Brevet FR2504219A1 — publié le 19821022

La présente invention a pour objet un dispositif mécanique permettant d'accoupler de manière à les synchroniser deux arbres balourdes entrainés en rotation en sens inverse. L'invention a également pour objet l'application de ces dispositifs, en particulier pour la conduite d'opératiow de criblage sur cribles horizontaux à chassis vibrant. On se réferera dans tout ce qui suit à un exemple spécifique d'application, à savoir l'utilisation pour des cribles horizontaux à chassis vibrants tels qu'utilisés en particulier pour le criblage des ordures ménagères ou autres. On doit comprendre que le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans d'autres domaines, par exemple et non limitativement en fonderie pour des opérations de décochage. Le traitement des déchets urbains, en raison du tonnage concerné, pose de jour en jour des problèmes accrus. On tend dans ce domaine à remplacer de plus en plus la simple destruction des produits par le feu par des opérations tendant à récupérer une partie de ces composants de manière à les revaloriseur, sous la forme par exemple d'un compost utilisable en agriculture. Ceci nécessite que les détritus soient concassés (préalablement dans des broyeurs à percussion) afin de les rendre compostables et donc directement utilisables. Ceci a pour corollaire que les détritus concassés doivent être criblés pour qu'ils puissent être épandus mécaniquement. Le criblage s 'opère de manière en soi connue sur des cribles soumis à des vibrsations circulaires, elliptiques ou linéaires. Les dispositifs utilisés jusqu'à présent donnent des résultats très imparfaits, dans la mesure où l'on constate un colmatage rapide des toiles du crible, ceci étant dû à la nature même du produit traité. En fait les fils de trame de la toile du crible s'enrobent rapidement de matières filandreuses (cheveux par exemple) qui sont autant de points de depart a la fixation d'autres éléments. On ne connait pour l'instant aucun dispositif permettant, hormis l'arrêt pur et simple de la machine, de nettoyer efficacement le crible ainsi partiellement colmaté. Les rendements diminuent donc rapidement, ceci entant le cas de tous les cribles pour residus urbains actuellement connus. Dans le cas de cribles inclinés à vibrations circu laires, les matières s'enroulent sur tout le pourtour des fils de trame, et il est quasiment impossible de les nettoyer complètement. Par contre dans le cas de cribles horizontaux à vibrations linéaires, les fils de trame sont recouverts également de matières filandreuses mais selon une direction préférentielle telle que ces matières sont décrochables par un simple mouvement de recul, ou un mouvement en sens inverse de l'écoulement normal, des matériaux traités. Les cribles horizontaux à vibration linéaire sont animés d'un mouvement vibratoire selon un axe donné incline selon un certain angle par rapport à l'horizontale de manière à faire avancer la masse au dessus du crible. La vibration est obtenue en règle générale par l'utilisation d'arbres balourdés entrainés par un moteur asynchrone. Le déphasage des arbres détermine l'inclinaison du plan de vibration. Dans les dispositifs connus, les arbres balourdes sont reliés entre eux de façon rigide par engrenages, le plan de vibration étant déterminé une bonne fois pour toutes. Il existe dans ces dispositifs un seul moteur d'entrainement, chaque arbre comportant un pignon, les deux pignons engrenant directement entre eux. Ici les pignons transmettent la puissance du moteur d'entrainement. Ces dispositifs présentent de multiples inconvénients. En particulier il n'est pas possible de modifier le positionnement relatif des balourds, c'est-à-dire en fait le plan de vibration, sans arrêter la machine. La présente invention a pour objet de pallier ces divers inconvénients. