Brevet FR2604376A1 — publié le 19880401

La présente invention concerne les vibrateurs mécaniques dont les vibrations sont utilises pour la réalisation de divers processus industriels tels que le tri ou la manutention de pièces. Les vibrateurs du genre visé par l'invention sont plus particulierement destinés a etre eux-mBmes soumis à des vibrations extérieures alors qu'ils ne sont pas en fonctionnement. De telles circonstances sont notamment présentes dans les dispositifs nécessitant différents vibrateurs ne fonctionnant pas tous de façon simultanée. Tel est le cas, entre autre, des transporteurs a deux sens de marche qui utilisent deux groupes de vibrateurs. Le fonctionnement des vibrateurs d'un même groupe alors que les vibrateurs de l'autre groupe sont à l'arrét, permet l'actionnement du transporteur selon un sens de marche et réciproquement. Des circonstances analogues se retrouvent également dans les tables vibrantes capables de se déplacer alternativement selon diffXrentes directions, telles que les tables utilisées pour la réalisation de certains moules de fonderie par le procédé dit "lost foam" ou "moulage en polystyrène perdu". On sait que lorsqu'un vibrateur appartenant à un dispositif comportant plusieurs vibrateurs est au repos alors que les autres sont en fonctionnement, le vibrateur au repos subit une usure qui le rend rapidement inapte au fonctionnement. Tel est particulièrement le cas pour les vibrateurs visés par l'invention du genre rotatif qui comprennent un bâti sur lequel est monté au moins un balourd entrain en rotation par un moteur pendant les périodes d'utilisation. Lorsque de tels vibrateurs sont au repos mais soumis à des vibrations extérieures, les vibrations subies par l'arbre, sur lequel est monté le balourd, relativement au bti entraînent le martellement des différents roulements qui le supportent. Cette action est d'autant plus forte que les jeux de ces roulements sont nécessairement importants pour compenser les dilatations qui se'produisent au cours du fonctionnement du vibrateur, compte tenu du fort chargement radial de l'arbre exercé par le balourd. Ainsi, dans les dispositifs multi-vibrateurs du genre précité, la durée de service de chaque vibrateur peut autre divisée par dix relativement au cas ou le vibrateur est utilisé seul. Ces inconvénients ont considérablement freiné le développement des dispositifs comportant des vibrateurs fonctionnant de fragon non simultanée, aussi les transporteurs vibrants à deux sens de marche sont-ils actuellement remplacés dans l'industrie par des dispositifs compliqués et plus volumineux. Dans le cas des tables vibrantes multidirectionnelles, les inconvénients en question ont été acceptés par la technique car ces tables constituent le seul moyen performant pour réaliser certains moules essentiels à l'industrie et du fait également qu'aucune autre solution n'a pu ètre trouvée. Ainsi, jusqu'à présent, l'industrie a soit accepté les inconvénients des dispositifs comportant des vibrateurs ne fonctionnant pas simultanément, soit utilisé des appareils équivalents mais plus complexes et plus onéreux, soit encore elle s'en est tout simplement privée, freinant de ce fait le progrès technique. La présente invention vise à pallier les inconvénients susmentionnés et remédie également à une déficience structurelle des vibrateurs rotatif s comme cela apparaltra au cours de la description. Suivant l'invention, le vibrateur comprenant un biti sur lequel est monté rotativement au moins un balourd est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour assurer le blocage de ce balourd de façon à l'immobiliser par rapport au bati et des moyens pour commander à volonté l'actionnement de ce dispositif de blocage et en ce que la périphérie du balourd est prolongée par un cerclage centre sur l'axe de rotation du balourd, de manière a constituer une surface d'appui annulaire continue pour le dispositif de blocage. ainsi lorsqu'il est actionné. le dispositif de blocage peut bloquer le balourd a l'intérieur du bats! de fagon à ne plus lui permettre aucun déplacement relatif. On comprend que le cerclage a une triple fonction : permettre un blocage effectif, effectuer celui-ci quelle que soit la position du balourd et en particulier lorsque le balourd est encore en rotation, le blocage étant alors précédé d'une étape de freinage, et éviter toute détérioration du dispositif de blocage en cas de déclenchement intempestif de celui-ci. Selon une réalisation avantageuse de I invention, le dispositif de blocage du balourd comprend au moins un vérin dont l'extrémité mobile porte un patin de blocage, ce patin venant presser avec friction sur la surface d'appui annulaire lorsque le vérin est actionné. Le patin permet un blocage sar du balourd. De plus, en cas d'actionnement intempestif du dispositif de blocage, il se comporte comme un frein sans risque de se rompre. Selon une version préférée de l'invention, le vérin est du type pneumatique. I1 est amené élastiquement en position rétractée et des moyens actionnables automatiquement et/ou manuellement sont prévus pour commander l'admission d'air comprimé dans le vérin pendant les périodes d'immobilisation du balourd. Ainsi, le vérin est du type vérin double effet grâce à l'adjonction de moyens élastiques, ce qui permet au patin de blocage de mieux se dégager du cerclage. