Brevet FR2596677A1 — publié le 19871009

L'invention concerne un procédé pour appliquer des vibrations multidirectionnelles à un support élastique ainsi que l'appareillage conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connait des générateurs conçus pour appliquer à un support élastique des vibrations unidirectionnelles. En particulier, par le brevet français publié N 2 367 542, on connaît des générateurs de vibrations unidirectionnelles qui comprennent un excentrique coopérant avec lamasse élastique 10 vibrée. Il est cependant des cas o l'utilisation de tels générateurs de vibrations unidirectionnelles n'est pas satisfaisante, car il y a lieu d'appliquer au support à vibrer des vibrations multidirectionnelles, C'est en particulier le cas en fonderie, lors d'opérations de moulage au sable o ce dernier est vibré pour être tassé sur le modèle, lorsque le moulage doit être de grande qualité c'est-à-dire quand l'empreinte laissée dans le sable par le modèle doit être d'une grande précision. Les vibrations unidirectionnelles généralement appliquées au sable ne sont alors pas suffisantes 20 pour assurer un serrage efficace de celui-ci sur le modèle selon les différentes orientations des faces de celui-ci. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et elle propose un procédé permettant, à partir d'une source de vibrations unidirectionnelles, d'appliquer à 25 un support élastique des vibrations qui soient orientées dans des directions multiples, ainsi qu'un appareillage assurant la mise en oeuvre de ce procédé. Selon le procédé de l'invention, on imprime à la source de vibrations unidirectionnelles et au support élasti30 que un mouvement de rotation relatif dans un plan parallèle à celui du support élastique, en faisant ainsi varier la direction des vibrations appliquées audit support. L'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé comprend une source de vibrations unidirectionnelles coopérant 35 avec le support élastique et des moyens qui assurent la rotation relative, dans un plan parallèle à celui du support élastique, entre le générateur de vibrations unidirectionnelles et ce support. Selon une forme d'exécution de l'appareillage de l'invention, particulièrement utilisable dans le cas d'application de vibrations multidirectionnelles à une table de travail d'une installation de moulage au sable en fonderie, on utilise un générateur du type à excentrique, par exemple 5 tel que celui faisant l'objet du brevet français 2 367 542, qui attaque selon un angle déterminé une pièce sphérique montée en rotation libre sur la face inférieure de la table vibrante. La table vibrante est fixe en rotation, alors que le générateur de vibrations est monté sur un plateau de sup10 port conçu pour tourner autour d'un axe vertical passant par le centre de gravité de la table. On comprendra ainsi qu'au cours de la rotation du plateau de support, la table de moulage reçoit des vibrations orientées dans toutes les directions de sorte que le frottement des particules de sable de moulage 15 à l'état de repos portées par la table se trouve diminué, l'évacuation de l'air se trouve améliorée et les particules de sable, quelles que soient leurs formes, se rangent dans le volume le plus petit et s'incrustent les unes dans les autres. Le compactage ainsi réalisé permet d'obtenir de 20 plus une meilleure rigidit6 du.moule. On peut avantageusement prévoir de disposer, entre la partie d'attaque à excentrique du générateur de vibrations et le plateau tournant de support, un dispositif par exemple à crémaillère permettant d'obtenir une rotation désirée du géné25 rateur de vibrations dans un plan vertical pour faire varier l'angle d'attaque de la table vibrante. Un réglage en fonctionnement de la fréquence des vibrations peut être obtenu en associant un variateur de vitesse au moteur d'entraînement de l'excentrique du générateur, et un réglage en fonctionne30 ment de l'amplitude des vibrations pourra être obtenu, de la façon déjà décrite dans le brevet français 2 367 542, en montant l'excentrique de vibration sur un second excentrique par rapport auquel il peut tourner,sur commande, de l'angle désiré pour faire varier l'excentricité de l'excentrique d'attaque. Une telle variation d'amplitude en fonctionnement est particulièrement avantageuse pour