Brevet FR2667517A1 — publié le 19920410

Dispositif de vibration. Plus particulièrement, mais non limitativement, l'invention concerne les dispositifs adaptés â des tables afin de soumettre leur plateau support â des vibrations d'amplitude diverse. Ces dispositifs trouvent de nombreuses applications notamment pour tasser du béton dans des moules pour l'obtention de produits divers, tels que parpaings, pavés, bordures, et autres. Pour l'essentiel et d'une manière générale, ces dispositifs mettent en oeuvre des moyens permettant la mise en rotation d'une ou plusieurs masses excentrées aptes â créer les vibrations souhaitées. La figure 1 illustre une forme de réalisation d'un dispositif de vibration selon l'état de la technique. Pour l'essentiel, ce dispositif comprend deux arbres parallèles (A) et (B) montés à libre rotation dans des paliers d'un bati-support. Chacun des arbres (A > et (B) est accouplé à un moteur d'entraînement, en étant solidaire, d'une manière excentrée, d'une masselotte (C). A l'état repos, les masselottes sont disposées d'une manière totalement opposées. Un système de pignon (P1) (P2) solidaire de chacun des arbres (A) (B > assure leur entrainement en rotation, de manière synchronisée et selon deux sens directement opposés. Un tel dispositif de vibration, compte tenu de sa conception et de son principe, présente certains inconvénients. Si l'on considère un cycle de fonctionnement de 12 secondes, on peut avoir deux séquences de vibrations à 3000 tours/mn nécessitant de nombreux démarrages et arrêts successifs, de l'ensemble du dispositif de vibration. Dans ces conditions, avec ce type de vibrateur, les moteurs d'entrainement doivent entre d'une conception spéciale, avec notamment une carcasse surdimensionnée et un système de ventilation forcé. De plus, il est nécessaire de prévoir un dispositif de freinage des moteurs, tel qu'un freinage par injection de courant continu, pour admettre et supporter 600 démarrages par heure, dans l'exemple considéré. Actuellement, les moteurs utilisés ont une puissance limitée, d'où l'emploi généralisé de dispositifs de vibration avec deux moteurs. Parmi les inconvénients résultant de cette technologie, on peut citer - équipement coûteux - les temps de montée en vitesse et de freinage des moteurs réduisent la cadence de production - les arbres de transmission sont soumis à d'importants efforts de fatigue, compte tenu des passages répétés depuis une vitesse 0 jusqu'à la vitesse nominale d'entraînement de l'ordre de 3000 tours/mn, par exemple - nécessité de prévoir des équipements électriques surdimensionnés, pour tenir compte des appels de courant au démarrage qui peuvent atteindre 7 fois l'intensité nominale du courant des moteurs - le système de freinage par injection de courant nécessite l'emploi de cartes électroniques particulières relativement fragiles, d'où des risques de pannes - consommation électrique importante ; - la variation de vitesse sur ces moteurs spéciaux est très difficile à mettre en oeuvre en fonction des produits à fabriquer. Enfin d'une manière importante, avec ce type de vibrateur, il n'est pas possible de règler l'intensité des forces de vibration. Or, cela peut s' avérer important, compte tenu des produits à fabriquer dont la structure interne dépend directement de la force de vibration appliquée Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé des systèmes permettant d'obtenir une vibration nulle. Cependant, les solutions mises en oeuvre ne sont pas satisfaisantes, car les organes de roulement des arbres recevant les masses excentrées, sont soumis à des contraintes, de sorte qu'un arbre considéré isolément n'est jamais équilibré. L'invention s'est fixée pour but de remédier a l'ensemble des inconvénients précités, d'une manière simple, efficace, et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention, est non seulement de pouvoir utiliser des moteurs de type standard en ayant pour objectif de supprimer les blocs électroniques de freinage tout en limitant les pics d'intensité au démarrage, mais également et surtout, de rendre la vibration réglable depuis une force d'intensité vibratoire nulle jusqu'à une force d'intensité maximum avec toutes les phases intermédiaires, sans pour autant solliciter les différents organes de roulement à des contraintes, notamment en phase vibratoire nulle. Un tel problème est résolu en ce que le dispositif de vibration selon l'invention comprend deux ensembles parallèles tournants et identiques convenablement montés à l'intérieur d'un carter, en etant agencés pour être entraînes en sens opposé par un organe de commande unique, chacun des ensembles recevant un système apte à les soumettre à une force vibratoire avec capacité de réglage pour conférer à chacun desdits ensembles une noème valeur de vibration en leur assurant un équilibre en phase vibratoire nulle suivant leur axe de rotation. Avantageusement, ce problème est résolu en ce que chaque ensemble est composé d'une