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a figuré différents modes de réalisation et d'application de l'invention - la figure 1 est la vue de face en coupe suivant I-I de la figure 2 d'une première réalisation de l'invention appliquée à un vibrateur rotatif à un balourd, le dispositif de blocage n'étant pas enclenché, - la figure 2 est la vue de cSté en coupe suivant II-II de la figure 1 du vibrateur précédent, - la figure 3 est une vue de face avec arrachement partiel d'un vibrateur à deux balourds, - la figure 4 est une vue en bout du vibrateur de la figure 3, - la figure 5 est la vue en coupe transversale analogue à la figure i d'une seconde réalisation de l'invention appliquée à un vibrateur rotatif a un balourd, le dispositif de blocage n'étant pas enclenché, - la figure 6 est un schéma montrant le système électro-pneumatique de commande pour un vibrateur suivant l'invention, - la figure 7 est une vue latérale d'une table vibrante munie de vibrateurs conformes à l'invention, - la figure 8 est la vue de dessus de la table vibrante de la figure 7, - la figure 9 est une vue latérale d'un transporteur vibrant à deux sens de marche muni de vibrateurs conformes à l'inventionF - la figure 10 est la vue de dessus du transporteur vibrant de la figure 9. Dans un premier mode de réalisation prés étée de l'invention, décrit en référence aux figures i et 2, on voit un vibrateur rotatif à un balourd comprenant un bâti 1 dans lequel est monté rotativement un arbre 3 reposant sur deux séries de roulements 4 et 5, en général du type roulements à rouleaux et mu par un moteur électrique 6 monté en porte-å- faux à l'une des extrémités de l'arbre 3. Cet arbre 3 est muni d'un balourd 2 constitué par une couronne semi une couronne semi-circulaire généralement en fonte prolongée par une me centrale a formant collier pour fixer le balourd 2 sur l'arbre 3 gracie a une vis de serrage 2b.Toute rotation du balourd 2 relativement à l'arbre Z est empêchée gracie à une clavette 7. Conformément à l'invention, la périphérie du balourd 2 est prolongée par un cerclage 8 centré sur l'axe de rotation X-X du balourd et qui recouvre également la périphérie du balourd sur laquelle il est fixé au moyen de vis 2c (figure 2). Le cerclage 8 constitue ainsi une surface annulaire continue, cylindrique en l'espèce. A l'intérieur d'une cavité 11, située à l'aplomb du balourd 2, ménagée dans un socle 9 fixé au bti 1 par des vis 28, 29, prend place un dispositif 10 pour assurer le blocage du balourd 2 de façon à l'immobiliser par rapport au bati 1. Ce dispositif est actionné par des moyens de commande qui seront décrits plus loin en référence à la figure 6. Le dispositif 10 comprend des moyens pour presser avec friction, préf érablement selon une direction radiale, sur la surface annulaire extérieure 15 du cerclage 8! qui constitue ainsi une surface d'appui annulaire continue. Ces moyens comprennent un vérin pneumatique 13 dont l'extrémité mobile porte un patin de blocage 12, par exemple en une matière plastique dure présentant un coefficient de frottement élevé par rapport à la surface 15. Le patin de blocage 12 fait corps avec une base élargie 16, montée à coulisse dans la cavité 11. Du côté opposé à la base 16, le patin 12 coulisse dans un alésage du bati 1 et présente une surface de friction 17 concave et cylindrique capable d'épouser la surface annulaire 15 du cerclage 8. Le vérin pneumatique 13 comprend d'autre part une chambre annulaire gonflable 18, constituée par une membrane souple évasée sur son pourtour, qui prend place dans la cavité 11 en appui d'un c9té sur le socle 9 et de l'autre sur la base 16 du patin de blocage 12, cette chambre étant alimentée en air comprimé par un conduit 25 reliée à une électro-vanne3 comme on le verra plus loin. La chambre annulaire gonflable 18 est entourée par des joints d'étanchéité souples 14, en contact respectivement avec la base 16 et le fond de la cavité 11. Le vérin 13 est ramené en position rétractée par des moyens élastiques comprenant des ressorts de rappel 19, 20 antagonistes à l'expansion de la chambre 18 et qui tendent à bsarter le patin de blocage 12 de la surface d'appui annulaire 15. Ces ressorts de rappel 19, 20 sont montés extérieurs à la chambre gonflable 18 dans des logements 21, 22 disposés dans le bati 1 de sorte qu'ils ont une extrémité reposant sur la base 16 du patin de blocage 12, coté surface de friction, l'autre extrémité étant