Brevet FR2014874A1 — publié le 19700424

La présente invention se réfère aux appareils dans lesquels la vibration de masses de mélange de ciment pour la production de produits manufacturés de béton, armé ou non armé, est effec tuée en soumettant @ des vibrations, ou à des oscillations très ra- @ides, une plate-forme ou autre support sur leguel est placé le ré @erveir cortexant le mélange que l'on veut préparer au moyen de telles vibrations dirigée@ généralement dans le sens vertical. Dans la réalisation pratique des plates-formes vibrantes du type mentionné ci-dessus, la plate-forme est supportée par des moyens élastiques qui, tout en la soutenant, lui permettent de petits déplacements dans la direction verticale dans les deux sens en vainquant la réaction des dits moyens élastiques.Sur de telles plates-formes est appliqué au moins un organe librement tournant dont la masse est excentrée par rapport à son a-,e de rotation ; e faisant tourner cet organe à une vitesse correcte, on obtient par réaction des oscillations dans la plate-forme soutenue élastiquement habituellement les masses excentré0es sont au nombre de deux, disposées on opposition de phase le long d'une droite horizontale, de facor à induire les réactions d'oscillations dans la plateforre seule ment en direction verticale. Dans ces appareils connus la masse excentrique est constarte de même que sa vitesse de rotation obtenue seulement par un moteur électrique ; par conséquent la quantité de mouvement, qui par réaction se transmet de cette nasse à la plate-forme est également constante. I1 on résulte que la vitesse instantanée et donc l'amplitude des oscillations provoquées par réaction dans la masse constituée par la plate-forme chargée avec le réservoir contentant le mélange varie selon l'inverse de cette masse totale dont le mélange constitue habituellement une fraction très importante. tans une opération correcte de vibration d'une masse de mélange, il est mécessaire rue les valeurs nos accélérations induites dans chaque grain qui le compose ne soient pas trop éloignées de la valeur de l'accélération de la @esanteur. En fait, si l'accélaration produite sur les grains est très inférieure à cette valeur, il n'y a pas diminution sensible des forces qui maintiennent les grains dans leur position réciproque et le mélange vibré, spécialement s'il est très sec, ne tend pas à se comporter comme un fluide et par conséquent à s'agglomérer rapidement comme on désire l'obtenir.Si, d'autre part, l'accélération produite dans les différents clair qui constituent le mélange est bien plus grande que lsaccé- lération de la pesanteur, les grains tondent à se séparer compléte ont l'un de l'autre et à se coc:porter indépendamment, avec pour re sultat u.e séparation de particules grosses des fines, ou des particules légères des lourdes, ce cui est gravement préjudiciable -,our les caractéristiques du béton obtenu. Il est cependant compréhensible que, dans un appareil vibratoire du type en auestion, le degré d'accélération du mouvement d'oscillation le plus correct par rapport à un mélange donné devrait rester toujours le même, et cela que l'on veuille vibrer une masse relativement grande ou une masse relativement faible d'un tel mélange. Actuellement, dans les appareils connus, on ne peut obtenir un tel résultat, car, comme il a été mentionné, les amplitudes des oscillations de la plate-forme et par conséquent les accélérations instantanées de son mouvement oscillatoire varient en fonction de la masse que lton dispose sur elle-même pour être vibrer. I1 faut encore rappeler que, dans les appareils connus, la plate-forme est soutenue, comme il a déjà été dit, par des moyens élastiques qui doivent être raisonnablement robustes. Ceux-ci ont d'ordinaire et par ce fait une période propre d'oscillation plutôt élevée et la fréquence de rotation des masses excentrées doit s'adapter à cette période si on ne veut pas adopter des masses excentrées d'importance excessive. Quelle que puisse être la valeur théorique des observations rapportées ci-dessus, il est un fait que la fréquence qui s' est avérée pratiquement la plus avantageuse pour les appareils vibratoires connuslest généralement de l'ordre d'environ 6.000 cycles à