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un dispositif mécanique permettant d'accoupler, de manière à les synchroniser, deux arbres balourdés entrainés en rotation en sens inverse, caractérisé en ce que chaque arbre est entrainé en rotation par un moteur asynchrone, lesdits arbres étant accouplés par un train d'engrenages constitué par au moins deux pignons menés ne transmettant pas la puissance des moteurs. Selon l'invention, les pignons menés ne transmettent pas la puissance des moteurs. Les moteurs attaquent directement les arbres balourdés, tandis que les pignons qui les relient ne font que les synchroniser. Selon une caractéristique préférentielle de mise en oeuvre, le train d'engrenages pourra être rompu mécaniquement, sans interrompre la rotation des arbres balourdés, par dégagement radial de l'un des pignons menés. L'invention a également pour objet l'application des dispositifs précités à des cribles vibrants horizontaux. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une élévation en coupe partielle du dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en plan en coupe partielle du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation d'un ensemble permettant l'effacement d'un pignon du train d'engrenages et le déphasage contrôlé -des arbres balourdés par application d'un dispositif conforme à celui de la figure 1; - la figure 4 est une représentation en élévation d'ur ensemble permettant le règlage et la programmation du dispositif de la figure 1. On se réfèrera tout d'abord aux figures 1 et 2. Deux arbres balourdés (1) et (2) sont entrainés en rotation en sens inverse chacun par un moteur asynchrone non représenté. Ces deux arbres traversent sur une partie de leur course un boitier (3) à l'intérieur duquel est placé le dispositif conforme à l'invention. A l'intérieur de ce boitier, chaque arbre (1,2) est muni d'un pignon (4,5) solidaire de l'arbre et entrainé en rotation avec celui-ci. Les deux pignons (4,5) tournent dans des chambres (6,7) délimitées chacune par deux flasques (8,9), respectivement (10,11). La chambre (6) comporte une soupape (12) prérèglée, et la chambre (7) une soupape (13) dont la tige (14) est mobile par rapport au siège (15) solidaire des flasques (10,11). On explicitera ultérieurement les fonctions de ces soupapes. Chacun des pignons meneurs (4,5) engrène avec un pignon mené (16) respectivement (17) solidaires d'axes (18,19) montés à rotation par des paliers sur les flasques (8,9) respectivement (10,11). Les deux pignons menés (16,17) rengrénant également entre eux, assurant ainsi un accouplement entre l'arbre (1) et l'arbre (2). Les pignons meneurs (4,5) et les pignons menés (16,17) seront de même diamètre. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, l'un des pignons menés (16) peut être effacé radialement ou sensiblement radialement par rapport au second pignon mené (17) de manière à rompre le train d'engrenages et donc à ne plus synchroniser les arbres balourdés (1,2). Ceci est réalisé mécaniquement par l'intermédiaire d'un berceau (20) solidaire du flasque (9), ledit berceau comportant un levier (21) pouvant être déplacé par une tige (22), ledit levier étant rappelé par un ressort (23). On comprendra qu'une traction sur la tige (22) entrainera la rotationdu berceau (20) autour de l'arbre (1), donc des flasques (8,9) et du pignon mené (16). Dans cette position les deux arbres sont entrainés indépendamment l'un de l'autre. Le mouvement inverse permet de ramener le pignon (16) en engrénfflent avec le pignon (17). Ce mouvement est schématisé à la figure 3 à laquelle on fera maintenant référence. On a représenté les arbres (1,2) , leurs pignons (4,5) et enfin les pignons menés (16,17). On a également schématisé les balourds (24,25). On a représenté par une flèche R le plan de vibration obtenu dans ce cas de figure. On explicitera le fonctionnement du dispositif en référence à l'application à un crible vibrant horizontal. Lorsque les pignons (16) et (17) engrènent, on obtient une vibration linéaire du crible selon la flèche R. Au bout d'une période donnée de fonctionnement,si l'on désire nettoyer le crible, il est nécessaire de dégager le pignon mené (16), ce qui est réalisé par action sur la tige (22). Les deux arbres tournent alors indépendamment l'un de l'autre et le plan de vibration adopte une position d'équilibre liée à la construction de la machine. Si l'on vient à appliquer à l'un des arbres, par exemple l'arbre (2), un couple résistant quelconque, celui-ci va se freiner par rapport à l'arbre (1) et le plan dé vibration résultant va se déplacer de manière continue du fait de ce déphasage qui va s'accentuer.A un moment donné le plan de vibration va être horizontal. Ceci se traduit par un avancement nul de la charge sur le crible, et donc par une abrasion de cette charge sur la surface du crible entrainant le nettoyage des fibres.On stabilise quelques instants la vibration dans ce plan horizontal en engrénant les pignons (16) et (17), puis on les désaccouple de nouveau. Lorsque le plan de vibration reprend la position de criblage initiale, on réengrène à nouveau le pignon (16) et le criblage peut reprendre. On aura ainsi nettoyé les fibres du crible sans interrompre la rotation des arbres balourdés. Cette opération peut être opérée autant de fois que l'on veut, et à n'importe quel moment. On explicitera tout d'abord un fonctionnement manuel du dispositif, et on montrera ensuite comment le programmer en automatique. Avec une direction de vibration R donnée, on procède au criblage. Lorsque le crible doit être nettoyé, il faut imprimer à celui-ci une vibration horizontale. Pour cela il faut - désaccoupler les deux arbres, - freiner l'un d'entre eux. Le désaccouplement est obtenu par action sur la tige (22) qui peut être actionnée par un levier (26). En appuyant sur ce levier on déplace en translation un coulisseau (27) solidaire de la tige (22). Le coulis seau (27) est également solidaire en translation d'une tige (28) reliée par un double maillon (29) d'une part à la tige de soupape (14) décrite précédemment et d'autre part à l'une des branches (31) d'un levier (30) dont l'autre branche (32) se déplace à l'encontre du ressort (33). On comprendra que le mouvement de translation de la tige (28) entrainera le déplacement de la tige de soupape (14) soit en montée soit descente, ceci étant indifférent, l'essentiel étant de créer de cette manière une résistance au niveau de l'arbre (2) et donc un déphasage par rapport à l'arbre (1). La variation de l'angle de vibration peut etre suivie visuellement par un générateur qui réengrènera le pignon (16) lorsque la vibration sera devenue horizontale. Puis au bout de quelques instants il actionnera de nouveau le levier (26) et le déphasage continuera. Lorsque l'angle de vibration reviendra à la valeur R initiale, l'opérateur relachera le levier (26) et le criblage reprendra. L'opérateur peut suivre la direction de vibration par exemple par une ligne parallèle à cette direction et représentée sur le crible. Il est clair que le freinage de l'un des arbres par rapport à l'autre peut être obtenu par tout autre moyen adéquat, le dispositif décrit étant donné à titre de simple illustration. Bien évidemment l'intérêt de ce dispositif est de pouvoir être entièrement programmé. On se réfèrera pour cela aux figures 3 et 4. Les tiges (28) et (22) commandant respectivement la tige de soupape (14) et le pignon mené (16)peuvent également d'être pilotées par un vérin (34) à tige horizontale déplaçant en trans la tion un entraineur (35) coopérant avec deux ergots (36,37) de la tige (28). La tige (28) étant elle même solidaire en translation du coulisseau (27), le déplacement de la tige du vérin entrainera donc celui des tiges (28) et (22). Optionnellement, on pourra prévoir un second vérin vertical (38) permettant de soulever la tige (28) et donc permettant d'agir sur la tige (22) sant actionner la soupape. Le déclenchement du vérin (34) est entièrement pro grammé. Des impulsions de déclenchement doivent cependant être fournies pour permettre de déterminer - lorsque le plan de vibration est horizontal; - lorsque le plan de vibration a repris l'angle initial après le nettoyage du crible. Ceci est réalisé par exemple comme représenté à la figure 4. Chacun des arbres est muni d'un disque (39,40) entrainé en rotation par l'arbre à la même vitesse. Ces deux disques tournent chacun dans une couronne (41,42) indépendante des arbres, les deux couronnes (41,42) pouvant être déplacées ensemble en rotation de 1/4 de tour maximum par une poignée (43) déplaçant un arceau (44) articulé à chacune de ses extrémités sur lesdites couronnes (41,42). Sur chacune des couronnes est disposé un balai (45, 46). De même on dispose exactement dans le plan horizontal deux autres balais fixes (47,48). Enfin les disques (39,40) sont munis d'un noyau (49,50) entrainé en rotation avec eux. Le fonctionnement est le suivant Lorsque le vérin (34) est actionné, de manière programmée, pour dégager le pignon (16), on excite en même temps les balais (47,48). Au passage des noyaux (49,50) en vis à vis des balais, il se produit un top Lorsque les deux tops sont simultanés, ceci commande le vérin de maniere à réengréner le pignon (16). Le crible vibre alors horizontalement pendant un temps donné. Au bout de cette période le vérin se déclenche à nouveau et on commande l'excitation des balais (45,46). Lorsque les deux tops émis sont simultanés, le vérin réengrène le pignon (16). La position angulaire des balais (45,46) sur les couronnes correspond à l'angle du plan de vibration. Bien entendu d'autres programmations sont envisageables, celle-ci ayant été donnée à simple titre d'exemple. D'autres modifications pourraient être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi le freinage de l'un des arbres peut être obtenu par tout moyen, par exemple outre le dispositif décrit par un frein électrique, mécanique. De la même maniere on a décrit l'application particulière du dispositif objet de l'invention au criblage des déchets urbains. Il trouvera son application dans de nombreux autres domaines, comme par exemple non limitativement : - le décochage des pieces de fonderie ; - le dosage ou la régulation de débit sur matières en vrac ; - et en général la commande mécanique de tout type d'engin vibrant tel que extracteur, distributeur et lit fluidisé vibré, REVENDICATIONS 1. Dispositif mécanique permettant d'accoupler, de manière à les synchroniser, deux arbres balourdés entrainés en rotation en sens inverse, caractérisé en ce que chaque arbre (1,2) est entrainé en rotation par un moteur asynchrone, lesdits arbres étant accouplés par un train d'engrenages constitué par au moins deux pignons menés (16,17) ne transmettant pas la puissance des moteurs. 2. Dispositif selon la revendMcation 1, caractérisé en ce que le train d'engrenages peut être rompu mécaniquement sans interrompre la rotation des arbres balourdés (1,2) par dégagement radial ou sensiblement radial de l'un des pignons menés ( 3. Dispositif selon l'une quelconque des revenications 1 et 2, caractérise en ce que les arbres (1,2) comportent des pignons meneurs (4,5) solidaires desdits arbres en rotation, lesdits pignons (4,5) étant chacun disposes à l'intérieur d'une chambre (6,7) formée par deux flasques (8,9) respectivement (10,11) supportant également les axes (18,19) des pignons menés (16,17). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un des flasques (9) est solidaire d'un berceau (20) ledit berceau comportant un levier (21) pouvant être deplacé par une tige (22) pour dégager le pignon mené 16). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige (22) est rappelée par un ressort (23). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de freiner en rotation l'un des arbres (2) par rapport à l'autre arbre (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérise en ce que la chambre(7pbst-mgme d'une soupape (13) dont la tige (14) est mobile sous l'action d'une tige (28). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la tige (28) et la tige (22) peuvent être déplacées simultanément soit manuellement sous l'action d'un levier (26), soit automatiquement sous l'action d'un vérin horizontal (34)* les deux tiges étant reliées de manier amovible par un coulisseau- (27). 9. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel les tiges sont actionnées automatiquement sous l'action d'un vérin ho rizontal, caractérisé en ce que ledit vérin est programme, des impulsions de déclenchement lui étant fournies en fonction du déphasage des arbres balourdés. 10. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la commande d'un crible horizontal à vibration linéaire pour le criblage des détritus ménagers broyés