en appui contre le fond du logement. Lorsque l'électrovanne est actionnée soit manuellement soit automatiquement, le fluide sous pression est injecté dans la chambre 18 du vérin 13. Cette chambre 18 se gonfle brutalement et pousse fortement la surface 17 du patin de blocage 12 contre le cerclage 8 en comprimant les ressorts de rappel 19, 20 dans leurs logements 21, 22. L'arbre 3 par l'intermédiaire du balourd 2 est bloqué contre ses roulements 4, 5 sans possibilité de jeu. Lorsque l'arrivée de fluide sous pression est coupée, les ressorts de rappel 19, 20 repoussent la base 16, ce qui éloigne le patin de blocage du cerclage 8 et libère de ce fait l'arbre 3. La surface d'appui annulaire continue 15 permet ains le blocage du balourd 2 et donc de l'arbre 3 quelle que soit la position du balourd 2. Elle autorise l'actionnement intempestif du dispositif de blocage 10 alors que l'arbre et donc le balourd sont encore en rotation sans aucun risque que le patin de blocage 12 soit détruit. L'expérience a d'autre part mis en évidence un avantage inattendu attaché à la surface d'appui annulaire continue 15 : celle-ci confère au vibrateur une structure rotative plus homogène qui limite les risques d'éclatement. En effet, en cas de rupture des roulements 4, 5 ou de fléchissement excessif de l'arbre 3, le balourd ainsi cerclé ne peut entrer en collision avec le bati car ce n'est plus alors une masse désaxée qui vient brutalement frapper le bâti mais un tambour qui est mis progressivement en contact avec le bâti et qui se trouve de ce fait largement freiné. Comme on le voit figure 6, dans une réalisation avantageuse du dispositif de commande du vérin de blocage 13 du balourd 2, ce dispositif comprend une arrivée d'air 33 qui est reliée a une électro-vanne 4 connectée au conduit d'alimentation 25. Lélectro-vanne 34 est actionnée par un circuit de commande électrique 32 comportant un contact 5 actionné avec les contacts 36 du circuit électrique d'alimentation 31 du moteur 6 du vibrateur, les contacts 35 et 36 étant pilotés en antagonisme par un relais de contacteur 30 à actionnement manuel par exemple. Lorsque le moteur 6 du vibrateur est alimenté, les contacts 36 sont fermés, le contact 35 est ouvert et lorsque le moteur 6 n'est plus sous tension les contacts 36 sont ouverts et le contact 35 est fermé. Ce montage assure que le dispositif de blocage 10 ne puisse être actionné que lorsque le moteur du vibrateur n'est plus alimenté. Les figures 3 et 4 montrent une application de l'invention à un vibrateur rotatif comportant deux balourds 2A, 2B. Le moteur électrique 6 est monté au niveau de l'arbre 3 entre les deux balourds 2A, 2B. Un dispositif de blocage lOA, lOB du genre décrit Figures 1 et 2 est disposé sous chaque balourd de façon à bloquer l'arbre 3 contre ces roulements 4A, 4B. Dans le second mode de réalisation de l'invention visé en référence à la figure 5, où les mimes organes sont pourvus des mêmes réf érences, le vérin 13 est ramené en position rétractée par des moyens élastiques comprenant ici un ressort de rappel 24 antagoniste à l'expansion de la chambre 18 et qui tend à écarter le patin de blocage de la surface d'appui annulaire 15. Ce ressort de rappel 4 est logé dans la chambre 18 et prend appui entre une portée fixe t montée sur le socle 9 et un plateau 26! porté par un doigt axial 27 fixé à la base 16 du patin de blocage 12. Un tel dispositif est mieux adapté aux vibrateurs de petite taille qui ne nécessitent pas d'avoir recours à des moyens élastiques de rappel puissants. Les vibrateurs objets de l'invention peuvent être utilisés dans tous les cas où des vibrateurs sont destinés à être eux-mEmes soumis à des vibrations. Des applications particulièrement intéressantes peuvent Btre les vibrateurs à deux sens de marche et les tables vibrantes respectivement schématisés aux figures 9, 10 et 7, 8 Les figures 7 et B montrent des vibrateurs conformes a l'invention, tels que précédemment décrits, utilisés dans une table vibrante 40 pour déplacer des corps par vibration selon trois directions deux à deux orthogonales. La table 40 comporte ainsi une première série 41! 42, une seconde série 43, 44 et une troisième série 45, 46 d'au moins un vibrateur chacune. Ces trois séries de vibrateurs sont montées sur les caties et le dessous de la table 4. Le fonctionnement des vibrateurs de chacune des trois séries alors que les autres sont arrtés, permet le déplacement de la table suivant l'une des trois directions d'un repère orthogonal. Les dispositifs pour assurer le blocage du balourd des vibrateurs d'une même série sont actionnés lors de la mise en rotation d'au moins une autre série de vibrateurs. Les figures 9 et 10 montrent l'application des vibrateurs conformes à l'invention, tels que précédemment décrits à un couloir vibrant 60 pour déplacer des objets par vibration selon deux directions d1, d, du type transporteur à