enveloppe fermée sous forme d'un cylindre à l'intérieur duquel est monté le système vibratoire assujetti à un axe de rotation monté à libre coulissement à l'intérieur dudit cylindre avec capacité de réglage en position, lesdits axes de rotation étant asservis par un moyen de commande. Pour résoudre le problème posé d'assurer le réglage de l'intensité des forces de vibration, le système vibratoire de chacun des cylindre comprend plusieurs masses excentrées accouplées de manière articulée pour faire varier leur position angulaire relative au fur et à mesure du déplacement de l'axe de rotation. Pour résoudre le problème posé d'assurer le déplacement concomitant des masses, pour faire varier leur position angulaire selon des valeurs identiques pour chacun des ensembles, le moyen de commande pour le déplacement des masses de chacun des ensembles, d'une manière concomitante, agit sur une vis sans fin commune coopérant avec un élément faisant office d'écrou conformé pour assurer l'accouplement des axes de rotation desdites masses. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est de connaître de manière précise l'intensité de la force de vibration en fonction du positionnement relatif des masses Un tel problème est résolu en ce que la vis sans fin et son organe de commande sont assujettis à un organe capteur apte à compter le nombre de tours. Compte tenu de cette possibilité de réglage de l'intensité de vibration, un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est de déterminer et de contrôler le positionnement des masses correspondant à I'état de vibration 0. Un tel problème est résolu en ce que le carter est équipé d'un organe capteur apte à détecter la position des axes de rotation correspondant à l'état vibratoire nul. Un autre problème est d'assurer une parfaite lubrification de l'ensemble des organes tournants tout en ayant pour objectif de ne pas freiner la rotation des masses de vibration. Ce problème est résolu en ce que chacun des ensembles est plongé dans un bain d'huile qui remplit une partie du carter, les enveloppes cylindriques recevant les masses présentant au moins un orifice pour mettre en communication l'intérieur desdites enveloppes avec le carter. Il apparaît donc que dès la mise en route du dispositif, l'huile contenue à l'intérieur des cylindres tournants est centrifugée et s'échappe par les orifices en saturant les différents organes de roulement et autres. Il reste donc une quantité minime de lubrifiant dans les cylindres, de sorte que la rotation des masses n'est pas freinée. Le problème posé d'assurer l'entraînement simultané de deux ensembles, selon deux sens de rotation opposés, est resolu en ce que les agencements des ensembles en vue de leur entraînement en rotation selon deux sens opposés, sont constitués par un système de pignons solidaire de l'enveloppe cylindrique en position d'engrènement, chacun desdits pignons étant porté par un arbre tournant dont l'un est accouplé à l'organe de commande unique. L'invention est exposée ci-apres plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe longitudinale à caractère schématique d'un exemple de réalisation d'un vibrateur selon l'état de la technique. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif selon l'invention, représenté en position de vibration nulle. La figure 3 est une vue semblable à la figure 2, le dispositif étant représenté en position maximum de vibration. La figure 4 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 4-4 de la figure 2. La figure 5 est une vue à caractère schématique montrant un exemple d'application du dispositif de vibration selon l'invention. Comme le montre la figure 2, le dispositif de vibration comprend deux ensembles parallèles et identiques désignés dans leur ensemble par (E et El). Les ensembles (E et El) sont convenablement montés à l'intérieur d'un carter étanche (1) en étant agencé, pour etre entraînés en rotation selon deux sens opposes. D'une manière connue, le carter (11 est conformé pour recevoir directement d'une maniere rapportée, le béton ou autre qui doit être vibré. L'entraînement en rotation d'une manière concomitante des deux ensembles (E et El) s'effectue par un organe de commande unique (^l). Chaque ensemble (E et El) recoit un système apte à créer une force vibratoire avec capacité de réglage pour conférer à chacun desdits ensembles une même valeur de vibration en leur assurant un équilibre en phase vibratoire nulle suivant leur axe de rotation respectivement désigné (2 et 3 > . Dans la forme de réalisation illustrée aux figures des dessins, chaque ensemble (E et El) est composé respectivement d'une enveloppe fermée (4 et 5) sous forme d'un cylindre. A l'intérieur des cylindres (4 et 5) est monté le système vibratoire désigné dans son ensemble par (D et D1) et assujetti aux ases (2 et 3) qui sont montés à libre coulissement à l'intérieur de leur cylindre respectif (4 et 5). Les axes (2 et 3) sont accouplés à un moyen de commande commun