Brevet FR2472419A1 — publié le 19810703

L'invention est relative à un moteur vibrant destiné à engendrer des vibrations dans le dispositif sur lequel il est fixe. Les moteurs vibrants, ou vibrateurs, sont utilisés notamment, mais non exclusivement, dans les machines pour le travail du béton telles que par exemple des presses ou des tables vibrantes. Les vibrations engendres par le vibrateur permettent de compacter la masse de béton en favorisant le remplissage du moule. Cela evite par ailleurs que certaines parties de la masse de béton restent statiques. Les vibrations sont engendrées par des masselottes entraînées en rotation par un moteur électrique, ces masselottes étant déséquilibrées sur l'axe de rotation du moteur. Ce balourd produit des vibrations qui sont communiquées par tout moyen approprié au dispositif que l'on désire faire vibrer. Les vibrations sont caractérisées par deux paramètres, tout d'abord leur fréquence qui dépend directement de la vitesse de rotation du moteur et leur amplitude. L'amplitude est directement fonction du balourd de l'arbre du moteur entraîné en rotation. Cette amplitude est un paramètre important car il est nécessaire d'adapter la vibration à la nature du produit que l'on desire vibrer, et surtout à sa masse. Dans les vibrateurs actuellement existants, il est possible de regler l'amplitude des vibrations en déplaçant de part et d'autre du rotor l'une par rapport à l'autre deux masselottes créant le balourd. Ce réglage cependant nécessite le plus souvent de demonter un des carters du moteur vibrant afin d'avoir acces à ces masselottes. Il faut ensuite desolidariser manuellement les deux masselottes afin de pouvoir procéder au réglage de l'amplitude des vibrations, puis les resollidariser et enfin remonter le carter. Ces différentes opérations comportent un certain nombre d'in convenients. Tout d'abord l'accès du carter recouvrant les masselottes peut être difficilement accessible du fait de la position du vibrateur dans le dispositif que l'on désire faire vibrer. D'autre part, le démontage et le remontage fréquents du carter et des moyens de solidarisation des deux masselottes entre elles peuvent provoquer une usure prématurée de certains organes, comme par exemple le joint de carter ou les moyens de fixation des deux masselottes et du carter sur le bati moteur.De plus, l'opération de réglage n'est pas instantanée et nécessite l'arrêt du moteur et du dispositif vibrant pendant la durée du réglage et pre- sente éventuellement le risque d'un réglage différent de chaque côté par non respect des repères lorsque le moteur est équipé d'un couple de masselottes de chaque côté de son arbre. Ces inconvénients sont particulièrement sensibles lorsque le produit traité par vibrations nécessite de fréquents réglages du fait de sa nature ou de son poids. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients en proposant un dispsitifvibrant pouvant engendrer deux vibrations d'amplitudes differentes, dont le réglage ne nécessite aucun démontage d'organes me- caniques, et peut se faire pratiquement instantanément. A cet effet le dispositif vibrant selon l'invention, destiné à engendrer les vibrations dans le dispositif auquel il est associé, notamment mais non exclusivement dans les machines pour le travail du béton, est caractérise par le fait que ses deux sens possibles de rotation sélectionnés à distance engendrent respectivement deux vibrations d'amplitudes différentes pré-régi éès. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 est une vue en coupe partielle du moteur vibrant selon l'invention. Les figures 2 et 3 représentent respectivement en vue de côte et en vue de face la masselotte fixe selon l'invention. La figure 4 et la figure 5 sont respectivement une vue de côte et une vue de face de la masselotte mobile selon l'invention. La figure 6 représente schématiquement les deux positionnements possibles de la masselotte mobile par rapport à la masselotte fixe. Selon l'invention, le moteur vibrant 1 comporte une partie electrique conventionnelle qui n'est pas représentée dans la coupe partielle de la figure 1. Dans cette coupe est représentée l'extrémité de l'arbre du rotor 2 sur laquelle se trouvent les deux masselottes 3 et 4 qui engendrent par leur rotation les vibrations. On a représenté également en figure 1 une paroi 5 qui sert de palier à l'arbre du rotor, ainsi qu'un roulement 6 qui supporte cet arbre. A ce niveau, le moteur vibrant selon l'invention