Brevet FR2470244A1 — publié le 19810529

La présente invention se rapporte à un appareil vibrateur à air comprimé, présentant un corps cylindrique délimité par des couvercles obturateurs et logeant un piston auquel de l'air comprimé imprime un mouvement de vaet-vient, cet air comprimé pénétrant, par intermittence, dans les deux chambres de travail, par une gorge centrale d'admission ménagée dans l'alésage du cylindre et par deux alésages axiaux débouchant dans les faces extrêmes dudit piston, puis étant évacué de ces chambres par des orifices de sortie commandés par les argtes dudit piston. -Les appareils vibrateurs conrnus de ce type présentent diverses formes de réalisation. Le plus souvent,' leur conception est compliquée et ils exigent en outre une onéreuse lubrification par huile sous pression, ce qui est inopportun pour certaines applications. Par ailleurs, la demande de brevet DE-AS 2 341 219 décrit un appareil vibrateur à air comprimé ne nécessitant aucune lubrifi- cation supplémentaire par huile sous pression. Le cylindre de cet appareil se compose de chemises interne et externe assemblées par filetage et entre lesquelles se trouvent des gorges annulaires permettant la sortie de l'air comprimé qui sert à assurer le refroidissement. Ces appareils sont d'une réalisation très compliquée et leur fabrication, qui nécessite une grande somme de travail, est onéreuse. En outre, les appareils vibrateurs à air comprime du type précité ont pour caractéristique que, en position horizontale, le piston brimbale exactement au centre du cylindre lorsque l'alimentation en air comprimé en est interrompue. lorsque, le piston occupant cette position neutre, l'appareil est à nouveau alimenté en air comprimé, il n'est pas possible de le remettre en marche.étant donné que leorifice d'entrée est obturé0Par conséquent, les appareils vibrateurs à pistons connus jusqu'à présent sont équipés: a) de ressorts incorporés qui exercent une pression d'un coté du piston; b) d'un mécanisme de commande à valves supplémentaire; ou c) d'étroites gorges de démarrage ménagées dans ledit piston. Ces mesures garantissent la remise en marche de l'appareil, même lorsqu'il occupe une position horizontale. Ces trois systèmes comportent les inconvénients suivants: a) rupture de ressort entraînant un endommagement possible de l'appareil; b) commande compliquée des valves lors de la fabrication et du montage sur le lieu de travail; c) obstruction possible des gor- ges de démarrage, due à des particules de crasse présentes dans l'air comprimé, et fuites en service. la présente invention a donc pour objet un appa- reil vibrateur à air comprimé du type précité, conçu de telle sorte que son corps puisse être réalisé simplement et sans dépenses excessives, tout en étant équipé d'un système de refroidissement incorporé, d'un dispositif auxiliaire de démar- rage intégré, ainsi que de moyens de fixation permettant de le raccorder à des appareils appropriés, ce qui simplifie également le montage. Selon les caractéristiques essentielles de l'in- vention, ledit corps cylindrique consiste en une pièce profilée dans laquelle l'alésage central dudit corps cylin- drique ou cylindre est entouré de quatre nervures disposées en croix et percées de quatre alésages orientés parallèlement à l'axe dudit alésage du cylindre, l'un desdits alésages ou alésage d'admission permettant l'entrée de l'air comprimé, un autre alésage ou alésage de sortie servant à évacuer ledit air, tandis que les deux autres alésages logent des boulons de fixation. L'agencement selon l'invention des alésages d'admission et de sortie permet de disposer les conduits d'admission et d'évacuation de l'air comprimé sur une même face extrême du corps cylindrique, ce qui facilite le mon- tage sur le lieu d'utilisation. En outre, grâce à cet agen- cement, l'alésage d'admission permettant l'arrivée de l'air comprimé loge un plongeur de distribution qui, conformé en piston, est maintenu à force, par un ressort, dans une position de repos dans laquelle il relie ledit alésage d'amission à l'une des chambres de travail, par l'interné- diaire d'un alésage auxiliaire, tout en maintenant obturée la gorge centrale d'admission, et peut être déplacé par l'air comprimé, à l'encontre de l'action exercée par ledit ressort, à une position de fonctionnement dans laquelle il fait communiquer ledit alésage d'admission et ladite gorge centrale et obture ledit alésage auxiliaire. En outre, dans l'alésage de sortie, se trouve un tube dont la périphérie présente une nervure hélicoïdale constituant un labyrinthe, ce tube, servant à refroidir le corps cylindrique et à étouffer les bruits, étant percé d'orifices de liaison-débouchant dans son espace interne. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: -. la figure 1 est une coupe transversale par la ligne I-I de la figure 2 et illustre un appareil vibra- - teur à air comprimé, selon l'invention, présentant un. cylindre délimité par des couvercles obturateurs et un piston auquel l'air comprimé imprime un mouvement alter- natif dans ledit cylindre; la figure 2 est une coupe longitudinale par la ligne Il-II de la figure 1; et la figure 3 est une coupe longitudinale par la ligne III-III de la figure 1, et illustre différentes formes d'agencements. L'appareil vibrateur à air comprimé selon l'invention comporte un corps cylindrique 1 en métal léger, percé d'un alésage central 2 destinéà loger un piston 3, et présentant quatre alésages ménagés dans des nervures 4 disposées en croix, les alésages 5 et 6 servant à loger des vis de fixation 24 et 25, le troisième alésage 7 per- mettant l'admission de l'air comprimé et servant à loger un plongeur de distribution 8 conformé en piston, et le qua- trième alésage 9 étant destiné à l'évacuation de l'air et au logement d'un labyrinthe de refroidissement. Quatre autres nervures 11, disposées en étoile, renforcent la solidité du corps-cylindrique et elles ont un effet de 2470244 1 refroidissement efficace. La périphérie du corps 1 est usinée. L'alésage 2 du corps cylindrique ou cylindre présente en son centre une gorge-annulaire 12 excentrée qui débouche dans l'alésage 7 d'admission de l'air compri- me, ainsi que deux gorges annulaires 13 et 14 qui, excen- trées et situées à des distances égales de la gorge centrale 12, débouchent dans l'alésage de sortie 9. Une telle confi- guration permet une admission et une évacuation de l'air comprimé sur une seule et même face extreme du corps cylindrique. Aux deux extrémités du corps 1, l'alésage 2 est obturé par des couvercles obturateurs 16 et 17. Ces couver- cles sont serrés dans les positions respectives qu'ils occupent, par les têtes plates de deux vis 18 et I9 à une face extreme, et 20 et 21 à l'autre face extrgme,respecti- vement, et ils sont rendus étanches par des joints toriques 23, afind'empecher une sortie inopportune de l'air comprimé. Les deux alésages traversant 5 et 6, ménagés dans les nervures 4 et servant de logement à des boulons de fixation 24 et 25, présentent à une face extrême deux taraudages courts à pas à droite 26 et 27 respectivement, dans lesquels sont vissées les vis 20 et 21 percées d'alé- sages et dont les t9tes aplaties d'une part, constituent des faces de support de l'appareil et, d'autre part, serrent le couvercle obturateur 17. Dans les zones d'entrée et de sortie de l'air comprimé, ces alésages sont dotés chacun d'un taraudage long à pas à gauche 28 ou 29 respectivement, dans lequel se trouve une douille filetée 30 ou 31 res- pectivement, percée d'un alésage et dont la profondeur de pénétration est réglable. Au moyen des deux boulons de fixation 24 et 25, livrés avec l'appareil et consti- tuant des vis à tête cylindrique à trou six: pans, il est possible de visser directement l'appareil dans une plaque 32 lorsque la douille filetée 30 est en position externe, ou bien de fixer ledit appareil, par derrière à l'aide d'écrous, à un support 33 plus ou moins large et percé de trous, lorsque la douille filetée 31 est en position interne (figure 3) . Les douilles 30 et 31, dotées d'un taraudage de pas à gauche, assure, par rapport aux boulons de fixation 24 et 25 présentant un filetage de pas à droite, une action antagoniste qui emptche les vis de se desserrer par suite des oscillations haute fréquence produite par l'appareil. L'alésage d'admission 7 ménagé dans la troisième nervure comporte, à ses deux extrémités, des taraudages courts dans lesquels sont vissées, à une extrémité, une vis d'obturation 34 et à l'autre extrémité une vis 18 constituant un raccord fileté pour le tuyau. La région médiane de cet alésage 7 présente un diamètre déterminé avec précision et elle sert à loger un plongeur de distri- bution S qui, ayant la forme d'un piston, est poussé contre la vis 18 par un ressort 35e Ce plongeur ú a pour fonction de maintenir obturée la gorge d'admission 12 de l'alésage 2 à l'instant o l'air comprimé est admis- lorsque le piston 3 est en position neutre. Ainsi, l'air comprimé admis est tout d'abord dirigé, par un alésage auxiliaire 36, dans une chambre 37 du cylindre, emplit cette chambre et pousse le piston 3 en direction du couver- cle 17O Dès que la chambre 37 est emplie d'air comprimé, la pression croit et pousse le plongeur 8 en direction du couvercle t7, en surmontant la force exercée par le ressort 35. De ce fait, l'alésage auxiliaire 36 est obturé et l'air peut parvenir librement à la gorge d'admission 12, d'o il résulte que le piston 3 est mis en mouvement et effectue un va-et-vient. L'alésage de sortie 9, percé dans la quatrième nervure, présente un taraudage ininterrompu 38 dans lequel sont vissées, à une extrémité, une vis d'obturation 39 et, à l'autre extrémité, une vis 19 constituant un raccord fileté pour un silencieux non représenté. La région médiane de cet alésage 9 sert à loger un tube 40 qui, comportant des nervures hélicoïdales, est percé d'un alésage axial 41 2470244 i et de plusieurs petits orifices de liaison 42 faisant commu- niquer l'alésage 9 avec ledit alésage 