l'application à des chaines de moulage o les moules à vibrer se succèdent à intervalles réguliers sur la table vibrante. Il est alors possible, sans arrêter le moteur d'entraînement du générateur de vibrations, c'est-à-dire en gardant les conditions les plus favorables (vibrations au voisinage de la fréquence propre du système vibré), d'immobiliser le moule vibré par annulation de l'amplitude des vibrations et de le remplacer par le moule suivant à vibrer, puis par retour à l'amplitude désirée d'appliquer les vibrations multidirectionnelles à ce moule suivant sans perte d'énergieo Selon une autre forme d'exécution de l'appareillage 10 selon l'invention, le générateur de vibrations est fixe en rotation et engage un support élastique sur lequel est montée, pour tourner autour d'un axe vertical, la table de moulage. Le réglage en fonctionnement de l'amplitude et de la fréquence des vibrations peut être obtenu, comme dans la première forme 15 d'exécution mentionnée ci-dessus, par un système à double excentrique et par un variateur de vitesse respectivement. Le réglage de l'angle d'attaque peut être obtenu par une inclinaison déterminée de la table de moulage par rapport au plan horizontal. Pour bien faire comprendre le procédé selon l'invention et l'appareillage conçu pour sa mise-en-oeuvre, on décrira ci-après deux formes d'exécution de cet appareillage et une variante, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: la figure 1 est une vue de face, partiellement en coupe verticale, d'une première forme d'exécution d'un appareillage pour l'application de vibrations multidirectionnelles à une table vibrante, par exemple une table de moulage; la figure 2 est une vue de profil, partiellement en 30 coupe verticale, de l'appareillage de la figure 1; la figure 3 est une vue de face, partiellement en coupe verticale, d'une seconde forme d'exécution de l'appareillage selon l'invention; et la figure 4 est une vue de face, partiellement en coupe verticale, d'une variante de la forme d'exécution de la figure 3o En référence aux figures 1 et 2, on a représenté en 1 un bâti reposant sur le sol et qui supporte à sa partie supérieure, par l'intermédiaire de quatre ressorts de vibra- 2596-677 tion 2 d'axe vertical, un plateau horizontal 3 constituant une table de moulage. A sa partie inférieure le bâti 1 porte, par l'intermédiaire d'un support 4, un plateau horizontal 5 qui repose sur le support 4 par l'intermédiaire de galets 6. En son centre, le plateau 5 est solidaire d'un arbre vertical 7 disposé à l'intérieur d'un logement 8 et entraîné en rotation par un moteur 9. Le plateau horizontal 5 est solidaire à ses extrémités avant et arrière de parois verticales trapézoïdales 10 présen10 tant chacune à son extrémité supérieure un palier 12 en regard duquel est disposé un palier 13 solidaire de l'extrémité supérieure de chaque paroi extrême 14 d'un berceau 15, articulé aux parois du plateau 5 par des axes horizontaux 16 traversant les paliers 12, 13. Le berceau 15 porte un généra15 teur de vibrations unidirectionnelles tel que décrit dans le brevet français 2 367 542, c'est-à-dire comprenant un excentrique de vibration 17 entraI né en rotation par un moteur 18 et une courroie 19 et engageant.un élément sphérique 20 monté en rotation libre sur la face inférieure de la table de 20 moulage 3 au voisinage du centre de gravité de celle-ci. Le berceau 15 est solidaire,par sa face inférieure, d'une crémaillère 21 en forme d'arc de cercle, conçue pour engrener avec un pignon 22 monté pour tourner sur une chape 23 portée par le plateau 5. Un groupe motoréducteur 24, éga25 lement porté par le plateau 5, est conçu pour entraîner en rotation le pignon 22 par l'intermédiaire d'une courroie 25. Par rotation du pignon 22, on règle l'inclinaison du berceau 15 autour des axes 16 et donc l'angle d'attaque de la partie sphérique 20 par l'excentrique de vibration 17. Afin de permettre le réglage en fonctionnement de l'amplitude des vibrations fournies par l'excentrique 17 celui-ci, de la façon connue par le brevet francais 2 367 542, est monté sur un arbre de commande 26 par l'intermédiaire d'un excentrique intérieur formant moyeuo Une poulie différentielle 35 28 est montée sur l'arbre 26 et entraîne, par un pignon fixé à la cage du planétaire, une couronne dentée portée