Brevet FR2676130A1 — publié le 19921106

La présente invention concerne les cribles, extracteurs, distributeurs et appareils vibrants analogues, dont la vibration résulte de l'association de deux arbres à balourds entraînés en sens contraire, et elle vise un perfectionnement aux moyens destinés à permettre le réglage pendant la marche de l'angle de travail des vibrations unidirectionnelles. Pour la commodité de la description, on va se référer ici à un crible horizontal, étant bien entendu que l'invention s'applique à tous les appareils de ce genre. On sait que, dans l'utilisation d'un tel crible, lorsque les produits à trier sont de nature et de granulométrie relativement homogènes, le criblage s'effectue bien si la l O surface criblante a été correctement déterminée, à angle de vibrations constant Par contre, si la nature ou la courbe granulométrique des produits sont variables, un réglage de l'angle des vibrations à des valeurs optimales permet d'améliorer les rendements de criblage en fonction de ces variations. Ainsi, on peut éliminer les défauts connus sous le nom de 'goujeonnage' et de l 5 "colmatage': Le "goujeonnage' est la propriété fâcheuse qu'ont les blocs de granulométrie voisine de la maille de criblage, de rester coincés dans ces mailles Ce désagrément est évité si l'amplitude et l'accélération verticales des vibrations sont suffisantes Bien souvent, les excitatrices sont surdimensionnées dans ce but, mais il arrive encore que certains blocs particulièrement 'mal' profilés restent prisonniers des toiles Dans ce cas, le réglage momentané de la direction des vibrations à une valeur proche de la verticale contribue à éliminer ce problème. Le colmatage est évité de la même manière En augmentant à intervalles de temps réguliers ou quand nécessaire l'angle des vibrations durant quelques secondes, les fils de toiles cisaillent le lit colmatant et nettoient le crible. Un moyen connu pour ce réglage consiste à réunir les deux arbres par un train de pignons susceptibles d'être désengrénés manuellement de manière à permettre le freinage par un moyen extérieur de l'un des arbres par rapport à l'autre pendant une durée correspondant à la variation choisie du déphasage Ce système présente l'inconvénient d'une relative imprécision, l'opérateur devant apprécier approximativement la durée en fonction du déphasage souhaité. Une solution a déjà été proposée à ce problème par la déposante dans le Brevet Français N O 8313134 Selon cette solution ancienne, les deux groupes vibrateurs, entraînés chacun par son moteur propre, sont réunis respectivement à l'entrée et à la sortie d'un train épicycloïdal constituant un différentiel dont les vitesses d'entrée et de sortie, égales et de sens contraire en service normal, peuvent être modifiées momentanément par un moyen extérieur, de préférence un servo-moteur, agissant sur les planétaires de ce train, ce qui permet de régler à chaque instant l'angle des vibrations unidirectionnelles de l'appareil vibrant, par déphasage de l'arbre d'un des groupes par rapport à leur situation initiale. La présente invention représente un perfectionnement à cette solution, perfectionnement consistant à automatiser complètement la commande de ce module de déphasage, en fonction des contraintes imposées à l'appareil par la nature du matériau traité et les objectifs que se fixe l'utilisateur. Une telle commande automatique du réglage en marche de l'angle de vibration de l'appareil permet le contrôle de la position verticale des balourds avant chaque démarrage ainsi que le retour en phase des balourds avant l'arrêt de l'appareil La 1 i O réalisation de ces conditions est très importante pour le bon fonctionnement du module de déphasage et la longévité des suspensions de l'appareil vibrant ainsi que la sécurité lors de l'arrêt Elle permet également d'inverser le sens d'avance du matériau traité, ce qui est une possibilité offerte pour la première fois dans le domaine de la manutention vibrante, sans intervention mécanique par un opérateur. l 5 Le contrôle de l'automaticité du système peut être réalisé par divers moyens, statiques, dynamiques ou informatiques qui rentrent chacun dans le cadre de la présente invention et qui font l'objet d'une description détaillée, avec référence au dessin annexé sur lequel: La Figure 1 (schémas A, B, C, D et E) illustre schématiquement le principe de la modification de l'angle de travail d'un appareil de criblage. La Figure 2 illustre schématiquement le montage cinématique utilisé dans la solution proposée au Brevet Français N O 8313134 précité. La Figure 3 (schémas A et B) illustre le contrôle automatique statique du système selon l'invention. La Figure 4 (A et B) illustre le contrôle automatique dynamique du système selon l'invention et, La Figure 5 (A et B) illustre la gestion entièrement automatisée par voie informatique. On va d'abord, en se référant à la Figure 1, rappeler le principe même de la modification de l'angle de travail d'un appareil vibrant. L'appareil est excité par deux balourds Bl et B 2 tournant en sens inverse. L'angle de travail, désigné par a, est atteint quand les deux balourds ont la même inclinaison et la même orientation Le démarrage et l'arrêt se font avec un déphasage nul et un angle de travail nul. Quand l'appareil est en marche et que les balourds ne sont pas déphasés (schéma A), alors le déphasage = O' et l'angle de travail a = 900, de sorte que le matériau traité, n'étant soumis qu'à l'accélération verticale, demeure stationnaire. Quand le déphasage est de 900 et l'angle de travail a = 450 (schéma B), alors la matière soumise à la vibration se déplace dans le sens de la flèche FB Inversement, quand le déphasage est de moins 900 et l'angle de travail a = 45 (schéma C), la matière