comporte un dispositif permettant le graissage du roulement. Ce dispositif est d'un type conventionnel et n'est pas représenté en figure 1. Dans un mode préférentiel de réalisation, de part et d'autre de la cloison 5, et fixées par tout moyen approprié à celle-ci, se trouvent deux flasques 7 et 8 dont le rôle est d'assurer le maintien du roulement ainsi que la retenue du lubrifiant. Un carterl8 se trouve également fixe par tout moyen approprie à la cloison 5, et protège l'extrémité de l'arbre du moteur 2 ou se trouvent les deux masselottes 3 et 4. Ce moteur comporte également des moyens conventionnels permettant sa manutention et sa fixation sur flan bâti ou un châssis. Ces moyens ne sont pas représentes en figure 1. La masselotte 3 est representee en détail dans les figures 2 et 3. Elle a une forme cylindrique aplatie comportant un plat 9 créant un balourd. A proximité de la jonction entre la partie plane et la partie cylindrique de la masselotte, vers l'intérieur de celle-ci3 se trouve une butée 10. Cette butée a une forme cylindrique, d'axe perpendiculaire à la surface de la masselotte, et placée par rapport à celle-ci de manière à être du côté de l'extrémité de l'arbre 2 lorsque la masselotte est en position sur cet arbre. Cette butée est fixée à la masselotte par tout moyen approprie. Dans un mode preferentiel de réalisation, elle est montée dans un trou perce dans la masselotte, prévu à cet effet, et soudée en 11 sur l'autre face de la masselotte. Dans un mode préférentiel de réalisation également, l'épaisseur de la masselotte a ete diminuée dans la zone 12 où la butée a été soudée, de manière à ce que celle-ci ne forme pas de saillies par rapport à la surface générale 13 de la masselotte et pour participer à l'effet de balourd recherché. Cette masselotte est fixe, c'est-à-dire solidaire de l'arbre de rotation du moteur vibrant. Elle est solidarisée à cet arbre par tout moyen approprié, notamment mais non exclusivement par une clavette 14. L'arbre du moteur, ainsi que la masselotte 3 présentent respectivement une rainure de clavette prévue pour recevoir ce dispositif de solidarisation. En particulier en figure 3 la rainure de clavette de la-masselot te, 15, a été amenagée dans le trou 16 permettant de monter la masselotte sur arbre, et de la positionner par rapport à celui-ci. Dans un mode préférentiel de réalisation, l'épaisseur de la masselotte est légèrement augmentée sur une couronne 17, autour du trou 16, situé à la surface de la masselotte, du côté de la butée. Cette su ré- paisseur 17 permet de positionner le roulement 20 sur lequel est montée la masselotte mobile 4 par rapport à la masselotte fixe 3. La masselotte fixe peut comporter également tout moyen approprie pour permettre son demontage de l'arbre 2 sur lequel elle est montée, par exemple deux trous taraudés 19 , situes de part et d'autre de l'axe de la masselotte, et d'axes parallèles à celui-ci. La masselotte 4 présente également une forme cylindrique aplXa- tie, comportant un plat 21. Dans un mode préférentiel de réaïisation, le rayon de cette masselotte est sensiblement égal au rayon de la masselotte fixe 3, et le plat 21 est plus important que le plat 9 de la masselotte 3. Egalement dans un mode préférentiel de réalisation, l'épaisseur générale de la masselotte mobile 4 est inferieure à l'épaisseur de la masselotte fixe 3. Cette masselotte est percée selon son axe 22, d'un trou 23de diamètre supérieur au diamètre de 1 'arbre 2. Ce trou est destiné à recevoir un roulement 20, c'est ce roulement qui permet la mobilité de la masselotte 4 par rapport à la masselotte fixe 3 et l'arbre 2. Ce roulement est d'un type conventionnel. Dans un mode préférentiel de realisation, autour du trou 23, la masselotte présente une surépaisseur 24 qui a une forme de couronne. Cette surépaisseur est destinée à empêcher la masselotte fixe et la masselotte mobile d'avoir une surface de contact commune. Le montage de la masselotte fixe et de la masselotte mobile sur l'arbre 2 est le suivant. La masselotte fixe est tout d'abord montée sur cet arbre, positionnée sur celui-ci par tout moyen approprié, par exemple par un épaulement 25 de l'arbre, et solidarisee sur cet arbre au moyen de la clavette 14. La masselotte fixe est montee d'une manière telle que la butée 10 se trouve située vers l'extrémité de l'arbre 2. La masselotte mobile 4 et son roulement 20 sont ensuite montés sur l'arbre, juxtaposés-à la masselotte fixe 3. La masselotte mobile 4 est