Brevet FR2369019A1 — publié le 19780526

On sait qutil existe différents types de dispositifs générateurs de vibrations servant à équiper des appareils vibrants utilisés, par exemple, dans des carrières pour le criblage et le transport des graviers ou du minerai. Ces dispositifs comprennent le plus souvent au moins un arbre rotatif portant un ou plusieurs balourds, qui est porté par le châssis de l'appareil vibrant, ledit châssis reposant sur des ressorts d'appui. Etant donné les conditions extrêmement défavorables de travail dues aux charges élevées et aux vibrations, l'arbre du dispositif générateur de vibrations est porté par des paliers de grande dimension pourvus de roulements appropriés, par exemple de roulements à rotule comportant deux rangéessymétriques de rouleaux. La mise en place de ce type de roulement est rendue nécessaire également en raison des flexions importantes de l'arbre en cours de fonctionnement et des défauts'd'alignement plus ou moins grands entre les paliers dus par exemple à la dilatation dans le cas du criblage de matières chaudes. Les balourds, qui équipent les arbres de ces dispositifs générateurs, sont des masses excentrées solidaires de l'arbre et pour des raisons de sécurité et de protection, ils sont enfermés dans des carters de protection, ce qui a pour effet d'augmenter le bruit de fonctionnement et de provoquer l'échauffement de l'air entourant le balourd et par conséquent l'augmentation de la température des roulements adjacents. De préférence, la lubrification des roulements s'effectue par barbotage dans une huile contenue dans la partie basse d'un carter adjacent aux roulements.Les balourds ne peuvent pas, de toute évidence, tre logés dans le carter contenant 11 huile de lubrification des roulements car ils provoqueraient, pendant le fonctionnement de 1 appareil vibrant, non seulement une agitation de 1 'huile empêchant tout contrôle du niveau par un voyant mais surtout une mise en émulsion de l'huile qui entrainerait une lubrification défectueuse des roulements. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et à cet effet, elle se propose de réaliser un dispositif générateur de vibrations dans lequel le (ou les) balourd (s) se présente(nt) sous la forme d'un volume de révolution autour de l'axe de rotation de l'arbre sur lequel ils sont montés. La variation angulaire du moment d'inertie du balourd autour de son axe peut être obtenue de diverses manières, par exemple en assemblant des secteurs de matériaux de densités différentes ou plus simplement en ménageant des cavités intérieures disposées de façon que le centre de gravité soit convenablement excentré par rapport à l'axe de rotation de l'arbre. Lorsque de tels balourds sont logés dans un carter de protection solidaire du châssis de l'appareil vibrant, il se produlit,dlune part, un échauffement moindre de l'air confiné dans le carter et partant, du roulement contigu et, d'autre part, une réduction sensible du bruit de fonctionnement. De plus, lorsqusun tel balourd est logé dans le carter d'huile servant à assurer la lubrification par barbotage des roulements de l'arbre sur lequel il est monté, il ne se produit pratiquement pas de projection d'huile en raison de la forme extérieure de révolution qui est donnée au balourd, de sorte que le niveau d'huile peut être surveillé même en cours de fonctionnement à travers des regards latéraux ménagés à cet effet dans la paroi du carter. Il convient de noter également que la présence d'un balourd dans le carter d'huile ne constitue plus un obstacle à une bonne lubrifi- cation des roulements. Dans une variante de réalisation plus particulièrement préférée, le dispos selon l'invention comprend deux cellules génératrices de vibrations constituées chacune d'un arbre court portant deux balourds, ces derniers étant disposés symétriquement de part et d'autre du palier à roulement où tourillonne cet arbre. Les deux arbres courts des cellules sont entraînés indépendamment l'un de l'autre mais leurs mouvemehts de rotation sont synchronisés au moyen d'une tige prévue à cet effet, qui relie les deux arbres. L'arbre de chaque cellule génératrice n'étant supporté