41 du c8té de la face d'apoui. Ainsi est constitué un labyrinthe qui empêche l'air comprimé sortant des gorges 13 et 14 d'emprun- ter un itinéraire direct pour rejoindre une ouverture de sortie 43, mais qui dirige cet air vers ladite ouverture 43 en lui faisant parcourir l'espace compris entre la paroi de l'alésage S et le tube 40 à nervures hélicoïdales, en lui faisant traverser les orifices 42 communiquant avec l'alésage 41. Ainsi, un tel dispositif remplit deux fonctions importantes: tout d'abord, grâce à la présence du tube à nervures hélicoïdales, l'air comprimé longe la paroi de l'alésage 9 et, par suite d'un processus de dilatation adiabatique, il est très fortement refroidi. Ainsi, la paroi de l'alésage 9 agrandie par le taraudage 38 constitue un dispositif de refroidissement de tout le corus 1,étant donné que, de manière connue, la chaleur se propage très rapidement dans le métal léger. Ce refroidissement vise principalement à éviter un trop grand échauffement de l'alé- sage 2 du cylindre. En second lieu, le bruit intense causé par l'air comprimé sortant brusquement des gorges 13 et 14 est notablement réduit -en étant détourné par le laby- rinthe ménagé à la périphérie du tube 40 et par les orifi- ces 42. Le piston 3 animé d'un mouvement alternatif à l'intérieur de l'alésage 2 du cylindre, présente à sa périphérie deux gorges 44 et 45 dans lesquelles l'air comprimé pénètre en parcourant la gorge 12, en fonction de la position dudit piston 3. Ces gorges 44 et 45 commu- niquent, par l'intermédiaire de conduits 46 et 47, avec la face extrême du piston 3 qui leur est respectivement la plus éloignée. Ces conduits débouchent au centre des faces extrêmes de ce piston 3. Des orifices 48 et 49 de sortie de l'air comprimé se trouvent exactement au centre du piston 3,ce qui empêche ce dernier d'être soumis à une pression unilatérale 247024i favorisant son usure. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 9tre apportées à l'appareil décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 2470244 1 REVENDICATIOINS 1. Appareil vibrateur à air comprimé, présentant un corps cylindrique délimité par des couvercles obtura- teurs et logeant un piston auquel de l'air comprimé imprime un mouvement de va-et-vient, cet air comprimé pénétrant par intermittence, dans les deux chambres de travail, par une gorge centrale d'admission ménagée dans l'alésage du cylindre et par deux alésages axiaux débouchant dans les faces extrêmes dudit piston, puis étant évacué de ces chambres par des orifices de sortie commandés par les arêtes dudit piston, appareil caractérisé en ce que ledit cylindre (1) consiste en une piece profilée dans laquelle l'alésage central (2) dudit corps cylindrique ou cylindre est entouré par quatre nervures (4) disposées en croix et percées de quatre alésages (5, 6, 7, 9) orientés-parallèlement à l'axe dudit alésage (2), l'un desdits alésages, ou alésage d'admission (7) étant des- tiné. à faire pénétrer l'air comprimé, un autre alésage ou alésage de sortie (9) servant à évacuer ledit air, tandis que les deux autres alésages (5, 6) logent des boulons de fixation (24, 25). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage d'admission (7) permettant l'arrivée de l'air comprimé loge un plongeur de distribution (8) qui, conformé en piston, est maintenu à force, par un ressort (35), dans une position de repos dans laquelle il relie ledit alésage d'admission (7) à l'une (37) des chambres de travail, par l'intermédiaire d'un alésage au- xiliaire (36), tout enmaintenant obturée la gorge centrale d'admission (12), et peut 9tre déplacé par l'air compri- mé à l'encontre de l'action exercée par ledit ressort (35), à une position de fonctionnement dans laquelle il fait communiquer ledit alésage d'admission (7) avec ladite gorge (12),et-obture ledit alésage auxiliaire -(36). 3.Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage de sortie (9) loge un tube (40) dont la périphérie présente une nervure hélicoïdale constituant un labyrinthe, et en ce que ledit tube (40) est percé d'orifices de liaison (42) débouchant dans son espace interne. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux alésages (5,6) logeant les boulons de fixation (24, 25) sont pourvus de taraudages (28, 29) dans lesquels sont fixées des douilles filetées (30, 31), dans les alésages traversants desquelles se trouvent lesdits boulons (24, 25). 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits axiaux (46, 47) du piston (3) débouchent au centre des faces extrAmes de ce dernier. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux couvercles obturateurs (16, 17) sont fixés par des têtes saillantes de vis creuses (18, 19, , 21) qui servent en m9me temps de raccords filetés pour des conduits djadmission et d'évacuation de l1air comprimé ou d'organes de guidage des boulons de fixation (24, 25). 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps cylindrique (1) consiste en une pièce profilée en métal léger dont la périphérie est usinée.