Brevet FR2498111A1 — publié le 19820723

La présente invention concerne une bétonnière, en particulier du type à chute libre, dans laquelle les composants du béton, notamment d'abord sans eau, peuvent être intimement mélangés au moyen d'éléments malaxeurs par rotation d'un tambour et dans laquelle est prévu un vibrateur. On connait d'après la demande de brevet alle- mand OS 2 729 597 une bétonnière comportant une trémie de remplissage spécialement conçue pour coopérer avec des réservoirs de stockage de formes particulières pour le ciment et les agrégats. La trémie présente une cou- ronne entourant son orifice de remplissage. En position de remplissage, cette couronne vient en appui contre une couronne porteuse du réservoir de stockage, des éléments étant prévus pour faire s'ouvrir un couvercle de l'ori- fice du réservoir lors de l'appui. Dans un mode de réa- lisation décrit uniquement par le texte, un vibrateur est disposé dans la zone de jonction des deux couronnes. Il produit des vibrations dans la zone o s'accouplent le réservoir de stockage et la trémie de remplissage, en facilitant ainsi le déversement du réservoir, autre- ment dit le remplissage du tambour. Le processus de malaxage dans le tambour n'est aucunement influencé par le vibrateur, même quand le tambour tourne -c'est-à-dire commence à malaxer- déjà pendant le remplissage. Le but de l'invention est de faciliter et le cas échéant d'écourter le processus de malaxage, en vue de réduire la quantité d'énergie nécessaire pour le malaxage, qui est assez importante à cause des frictions internes entre les ingrédients du béton, en particulier lorsque ceux-ci sont encore secs ou partiellement mouillés. Selon l'invention, pour favoriser le malaxage, le vibrateur est disposé dans le tambour en un endroit o le produit à mélanger se trouve de façon prépondé- rante pendant le malaxage, ce vibrateur pouvant être excité pour communiquer l'énergie vibratoire audit pro- duit au cours du malaxage. La disposition, selon l'invention, du vibrateur dans la zone principale de malaxage se fonde sur la cons- tatation surprenante que l'énergie vibratoire amoindrit considérablement les frictions internes du produit, et permet ainsi au processus de malaxage de s'intensifier. L'effet d'économie de temps et d'énergie dû au vibrateur conforme à l'invention est d'autant plus déconcertant que les vibrations sont en principe employées dans les procédés de ségrégation. Cet effet n'est pas obtenu par la rotation simultanée du tambour. La vibration désa- grège le produit à malaxer et rend ainsi beaucoupplus efficace l'effet mélangeur du mouvement rotatoire. En même temps, l'énergie vibratoire fournit un travail supplémentaire de translation des ingrédients du béton, intensifiant ainsi le malaxage caractérisé par un dépla- cement continuel réciproque desdits ingrédients. L'écono- mie d'énergie due à l'emploi du vibrateur résulte essen- tiellement du fait que ce dernier n'a besoin que d'une énergie d'excitation relativement faible, contrairement à l'entraînement du tambour et/ou à celui d'un outil additionnel de malaxage dans la zone du fond du tambour. Par rapport à cette dernière disposition, un vibrateur monté à l'intérieur du tambour peut être rendu plus étanche vers l'extérieur. Un autre avantage réside en ce que la mise en oeuvre du vibrateur ne nécessite pas de démultiplicateur, la partie rotative peut tourner à grande vitesse. Un autre avantage essentiel du vibrateur réside dans sa faculté d'adaptation à toute composition du pro- duit à malaxer, et cela par le simple réglage de la fré- quence et de l'amplitude de ses vibrations. A fréquence basse et à grande amplitude, le vibrateur exerce un effet d'agitateur. A fréquence élevée et à faible amplitude, il se produit des vibrations dont la fréquence se situe dans la plage de fréquence propre du produit ou d'un ingrédient du produit. Une variation permanente dans toute la bande des amplitudes au cours du malaxage peut garantir le cas échéant que l'on atteint de façon répétée dans chaque cas la fréquence propre du produit de malaxage ou d'ingré- dients isolés, même si les fréquences propres ge modi- fient au cours du processus de malaxage. Selon la forme, les dimensions et le domaine d'emploi de la bétonnière, le vibrateur peut prendre diverses formes et/ou peut être diversement disposé dans le fond du tambour. Le vibrateur peut être conformé en bouteille, en bras oscillant ou en plaque. Plusieurs bras oscillants peuvent être prévus comme vibrateurs. Le vibrateur peut avoir une position centrale ou excentrée dans la zone du fond du tambour. Lorsque la bétonnière comporte un tambour amé- nagé en malaxeur à mélange forcé contenant des outils de malaxage, le vibrateur peut être avantageusement disposé sur un outil de malaxage. Des modes de réalisation de l'invention sont représentés schématiquement, à titre d'exemples non limi- tatifs, dans les dessins annexés auxquels: 25. la figure 1 est une vue d'une bétonnière dans laquelle le tambour est partiellement ouvert par arrache- ment, pourvue d'un vibrateur en forme de bouteille; la figure 2 est une vue d'une bétonnièrepourvue d'un vibrateur conformé en bras cscfiant avec olusieurs positions de travai; 30.La figure 3 est une vue d'une bétonnière avec deux bras osciflants; el Lî hqure 4 est une vue 1'une bétonnière pourvue d'un vibrateur en forme de plaque. La bétonnière représentée à la figure 1 com- porte un tnmbour 1 qui s'appuie sur un châssis 2. Le châssis peut, selon le cas, appartenir à un véhicule de malaxage ou à une installation fixe. Dans la zone du fond la du tambour, ledit tambour est monté sur une