que par un palier, les défauts d'alignement entre paliers sont par conséquent supprimés et l'arbre étant, en outre, de faible longueur, il n'est pas soumis à d'importantes flexions. I1 s'ensuit que les conditions de fonctionnement extrêmement sévères auxquelles sont soumis les roulements, sont sensiblement améliorées d'autant plus que la charge due aux balourds est répartie symétriquement de part et d'autre du palier. I1 en résulte qu'air lieu et place de paliers de grande dimension pourvus de roulements à rotule d'architecture complexe et de prix de revient élevé, on peut prévoir un palier de moindre dimension équipé d'un roulement plus simple et par conséquent moins coûteux La présente invention a donc pour objet un dispositif générateur de vibrations destiné à équiper un appareil vibrant, ledit appareil comportant un châssis monté sur des ressorts d'ap pui, ce dispositif générateur comprenant au moins un arbre susceptible de pivoter autour de son axe et monté sur au moins un palier solidaire du chassies de l'appareil vibrant, au moins un balourd étant solidaire de l'arbre précite, caractérisé par le fait que le balourd se présente sous la forme d'un volume de révolution autour de l'axe de rotation de l'arbre qui le porte. Dans un mode préféré de réalisation, chaque balourd est un cylindre droit à base circulaire dont l'axe est confondu avec celui de l'arbre de rotation ; ce cylindre comporte intérieurement des cavités disposées de façon que le centre de gravité du cylindre ne soit pas situé sur l'axe de rotation de l'arbre qui le porte ; dans une variante, ce cylindre est constitué d'au moins deux matériaux de densités différentes de façon que le-centre de gravité du cylindre ne soit pas situé sur l'axe de rotation de l'arbre qui le porte ; chaque balourd est disposé à l'intérieur d'un carter ; le carter précité continent l'huile destinée à la lubrification du (ou des) palier(s) de l'arbre sur lequel est monté ledit balourd ; la lubrification du (ou des) palier(s) à l'in térieur du carter d'huile s'effectue par barbotage, le niveau d'huile dans le carter étant tel que la partie inférieure de roulement équipant chaque palier soit plongée dans l'huile que contient le carter ; dans le carter d'huile et à la partie inrérieure de chaque palier, est ménagé une communication permettant le passage de l'huile qui est contenue dans le carter de part et d'autre du roulement équipant le palier précité. Dans une première variante de réalisation, le dispositif générateur de vibrations comprend un arbre sur lequel est monté au moins un balourd disposé entre deux paliers qui supportent ledit arbre, ce balourd étant logé à l'intérieur du carter contenant l'huile destinée à la lubrification des paliers de l'arbre précité. Dans une deuxième variante de réalisation, le dispositif générateur de vibrations comprend un arbre supporté par deux paliers et sur lequel est monté au moins un balourd qui n'est pas disposé entre les deux paliers précités, la partie de l'arbre qui est comprise entre les deux paliers ainsi que le (ou les) balourd(s) étant logé à l'intérieur du carter contenant l'huile destinée à la lubrification des paliers de l'arbre précité. DanX une troisième variante de réalisation, le dispositif générateur de vibrations comprend au moins une cellule constituée par un arbre court sur lequel sont placés deux balourds dis posés de part et d'autre d'un palier unique qui supporte ledit arbre. ce dispositif comporte avsntageusement deux cellules disposées de façon que les deux arbres courts quelles comportent, soient sensiblement disposés dans le prolongement l'un de l'autre, ces deux arbres courts étant chacun entrainés en rotation par leurs extrémités qui sont les plus éloignées l'une de l'autre, et étant de préférence reliés, par leurs extrémités qui sont les plus proches, par une tige de synchronisation du mouvement de rotation. La présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue un appareil vibrant comprenant un chassies reposant sur un support par l'intermédiaire de ressorts d'appui, ledit appareil comportant au moins un dispositif géndra- teur de vibrations solidaire du chassies précité, caractérisé par le fait que le dispositif générateur utilisé est un dispositif tel que ci-dessus défini. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente inventionXon va en décrire ci-aprbs, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatirs, plusieurs modes de réalisation représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente schématiquement, en coupe transversale, un appareil vibrant selon l'invention dont le dispositif générateur de vibrations est, selon une première variante de réalisation, constitué par un arbre qui porte un balourd disposé entre les deux paliers de l'arbre - la figure 2 représente une coupe selon II-I1 du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 représente schématiquement une vue ded > dde l'appareil vibrant de la figure I ; - la figure 4 représente schématiquement, en coupe trans versable, un appareil vibrant dont le dispositif générateur de vibrations comprend, selon une deuxième variante de réalisation, un arbre solidaire de deux balourds et support par deux paliers disposés entre lesdits balourds ; et - la figure 5 représente schématiquement, en coupe transversale, un appareil vibrant dont le dispositif générateur de vibrations comprends selon une troisième variante de réalisation, deux cellules génératrices entraînées de façon indépendante l'une de l'autre, les deux arbres courts de chaque cellule étant reliés entre eux par une tige de synchronisation du mouvement de rotation. En se référant aux figures 1 et 3 du dessin, on voit que l'on a représenté un appareil vibrant selon l'invention, destiné par exemple au criblage de gravier de carrières. Ce crible comprend de façon classique, un châssis 1 reposant sur un support 2 par l'intermédiaire de ressorts d'appui 3. Le chassies 1 est constitué de deux montants en tôle 4 sensiblement parallèles, reliés à leur partie inférieure par un tamis 5. Les vibrations nécessaires au fonctionnement du crible sont provoquées par un dispositif comprenant, dans cet exemple de réalflsation, un arbre à balourd 6 monté à pivotement sur deux paliers 7. Chaque palier 7 est ménagé directement dans l'un des deux montants 4/t âssis. Le roulement 8, qui est interposé entre l'arbre 6 et un palier 7, peut être du type de ceux qui sont normalement utilisés pour supporter des arbres à balourd de crible vibrant, par exemple, un roulement à rotule comportant une double rangée de rouleaux.L'arbre 6 peut être entraîné par un moteur (non représenté) solidaire ou non du châssis du crible ; 1 'accou- plement du moteur d'entraînement avec l'arbre 6 peut etre assuré soit par l'intermédiaire d'une poulie fixée par son moyeu en bout d'arbre soit directement par des cardans. Une des caractéristiques essentielles de ce tamis vibrant les provient du balourd 9 porté par l'arbre 6 entretdeux roulements 8. En effet, contrairement à tous les balourds jusqu'ici utilisés sur des appareils vibrants, le balourd 9 se présente sous la forme d'un volume de révolution autour de l'axe de rotation de l'arbre 6. Dans oet exemple, ce balourd 9 se présente sous la forme d'un cylindre droit à base circulaire. La variation angulaire du moment d'inertie du balourd 9 autour de son axe est obtenue en ménageant, ainsi qu'il est représenté schématiquement à la figure 2 > une ou plusieurs cavités intérieures 10. Ces dernières sont bien entendu, agencées de façon que le centre de gravité du cylindre de révolu- tion soit excentré par rapport à l'axe de rotation de l'arbre. Le balourd 9 est logé dans un tube 11 fixé entre les deux montants 4 du châssis mais grâce à --- la forme extérieure de révolution donnée au balourd 9, le tube 11 peut servir à sa partie inférieure, de réserve d'huile, c'est-à-dire constituer une partie du carter contenant l'huile destinée à la lubrification des deux roulements 8. En effet, le balourd 9 peut en partie plonger dans l'huile de lubrification en cours de fonctionnement, sans que cela se traduise par une mise en émulsion de l'huile et donc par une lubrification défectueuse des deux roulements 8.La lubrification s'effectue par barbotage, le niveau d'huile (indiqué par une flèche 12 sur le dessin) au fond du