déterminé pour assurer le déplacement concomitant des deus arbres parallèles (2 et 3) en vue de modifier la position du système vibratoire (V et Vi > pour faire varier dans ces conditions l'intensité de la force de vibration comme il sera indiqué dans la suite de la description. Chacun des systemes vibratoires comprend plusieurs masses excentrées (6 - 7) et (8 - 9) reliées entre elles d'une manière articulée et accouplées, d'une part, dans le fond du cylindre et, d'autre part, à une partie de l'axe d'articulation (2 - 3), également d'une manière articulée, pour faire varier leur position angulaire relative au fur et à mesure du déplacement des axes de rotation correspondants (2 et 3). Dans la forme de réalisation illustrée, les cylindres (4 et 5) sont montés à libre rotation par des portées circulaires (4a - 4b) (5a - 5h) dans des organes de roulement (10 - 11) et (12 -13). Les axes de rotation (2 et 3) sont montés à libre coulissement dans les portées (4a - 5aX, et sont solidaires, à l'une de leurs extrémités, d'un élément (2a - 3jazz monté à libre coulissement à l'intérieur du cylindre en faisant office de piston. L'entraînement en rotation des deux ensembles (E et El) selon deux sens directement opposés, s'effectue par un système d'engrenage (14 - 15) monté à la base de chacun des cylindres (4 et 5) en position d'engrènement en étant solidaire des portées (4b - 5b). L'une de ces portées est accouplée par joints de cardan ou autre, a l'organe de commande unique (M) sous forme d'un moteur standard de tout type connu et approprié. Le déplacement linéaire des axes (2 et 3) de chaque ensemble s'effectue d'une maniere concomitante au moyen notamment d'une vis sans fin (16 > . Cette vis (16 > entraînée positivement en rotation, coopère avec un élément (17) faisant office d'écrou conformé pour recevoir directement ou d'une manière rapportée une bride (18 - 19) montée à libre rotation à l'extrémité de axes (2 et 3), à l'extérieur des cylindres (4 et 5). La vis sans fin (16), qui est montee à libre rotation à l'intérieur du carter (1) en étant bloquée en translation, déborde de ce dernier pour etre accouplée, au moyen par exemple d'une courroie crantée (20 à un moteur d'entraînement non représenté. D'une manière importante, le moteur d'entraînement de la vis sans fin (16) est assujetti à un organe capteur apte à compter son nombre de tours . pour déterminer en conséquence la valeur du déplacement linéaire des axes (2 et 3) sous l'effet de déplacement de l'ensemble des éléments (17 - 18 - 19) asservis par la vis (16). Un organe capteur (21) ou autre permet de déterminer la position d'origine des axes (2 et 3) et par conséquent le positionnement angulaire des masses (6 - 7) et (8 - 9) des systèmes vibratoires correspondant à une vibration nulle. En outre, une vis (22) permet d'assurer le réglage précis en position de vibration nulle en faisant office de butée aux éléments (17, 18, 19 > . Compte tenu de la conception du dispositif de vibration selon l'invention, il en résulte le fonctionnement suivant Le moteur (2) entraîne les deus ensembles parallèles (E et El) selon deux sens de rotation opposés. En position sortie des axes (2 et 3), c'est-à-dire lorsque les éléments (17, 18 et 19) sont en butée contre la vis (22), la position angulaire relative des masses (6 - 7l et (8 - 9) est telle que le système vibratoire en résultant à l'intérieur de chaque cylindre est équilibrée (figure 2). Cette phase correspond à une vibration nulle. Lorsque l'on agit en rotation sur la vis sans fin (16), pour provoquer le déplacement linéaire, d'une manière simultanée, des axes (2 et 3) des ensembles (E et El), on modifie le positionnement angulaire relatif des masses (6 - 7 et (8 - 9). Dans la position illustrée figure 3, les masses (6 - 7) et (8 - 9) sont excentrées de manière maximale correspondant à la plus grande force d'intensité vibratoire possible. Comme indiqué précédemment, le comptage du nombre de tours du moteur d'entraînement de la vis sans fin (16), permet de contrôler très exactement le déplacement linéaire correspondant des systèmes vibratoirs (V et V1). En fonction de l'intensité de la force de vibration désirée, il suffit de couper l'entraînement en rotation de la vis sans fin (16) correpondant à un certain positionnement angulaire des masses excentrées. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun des ensembles (E et E1) tels que définis est plongé dans un bain d'huile qui remplit une partie du carter. Le niveau d'huile est uniforme dans le carter à l'arrêt. En outre, chacun des cylindres (4 et 5) recevant les masses (6 - 7) et (8 - 9) présente au moins un orifice (23 - 24) pour mettre en communication l'intérieur desdits cylindres avec le carter. Dans ces conditions, dès la mise en route du moteur d'entraînement (ex) des ensembles (E et El), l'huile contenue à l'intérieur des cylindres tournants (4 et 5) est centrifugée et s'échappe par les orifices (23 et 24) en saturant ainsi les différents organes permettant la rotation des ensembles. Il apparaît donc que dès la mise en rotation des ensembles, les cylindres (4 et 5) présentent une quantité réduite d'huile, de sorte que la rotation des masses excentrées n'est pas freinée. Le dispositif de vibration selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la fabrication de blocs calibrés en béton. On renvoie à la figure 5 qui montre par un exemple à caractère purement schématique, ce type d'installation, dans laquelle (T) désigne la trémie du béton, (t) le tiroir destiné à transférer le béton dans un moule (M) situé sous un pilon (P > , (D) désignant le dispositif de vibration selon 1 'invention. L'invention non seulement remédie aux inconvénients précédemment indiqués, mais apporte les principaux avantages suivants La conception du dispositif avec deus ensembles identiques s 'équilibrant pour la phase vibratoire nulle suivant leur axe de rotation, supprime toute contrainte sur les organes de roulement pendant cette séquence qui demeure la plus longue pendant un poste de travail étant donné qu'elle intègre tous les temps improductifs. La conception de l'ensemble en bain d'huile ce qui permet d'optimiser la performance des roulements, tandis que le montage en enveloppe fermée du système vibratoire, permet de soumettre ledit système à une quantité d'huile très faible au moment de la rotation, évitant ainsi de le freiner. La possibilité de réglage de la force vibratoire sous l'effet de déplacement et de la variation et de la position angulaire des masses excentrées permettant d'avoir une vibration nulle et une vibration maximum avec différentes forces vibratoires intermédiaires entre ces deux positions extrêmes. Un seul moteur d'entraînement pour les deux ensembles et qui tourne en continu, ce qui a pour effet - de supprimer des appels importants de courant tout au long des heures de production épargnant ainsi les équipements électriques ; - de diminuer la consommation électrique - de supprimer les blocs électroniques de freinage - de supprimer les chocs de démarrage et de freinage au niveau des arbres de transmission - de permettre l'asservissement de moteur standard d'entraînement, à un variateur de fréquence. REVENDICATIONS -1- Dispositif de vibration, caractérisé en ce qu'il comprend deux ensembles parallèles tournants et identiques (E - E1) convenablement montés à l'intérieur d'un carter (1), en étant agencés pour etre entraînés en sens opposé par un organe de commande unique (M), chacun des ensembles (E - E1) recevant un système (V - V1) apte à les soumettre à une force vibratoire avec capacité de réglage pour conferer à chacun desdits ensembles une même valeur de vibration en leur assurant un équilibre en phase vibratoire nulle suivant leur axe de rotation (2 3). -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ensemble (E - El) est composé d'une enveloppe fermée (4 - 5) sous forme d'un cylindre à l'intérieur duquel est monté le système vibratoire (V V1) assujetti à l'axe de rotation (2 - 3) monté à libre coulissement à l'intérieur du cylindre corespondant avec capacité de réglage en position, lesdits axes de rotation (2 - 3) étant asservis par un moyen de commande. -3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système vibratoire (V - V1) de chacun des cylindres (4 - 5) comprend plusieurs masses excentrés (6 - 7 > (8 - 9) accouplées de maniere articulée pour faire varier leur position angulaire relative au fur et à mesure du déplacement de l'axe de rotation (2 - 3). -4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce que l'organe de commande pour le déplacement des masses (6 - 7) - (8 - 9) de chacun des ensembles (E - E7), d'une manière concomitante, agit sur une vis sans fin commune (16) coopérant avec un élément (17, 18, 19) faisant office d'écrou conformé pour assurer l'accouplement des axes de rotation (2 - 3) desdites masses. -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vis sans fin (16) et son organe de commande sont assujettis à un organe capteur apte à compter le nombre de tours. -6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le carter (1) est équipé d'un organe capteur apte à détecter la position des axes de rotation (2 - 3) correspondant à l'état vibratoire nul. -7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacun des ensembles (E El) est plongé dans un bain d'huile qui remplit une partie du carter (1), les enveloppes cylindriques (4 - 5) recevant les masses (6 - 7) (8 - 9) présentant au moins un orifice pour mettre en communication l'intérieur desdites enveloppes avec le carter. -8- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements des ensembles (E - El) en vue de leur entraînement en rotation selon deux sens opposés, sont constitués par un système de pignons (14 - 15) solidaire de l'enveloppe cylindrique (4 - 5) en position d'engrènement, chacun desdits pignons étant porté par un arbre tournant (4b - 5b) dont l'un est accouplé à l'organe de commande unique (M).