Brevet FR2650445A1 — publié le 19910201

La présente invention est relative a un collecteur rotatif, ou joint rotatif, destiné en particulier, mais non exclusivement, à etre adapté sur un malaxeur, pour la transmission d'informations recueillies par une ou plusieurs sondes immergées dans le mélange brassé. Elle a également pour objet le malaxeur équipé d'une collecteur rotatif. Cette invention concerne plus particulièrement un perfectionnement aux collecteurs rotatifs destinés à ce type de matériel, pour permettre leur mise en place sur les installations existantes munies d'une arrivée d'eau axiale. Les collecteurs rotatifs sont utilisés dans les malaxeurs pour la transmission de données et d'informations portant sur les mélanges présents dans la cuve de brassage. Ces collecteurs rotatifs sont généralement montés en bout du support central tournant du malaxeur, lequel support central entraîne des bras radiaux munis de palettes de brassage et d'homogénéisation du mélange. Dans le but de mesurer certains parametres physiques du mélange, et en particulier son taux d'humidité, l'un des bras mélangeurs peut être muni d'une sonde plongeante dont la partie active est placée a l'intérieur de la cuve, en contact avec le mélange, et tourne en liaison avec le support central. Les informations recueillies par cette sonde sont transmises par l'intermédiaire de fils électriques et du joint tournant, a une unité de traitement du signal permettant d'utiliser concretement l'information électrique. Ces collecteurs rotatifs sont constitués d'une part d'une partie mobile montée a l'extrémité du support central tournant du malaxeur et munie de bagues collectrices, et d'autre part, d'une partie immobile, maintenue fixe comportant un ou plusieurs balais en contact avec les bagues çollectrices tournantes et protegees par un carter; solidaire de la cuve de brassage par tout moyen approprié. Certains types de malaxeurs, et en particulier certains malaxeurs a béton, comportent un dispositif de nettoyage incorporé, constitué d'une arrivée d'eau centrée sur le support principal tournant et débouchant au niveau de l'un ou plusieurs des bras mélangeurs. Le ou les jets d'eau sous forte pression, convenablement orientés, réalisent le nettoyage de la cuve du malaxeur après vidange. Etant donné la présence d'une arrivée d'eau au niveau du support central, ces types particuliers de malaxeurs ne permettent pas l'installation de collecteurs rotatifs classiques. La présente invention a pour but de pallier a cet inconvénient en proposant un perfectionnement aux collecteurs rotatifs pour permettre leur mise en place sur les installations munies d'une arrivée d'eau axiale. Le collecteur rotatif selon l'invention -est constitue - d'une partie mobile formée d'un arbre central muni d'au moins une bague collectrice et destiné à etre monté sur un support principal tournant, - d'une partie maintenue fixe protégé par un carter, montée sur l'arbre central par l'intermédiaire de moyens. de guidage en rotation et munie d'au moins un balai en contact avec lesdites bagues collectrices. Selon l'invention, ce collecteur rotatif comporte un arbre central creux qui traverse le carter de part en part dans le but de permettre son-adaptation à l'extremite du support principal tournant d'un malaxeur sur lequel est centre un tube d'arrivée d'eau. Toujours selon l'invention, cet arbre central creux est destiné à s'enfiler sur le tube d'arrivez d'eau et l'une au moins de ses extrémités est munie de moyens de fixation, en forme de vis de serrage, sur ledit tube d'arrivée d'eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, le collecteur rotatif comporte un carter constitué d'un tronçon de tube dont l'axe est parallèle a celui de l'arbre central. Ce tronçon de tube est obturé à chacune de ses extrémités par deux bouchons munis, chacun d'un alésage central permettant leur fixation sur des moyens de guidage en rotation de l'arbre central. Ces moyens de guidage en rotation peuvent consister en deux supports en forme de bagues, associés à des roulements étanches ; ils peuvent également consister, d'un côté en une bague associée à un roulement étanche, et de l'autre, en une bague associée a un joint à lève. Le collecteur rotatif est adapté pour être parfaitement étanche ; il egt également adapté pour le