deux sens de marche. Le couloir 50 comporte une première série et une deuxième série 53, 54 d'au moins un vibrateur chacune, ces deux séries de vibrateurs sont montées sur les parois latérales du couloir 60. Le fonctionnement des vibrateurs de chacune des deux séries, alors que les autres sont arr?tés, engendre la vibration du couloir suivant un sens donné. Les dispositifs pour assurer le blocage des balourds d'une même série de vibrateurs sont actionnés lors de la mise en rotation de l'autre série de vibrateurs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et on peut y apporter des variantes d'exécution. Ainsi, les vérins commandant le patin de blocage pourraient être aussi du type hydraulique, ou encore électrique, l'énergie électrique étant nécessairement disponible sur le site pour l'entrainement des balourds. Il est clair d'autre part que les moyens de commande prévus figure 6 peuvent être généralisés sans difficulté au cas d'un multi-vibrateur au moyen d'un commutateur pouvant commander sélectivement plusieurs contacteurs affectés chacun à un vibrateur déterminé. REVENDICATIONS 1. Vibrateur comprenant un bati (1) sur lequel est monté rotativement au moins un balourd (2), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (10) pour assurer le blocage de ce balourd (2) de façon à l'immobiliser par rapport au bâti (1) et des moyens pour commander à volonté l'actionnement de ce dispositif de blocage (10) et en ce que la périphérie du balourd (2) est prolongée par un cerclage (8) centré sur l'axe de rotation du balourd (2) de manière à constituer une surface d'appui annulaire continue (15) pour le dispositif de blocage tao). 2. Vibrateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le cerclage (8) recouvre aussi la périphérie du balourd (2). 3. Vibrateur conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (10) comprend des moyens (12, 13) pour presser avec friction, préférablement selon une direction radiale, sur la surface d'appui annulaire (15) lorsque ces moyens tel2! 13) sont actionnés. 4. Vibrateur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (10) du balourd comprend au moins un vérin (13 > dont l'extrémité mobile porte un patin de blocage (12), ce patin venant presser avec friction sur la surface d'appui annulaire (15) lorsque le vérin (13) est actionné. 5. Vibrateur conforme a la revendication 4, caractérisé en ce que le vérin (13) est du type pneumatique, en ce qu'il est amené élastiquement en position rétractée et en ce que des moyens (33, 34 25) actionnables automatiquement et/ou manuellement sont prévus pour commander l'admission d'air comprimé dans le vérin (13) pendant les périodes d'immobilisation du balourd (2). 6. Vibrateur conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le vérin pneumatique (13) comprend une chambre annulaire (18) gonflable, qui prend place dans une cavité (11) du bâti limitée d'un côté par le socle (9) de celui-ci et de l'autre par la base (16) du patin de blocage (12), cette chambre (18) étant alimentée en fluide par l'intermédiaire d'une électrovanne (34) et en ce que la chambre (18) est soumise à l'action de moyens élastiques de rappel (19, 20 ; 24) antagonistes à son expansion et qui tendent à écarter le patin de blocage (12) de la surface d'appui annulaire (15). 7. Vibrateur conforme à la revendication 6. caractérisé en ce que les moyens élastiques de rappel antagonistes à l'expansion de la chambre (18) comprennent des ressorts de rappel (19, 20) extérieurs à la chambre (18) et disposés entre le bati (1) du balourd et la base (16) du patin de blocage (12). 8. Vibrateur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens élastiques de rappel antagonistes à l'expansion de la chambre comprennent un ressort de rappel (24) logé dans la chambre (18) et qui prend appui entre une portée fixe (23) et un plateau (26) porté par un doigt- axial (27) fixé a la base du patin de blocage (12). 9. Vibrateurs conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 8 utilisés dans un dispositif pour déplacer des objets par vibration selon deux directions (d,,dn) du type transporteur à deux sens de marche (3) pour constituer une première série (61, 62) et une deuxième série (63, 64) d'au moins un vibrateur chacune, les dispositifs pour assurer le blocage du balourd des vibrateurs d'une mBme série étant actionnés lors de la mise en rotation de l'autre série de vibrateurs. 10. Vibrateurs conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 8 utilisés dans un dispositif pour déplacer des corps par vibration selon trois directions du type table vibrante (40) pour constituer une première série (41, 42), une seconde série (43, 44) et une troisième série (45, 46) d'au moins un vibrateur chacune, les dispositifs pour assurer le blocage du balourd des vibrateurs d'une même série étant actionnés lors de la mise en rotation d'au moins une autre série de vibrateurs.