Brevet FR2666077A1 — publié le 19920228

DISPOSITIF D'ACHEMINEMENT PAR VIBRATIONS DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif d'acheminement par vibrations. De teLs dispositifs sont fréquemment employés pour faire avancer des petits objets ou des corps pulvéruLents ou divisés en fragments dans une installation automatique. Ils comprennent essentiellement une goulotte, une structure élastique reliant la goulotte à un support et un générateur de vibrations composé de deux parties dont l'une est reliée au support et l'autre à la goulotte par une structure d'attache. Un générateur de vibrations typique pour cette application est un électro-aimant. Une réalisation typique comporte une goulotte horizontale - ou à peu près - en forme de gouttière suspendue à deux lames élastiques parallèles et obliques dont chacune est vissée par une extrémité à la goulotte et par l'autre extrémité au support. Un appendice s'étend au-dessous de la gouttière et au centre de celle-ci, entre les deux lames. Il constitue la structure d'attache et se termine par la culasse de l'électro-aimant. L'armature de l'électroaimant responsable de l'excitation et qui comprend en particulier le bobinage s'étend donc en face de la culasse dont elle est séparée par un entrefer. Le support, la goulotte et les lames forment un parallélogramme au repos. La mise en marche de l'électroaimant entrasse des variations de l'entrefer et par suite des flexions des lames qui se traduisent par des mouvements d'ensemble obliques de la goulotte. La répétition rapide de ces mouvements secoue le contenu de la goulotte et le fait avancer peu à peu. Les inconvénients des dispositifs de ce genre proviennent essentiellement des incertitudes sur les conditions vibratoires réelles. La raideur des lames, qui conditionne le comportement vibratoire des parties mobiles, dépend en effet de toutes les dimensions de ces lames et en particulier du cube de leur longueur libre. Cette longueur libre est toutefois difficile à connaître car les liaisons par vissage ne peuvent être rigoureusement assimilées ni à un encastrement ni à un autre modèle de liaison facilement accessible au calcul. Les tolérances de fabrication vt de montage sont par ailleurs relativement importantes et accroissent donc les imprécisions. De telles imprécisions de montage peuvent en outre produire des défauts de parallélisme entre les Lames, qui appartiennent alors à des plans sécants. Il se produit alors des superpositions de mouvements qui incluent des vibrations de rotation. Le fonctionnement normal de L'électro-aimant est fortement perturbé : il faut considérer que la force d'attraction de l'armature sur la culasse est en raison inverse du carré de L'entrefer. Si la culasse se rapproche trop de l'armature, un phénomène d'instabilité apparat qui aboutit à un choc de la culasse sur l'armature, à une usure de l'électro-aimant et d'autres perturbations. Ceci est d'autant moins exclu que les mouvements parasites dus aux imprécisions de montage ont des fréquences propres qui peuvent être très différentes de la fréquence propre théorique du système mais être en résonance avec la fréquence d'excitation. L'ampleur de ces mouvements est alors imprévisible. Un fonctionnement vraiment satisfaisant de tels dispositifs d'acheminement est donc difficile à obtenir en pratique. Les dispositifs peuvent d'ailleurs être plus compliqués et comporter notamment plusieurs générateurs de vibrations et un plus grand nombre de lames élastiques. C'est le cas des systèmes d'acheminement par un mouvement de rotation, qui comprennent trois couples de lames et de générateurs de vibrations à des orientations de 1200. Les difficultés évoquées sont alors multipliées. Le but essentiel de l'invention est donc un dispositif d'acheminement dont les fréquences propres sont connues avec précision et qui est relativement insensible aux incertitudes de fabrication et de montage. Les fréquences propres choisies sont différentes de la fréquence de vibration du générateur et peuvent notamment être supérieures à cette fréquence. Ce but peut être atteint si la structure élastique est reliée à la goulotte en étant fixée à une zone de la structure d'attache de la goulotte au générateur de vibrations située entre ces deux pièces. Une conception particulièrement avantageuse implique que la structure d'attache est une tige oblique par rapport à la goulotte et dirigée dans la direction des vibrations. La structure élastique peut alors comprendre une membrane circulaire évidée en couronne, fixée par un bord externe au support et par un bord interne à la tige, de préférence selon des encastrements. Une amélioration consiste à utiliser comme structure élastique deux de ces membranes disposées en parallèle. Le dispositif est alors plus stable et plus raide, ce qui élève sa première fréquence propre. Une amélioration qui peut être cumulée avec les précédentes consiste à disposer un écran dans l'entrefer entre les deux parties de l'électro-aimant. L'invention va maintenant être décrite en détail à l'aide d'une réalisation préférée fournie à titre non limitatif à l'aide des dessins annexés suivants - la figure 1 représente en détail le générateur de vibrations, la structure élastique et la structure d'attache; et - la figure 2 représente l'ensemble du dispositif dans une portion d'installation industrielle. On a représenté une extrémité d'une goulotte 1 sur la figure 1. La goulotte 1 est une gouttière à fond plat 2 reliée par deux vis 3 à un appendice 4 en biseau : le fond 2 est appuyé sur la face biseautée 5 de l'appendice 4. La goulotte 1 est horizontale dans l'installation réelle, contrairement à ce qui a été représenté pour des raisons de commodité. L'appendice 4 est terminé par une collerette 6 au-delà de laquelle une tige 7 s'étend. La tige 7 est reliée par une vis 8 à un plateau 9, lui-même porteur d'une culasse 10 d'électro-aimant du côté opposé à la tige 7. Une entretoise interne Il tubulaire entoure la tige 7 avec un très faible jeu ; cette entretoise interne 11 est