passage des fils électriques de réception et de transmission de l'information. Un tel collecteur rotatif peut être adapté sur tous les types de malaxeurs munis d'une arrivee d'eau axiale au. niveau du support principal tournant ; en liaison avec un tube d'arrivée d'eau démontable, il peut etre monté sur des installations existantes. Mais l'invention sera encore illustrée, sans etre aucunement limitée, par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue générale d'une cuve de malaxeur munie c une arrivée d'eau axiale et sur laquelle est installé un collecteur rotatif selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe du collecteur rotatif selon l'invention. Tel qu'on l'a représenté figure 1, le malaxeur, par exemple destiné la réalisation de béton, est constitué d'une cuve 1 au centre de laquelle est disposé un support principal 2 associé à un système motoréducteur, non représenté, assurant sa rotation. Des bras mélangeurs 3 s'étendent à partir du support principal 2 pour réaliser le brassage et malaxage des produits incorporés dans la cuve. Le support principal tournant 2 est muni, en son centre, de moyens de connection d'une arrivée d'eau constituée par un tube'vertical 4 connecte à une source d'alimentation par l'intermédiaire d'un joint tournant 5. Ce tube d'arrivée d'eau 4 se prolonge par exemple jusqu'aux bras de malaxage 3 et débouche de façon appropriée pour permettre le nettoyage de la cuve. Ce malaxeur est équipé d'un matériel permettant la - transmission de données internes au mélange jusqu' un appareillage de traitement et de visualisation des données. Dans le cadre d'un malaxeur a béton, les informations transmises peuvent consister en une mesure de l'impédance du mélange pour determiner son hygrométrie. La détection de l'information est réalisée de façon classique par une ou plusieurs sondes plongeantes solidaires de supports 6 montés sur les bras mélangeurs 3. La transmission de ces données ou informations jusqu'à l'appareillage externe de réception et de traitement desdites informations, est réalisée au moyen de cables électriques, par l'intermédiaire d'un collecteur rotatif 7 monté au-dessus et sur l'axe du support principal tournant 2, sur le tube d'arrivée d'eau 4. Le collecteur rotatif 7 est adapté pour permettre son installation sur le malaxeur muni d'une arrivée d'eau axiale. Ce collecteur rotatif est représenté en detail figure 2. Le collecteur rotatif 7, ou joint tournant, représenté, est constitué, d'une part, d'une partie mobile consistant en un arbre central 8 en forme de manchon sur lequel sont disposées un ensemble de bagues conductrices 9 et, d'autre part, d'une partie maintenue fixe constituez de balais 10 protégés par un carter 11. de façon classique, chaque bague collectrice 9 est associée à un balai 10 ; leur nombre est fonction du nombre de sondes installées dans la cuve du malaxeur ; la figure 2 montre un collecteur rotatif muni de deux bagues collectrices 9 associées chacune a un balai 10. Les bagues 9 sont, par exemple, reliées au moyen des fils 12 et 12a, aux sondes internes qui tournent dans le mélange malaxé ; les balais 10 qui frottent sur les bagues 9 sont connectés par les fils 13 et 13a, à l'appareillage de controle et de traitement des informations, non représenté. Le collecteur rotatif-ést constitué de deux parties : l'une fixe, munie des balais 10, et l'autre mobile, destinée à tourner avec le support principal 2. La partie mobile est constituée de l'arbre central 8 sur lequel sont enfilées les.bagues collectrices 9 ; ces bagues sont fixées par tout moyen approprié, emmanchées à four par exemple. L'arbre 8 reçoit également, au niveau de son extrémité inférieure, un support circulaire 14 réalise par exemple en PVC. Ce support 14 est emmanché et collé sur ledit arbre 8 ; il est muni d'orifices 15 pour le passage d'un systeme vis-écrou 16, associé à des cosses 17 pour la connection des fils électriques 12 aux bagues collec- trices 9 et des fils électriaues 12a, aux sondes immergées, non représentées. Le système à vis-écrou 16 est tel qu'il assure une parfaite étanchéité au niveau des orifices 15 ; la solidarisation du support 14 sur l'arbre 8 est également réalisée de façon étanche. L'arbre 8 est en forme de douille cylindrique destinée à être enfilée sur'le tube 4 d'arrivée d'eau. Ce