carter étant maintenue de façon que les rouleaux du roulement 8 qui sont disposés le plus bas, - c'est-a-dire qui sont les plus proches du support 2 soient partiellement plongés dans l'huila. Pour régler ce niveau d'huile, on peut prévoir dans la paroi du carter d'huile un orifice de trop-plein (non représenté) qui est bouché en cours de fonctionnement.A l'intérieur du carter d'huile et à la partie inférieure de chaque palier 7, est prévu un trou de communication (non représenté) permettant le passage de l'huile de part et d'autre du roulement 8. Enfin, un voyant 13 de contré du niveau d'huile est ménagé sur la paroi latérale du carter d'huile. Il convient de noter que le centrale du niveau d'huile peut titre effectué meme en cours de fonctionnement, puisque le balourd 9 en raison de sa forme extérieure, ne provoque pratiquement pas d'agitation de l'huilé. Pour empocher la pénétration de boue, d'humidité et pour empêcher les fuites d'huile vers l'extérieur, on prévoit, au passage de l'arbre 6 dane le carter d'huile, un dispositif d'étanchéité 14. Ce dispositif peut comprendre extérieurement un joint à labyrinthe ménagé entre une bague portée par l'arbre 6 et la paroi correspondante du carter et, intérieurement, un déflecteur empOchant les fuites d'huile vers l'extérieur. On conçoit qu'une telle étanchéité, rendue nécessaire par les conditions particu lièrement sévères dans lesquelles travaillent les cribles vibrants, soit particulièrement conteuse à réaliser.Mais, étant donné que dans les appareils vibrants antérieurs, le balourd ne pouvait pas Autre logé à l'intérieur du carter d'huile, il était nécessaire de prévoir deux dispositifs d'étanchéité supplimentai- res entre les deux paliers pour isoler de façon étanche, le carter d'huile du tube de protection renfermant le balourd. On conçoit donc que la réalisation des figures 1 à 3 soit plus simple à fabriquer, d'un moindre prix de revient et permette des vidanges d'huile moins fréquentes, puisque le tube de protection contenant le balourd 9 peut également servir de réserve d'huile. Si 1 on se réfère maintenant à la figure 4 du dessin, on voit que l'on a représenté une seconde variante de réalisation d'un dispositif générateur de vibrations prévu pour un appareil vibrant et en particulier pour un crible vivant. Le crible vibrant reprdsentéf désigné par 15 dans son ensemble, comporte un châssis reposant sur un support 2 par l'intermédiaire de ressorts d'appui 3. Un tel châssis comprend essentiellement deux montants de tôle 4 sensiblement parallèles réunis à leur partie inférieure par un tamis 5. Sur chaque montant 4 est ménagé un palier 16 servant à supporter un arbre 17 d'un dispositif générateur de vibrations. Entre l'arbre 17 et les deux paliers 16 qui le supportent, sont interposés des-roulements de type approprié. La différence essentielle existant entre ee dispositif générateur et celui décrit aux figures 1 à 3, provient du fait que l'arbre 17 porte deux balourds 18a, 18b disposés symétriquement à 1 1extérieur des deux paliers 16. Les deux balourds 10, 18 sont identiques et se présentent chacun sous la forme d'un cylindre de révolution autour de l'axe de l'arbre 17. Le déséquilibrage des cylindres 10E, 18b peut être obtenu par tous moyens appropriés, par exemple par assemblage de secteurs de matériaux ayant des densités différentes ou par la réalisation de cavités intérieures, de façon que le centre de gravité des cylindres 18a, 18 ne soit pas situé sur l'axe de rotation de l'arbre 17.L'arbre 17 est disposé à l'intérieur d'un tube 19 assujetti de façon étanche sur les deux montants 4 du crible. Le balourd 18a, placé en bout de l'arbre 17, est logé dans un flasque extérieur 20 fixé de façon étanche sur le montant 4 correspondant. Le balourd 18b situé du côté de l'extrémité de l'arbre par où s'effectue son entrainement, est logé dans un fourreau 21 fixé de façon étanche contre le montant 4 correspondant. L'étanchéité, au passage de l'arbre 17 dans le fourreau 21, est assurée par un dispositif approprié 22. La sortie de l'arbre 17 peut tre clavetée sur le moyeu d'une poulie destinée à assurer l'accouplement de l'arbre 17 avec un moteur fixé