la minute. Une fréquence de cet ordre de grandeur entre dans les fréquences audibles et par conséquent de tels appareils sont assez bruyants, en tenant compte également des fréquences harmoniques qui peuvent prendre naissance dans les différentes parties de la masse suspendue qui est sollicitée par les masses excentriques en peu de points distants entre eux. I1 apparait, en pratique, que même en faisant abstraction des considérations exposées ci-dessus, il est au plus haut point désirable qu'un mélange de ciment déterminé soit soumis à des vibrations d'amplitudes déterminées, en fonction de leur fréquence, quelle que puisse être la masse du mélange qui est vibrée, ce qutil n'est pas possible d'obtenir avec les matériels employés jusqu'ici. Un des buts de la présente invention est de mettre à la disposition des utilisateurs un appareil capable d'induire dans une plate-forme, qui est soutenue avec une liberté de mouvements dans le sens vertical, de petites oscillations qui sont d'amplitude cons tante indépendamment de la masse que l'on doit faire osciller. Ce but est obtenu selon l'invention en faisant osciller verticalement avec une amplitude d'oscillation constante la partie qui soutient la plate-forme, cette partie étant dotée d'élasticité négligeable en comparaison de cette amplitude. Cette partie de support pourrait être constituée par exem ple, par une grosse bielle commandée par un excentrique propre à soutenir et à faire osciller verticalement une plate-forme latérale ment guidée. Une telle forme de réalisation statère cependant parti culièrement lourde et coûteuse et une réalisation plus adaptée est obtenue en employant comme moyen de soutien un liquide de la façon illustrée, à titre d'exemple, dans le dessin annexé qui représente, en.coupe, un tel matériel sous forme schématique. L'appareil représenté se compose d'un cylindre creux vertical 1, en appui sur une fondation rigide convenable 2 et comportant axialement un second cylindre creux 3, afin de créer une cavité annulaire 4, fermée à sa partie inférieure par une paroi annulai re 5. Une plate-forme 6 est pourvue d'une saillie cylindrique verticale inférieure 7 qui pénètre et peut se déplacer librement dans le cylindre 3 tout en étant guidée et elle est pourvue également d'une saillie annulaire 8, coaxiale à la première saillie, qui pénètre en partie dans la cavité annulaire 4 et est reliée aux paroiS cylindriques 1 et 3 au moyen d'une membrane flexible 9, plutôt robuste, laquelle complète la fermeture de la chambre 4, mais n'est pas destinée à soutenir le poids de la plate-forme 6. Le poids de la plate-forme est au contraire soutenu par un liquide, par exemple de l'huile qui se trouve dans la cavité 4. La cavité 4 communique, par l'intermédiaire d'un tube 10, avec un cylindre 11 dans lequel un piston 12 est animé d'un mouvement alternatif par une bielle 13 montée en 14 sur un disque 15 à une distance du centre de celui-ci qui est réglable le long de la lumière 16. Le disque 15 est entraîné en rotation par un moteur 17 de type quelconque. De la description qui précède, on voit que le mouvement alternatif du piston 12 provoque des variations cycliques correspon dantes du volume d'huile contenu dans la chambre 4 et par conséquent des soulèvements et abaissements cycliques de la plate-forme 6. La fréquence de ce mouvement oscillatoire vertical de la plate-forme est due à la vitesse du disque 15 commandé par le moteur 17, qui peut également etre à vitesse variable, tandis que l'amplitude de telles oscillations est fonction du volume d'huile déplacé à chaque cycle par le piston 12, et est donc fonction de l'excentricité réglable du pivot 14 par rapport au disque 15. De même, il résulte que l'amplitude de ces oscillations est totalement indépendante de la masse de mélange qui peut etre placée sur la plate-forme 6. Les rapides oscillations de la plate-forme que l'on obtiat ainsi sont d'une grande régularité puisqu'elles ne sont pas influen cées par des facteurs extérieurs ; cependant on peut les régler de façon store afin que leur fréquence et leur amplitude soient constamment les plus adaptées à la composition du mélange que l'on doit vibrer. Dans les essais pratiques de cet appareil on a constaté que