Brevet FR2515383A1 — publié le 19830429

La présente invention concerne un dispositif de régla- ge continu de l'amplitude de vibration d'éléments excentriques destiné en particulier aux machines de compactage de terrain ou d'asphalte. Lors du compactage d'un terrain, d'asphalte ou d'un matériau similaire au moyen par exemple de rouleaux vi- brants, il est souvent nécessaire d'adapter l'amplitude de vibration à la nature de la couche, afin d'obtenir l'effet de compactage désiré On sait qu'une grande amplitude entraîne un compactage plus poussé, et ce sur la totalité du spectre de fréquences de vibration Ceci s'applique en particulier au cas des matériaux de projection, des moraines rocheuses et des sols cohérents Cependant, lors des étapes finales du processus de compactage, il arrive souvent que la machine commence à fonctionner de façon saccadée, et soit ainsi soumise, sur toutes ses pièces, à des contraintes importantes. En diminuant l'amplitude de vibration, l'irrégula- rité du déplacement de la machine peut être évitée et il devient possible, pour un type de couche quelconque, d'obtenir un compactage maximal, pour un type de machine de compactage donné, tout en évitant, ou au moins en diminuant le surcompac- tage Il est nécessairepour ce faire, d'utiliser un élément vibrant dont l'amplitude de vibration est réglable de façon continue, la façon dont le réglage est effectué permettant en outre de déterminer avec certitude la valeur d'une amplitude de vibration fixée arbitrairement. On sait déjà effectuer un réglage continu de l'ampli- tude au moyen de systèmes alimentés soit par une énergie hydraulique, soit par une énergie électrique Ces systèmes sont cependant souvent complexes et ne permettent généralement pas d'effectuer le réglage lorsque les excentriques sont immobiles. Dans certains systèmes hydrauliques, le volume d'huile sous pression est également en rotation, ce qui implique l'emploi d'un joint d'étanchéité à rotation, et par là des risques de fuite et d'un échauffement indésirable de l'huile. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et de proposer un dispositif de réglage hydraulique destiné au réglage continu de l'amplitude de vibration d'un élément excentrique en rotation entraîné par un arbre agencé pour se déplacer axialement, ledit dispositif comportant un piston inclus dans un cylindre hydraulique, caractérisé par le fait que la bielle du piston, s'étendant au-delà du cylin- dre hydraulique à chaque extrémité de celui-ci, est mobile en rotation tout en traversant le piston en étant axialement solidaire de celui-ci, une extrémité de la bielle étant reliée à l'arbre d'entraînement, et l'autre extrémité à des moyens moteurs agencés pour entraîner l'élément excentrique en rotation. Ainsi, l'invention propose un système de réglage continu de l'amplitude de vibration qui, d'une part, ne fait appel à aucun joint tournant pour lefluide sous pression i 5 permettant le réglage de l'amplitude, et d'autre part permet d'éviter la rotation du fluide sous pression. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivanted'une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la fig i représente une vue en coupe axiale d'un élément excentrique du type décrit par exemple dans le brevet suédois No 74639, et dans lequel le réglage de l'amplitude est effectué par le déplacement axial de l'arbre d'entraînement de l'élément excentrique, et d'un dispositif de réglage relié audit élément, et les fig 2 et 3 illustrent deux positions des poids excentrés permettant d'obtenir respectivement le minimum et le maximum d'amplitude. En référence aux dessins, l'élément excentrique est constitué de deux cylindres concentriques i et 2, chacun des cylindres supportant respectivement son propre poids excen- tré 3 et 4 Chaque extrémité du cylindre intérieur 2 est montée pour tourner dans un pallier 5 ménagé respectivement sur les portées d'arbres tubulaires 6 et 7 qui sont reliées au vibreur Le cylindre extérieur i est monté pour tourner des palliers 8 ménagés sur le cylindre intérieur. Sur la paroi de chaque cylindre 1 et 2 est usinée une rainure respectivement 9 et 10, conformée en hélice et qui s'étend autour d'une certaine partie de la périphérie de la paroi de son cylindre respectif Les gorges en hélice décrivent respectivement deux courbes de directions opposées dans la direction de l'autre extrémité raccordée au dispositif de réglage de l'élément excentrique. Un arbre 11 s'étend à l'intérieur et au centre du cylindre intérieur 2, concentriquement aux portées d'arbre 6 et 7; l'une des extrémités de l'arbre il est libre tandis que l'autre extrémité est reliée au dispositif de réglage de l'élément excentrique Les portées d'arbre 6 et 7 sont- totalement désolidarisées de l'arbre 11, qui est monté pour tourner dans deux coussinets à glissement 12 Ceux-ci sont montés fixes à l'intérieur du cylindre 2, à chaque extrémité de celui-ci Un arbre de transmission 13 est monté fixe sur la partie de l'arbre i 1 située à l'intérieur du cylindre inté- rieur 2, perpendiculairement à celui-ci, traverse l'arbre 11 et s'étend de part et d'autre de celui-ci à travers les rainu- res en hélice 9 et 10 ménagées respectivement sur les cylindres 1 et 2 (voir Fig 2 et 3). L'arbre 11 s'étend à travers la portée d'arbre tubulaire 6 et est monté de façon rigide sur la bielle de transmission 14 d'un cylindre