Brevet FR2383857A1 — publié le 19781013

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour le réglage de la vitesse de transport d'un convoyeur vibrant entraîné en rotation, qui est agencé en un système à deux masses, accordé à proximité de la résonance. On utilise des convoyeurs vibrants pour transporter un produit en vrac ou morcelé, qui est soumis, éventuellement sur certaines sections, à un traitement tel qu'un refroidissement ou un séchage à l'air. Pour le traitement du produit se trouvant sur le convoyeur vibrant, il est souhaitable de pouvoir régler la vitesse de transport à la valeur nécessaire dans chaque cas. C'est seulement ainsi qu'il est possible de traiter diversement sur un cpnvoyeur vibrant des produits de nature et de grosseur différentes en vue de l'obtention de l'effet optimal de refroidissement ou de séchage. La vitesse de véhiculage ou de transport doit pouvoir être réglée autant que possible sans dis con- tinuité sur une valeur-croissante à partir de zéro. On sait que le réglage progressif de la vitesse de transport d'un convoyeur vibrant peut autre effectué au moyen d'un variateur continu de vitesse agissant sur le nombre de tours de l'entratnement en rotation. Toutefois, il se présente alors une difficulté, à savoir que, précisément dans la plage des valeurs très petites, la vitesse de transport de pièces de poids différent ne varie pas de façon continue avec le nombre de tours de l'entratnement en rotation.C'est ainsi, par exemple, que, lorsque des pièces coulées sont refroidies après démoulage sur une rigole vibrante, suivant un procédé classique, le transport de pièces possédant une forme et une surface de base déterminées prend fin brusquement au-dessous d'un certain nombre de tours de l'entrainement, alors que des pièces de forme différente poursuivent leur progression avec une vitesse encore relativement élevée. Un autre inconvénient réside en ce que de très légères aspérités du fond transporteur, comme des perles de soudure, des joints ouverts, des trous pour vis noyées, etc, suffisent pour interrompre un mouvement initialement uniforme des pièces. Pour expliquer ce phénomène, on considérera brièvement le comportement du produit sur le fond, vibrant de façon linéaire en oblique par rapport au plan de transport. On sait que le transport dit par micro-projection, au cours duquel le produit s'écarte de son support dans la phase supérieure de ralentissement de la vibration, prend fin au moment où, à des valeurs décroissantes, l'accélération verticale maximale est égale à l'accélération terrestre, c'est-à-dire où Kv = 1, K v désignant le rapport entre ces deux accélérations dans le langage technique usuel. Mais, même si K est plus v petit que 1, et donc si le produit ne s'écarte plus de son support, le transport est encore possible et c'est justement cette zone qu'on utilisera de préférence si l'on désire un séjour prolongé du produit sur la rigole transporteuse.Le processus de transport repose alors sur le fait que, dans la phase supérieure de ralentissement de la vibration, la pression du produit sur le fond de la rigole est notablement réduite, étant donné que l'inertie agit en antagonisme du poids. I1 en résulte que la force de frottement entre le produit et le fond de transport, R = e .P, formule dans laquelle P est la force d'ap- plication, est également bien moindre que dans la phase inférieure de ralentissement où l'inertie et le poids agissent dans la même direction, c'est-à-dire s'additionnent. Si la composante horizontale de l'inertie est plus grande que la force de frottement, le produit se déplace par rapport au fond transporteur et glisse sur celui-ci. Il est bien évident que, dans ces conditions, la vitesse de transport, représentant la somme de ces petits déplacements dans l'unité de temps, dépend dans une large mesure des relations de frottement entre le produit et le fond et est soumise par conséquent à des influences aléatoires qu'il n'est pas possible de calculer d'avance exactement. De ce fait, par le réglage continu du nombre de tours, on ne peut pratiquement pas mettre à profit la plage des très petites vitesses de transport, particulièrement inté- ressante pour le refroidissement et le séchage, L'invention a pour but de déplacer à n'importe quelle vitesse désirée le produit se trouvant sur le convoyeur vibrant, quelles que soient les dimensions du produit et les aspérités éventuelles du fond tran porteur. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que l'opération d'entratnement a lieu alternativement dans le temps avec des nombres de tours différents, le nombre de tours supérieur conduisant à une amplitude utile des vibrations du fond de transport à laquelle le produit est acheminé, tandis que le nombre de tours inférieur se monte à 80 % au moins du nombre de tours supérieur et conduit à une amplitude utile des vibrations du fond transporteur à laquelle le produit reste immobile sur le fond transporter, Selon une forme de réalisation de l'invention, pour changer la vitesse de transport moyenne, on fait varier de façon continue le rapport entre les temps d'action des nombres de tours différents. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que le convoyeur vibrant est pourvu d'un entratnement, qui possède deux vitesses initiales de rotation qui se succèdent-à de courts intervalles de temps avec une différence pouvant aller jusqu'à 20 %. Suivant d'autres formes de réalisation de l'invention, l'entratnement peut être constitué, soit par deux commandes avec jusqu'à 20 % de différence de nombre de tours, qui entrent en action successivement à de courts intervalles de temps, soit par deux moteurs tournant à la même vitesse avec, entre chaque moteur et la rigole transporteuse, un réducteur du nombre de tours, ces réducteurs possédant des rapports de transmission pouvant différer de jusqu'S 20 %. Les avantages obtenus grace à l'invention résident noçamment en ce que, sans arrêter le ou les entratnements et à une vitesse de rotation toujours égale, on peut faire varier en continu la vitesse de transport moyenne pour les temps utiles en modifiant en continu le rapport entre les temps de transport et les temps de repos. Par une diminution de ce rapport, on peut prolonger à volonté la durée de séjour du produit sur la rigole transporteuse et, par suite, la durée de son traitement. Suivant le principe essentiel de l'invention, le système à deux masses doit être constamment en mouvement, de sorte que le commencement du temps de transport ne nécessite pas le développement de forces d'accélération excessives. Un faible accroissement du nombre de tours, donc de la fréquence d'entraînement, suffit pour mettre en mouvement dans la rigole transporteuse le produit s'y trouvant à l'arrêt. La relation amplitude-nombre de tours du convoyeur vibrant selon l'invention est représentée à titre d'exemple dans la figure la. En résonance, c'est-à-dire lorsque la fréquence d'entraînement n et la fréquence propre n sont égales, l'amplitude de vibration du système faiblement amorti atteint son maximum, avec une élévation et une chute relativement fortes dans la plage voisine de la résonance. La vitesse de transport V d'un produit déterminé, qui dépend de l'amplitude de vibration et de la fréquence, a l'allure esquissée. Pour des fréquences d'entraînement entre O et le nombre de tours limite nG, résultant d'un nombre de tours compris entre O et nGw il ne se produit aucun transport, alors qu'au-dessus de 4 la vitesse de transport croit de façon très abrupte avec la fréquence, c ' est-à-dire avec le nombre de tours.Si les nombres de tours d'entraînement en rotation choisis, n1 et n2, se trouvent respectivement légare- ment en dessous et en dessus de , on obtient avec l'un, un arrêt absolu et, avec l'autre, un transport continu et constant du produit, bien que la différence d'énergie cinétique des masses tournantes et oscillantes soit faible. Etant donné que la chaleur engendrée dans les moteurs électriques estdirecte- ment proportionnelle à cette différence d'énergie et est donc réduite, elle reste dans des limites acceptables pour des moteurs courants du commerce, même avec des intervalles de couplage très courts de l'ordre de 3 à 20 secondes. La figure lb montre que, pour une même fréquence d'entrainement n2 et une même amplitude de vibration utile c'est-à-dire une même vitesse de transport de courte durée, des temps d'entraînement et de repos différents conduisent à des vitesses de transport différ~ntes. Pour imprimer au produit se trouvant dans la rigole transporteuse un mouvement de progression sensiblement continu, c'est-à-dire une vitesse de transport moyenne uniforme rapportée à un faible intervalle de temps, de ltordre de 30 secondes à 1 minute, on choisira des durées de cycle aussi courtes que possible, par exemple de 3 à 20 secondes. La vitesse de transport moyenne est la moyenne arithmétique de deux intervalles du cycle, c'est-à-dire de la phase de repos et de la phase de transport. Conformément à l'invention, le convoyeur vibrant est équipé d'un moteur entraînant en rotation une bielle-manivelle ou un balourd et disposant d'un réducteur de vitesse connu. Par une commande en fonction du temps, les fréquences d'entre nement sont réglées en alternance sur les valeurs nl et n2, et ce à un rythme pouvant être choisi librement, en vue de l'ob- tention d'une immobilisation ou d'un transport du produit. Une variante avantageuse de l'entraînement unique en rotation est constituée par un entraînement double, dont les deux moteurs, en général des moteurs électriques, tournent à la même vitesse et sont d'égale puissance. Par l'intermédiaire de réducteurs de vitesse à rapport de transmission différent, chacun des deux moteurs électriques agit alternativement sur la rigole transporteuse. L'accouplement rigide des deux moteurs par la bielle-manivelle et les réducteurs de vitesse est sans importance, car le moteur momentanément en service entraîne le moteur qui n'est pas sous tension. La présence d'un deuxième moteur électrique ne représente pas un supplément de dépense, comparativement au convoyeur vibrant connu, non réglable, accordé à proximité de la résonance. On sait que le moteur d'un tel convoyeur est dimensionné en fonction du couple au démarrage indispensable pour imprimer aux ressorts de travail leur première tension initiale. En cours de fonctionnement, il se produit alors une oscillation pendulaire permanente entre l'énergie potentielle emmagasinée dans les ressorts et l'énergie cinétique. Le moteur n'a à fournir que le travail d'amortissement relativement faible et n'est chargé le plus souvent qu'à peine au-dessus de son courant à vide. Par un montage simple, les deux moteurs sont excités dans la phase de démarrage du convoyeur selon l'invention, de sorte que leurs couples au démarrage s'additionnent. La puissance électrique totale à installer n'est donc pas plus grande qu'avec un seul moteur d'entraînement. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 2 représente schématiquement en élévation latérale un convoyeur vibrant avec bielle-manivelle d'entratnement et un seul moteur électrique la figure 3 est une vue schématique du convoyeur suivant la figure 2 en élévation frontale la figure 4 représente schématiquement en élévation latérale un convoyeur vibrant avec bielle-manivelle d'entraî- nement, transmission par courroies et deux moteurs électriques; la figure 5 est une vue schématique du convoyeur vibrant suivant la figure 4 en élévation frontale. Suivant les figures 2 et 3, la rigole transporteuse constituant la masse utile est réunie par les biellettes 3 à la masse libre 2. Les ressorts de travail 4 servent notamment à l'accord de résonance. L'arbre excentrique 5 du mécanisme à bielle-manivelle est entraîné par un moteur électrique 7 au moyen d'une transmission 6, à courroie dans le cas présent. En alternances de courte durée, par périodes de 3 à 20 secondes, le moteur électrique tourne à des vitesses différentes. La vitesse de rotation supérieure détermine un transport du produit dans la rigole transporteuse et la vitesse inférieure n' est que légèrement en dessous dù nombre de tours limite n . Les deux vitesses diffèrent au maximum de 20 %. Le nombre de tours inférieur peut être réglé à l'aide de dispositifs de commande connus. Le rapport de multiplication entre le moteur électrique 7 et la transmission 6 est choisi en fonction du nombre de tours supérieur du moteur électrique et de la fréquence d'entraînement n2 de la rigole transporteuse. Au cas où la transmission 6 est précédée d'un accouplement hydraulique, il est possible de maintenir constant le nombre de tours du moteur électrique 7 et de réaliser la réduc- tion de courte durée de la vitesse du mécanisme à biellemanivelle par un glissement imprimé à l'accouplement hydraulique. Le convoyeur vibrant représenté dans les figures 4 et 5 est équipé de deux moteurs électrIques 8 et 9, chacun de puissance égale à la moitié de celle du moteur électrique 7 de la figure 2. Dans leurs nombres de tours, les moteurs électriques diffèrent au maximum de 20 %. Par une mise en circuit alternée pour des périodes utiles de 3 à 20 secondes, on peut obtenir un réglage continu de la vitesse de transport. L'accouplement rigide des deux moteurs électriques par le mécanisme à biellemanivelle et les réducteurs 10 et 11 offre même des avantages, car celui des deux moteurs qui est en service entraîne le moteur momentanément sans courant. Les couples de ralentissement et d'accélération sont faibles, du fait que l'ensemble du système est toujours en mouvement. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du convoyeur selon l'invention du type représenté dans les figures 4 et 5, les moteurs électriques 8 et 9 sont de puissance égale et tournent à la même vitesse, par exemple de 1450 tours/minute. Les deux réducteurs 10 et 11 assurant la jonction avec l'arbre excentrique 5 sont choisis de rapport différent de façon que l'un d'eux entraîne l'arbre à 450 tours/minute et l'autre à 400 tours/minute seulement, c'est-à-dire qu'il n'existe une différence que dans le diamètre des grandes poulies sur l'arbre excentrique 5. La fréquence de vibration de la rigole transporteuse est de 450 vibrations par minute lorsque le moteur électrique 8 est sous tension et de seulement 400 vibrations par minute lorsque le moteur électrique 9 est sous tension. Dans la phase de démarrage, les deux moteurs sont mis en circuit, comme décrit plus haut. Les dispositifs mettant en oeuvre le procédé de l'invention ne sont pas limités aux exemples sus-décrits. Ils peuvent comporter des entraînements autres que des moteurs électriques. L'essentiel est que cet ou ces entraînements, avec les réducteurs éventuellement nécessaires, permettent de faire varier de jusqu'5 20 %, brièvement et en alternance, les fréquences d'entraînement de la rigole transporteuse. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le réglage de la vitesse de transport d'un convoyeur vibrant entraîné en rotation, qui est agencé en un système à deux masses, accordé à proximité de la résonance, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'opération d'entraine- ment a lieu alternativement dans le temps avec des nombres de tours différents, le nombre de tours supérieur conduisant à une amplitude utile des oscillations du fond transporteur pour laquelle le produit est acheminé, tandis que le nombre de tours inférieur se monte à 80 % au moins du nombre de tours supérieur et conduit à une amplitude utile des oscillations du fond transporteur pour laquelle le produit reste immobile sur ce fond 2.- Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le rapport entre les temps d'action des-nombres de tours différents est réglable de façon continue. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un entraînement qui possède deux vitesses de rotation initiales se succédant à de courts intervalles de temps avec une différence de jusqu'à 20 %. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par deux entraînements avec jusqu'à 20 % de différence de leurs nombres de tours. 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par deux entraînements avec chacun un moteur électrique (8,9) tournant à la même vitesse et, entre chaque moteur et la rigole transporteuse (1), un réducteur de vitesse (10, 11), ces réducteurs possédant des rapports de transmission pouvant différer de jusqu'à 20 %.