concentrique à une entretoise externe 12 tubulaire de même longueur, disposée avec un très faible jeu dans un alésage 13 d'un support 14. Un premier disque 15 s'étend dans l'alésage 13 entre le support 14 et l'axe 7. Il est évidé en couronne au centre et son bord interne 16 est serré entre l'entretoise interne Il et la collerette 6, alors que son bord externe 17 est serré entre l'entre- toise externe 12 et un épaulement 18 du support 14. On peut donc le considérer avec une bonne approximation comme encastré à ses deux bords 16 et 17. Il existe encore un second disque 19 parallèle au précédent et de dimensions semblables. Son bord interne 20 est serré entre l'entretoise interne 11 et un anneau de centrage 21 du plateau 10 disposé autour de l'axe 7, alors que son bord externe 22 est serré entre l'entretoise externe 12 et une bague de pressage 23 fixée au support 14 par des vis 24 sur une circonférence autour de l'entretoise externe 12. Le support 14 est muni d'un fond 25 qui lui est attaché par une couronne de vis 26. Le fond 25 comporte un écran 27 en forme de plaque continue qui s'étend devant la culasse 10 et à peu de distance d'elle. Une armature 28 d'électro-aimant s'étend de l'autre côté de l'écran 27. Elle contient de manière classique un bobinage d'excitation 29. Des moyens de liaison non représentés la maintiennent solidaire du fond 25. L'armature 28 et la culasse 10 sont séparées par un entrefer 30 qui est donc partiellement occupé par l'écran 27. L'entrefer 30 peut être au repos de 2 mm, l'écran 27 ayant 1 mm d'épaisseur. Dans une réalisation concrète, la masse totale des parties vibrantes du dispositif est de 610 g, les disques 15 et 19 ont 0,5 mm d'épaisseur, un rayon de bord interne de 11,5 mm et un rayon de bord externe de 34 mm. La première fréquence propre du dispositif, en supposant que les parties mobiles forment un corps solide unique, est de 172 Hz. On peut alors sans crainte alimenter le bobinage 29 à la fréquence du secteur de 50 Hz, car la fréquence d'excitation de la culasse 10, qui est le double de la fréquence d'alimentation, reste très inférieure à la fréquence propre qui vient d'être calculée. Un autre avantage de la raideur du système élastique est que la culasse 10 reste maintenue parfaitement parallèle à l'armature 28. Si la culasse 10 se rapproche excessivement de l'armature 28 malgré la précision de montage de l'appareil, les chocs directs avec celle-ci sont cependant évités car l'énergie de choc est principalement absorbée par l'écran 27. La figure 2 représente le dispositif d'ali mentation dans son ensemble. Le support 14 comporte une bride 30, non loin du premier disque 15, qui est vissée sur un corps 31. L'appendice 4 et la goulotte 1 pénètrent à l'intérieur du corps, auquel sont également reliés, à deux extrémités opposées, une trémie d'alimentation en poudre 32 et un entonnoir d'évacuation 33. La trémie 32 est prolongée par une embouchure 34 qui s'étend à l'intérieur du corps 31 jusqu'à proximité de la goulotte 1. Elle délimite avec le fond de celle-ci un jeu 35. De la poudre est versée dans la trémie 32 après qu'on a temporairement retiré un couvercle 36 au sommet de celle-ci. La poudre tombe au fond de la trémie 32 et dans l'embouchure 34. Quand le dispositif est mis en marche, les vibrations, dirigées dans l'axe de la tige 7, font avancer la poudre le long de la goulotte 1 avec un faible débit réglé par Le jeu 35. Quand la poudre arrive à l'extrémité de la goulotte 1, elle tombe dans le corps 31 puis dans l'entonnoir d'évacuation 33. Il est possible de créer à l'intérieur du corps 31 un courant de gaz porteur qui entrasse la poudre tombant. L'étanchéité avec l'extérieur est obtenue à l'aide de joints non référencés qui unissent les différentes parties du dispositif. Il est cependant intéressant de prévoir des communications entre les espaces que les disques 15 et 19 cloisonnent afin qu'ils restent à une même pression. Des capillaires munis de filtres à poudre peuvent être prévus à cet effet. L'étanchéité créée par l'écran 27 permet d'utiliser sans risque des poudres ou des gaz porteurs de n'importe quelle nature. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'acheminement par vibrations comprenant une goulotte (1), une structure élastique (15, 19) reliant la goulotte (1) à un support (14), un générateur de vibrations composé de deux parties (10,23) dont l'une est fixée au support et l'autre est fixée à une structure d'attache (7, 8, 9) solidaire de la goulotte, caractérisé en ce que la structure élastique est reliée à la goulotte en étant fixée à la structure d'attache en une zone (7) située entre la goulotte et le générateur de vibrations. 2. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'attache est une tige oblique par rapport à la goulotte et qui est dirigée dans la direction des vibrations. 3. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la structure élastique comprend une membrane circulaire (15 ou 19) évidée en couronne, fixée par un bord externe (17 ou 22) au support (14) et par un bord interne (16 ou 20) à la tige (7). 4. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la structure élastique est composée de deux membranes (15, 19) circulaires évidées en couronne et parallèles, fixées par un bord externe (17, 22) au support (14) et par un bord interne (16, 20) à la tige (7). 5. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les membranes ont des bords encastrés. 6. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les membranes sont séparées par deux entretoises (11, 12) tubulaires s'étendant respectivement entre les bords externes et entre les bords internes. 7. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le générateur de vibrations est un électroaimant, caractérisé en ce qu i I comprend un écran (27) séparant les deux parties de l'électro-aimant. 8. Dispositif d'acheminement par vibrations suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il possède une première fréquence propre supérieure à la fréquence de vibration du générateur de vibrations.