cou- ronne de rotation 3 qui s'appuie sur le chàssis 2 par l'intermédiaire d'un chevalet 4. La jonction avec des moyens d'entraînement en rotation non représentés s'effectue par le coude de rallonge 5 représenté schéma- tiquement. Un réservoir d'eau 6 est disposé en outre dans la zone de cette extrémité du tambour. On voit dans la zone de l'ouverture du tambour une trémie de remplissage 7, une goulotte de décharge 8 ainsi qu'une amenée d'eau 9. Au centre du fond du tambour, un vibrateur portant la référence générale 10 fait saillie à l'inté- rieur du tambour. Il a la forme d'une bouteille et est relié à son mécanisme moteur 11, indiqué schématiquement à l'extérieur du tambour, par un accouplement hydraulique rotatif 12, également représenté schématiquement. L'entraînement du vibrateur peut se faire mécaniquement, hydrauliquement, pneumatiquement ou électriquement. Le plus simple est un entraînement par courroie trapézoï- dale à partir d'un moteur hydraulique. Durant le processus de malaxage dans le tambour tournant, le vibrateur 10, qui est en contact direct avec le produit à malaxer, communique l'énergie vibratoire au produit dont la majeure partie se trouve dans la zone du fond du tambour. Par la vibration, les frictions inter- nes du produit sont réduites au point que le mouvement de rotation exerce un effet mélangeur intense sur le produit à malaxer, qui subit en outre un travail addition- nel de translation. Le processus de malaxage s'en trouve intensifié et la durée de malaxage réduite. Des organes de commande non représentés permettent de régler la fré- quence et l'amplitude de la vibration en fonction de la composition du produit à malaxer et, le cas échéant, au cours du malaxage. Les fréquences concernées vont 24981 1 1 d'environ 1 Hz à 200 Hz. La figure 2 représente dans le tambour 1 un vibrateur iQa en forme de bras oscillant et cela aussi bien en position de repos que dans deux positions oppo- sées de vibration, figurées en pointillés. Le vibrateur lOa oscille dans ce cas avec une amplitude relativement grande, par laquelle il produit de plus un effet d'agi- tateur dans le produit à malaxer. La figure 3 montre dans le tambour 1 deux vibrateurs lOb qui sont disposés symétriquement par rap- port à l'axe du tambour, et peuvent être actionnés ensemble. Chaque vibrateur lOb porte un excentrique 13. La figure 4 représente un mode de réalisation d'un vibrateur lOc conformé en plaque qui s'étend paral- lèlement au fond du tambour, centrée sur l'axe dudit tambour, et dont les supports 14 sont reliés au mécanisme moteur 11. Les diverses formes de vibrateurs représentées ne sont qu'un choix parmi d'autres possibilités. C'est ainsi que l'on peut disposer un ou plusieurs corps vibra- teurs excentriquement à l'axe du tambour. La disposition symétrique de plus d'un vibrateur au voisinage de la paroi du tambour est également possible dans le cadre de l'invention. Le choix parmi ces possibilités doit s'effec- tuer selon la dimension du tambour et la constitution du produit à malaxer. Il est déterminant que l'énergie vibratoire soit communiquée au produit dans une zone d'action aussi grande que possible. Dans le cas d'un tambour conformé en malaxeur à mélange forcé renfermant'des outils de malaxage, le vibrateur peut être disposé sur un outil de malaxage. REVENDICATIONS 1. Bétonnière en particulier du type à chute libre, dans laquelle les composants du béton, notamment d'abord sans eau, peuvent être intimement mélangés au moyen d'éléments malaxeurs par rotation d'un tambour (1), et dans laquelle est prévu un vibrateur (10,lQa,lOb,lOc), caractériséeen ce que, pour favoriser le malaxage, le vibrateur (10,10a,lOb,lOc) est disposé dans le tambour (1) en un endroit o le produit à mélanger se trouve de façon prépondérante pendant le malaxage, ce vibrateur pouvant être excité pour communiquer l'énergie vibratoire audit produit au cours du malaxage. 2. Bétonnière selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le vibrateur (1O,lOa,lOb,lOc) peut être excité à fréquence basse et à grande amplitude. 3. Bétonnière selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le vibrateur (1O,lOa,lOb,lOc) peut être excité à fréquence élevée et à faible amplitude. 4. Bétonnière selon la revendication 1, carac- térisée en ce que, pendant sa période de travail, le vibrateur (10,lOa, lOb,lOc) peut être excité avec des vibrations continûment variables sur toute la plage des amplitudes. 5. Bétonnière selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le vibrateur (10,lOa,lOb,1Oc) peut être excité dans la plage de fréquence propre du produit à mélanger. 6. Bétonnière selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le vibrateur (10) est conformé en bouteille. 7. Bétonnière selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le vibrateur (la) est conformé en bras oscillant. 8. Bétonnière selon la revendication 7, carac- térisée en ce que plusieurs bras oscillants (lOb) sont prévus comme vibrateur. 9. Bétonnière selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le vibrateur (1Oc) est conformé en plaque. 10. Bétonnière selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le vibrateur (10,lOa,1Ob, 1Oc) a une position centrale dans la zone du fond (la) du tambour. - 11. Bétonnière selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le vibrateur (1O,1Oa,lOb, 1Oc) a une position excentrée dans la zone du fond (la) du tambour. 12. Bétonnière selon l'une des revendications 1 à 11, comportant un tambour aménagé en malaxeur à mélange forcé contenant des outils de malaxage, caracté- risée en ce que le vibrateur est disposé sur un outil de malaxage.