette opération présente l'inconvénient que l'importance de la force centrifuge qui sert à créer les vibrations varie également avec la vitesse de rotation* Etant donné 25 que cette force varie selon une fonction du: second degré, il est impossible de régler la caractéristique de vibration de la manière désirée. On connaît en outre, pour modifier utilement cette caractéristique, un dispositif générateur de vibrations âans lequel 30 il est possible, non seulement de faire varier la vitesse de rotation, mais encore de modifier 1*importance du balourd en bk>= difiant l'écartement de la masselotte tournante0 Gette réalisa-» tion présente cependant 1*inconvénient de nécessiter de modifier la position de cette masselotte psj? rapport à l3 arbre au 35 moyen d'appareils auxiliaires quand la machine est arrêtée» Outre le fait que ce montage est compliqué et qu'il est susceptible de défaillance, il arrive souvent au personnel occasionnel de modifier seulement la vitesse de rotation sans changer la distance radiale de la masselotte à l'axe de rotation de lBar~ 40 bre. Toutes les réalisations connues présentent en outre 69 11268 2 2006193 1'inconvénient que la vitesse de rotation de l'arbre varie avec la vitesse du moteur^ de sorte qu'il est impossible d'utiliser complètement son couple de rotation à toutes les vitesses0 La présente invention a pour but de fournir un dispositif 5 générateur .de vibrations pour appareilsvibreurs de travaux pu~ blics2 qui3 en tirant constamment tout le profit possible du couple du moteur3 permet de modifier par paliers 11 amplitude des vibrations» la force centrifuge restant sensiblement cons- ê ^ tanteo 10 Suivant l'invention le couple est à cet effet transmis du moteur à l'arbre générateur, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages à deux rapports et d'autre part il est adjoint à la masselotte fixe de cet arbre au moins une masselotte centrifuge pouvant se déplacer radialement, qui est reliée à un contrepoids 15 et qu'un ressort applique contre l'arbre de façon que le centre de gravité du corps créateur de balourd formé par cette masselotte centrifuge et par ce contrepoids se trouve près de l'axe de rotation de l'arbre dans le cas du plus petit rapport8 mais que dans le cas du plus grand rapports la force centrifuge de 20 cette masselotte centrifuge qui est alors plus forte vainque la force du ressort et que cette masselotte soit repoussée radialement vers l'extérieur» Selon une autre caractéristique de 1 ' invention,, la masselotte centrifuge3 dont la course est de préférence limitée par 25 "une butée fixe ou réglables est décalée sur l'arbre, de 180° par rapport à la masselotte tournante fixe» Les rapports entre- la masse de cette masselotte tournante et la masse et la course de la masselotte centrifuge sont calculés de façon qu'aux deux rapports de-vitesse la force, centrifuge soit sensiblement la même o 50 Suivant une autre caractéristique de l'invention pour déterminer à l'avance le début du déplacement radial de la masselotte cen— wrifuge lorsque la vitesse de rotation augmente9 une masselotte additionnelle peut être disposée sur cette masselotte centrijfU" ge et agir comme masse de réglage0 55 Dans un perfectionnement de 1sinvention, avec un, disposi tif dont la boïte comporte plus de deux rapports, le ressort monté entre la masselotte centrifuge et lsarbre est remplacé par plusieurs ressorts de forces différentes.montés en série2 afin que le déplacement radial de cette masselotte se fasse par pâ-40 liers en fonction du rapport de vitesses» Selon une autre r 69 11268 3 2006193 c aractérifjtique de l'invention, on obtient le même résultat en montant sur l'arbre plusieurs corps créateurs de balourd composés d'une masselotte centrifuge, d'un contrepoids et d'un ressort. Suivant l'invention, ces corps créateurs de balourd peu-5 vent être montés sur l'arbre avec un décalage tel qu'à tous les rapports il se développe sensiblement la même force centrifugec Ils peuvent être décalés de 180° aussi bien que d'autres angles, et dans ce dernier cas, il faut tenir compte de l'influence des fonctions sinusoïdales pour l'addition des forces centrifugesa 10 Le dispositif selon l'invention présente l'avantage que, malgré les différences d'amplitude et de fréquence des vibrations, la force centrifuge créée est sensiblement constante, de sorte que l'appareil vibreur prévu pour une force centrifuge déterminée est toujours utilisé dans son domaine de fonctionnels ment optimum, qui est déterminé en général par la force avec laquelle il presse la matière à tasser et par la force centrifuges Par ailleurs, pour la conception de l'appareil, il est d'autre part avantageux que, bien que les vitessâs d,e rotation de l'arbre soient différentes, le moteur puisse tourner toujours à la même 20 vitesse et donc avec le couple maximum, ce qui permet d'utiliser même des moteurs plus pâtit s et moins co£tteux0 Avec le dispositif selon l'invention, le balourd diminue automatiquement lorsque la vitesse de rotation est augmentée par une modification de la vitesse de l'arbre au moyen de la 25 boîte de vitesses, §ans qu'on ait à arrêter l'appareil ni à manoeuvrer un dispositif de réglage spécial.. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais 30 nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention,, Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un rouleau vibreur et du mécanisme de commande du dispositif géné— 35 rateur de vibrations ; la figure 2 est une coupe" faite par la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique de l'arbre lorsqu'il tourne à faible vitesse 3 et 4© la figure 4 est une vue correspondant à celle de la WM) ORIGINAL 69 11268 4 200 6193 figure 3 lorsque 1'arbre tourne à grande vitesse» Dans la forme de réalisation représentée sur ces dessins, le dispositif générateur de vibrations est décrit dans son application à un rouleau vibreur. La figure 1 montre les éléments 5 de ce rouleau nécessaires à la compréhension de ce dispositif. Le couple d'un moteur 1 est transmis par un accouplement élastique 2 à un embrayage 4 qui peut être serré ou desserré au moyen d'un levier 5. Lorsqu'il est serré, le couple du moteur 1 est transmis par un couple de roues dentées 5 à un arbre 6 sur 10 leqiiel un train baladeur à deux pignons 7 peut coulisser» De ce trains qui peut être déplacé par un levier 8, le couple peut être transmis à un arbre de sortie 11, par des roues dentées 9 ou 10o Sur l'arbre 11 est fixée une poulie 12 qui est reliée par 13 une courroie trapézoïdale 13 à une poulie 14 fixée sur un arbre 15„ Celui-ci est mont#€Lans les joues 16 d'un rouleau 17, où il peut tourner indépendamment des déplacements de direction ou d'entraînement de ce dernier. Deux masselottes tournantes 18 sont fixées à cet arbre 15 20 prèç&es joues 16. Entre elles, ledit arbre comporte une plaquette 19 sur laquelle un ressort 20 s'appuie par une de ses extrémités. Son autre extrémité est appliquée contre un contrepoids 22, que des étriers de retenue 23 relient à une masselotte centrifuge 21 » Celle-ci porte enfin une masselotte additionnelle 24. 25 Lorsque 11 embrayage 4 actionné par le moteur 1 est serréj- ce moteur qui tourne toujours à vitesse constante au couple maximum entraîne l'arbre 15 à une vitesse prédéterminée,, Le train baladeur 7 permet de choisir le rapport des vitesses,.qui est donné par les dimensions des roues dentées 9 et 10 et de celles 30 de ce train. Sur la figure 1§ l'arbre 15 est entraîné à la vitesse la plus fàible. On a représenté schématiquement sur la figure 3 les conditions qui se manifestent à cette vitesse la plus.faible de l'arbre 15o Si cette vitesse est d'environ 2000 tours par minute, 35 chacune des masselottes tournantes fixes 18 crée, conformément à la formule P - ma r0(JL^-)2 une force centrifuge de 1610 Newtons„ Le corps créateur de balourd disposé entre les dëux masselottes 18 et constitué par la 40 masselotte centrifuge 21, le contrepoids 22, les étriers 23 et ^ BAD ORfâlfMÂL 69 11268 5 2006193 le ressort 20 est équilibré par la masselotte additionnelle 24-, Ceci se produit parce que le ressort 20 qui s'appuie sur la plaquette 19 de l'arbre 15a écarte de celui-ci le contrepoids 22 et amène ainsi la masselotte centrifuge 21 en contact avec cet 5 arbre, comme cela est représenté sur les figures 1 et 3. La masselotte additionnelle 24 qui agit comme masse de réglage ne crée donc qu'une force centrifuge de 220 ÏT. Mais cette valeur ne suffit pas pour comprimer le ressort-20â car, dans la position représentée, celui-ci a une précontrainte de 400 E. 10 Dans l'ensemble, l'arbre 15 ainsi soumis par chacune des masses tournantes 18 à un effort de 1610 U et à 180°, à l'effort de 220 ÏT de la masselotte 24. Le balourd atteint-donc au total environ 3000 îf à la vitesse-d'environ 2000 tours par minute. Si l'on augmente maintenant la vitesse de rotation de l®ar-15 bre 15 en amenant le plus grand pignon du train 7 en prise avec la roue dentée 10, on obtient la situation représentée schémati— quement sur la figure 4 pour le corps créateur de balourd disposé entre les deux masselottes fixes 18 avec la vitesse choisie d'environ 3100 tours par minute, la masselotte additionnelle 24 20 orée une force centrifuge d'environ 530 IT» Celle-ci dépasse donc la précontrainte du ressort 20, qui est de 400 ITo L'ensemble du corps créateur de balourd constitué par la masselotte centrifuge 21, le contrepoids 22 et les étriers 23 se déplace radiglement et en m$me temps le ressort 20 est comprimé. Ce déplacement est 25 limité par une butée fixe. Bien entendu5 le-ressort 20 est réalisé de manière à permettre un déplacement radial complet jusqu'à cette butée. Dans cette nouvelle position, la masselotte