positionnée par rapport à la masselotte fixe 3, de manière à ce que la butée 10 se trouve dans la zone de la masselotte mobile 4 qui a été tronquee, c'est-à-dire au-delà du plat 21. Cette masselotte mobile se trouve montée sur un roulement3 donc en liberté de rotation par rapport à l'axe du moteur et par-rapport à la masselotte fixe 3. Son degré de liberté en rotation, est cependant limite par la butée 10 dont le rôle sera expliqué ultérieurement. L'ensemble des deux masselottes fixe et mobile et du roulement 20 est ensuite bloque sur l'arbre par tout moyen approprié, par exempie par une rondelle d'arrêt 27 et un écrou 26, qui est vise sur l'ex- trémité filetée de l'arbre 2. Les deux positionnements possibles de la masselotte mobile par rapport à la masselotte fixe, et le phénomène permettant d'engendrer les vibrations vont maintenant être expliqués en référence à la figure 6. Cette figure représente en trait fort la masselotte fixe 3, en trait mixte et en trait pointillé les deux positionnements possibles de la masselotte mobile 4 par rapport à la masselotte fixe 3. Lorsque le moteur est entraîné en rotation dans le sens correspondant à la flèche 28, la masselotte mobile étant donnée son inertie3 viendra se mettre dans la position 29, qui est celle oO la butée 10 de la masselotte fixe vient pousser la masselotte mobile sur le plat 21, de manière à l'entraîner dans le mouvement de rotation. Par contre, lorsque le moteur sera entrainé dans le sens de rotation indiqué par la flèche 30, la masselotte mobile du fait de son inertie se placera en position 31, qui est celle où la butée 10 vient pousser la masselotte mobile 4 sur son plat 21, de maniere à l'entraîner dans le mouvement de rotation. Il a été dit plus haut que le phénomène de vibration etait engendré par la présence d'un balourd sur l'arbre de rotation du moteur. Dans le cas présent, il ressort de la figure 6 que suivant la position de la masselotte mobile par rapport à la masselotte fixe, il est possible d'obtenir deux balourds d'intensités différentes. En effet, chaque masselotte, du fait de la présence du plat, possède un balourd propre. Ce balourd est oriente selon une direction perpendiculaire au plat, passant par le milieu de celui-ci. Lorsque les deux masselottes sont montées ensemble sur l'arbre moteur, les deux balourds se combinent selon leur intensité et leur direction, selon la regle du parallélogramme des forces. On a représenté en figure 6, d'une manière schématique, par la flèche 32 le balourd de la masselotte fixe 3. Les fleches 33 et 34 representent respectivement le balourd de la masselotte mobile 4 dans ses positions 31 et 29. Ces flèches 33 et 34 ont une longueur égale, mais une direction différente par rapport à la direction de la flèche 32. Selon la règle du parallélogramme des forces, le balourd final obtenu par combinaison du balourd 32 avec respectivement les balourds 33 et 34 est représenté schématiquement par les flèches 35 et 36. La première différence entre ces deux balourds 35 et 36, est qu'ils ont une direction différente, ce qui n'a pas d'importance étant donne que l'ensemble est entraîné en rotation. Par contre, une autre différence plus importante, est que du fait de l'angle d'ouverture plus important entre le balourd 32 et le balourd 34, par rapport au balourd 32 et au balourd 33, la résultante 36 a une intensite moins importante que la résultante 35. Ainsi, lorsque le moteur tournera dans le sens correspondant à la flèche 28, la masselotte mobile se trouvera dans la position 29, et le balourd resultant aura la direction et l'intensité sÇhématisées par la flèche 36, intensité qui est moins importante que la résultante 35 obtenue lorsque le moteur tourne dans l'autre sens de rotation, c'està-dire le sens indique par la flèche 30. Ainsi, en inversant le sens de rotation du moteur, on obtient deux balourds d'intensités différentes et pre-réglées. Il suffit en effet de déterminer l'avance le balourd respectif de chaque masselotte et de prédéterminer les deux positions possibles d'une masselotte par rapport à l'autre, suivant les dimensions de la butée et la position de celle-ci sur la masselotte fixe. Il faut egalement remarquer que pour un moteur électrique, le changement du sens de rotation ne pose aucune difficulté, étant donné que généralement ce moteur est du type triphasé, et qu'il suffit d'inverser deux phases pour inverser le sens de rotation de ce moteur. Ainsi, par une simple commande électrique, on peut