positionnement particulier est réalisé à l'origine, lors de la mise en place de l'installation, ou, éventuellement, sur des installations déjà existantes, le tube 4 d'arrivée d'eau étant démontable par l'intermédiaire de raccords de tuyauteries. L'arbre creux 8 est solidarisé au tube 4 par l'intermédiaire de vis de serrage 18 disposées à l'extrémité supérieure dudit arbre 8 ; ce dernier constitue la partie tournante du collecteur rotatif ; il est entraîne par le tube 4 lui-même entraîne par le support principal 2. La partie fixe du collecteur rotatif 7 consiste en un carter sensiblement cylindrique traverse de part en part par l'arbre creux central 8. Ce carter supporte les balais -10 et il est monte sur ledit arbre central 8 par l'intermédiaire de moyens de guidage en rotation. Le carter de protection 11 est principalement constitué d'un tronçon de tube cylindrique 19, de préférence centré sur l'axe principal 20 du collecteur rotatif. Ce tronçon tubulaire 19 est obturé à l'une de ses extrémités par un premier bouchon 21 et, à l'autre extrémité par un second bouchon 22. Ces bouchons se présentent sous la forme de couvercles emboîtés et de préférence collés sur le tronçon 19 ; comme on l'a representé figure 2, ces bouchons peuventégalement comporter une partie filetée qui leur permet de se visser aux parties inférieure et supérieure du carter. Les bouchons 21 et 22 sont identiques et sont tbus deux solidaires de douilles 23 et 24, identiques également.Ces douilles 23 et 24 comportent chacune une-couronne 25 s'emboîtant dans le tronçon cylindrique 19, solidaire par collage, une collerette 26 qui sert de butée sur ledit tronçon 19 et enfin une collerette filetée 27 sur laquelle se vissent les bouchons 21 et 22. Des joints annulaires d'étanchéité 28 sont interposés entre chaque collerette 27 et les bouchons correspondants 21 et 22. Les différents éléments constitutifs du carter de protection 11, c'est-à-dire le tronçon de tube cylindrique 19, les bouchons 21, 22 et les douilles 23, 24, sont des éléments constitués en matériau plastique du genre PVC, dont le coût est relativement peu élevé. Les deux bouchons 21 et 22 sont munis d'un alésage interne central qui permet leur centrage et leur fixation sur les moyens de guidage en rotation de l'arbre 8, en forme de bagues supérieure 29 et inférieure 30. L'assemblage des couvercles 21 et 22, respectivement sur les bagues supérieure 29 et inférieure 30 est réalisé par l'intermédiaire de vis 31 et 32. La bague supérieure de guidage 29 est associée à un roulement double étanchéité 33 positionné sur l'arbre 8 entre un épaulement 34 et un circlip 35. La bague 29 est coincée entre ledit roulement 33 et un joint d'étanchéité 36 à levre souple, lequel prend appui, de l'autre côté, sur un épaulement 37 réalisé à l'extrémité supérieure de l'arbre creux 8. Le roulement étanche 33, maintenu par le circlip 35 bloque la partie supérieure du carter 11 et supporte l'ensemble de ce carter. La bague de guidage inférieure 30 prend appui sur le support circulaire 14solidaire de l'extrémité inférieure de l'arbre 8. La bague 30 est associe a un joint annulaire à levre souple 38 réalisant l'étanchéité entre la partie mobile et la partie fixe du collecteur rotatif, à son niveau inférieur. Comme le montre la figure 2, le tronçon tubulaire 19 est muni de moyens en forme d'orifices 39, 40 pour l'engagement à force et éventuellement le collage des balais 10, classiques, destinés à venir frotter contre les bagues collectrices 9 pour le passage des informations électriques. Deux orifices 41 sont également réalisés dans le tronçon tubulaire 19 ; en association avec des systèmes vis-écrous 42 et des cossés de liaison 43, ils permettent la convection des fils électriques 13 et 13a pour le passage de l'information à l'extérieur du carter fixe 11, d'une façon étanche. Les fils 13 et 13a relient les balais 10 à l'appareillage de traitement de l'information, non représenté. On peut se servir des fils 13a pour immobiliser le carter de protection 11 par rapport à l'axe 20 du malaxeur. De préférence, on prévoit sur la périphérie du carter de protection, un crochet 44 disposé radialement sur le tronçon 19,.lequel crochet est arrimé au moyen d'un câble 45 au carter du malaxeur, comme représenté figure 1. En lieu et place du crochet 44, on peut également prévoir une patte fixée au moyen d'une des vis 31 ou 32 sur les bouchons 21 ou 22. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui n'a été décrit qu'à titre d'exemple, d'autres variantes peuvent etre réalisées, sans sortir du cadre de protection défini par les revendications. C'est ainsi par exemple qu'il est possible de prévoir deux roulements étanches a titre de moyens de guidage en rotation. L'arbre central creux peut également etre adapté pour se visser à ltextrémité du support principal du malaxeur et etre muni, à son extrémité supériéure de moyens de connection au tube d'arrivée d'eau. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Collecteur-rotatif constitue - d'une partie mobile formée d'un arbre central (8), muni d'au moins une bague collectrice (9) et destiné à être monté sur un support principal tournant (2), - d'une partie maintenue fixe, protégée par un carter (11), montée sur l'arbre central (8) par llintermédiaire de moyens de guidage en rotation et munie d'au moins un balai (10) en contact avec ladite bague collectrice (9), caractérisé en ce qu'il comporte un arbre central (8), creux, qui traverse le carter (11) de part en part afin de permettre son adaptation sur le support principal tournant (2) sur lequel est centré un tube d'arrivée d'eau (4). 2.- Collecteur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre central (8) est destiné à s'enfiler sur le tube d'arrivée d'eau. (4) centré sur le support principal tournant (2), au moins l'une des extrémités dudit arbre (8) étant munie de moyens de fixation en forme de vis de serrage (18) sur ledit tube d'arrivée d'eau (4). 3.- Collecteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un carter (11) constitué d'un tronçon de tube (19) dont l'axe est parallèle à celui de l'arbre central (8), lequel tronçon (19) est obturé à chacune de ses extrémités par deux bouchons (21, 22) muni chacun d'un alésage central pour permettre leur fixation sur les moyens de guidage en rotation de l'arbre central (2). 4.- Collecteur rotatif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage en rotation consistant en des supports en forme de bagues (29, 30), associées a des roulements étanches (33). 5.- Collecteur rotatif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage en rotation consistant, d'un côté en une bague (29) associée a un roulement étanche (33), et, de l'autre coté, en une bague (30) associée à un joint à levre (38). 6.- Collecteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracterisé en ce qu'il comporte un joint annulaire (36) à levre souple, complétånt lJétanchéité entre l'arbre central (8) et le carter (ll),~ledit joint (36) étant coincé entre la bague support supérieure (29) et un épaulement (37) réalisé en saillie au niveau de l'extremite libre dudit arbre central (8). 7.- Collecteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de guidagé en rotation, et-en particulier, le ou les roulements étanches, sont associés a au moins un circlip (35) de positionnement, destiné à la solidarisation de la partie maintenue fixe sur l'arbre central mobile (8). 8.- Collecteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 4 a 7, caractérisé en ce que la bague support inférieure vient s'appuyer sur un support circulaire (14) solidaire de l'extremite de l'arbre central (8), ledit support (14) étant traversé par un ou plusieurs orifices (15) destinés a la connection des fils électriques (12, 12a) reliant les bagues collectrices (9) au moyen de détection de l'information désirée. 9.- Collecteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 3 a 8, caractérisé en ce que le tronçon de tube cylindrique (19) formant carter est muni de moyens de réception du ou des balais (10) en contact avec la ou les bagues collectrices (9), ledit tube (19) étant également muni d'orifices (41) pour la connection des fils électriques (13, 13a) reliant lesdits balais (10) aux moyens de réception de l'information désirée. 10.- Malaxeur constitué d'une cuve de brassage (1) munie d'un support central rotatif (2) a partir duquel s'étendent les bras de malaxage (3), lequel support central (2) reçoit une arrivée d'eau axiale (4) destinée au nettoyage de la cuve (1), caractérisé en ce fusil comporte un collecteur rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 a 9.