sur le montant 4 du châssis de crible. Le tube 19, le flasque 20 et le fourreau 21 constituent le carter contenant l'huile de lubrification des roulements équipant les deux paliers 16. La lubrification s'effectue par barbotage, ctest-à-dire que la partie inférieure de ces roulements est partiellement immergée dans l'huile du réservoir. Le niveau d'huile dans le réservoir doit être le mgme de part et d'autre de chaque roulement et c'est pourquoi il est prévu un trou de communication 23 à la partie inférieure de chaque palier 16.La surveillance du niveau d'huile au repos et an cours du fonctionnement de l'appareil vibrant. est rendue possible glace à la présence d'un regard 24 ménagé sur la face latérale du flasque 20, Il convient de noter que les deux balourds 18a, 18b plongent partiellement dans l'hui le mais, compte tenu de leur fome cylindrique de révolution, ces derniers ne constituent pas un obstacle à une bonne lubrification des roulements équipant les paliers 16. Lès avantages procurés par cette deuxième variante de réalisation sont sellsiblexent analogues à ceux de la première va riante des figures 1 à 3. En se référant enfin à la figure 5 du dessin, on voit que l'on a représente une troisième variante de réalisation d'un crible vibrant désigné par 25 dans son ensemble. Le crible 25 comprend un chtssis constitué de deux mon tants parallèles 4, reliés à leur partie inférieure par un tamis 5. Les deux montants 4 reposent sur un support 2 par l'intermédiaire de ressorts d'appui 3. La particularité essentielle du crible 25 provient du fait qu'il est équipé d'un dispositif générateur de. vibrations constitué de deux cellules 26 supportes chacune par un montant 4 du châssis. Chaque cellule 26 comporte un palier 27 servant à sup- porter un arbre court 28a, 28b. Les arbres courts 28aux 28b sont entrasses indépendamment l'un de l'autre grace à deux moteurs (non représentés) disposés de part et d'autre des deux montants 4. En tre chaque arbre 28a 28b et le palier 27 qui lui correspond, est interposé un roulement 29 comportant une seule rangée de rouleaux. Chaque arbre court 28a, 28b porte deux balourds 30 ayant chacun la forme d'un cylindre droit à base circulaire qui est de révolu tion autour de l'axe de rotation de l'arbre court 28a, 28b. Dans chaque cellule 26, les deux balourds 30 sont disposés symétriquement de part et d'autre du roulement 29. Les deux arbres courts 28a, 28b sont disposés sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre. Pour assurer la synchronisation de la rotation des arbres courts 28a, 28b en cours de fonctionnement, on prévoit une tige 31 fixée par ces deux brides d'extrémité sur deux balourds 30 situés en vis-à-vis des deux cellules génératrices 26. Etant donné que cette tige 31 ne sert pas à l'entratnement en rotation des deux arbres courts 28a, 28b, mais simplement à la synchronisation du mouvement de rotation, el le peut outre réalisée sous la forme d'un tube creux de faible diamètre. Les deux balourds 30 de chaque cellule génératrice 26 sont disposés à l'intérieur d'un carter contenant l'huile destinée à la lubrification du roulement 29. Ce carter est constitué de deux flasques 32a 32b disposés de part et d'autre d'un palier 27, et fixés de façon étanche sur la paroi 4 du montant correspondant, Un dispositif d'étanchéité 33 est prévu dans la zone de joint entre l'arbre court 28a, 28b et l'alésage correspondant du flasque 32a. De mOrne, on prévoit un dispositif d'étanchéité 34 dans la zone de passage de la tige de synchronisation 31 à l'intEv rieur du flasque 32b ; ce dispositif 34 est beaucoup moins important que le dispositif 33, puisque réalisé autour d'un arbre rotatif de plus petite section. Dans chaque cellule génératrice de vibrations 26, la lubrification du roulement 29 s'effectue par barbotage dans l'huile. Pour ce faire, on maintient dans le carter un niveau d'huile tel que la partie inférieure du roulement 29 à lubrifier est plongée dans 11 huile. Pour obtenir le mOme niveau d'huile de part et d'autre du roulement 29, on prévoit b la partie inférieure du palier 27, un trou de communication 35 ; la surveillance du niveau d'huile à l'intérieur