obtenir deux intensités de balourd differentes, et donc deux amplitudes de vibrations engendrées différentes. Dans un mode préférentiel de realisation deux ensembles de masselottes identiques à celui qui vient d'être décrit sont montés respectivement à chaque extrémité de l'arbre moteur. Ces deux jeux sont symétriques par rapport à un plan transversal perpendiculaire à l'axe du moteur dont la trace est représentée en figure 1 par la référence 37. Les balourds engendrés respectivement par chaque ensemble de masselottes sont alors égaux et paralleles dans leur plan transversal respectifs, quelque soit le sens de rotation de l'axe. L'invention presente dans ce cas, par rapport aux dispositifs existants, un avantage, à savoir que les différents balourds sont identiques de chaque côté de l'axe, ce qui exclut toute possibilité de mauvais réglage d'un balourd relativement l'autre. Le dispositif qui vient d'être décrit a été présenté comme automoteur, c'est-à-dire que les masselottes sont montées directement sur l'arbre du moteur. En fait, le dispositif vibrant à proprement parler qui comprend entre autre les masselottes peut être indépendant de la partie motrice. Il peut être entraîne par un moteur extérieur et par des moyens de transmission appropriés qui entrainent l'axe de rotation des masselottes. Le moteur peut alors être électrique, hydraulique ou de toute autre nature. Le dispositif vibrant en lui-même est semblable à celui qui vient d'être décrit. Il comprend dans ce cas des moyens de transmission conventionnels qui ne sont pas représentés en figure 1. Naturellement, le mode de mise en oeuvre de la présente invention qui vient d'être décrit, n'est donné ici qu'à titre indicatif, et l'on pourrait adopter d'autres modes de mise en oeuvre sans pour autant sortir du cadre de la pressente invention. En particulier, le plat réali- se sur chaque masselotte et notamment sur la masselotte mobile de manière à engendrer leur balourd, pourrait être remplace par une troncature de tout autre forme, par exemple arrondie convexe. REVENDICATIONS 1. Dispositif vibrant destiné à engendrer des vibrations dans le dispositif auquel il est associé, notamment mais non exclusivement dans des machines pour le travail du béton, caractérisé par le fait que ses deux sens possibles de rotation engendrent respectivement deux vibrations d'amplitudes différentes pre-reglees. 2. Dispositif vibrant selon la rev-endication 1, caractérisé par le fait que les amplitudes différentes sont obtenues par la position relative de deux masselottes déséquilibrées entraînées en rotation, le positionnement relatif des deux masselottes s'effectuant par la force d'inertie de rotation créée par le mouvement de rotation dans le sens déterminé. 3. Dispositif vibrant selon la revendication 2, caractérise par le fait qu'il comprend une masselotte solidaire de l'axe, comportant un plat et perpendiculairement à sa surface une butée, une masselotte libre venant se positionner sur la butée dans son mouvement autour de l'axe de rotation et selon son sens de rotation. 4. Dispositif vibrant selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'un roulement à bille place entre l'arbre et la masselotte libre permet la liberté de rotation de la masselotte libre par rapport à cet axe. 5. Dispositif. vibrant selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la butée est placée à proximité de l'une des extrémités du plat de la masselotte solidaire de l'axé en rotation. 6. Dispositif vibrant selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la masselotte solidaire de l'axe de rotation est solidarisée sur cet axe par une clavette. 7. Dispositif vibrant selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la butée est fixée sur la masselotte solidaire de l'axe par soudure, de l'autre côté de la masselotte, que celui où la butee fait saillie. 8. Dispositif vibrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que deux ensembles de masselottes sont situés respectivement à chaque extrémité de l'axe, les balourds en gendrés par chaque ensemble étant égaux et parallèles dans leur plan transversal à l'axe respectif. 9. Dispositif vibrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de trans mission de manière à pouvoir être entrainé en rotation par un moteur extérieur. 10. Dispositif vibrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il est automoteur, c'est-à-dire que les moyens d'entraînement en rotation et les masselottes sont coaxiaux.