hydraulique à simple effet prévu dans le dispositif de réglage La bielle 14 est entraînés par des moyens moteurs par l'intermédiaire d'un manchon cannelé 15 qui est relié à la bielle au moyen d'un accouplement cannelé et dont l'extrémité opposée est montée dans un pallier 16. L'entraînement du manchon cannelé peut être par exemple effec- tué au moyen d'un moteur hydraulique 17 auquel il est relié. La bielle de transmission 14 est montée pour tourner à l'inté- rieur d'un piston tubulaire 18 inclus dans un cylindre hydrau- lique 19, un segment 20 tenant lieu de joint d'étanchéité entre le piston et la paroi interne du cylindre Le piston est monté de façon à coulisser axialement sur le manchon cannelé 15 et, puisqu'il est axialement solidaire de la bielle de transmission, il peut se déplacer axialement par rapport à elle le long du manchon cannelé 15, grace à l'accouplement cannelé entre le manchon et la bielle. Le volume intérieur du cylindre est séparé par le piston 18 en deux chambres 21 et 22 La chambre 21 est ouverte et soumise à la pression atmosphérique, tandis que la chambre 22 communique avec une rainure 24 usinée dans un manchon 23 Le manchon 23 est monté fixe et entoure la partie arrière du piston 28 et le manchon cannelé 15 Le piston 18 est agencé pour coulisser axialement le long du manchon 23 et l'étanchéité entre les deux est obtenue par des segments La rainure 24 communique avec une pompe à fluide sous pression, non représentée, via un flexible 26. Lors de l'alimentation en fluide sous pression, à partir de la pompe et via le flexible 26 et la rainure 24, de la chambre 22 située derrière le piston 18, le piston est poussé vers la gauche à la fig 1 Le piston 18, qui est axialement solidaire de la bielle d'entraînement 14, pousse celleci vers la gauche et, de par l'accouplement cannelé avec le manchon 15 ce déplacement reste possible lorsque le manchon est en rota- tion Ce déplacement est transmis à l'arbre 11, ce qui provo- que, via l'arbre de transmission 13, le pivotement des cylin- dres 1 et 2 et de leur poids excentré 3 et 4 l'un par rapport à l'autre. Puisque les directions respectives des rainures 9 et 10 sont opposées l'une à l'autre, les excentriques 3 et 4 vont respectivement pivoter dans deux directions opposées l'une à l'autre lors du déplacement axial de l'arbre 11 Ainsi un déplacement axial relativement faible de l'arbre 11 peut entraîner une modification sensible des positions angulaires des poids excentrés ce qui implique une modification correspondante de l'amplitude de vibration Dans l'exemple représenté, le cylindre hydraulique est du type à simple effet et, afin d'appliquer sur les excentriques une force de rappel, un ressort 27 est prévu disposé entre l'un des deux coussinets à glissement 12, à l'intérieur du cylindre 2, et un plateau formant butée 28, solidaire de l'arbre 11 Pour permettre la mise en place du ressort 27, l'arbre il est conçu de façon à ce que le diamètre de sa partie 29 entourée par le ressort corresponde au diamètre intérieur dudit ressort. L'un des avantages d'un réglage hydraulique à simple effet de l'amplitude est qu'il autorise la lecture directe de la valeur de l'amplitude à partir de la valeur de la pression hydraulique Un autre avantage inhérent à l'emploi d'un cylindre hydraulique à simple effet est le faible encom- brement axial de l'ensemble, avantage également procuré par l'emploi de deux rainures en hélice dans les cylindres 1 et 2 de l'élément excentrique. En fin le système de réglage hydraulique selon l'in- vention est avantageux en ce qu'il permet d'éviter et l'emploi de joints tournants pour le fluide hydraulique, et la rotation du fluide hydraulique lui-même, ce qui supprime son échauffe- ment. REVEND ICAT IONS 1 Dispositif de réglage continu de l'amplitude de vibration d'un élément excentrique en rotation comprenant deux poids excentrés tubulaires et concentriques, agencés pour pivoter l'un par rapport à l'autre et entraînés par un arbre d'entraînement déplaçable en direction axiale par rapport aux excentriques, du type comportant un piston inclus dans un cylindre hydraulique, caractérisé par le fait que le piston ( 18) est à simple effet et est équipé d'une bielle de transmission ( 14) qui s'étend au-delà du cylindre hydraulique ( 19) à chaque extrémité de celui-ci et qui est mobile en rota- tion tout en traversant le piston ( 18) en étant axialement solidaire de celui-ci, une extrémité de la bielle étant reliée à l'arbre d'entraînement ( 11) de l'élément excentrique, et l'autre extrémité à des moyens moteurs ( 17) agencés pour entraî- ner l'élément excentrique, un ressort ( 27) étant en outre prévu sur l'arbre d'entraînement il de l'élément excentrique pour appliquer à chacun des poids ( 3 et 4) des éléments excentriques une force de rappel, la valeur de l'amplitude de vibration des excentriques pouvant être lue directement à partir de la valeur de la pression hydraulique. 2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la bielle de transmission ( 10 j est reliée aux moyens moteurs ( 17) par l'intermédiaire d'un manchon cannelé ( 15) dont une extrémité est directement reliée aux moyens moteurs ( 17) et dont l'autre extrémité est reliée à la bielle de transmission ( 14) au moyen d'un accouplement cannelé qui permet un déplace- ment axial relatif de la bielle et du manchon, même lorsque le manchon est en rotation.