par l'excentrique 17o Un moteur frein pas à pas 29 commande la poulie différentielle pour ajouter ou retrancher un mouvement de rotation choisi à l'excentrique 17 afin de décaler celui-ci 40 par rapport au moyeu 27 en faisant varier l'excentricité. Le fonctionnement de l'appareillage se comprend immédiatement d'après la description qui précède. Le dispositif étant dans la position de la figure 1, on actionne le motoréducteur 24 pour règler l'angle d'attaque de la partie tour5 nante sphérique 20, puis on règle l'excentrique intérieur 27 de façon à annuler l'excentricité de l'excentrique de vibration 17. Par le moteur 18, on entraîne en rotation l'excentrique 17 à une vitesse conçue pour produire une fréquence de vibration proche de la fréquence propre de la table à vibrer, 10 puis par action sur le moteur pas-à-pas 29 on applique à la table 3 des vibrations unidirectionnelles en faisant passer l'amplitude de ces vibrations de zéro à la valeur désirée. Par commande du moteur 9, 9n produit alors la rotation du plateau 5 autour de l'axe vertical X-X en assurant l'attaque 15 de la partie sphérique 20 par l'excentrique 17 selon des directions multiples en communiquant ainsi à la table de moulage 3 les vibrations multidirectionnelles souhaitées0 Dans le cas d'une chaîne de moulage, o les moules à tasser passent successivement sur la même table de moulage à des 20 intervalles de temps déterminés, on peut avantageusement, lorsque la période de vibration du moule disposé sur la table 3 est achevée, ramener à zéro l'amplitude des vibrations par commande du moteur pas-à- pas 29 sans modifier le fonctionnement des autres éléments du dispositif, remplacer sur la 25 table 3 redevenue immobile le moule vibré,par un nouveau moule, puis ramener progressivement l'amplitude des vibrations à la valeur désirée sans avoir à relancer les divers organes tournants. En variante, l'élément sphérique 20 porté par la face 30 inférieure de la table de moulage 3 pourrait être fixe et coopérer avec l'excentrique 17 par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles (non représenté). Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, on a représenté en 31 le bâti de l'appareil, reposant sur le 35 sol avec interposition de plaquettes d'amortissement 32 en caoutchouc. A sa partie supérieure le bâti 31 supporte, par l'intermédiaire de ressorts de vibration 33, un plateau vibrant horizontal 34 qui porte sur sa face supérieure, par un roulement 35, un plateau tournant de support 36. Sur un côté du plateau tournant 36 est articulé, autour d'un axe horizontal 37, un plateau pivotant support de moules 38. Le plateau pivotant 38 est maintenu à l'inclinaison désirée O par rapport au plateau tournant 36 au moyen d'un levier 39. La rotation du plateau 36 est commandée par un moteur 40 qui entraîne par une courroie 41 une poulie 42 solidaire de la partie tournante du roulement 35. Les éléments du générateur de vibrations unidirectionnelles, comprenant en particulier l'excentrique de vibration 43, le moteur 44 d'entraînement 10 en rotation de cet excentrique et le moteur pas-à-pas 45 de commande de la variation des amplitudes de vibrations, sont portés par le bâti 31. L'excentrique de vibration 43 coopère avec une poulie 46 montée folle sur une chape 47 solidaire de la face inférieure du plateau vibrant 34, l'angle d'atta15 que I du plateau vibrant 34 au centre de gravité de celui-ci étant déterminé par la direction d'alignement des axes de rotation de l'excentrique de vibration 43 et de la poulie 46. En fonctionnement, des vibrations unidirectionnelles sont appliquées par l'excentrique 43 au plateau vibrant 34 et 20 donc au plateau support de moules 38 qui lui est solidaire en translation. L'angle d'attaque aura été réglé manuellement, avant la mise en oeuvre des vibrations, par variation de l'inclinaison du plateau support de moules 38. L'amplitude et la fréquence des vibrations sont réglables en fonctionnement 25 au moyen respectivement du moteur pas-à-pas 45 et du motovariateur 44. Par rotation du plateau tournant 36, au moyen du moteur 40, on transforme les vibrations unidirectionnelles fournies par l'excentrique 43 au plateau vibrant 34 en des vibrations multidirectionnelles appliquées au plateau 38. On 30 remarquera que, pour un tour du plateau 38, l'angle d'attaque