du carter s'effectue par un voyant (non représente) prévu sur la paroi latérale du flasque 32a de chaque cellule. Les avantages supplémentaires que procure cette dernière variante de réalisation sont les suivants : l'arbre 28a, 28b équipant chacune des cellules génératrices de vibrations 26 est un arbre court qui n'est pas par conséquent soumis à d'importantes flexions, en cours de fonctionnement ; l'arbre de chaque cellule 26 étant supporté par un palier unique 27, les défauts d'alignement entre paliers sont donc supprimés. Enfin, la charge due aux deux balourds 30 est répartie symétriquement de part et d'autre du roulement 29. Il s'ensuit que dans chaque cellule, le palier 27 et son roulement associé 291 soumis à a des contraintes mécaniques net- tement moins défavorables : de ce fait, le palier 27 peut outre de dimension moins importante et le roulement 29 qui est soumis à de meilleures conditions de fonctionnement, peut être de construction plus simple que les roulements à rotule utilisés jusqu'ici. I1 est bien entendu que lesmodes de réalisation ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C h T I 0 N S 1 - Dispositif générateur de vibrations destiné à équiper un appareil vibrant, ledit appareil comportant un châssis monté sur des ressorts dlappuiX le dispositif générateur comprenant à l'intérieur d'un carter, au moins un arbre susceptible de pivoter autour de son axe et mont sur au moins un palier solidaire du ehtssis de l'appareil vibrante au moins un balourd se présentant sous la forme d'un volume de révolution autour de l'axe de rotation de l'arbre sur lequel est monté ledit balourd, caractérisé par le fait que le carter précité contient l'huile qui est destinée à la lubrification par barbotage du (ou des) palier (s) de l'arbre sur lequel est monté ledit balourd. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri sé par le fait que chaque balourd est un cylindre droit à base circulaire dont l'axe est confondu avec celui de l'arbre de ro tation. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le cylindre comporte intérieurement des cavités disposées de façon que le centre de gravité du cylindre ne soit pas situé sur l'axe de rotation de l'arbre qui le porte. 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le cylindre est constitué d'au moins deux maté- riaux de densités différentes, de façon que le centre de gravité du cylindre ne soit pas situé sur l'axe de rotation de l'arbre qui le porte. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre sur lequel est monté au moins un balourd disposé entre deux paliers qui supportent ledit arbre, ce balourd étant logé à l'intérieur du carter contenant l'huile destinée à la lubrificatio des paliers de l'arbre précité. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre supporté par deux paliers et sur lequel est monté au moins un balourd qui n'est pas disposé entre les deux paliers précités, la partie de.l'arbre, qui est comprise entre les deux paliers, ainsi que le (ou les) balourd (s) étant logd (s) à l'intérieur du carter contenant l'huile destinée à la lubrification des paliers de l'arbre précité. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une cellule génératrice de vibrations constituée par un arbre court sur lequel sont placés deux balourds disposés de part et d'autre d'un palier unique qui supporte ledit arbre. 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte deux cellules disposées de façon que les deux arbres courts qu'elles comportent soient sensiblement disposées dans le prolongement l'un de l'autre, les deux arbres courts étant chacun entraînés en rotation, par leurs extrémités qui sont les plus éloignées l'une de l'autre, et étant de préférence reliés par leurs extrémités qui sont les plus proches, par une tige de synchronisation du mouvement de rotation. 9 - Appareil vibrant comprenant un châssis reposant sur un support par l'intermédiaire de ressorts d'appui, ledit appareil comportant au moins un dispositif générateur de vibrations solidaire du châssis précité, caractérisé par le fait que le dispositif-générateur utilisé est un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8.