son efficacité est supérieure à celle des appareils analogues connus. On pense que ceci pourrait être justifié par la considération que l'élasticité pourtant minime du fluide contenu dans la chambre 4 tendrait à amortir les pointes d'accélération, rendant ainsi le diagramme des accélérations plus plat que celui presque sinusoidale qui devrait théoriquement subsister, avec pour conséquence que la force tendant à neutraliser la gravité pourrait agir sur chaque grain pour un temps total plus long, sans toutefois atteindre des valeurs qui pourraient provoquer une séparation des éléments constituant le mélange. Il est toutefois important de noter qu'avec un appareil du type décrit ci-dessus, il a été avantageusement possible de vibrer très efficacement les mélanges usuels pour béton avec une ampli tude d'oscillation de la plate-forme de l'ordre de 1 à 2 mm et une fréquence de l'ordre de 1000 à 1200 cycles à la minute, ce qui est nettement inférieur au seuil audible. Avec de telles valeurs, ainsi qu'il est facile de le vérifier, on obtient des valeurs d'accélération qui, compte tenu des pertes de rendement, s'approchent de la valeur de la pesanteur, tandis que cette fréquence basse élimine les graves inconvénients de bruit important, qui empechellt, par exemple, d'utiliser les appareils connus pendant la nuit. Un autre avantage de l'appareil décrit ci-dessus réside dans la possibilité, qui pratiauement n'était pas obtenue avec les appareils connus, de vibrer des mélanges contenant des éléments de densité ncttement différente entre eux, conne par exemple aes mélanges contenant des grains expansés pour obtenir des bétons légers, sans séparation ou stratification des éléments, et cela particulièrement en utilisant des amplitudes d'oscillations plutôt faibles, de l'ordre d'un demi-millimètre. lYaturellement l'appareil peut être réalisé sous de nombreuses formes diverses sans sortir du cadre de l'invention ; par exemple, à une plate-forme unique peuvent être associes des support et moyens vibrants plus complexes, en dotant la plate-forme d'une pluralité correspondante de saillies 7 et 8 ; dans un tel cas, les différentes chambres 4 peuvent être mises toutes en communication avec un seul cylindre 11, ou avec plusieurs cylindres 1 1 commandés par un moteur unique, obtenant ainsi un synchronisme parfait des oscillations, résultat que l'on ne pouvait obtenir da-ns les appareils connus avec une pluralité de vibreurs appliqués à une unique plate-forme soutenue élastiquement. La plate-forme 6 peut prendre diverses formes et également être remplacée nar une autre pièce auelconque destinée à supporter la masse que l'on veut vibrer. REVENDICATIONS 1) Appareil pour la vibration de mélanges de ciment, comprenant un support pour la masse à vibrer, soutenu de façon mobile en direction verticale et actionné pour accomplir de rapides oscillations dans cette direction, caractérisé par le fait que les moyens qui soutiennent un tel support sont également les moyens qui produisent ces oscillations. 2) Appareil selon la revendication 1, caractérisé par une plate-forme qui est soutenue de façon à pouvoir librement se déplacer en direction verticale et dont est solidaire une partie qui constitue une paroi de fermeture d'une chambre remplie de liquide communiquant avec un organe apte à envoyer et à prélever cycliquement dans cette chambre une quantité déterminée du dit liquide. 3) Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la dite partie solidaire de la plate-forme est reliée à la dite chambre au moyen d'une membrane flexible. 4) Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dit organe apte- à prélever et à émettre un liquide dans la dite chambre est constitué par un piston situé dans un cylindre et doté d'un mouvement alternatif. 5) Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le dit piston est commandé par un mécanisme à bielle-manivelle, dans lequel la longueur du bras de manivelle est réglable. 6) Appareil selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la fréquence des oscillations est inférieure au seuil audible. 7) Appareil selon les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'amplitude des oscillations est de l'ordre de 0,5 à 0,2 millimètre.