varie de ( -) à (3 + ")o Dans la variante représentée à la figure 4, on retrouve un plateau vibrant 51 supporté par le bâti 52 par l'intermédiaire de ressorts 53 et portant un plateau tournant 54 avec 35 interposition d'un roulement 55, ainsi que le plateau support pivotant 56 articulé sur un bord du plateau 54 pour s'incliner par rapport à celui-ci d'un angle ( réglable. On retrouve également l'excentrique de vibration 57 entraîné en rotation par un moteur 58 et coopérant avec une poulie 59 montée folle sur la face inférieure du plateau 51. On a représenté en 60 le moteur pas-à-pas de réglage de l'amplitude des vibrations et en 61 le moteur d'entraînement en rotation du plateau tournant 54 Une vis de manoeuvre verticale 62 est engagée dans un manchon fixe 63 taraudé intérieurement porté par le bâti 52 et la tête de cette vis passe à travers une ouverture centrale du plateau tournant 54 pour engager la face inférieure du plateau pivotant 56 Un groupe moto-réducteur 64 commande la rotation de la vis 62 et on comprend que, par action 10 sur le groupe moto-réducteur 64,on pourra régler de façon automatique l'angle CX d'inclinaison du plateau oscillant 56 et donc l'angle d'attaque de ce plateau oscillant. On comprendra que la présente description a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications qui suivent. En particulier, on a décrit l'appareillage de l'invention comme concernant l'application de vibrations multidirectionnelles à des tables de moulage, mais l'invention pourrait concerner l'application de vibrations multidirectionnelles à tous autres types de supports élastiques à vibrer. R E V E N D I C A T I 0 N So 1o Procédé pour l'application de vibrations multidirectionnelles à un support élastique, caractérisé en ce qu'on applique audit support de vibrations unidirectionnelles et en ce que simultanément on imprime à la source de vibrations unidirectionnelles et au support élastique un mouvement relatif de rotation dans un plan parallèle à celui de ce support. 2. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de vibrations unidirectionnelles, un organe lié au support élastique à vibrer et destiné à coopérer avec une partie active du générateur de vibrations, et des moyens assurant une rotation relative entre le générateur de vibrations 15 et le support élastique dans un plan parallèle à celui du dit support. 3o Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support élastique (3) est fixe en rotation alors que le générateur de vibrations est porté par un plateau (5) 20 qui est parallèle audit support élastique (3) et qui est entrainé en rotation autour d'un axe qui lui est perpendiculaire. 4. Appareillage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le générateur de vibrations unidirectionnelles comprend un excentrique de vibration (17) qui est entraîné 25 en rotation et coopère avec un organe de révolution (20), par exemple de forme sphérique, monté sur la face inférieure du support élastique (3). 5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le générateur de vibrations unidirectionnelles est 30 suspendu à son plateau de support (5) avec interposition de moyens permettant de faire varier son inclinaison par rapport au support élastique (3) et donc de faire varier l'angle d'attaque des vibrations. 6. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé 35 en ce que le support élastique comprend un plateau inférieur (34, 51) fixe en rotation qui coopère avec le générateur de vibrations, également fixe, et sur lequel est monté pour tourner, autour d'un axe perpendiculaire, un plateau tournant (36, 54) destiné à recevoir l'objet à vibrer. 7. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit plateau tournant (36, 54) supporte, articulé à lui sur un côté, un plateau oscillant (38, 56) dont l'inclinaison est réglable pour modifier l'angle d'attaque des vibrations. 8. Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la variation d'inclinaison du plateau oscillant (38) est obtenue, à l'arrêt, au moyen d'un levier (39). 9. Appareillage selon la revendication 8, caractérisé 10 en ce que la variation d'inclinaison du plateau oscillant (56) est obtenue en fonctionnement par commande de la rotation d'une vis verticale (62) traversant le plateau tournant (54) et engageant le plateau oscillant (56).