centrifuge 21s la masselotte additionnelle 24 et les parties correspondantes - -30 des étriers 23 créent une force centrifuge d'environ 5800 K, a~ lors que le contrepoids 22 et les autres parties des etriers 23 créent une force antagoniste d'environ 1520 H. Le corps créateur de balourd produit donc une force centrifuge dsenviron 4280 ÎT qui agit en sens inverse de celle créée par les deux masselottes 35 tournantes 18. Etant donné que celles-ci créent chacune une force d'environ 3625 IT, soit au total 7250 F, il se développe en tout sur l'arbre 15$ à la vitesse de 3100 tours par minute, une force centrifuge de 2970 $T, soit de nouveau d'environ 3000 ÏF. La forme de réalisation représentée montre donc qu'en 40 choisissant correctement les poids et les propriétés d'un 69 11268 6 2006193 ressort on peut obtenir .à peu près la mtme force centrifuge à des vitesses de rotation différentes de l'arbre 15. Mais, à force centrifuge constante et vitesses différentes, les vibrations produites ont des -amplitudes différentes, dans le cas présent, 5 -une grande amplitude à faible vitesse, et une faible amplitude à grande vitesse. Bien entendu, lorsqu'on dispose de plus de deux rapports dans la boîteg on peut remplacer le ressort 20 par plusieurs ressorts de forces différentes montés en série, afin que le dé-10 placement radial ait lieu par paliers en fonction des diverses vitesses de rotation. D'autre part on peut monter sur l8arbre générateur plusieurs corps créateurs de balourd composés d'une masselotte centrifuge5 d'un contrepoids et d'un ressort. Ils peuvent être décalés de 180° ou aussi d'un autre angle. Dans ce 15 dernier cas, il faut bien entendu tenir compte de l'influence des fonctions sinusoïdales pour faire la somme des forces centrifuges. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif; mais nullement limitatif que 20 l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. ËAD ORIGINAL 69 11268 7 2006193 BSÎSgDIGlIIQgS 1. Dispositif dosalué aux appareils vibreurs pour travaux publiess qui engendre des vibrations créées par le mouvement tournant de balourds et transmises à la surface de la matière à 5 tasssr9 ce dispositif comportant un arbre générateur qui est entraîné par- un moteur et qui porte au moins une masselotte tournante de création du balourd^ caractérisé -par ïe -* '• fg-ït 7M& >•&' . couple de rotation du moteur (1) est transmis à l'arbre (15) par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses à au moins 10 deux rapports et qu'en plus de la masselotte tournante fixe (18) il est monté sur cet arbre (15) au moins une masselotte centrifuge (21) pouvant se déplacer radialement, qui est reliée à un contrepoids (22) et qu'un ressort (20) applique contre 1!arbre (15) de nanière que le centre de gravité du corps créateur du 15 balourd .formé par cette masselotte centrifuge £21) et ce contre-» poids (22) se trouve près de l'axe de rotation de l'arbre (15) au petit~rapport de la bc£teâ mais qu'au grand rapport de la boîte la force centrifuge de la masselotte centrifuge '(21) qui est alors augmentée excède la force du ressort (20) et que cette 20 masselotte soit chassée radialement vers l'extérieur» 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplitude du déplacement radial de la masselotte cen~ trifuge (21) est limitée par une butée fixe ou réglable» 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé 25 par le fait que la masselotte centrifuge (21) est décalée de 10D° par rapport à la masselotte tournante fixe •(18) et est montée ■ sur- lîarbr-3 (15)* 4. Dispositif selon la revendication 3 5 caractérisé par le fait que les rapports entre la masse de la masselotte tournan-30 te (18) et la masse et l'amplitude de déplacement de la masselotte centrifuge (21) sont calculés de façon qu'aux deux rapports de vitesse il se créé sensiblement la même force centrifuge0 5» Dispositif selon les revendications 1 à 4-, caractérisé par le fait qu'une masselotte additionnelle (24) agissant comme 35 masse de réglage est montée sur la masselotte"centrifuge (21)0 6. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 è-5 comportant une boîte de vitesses à plus de deux rapports3 caractérisé par le fait que le ressort (20) est remplacé par plusieurs ressorts de forces différentes montés en série. §m ORfGîNAL 11268 8 2006193 7. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 5 comportant une boîte de vitesses à plus de deux rapportsj-àaractérisé par le fait qu'il est monté sur l'arbre (15) plusiarcs corps créateurs de balourd composés d'une masselotte centrifuge 5 (21)s d'un contrepoids (22) et d'un ressort (20)0 8» Dispositif selonla revendication 7 s caractérisé par le fait que les corps créateurs de balourd sont montés sur l'arbre (15) avec un décalage relatif tels qu'à tous les rapports il se créé sensiblement la mime force centrifuge. — "n BAD ORIGINAL