soumise à la vibration se déplace dans le sens de la flèche Fc Dans le cas des schémas B et C, la vitesse de déplacement de la matière est la même dans un sens ou dans l'autre. Quand le déphasage est de 1600 ou de moins 1600 avec un angle de travail de (schémas D et E), la matière se déplace également dans le sens des flèches FD et FE comme précédemment, mais beaucoup plus rapidement, puisque la composante horizontale de son déplacement est plus importante. Les schémas A à E font donc apparaître les deux composantes agissant sur la l O matière, à savoir, sur le schéma A la composante verticale seule et sur les schémas B à E, les composantes horizontales plus ou moins importantes. Pour la mise en oeuvre de ce prodédé, toujours selon le brevet antérieur précité, le schéma cinématique utilisé est celui de la Figure 2 qui représente l'appareil vibrant 1 équipé des balourds Bl et B 2 entraînés en rotation respectivement sur des arbres 4 et 5 par des moteurs 2 et 3 tournant en sens inverse, par l'intermédiaire de jeux de poulies et courroies Les arbres 4 et 5 sont reliés par un planétaire 6, de rapport -1 Un moto-réducteur 7, relié au planétaire par un jeu de pignons et chaînes, permet de modifier l'angle de déphasage en plus ou en moins, selon son sens de rotation. On retrouve sur les schémas des Figures 3, 4 et 5 les balourds Bl et B 2 avec les divers systèmes de contrôle du déphasage selon l'invention. Dans le cas du contrôle statique illustré à la Figure 3 (schémas A et B), la détection" des conditions de fonctionnement de l'appareil, c'est à dire la prise en compte, par le système, des contraintes imposées et des objectifs visés, en vue de créer le déphasage nécessaire, se fait au point X de la chaîne cinématique de la Figure 2 Cette 'détection' se fait au moyen de deux disques métalliques à encoches 10 et 11, montés tout deux sur l'arbre 8 d'entraînement de déphasage et deux capteurs inductifs 12 et 13 L'angle IB entre les encoches des deux disques est réglable Il est déterminé en fonction des contraintes précitées, et notamment les caractéristiques du matériau traité Le moto-réducteur 7 entraîne donc à la fois les disques 10 et 11 et les balourds Bl et B 2 L'encoche du disque 11 permet de ne pas dépasser l'angle de travail,X maximum, comme représenté au schéma B En d'autres termes, le schéma A illustre la position O ou verticale des balourds, avec un angle de déphasage a pouvant varier entre O et un maximum, le capteur 12 étant en position verticale et le capteur 13 représentant la position maximale en fin de course L'angle a est divisé en plusieurs positions mémorisables (intervalles de temps de rotation). Le schéma B illustre la position de déphasage maximum o l'angle a est maximum et l'encoche du disque 1 1 fait face au capteur 13 de fin de course. A la commande arrêt, le moto-réducteur 7 ramène les disques 10, 11 en arrière jusqu'à ce que l'encoche du disque 10 soit en face du capteur de position verticale 12 (schéma A) L'arrêt des moteurs 2 et 3 n'est autorisé que sous cette condition. Par contre, dans le cas du contrôle dynamique illustré à la Figure 4, la prise des informations (ou "détection') se fait au bout des arbres 4 et 5 d'entraînement des balourds, par l'intermédiaire de deux codeurs incrémentaux 14,15 Le schéma A illustre l'ensemble vu de face, tandis que le schéma B illustre le même ensemble vu de dessus. De plus, en bout de chacun des arbres 4 et 5 est fixé un disque à encoche 16 et 17 et un capteur inductif fixe 18,19. A la commande arrêt des moteurs 2 et 3, les balourds Bl et B 2 doivent revenir en phase et s'arrêter en position verticale, comme illustré au schéma A Cette condition est fixée par l'analyse des informations fournies par les codeurs incrémentaux 14 et 15. l 5 Au démarrage, les encoches des disques 16 et 17 doivent être en face des capteurs 18 et 19 comme illustré au schéma A Leur absence signalerait qu'un dérèglement s'est produit à l'arrêt. Avec ce système de contrôle, si l'arrêt est contrôlé, les deux balourds sont en position verticale (schéma A), et ce cas est signalé par des voyants lumineux sur le pupitre de contrôle de l'installation. Dans le cas contraire, les voyants sont éteints et il convient de rechercher la position verticale des balourds A la place de voyants lumineux, tout autre signal visuel ou sonore peut être utilisé. Enfin, le système de gestion entièrement automatisé est illustré à la Figure 5, o l'on retrouve au schéma A (vue de face) et B (vue de dessus) tous les éléments des Figures 2 4, désignés par les mêmes références, puisque la prise d'informations a lieu de la même façon que dans le système de contrôle dynamique de la Figure 4. La seule différence est que le capteur 19 est supporté par une cloche 20 montée rotative coaxialement à l'arbre 5 et entraînée par un micro- moteur pas-à-pas 21 destiné à la recherche de l'encoche du disque 17, avec un débattement de plus ou moins 1800. Tout dérèglement mécanique est détecté avant chaque démarrage comme avec le système de la Figure 4. En cas de défaut, le moto-réducteur est actionné pour rechercher la position verticale du balourd BI Ensuite, pour ce qui est du balourd B 2, le support rotatif 21 recherche l'encoche sur le disque 17 de l'arbre 5 par l'intermédiaire du capteur 19. La valeur de l'angle de rotation du support est alors mesurée et transmise à l'automate Ce dernier calcule l'erreur de déphasage et la corrige par action sur le moto-réducteur, jusqu'au retour à la position verticale des deux balourds Ces opérations sont entièrement gérées par l'automate, l'appareil étant à l'arrêt. On peut résumer comme suit l'analyse fonctionnelle du système selon l'invention: 1) ACTION MISE EN MARCHE a) Vérification de la position verticale des balourds. b) Ordre de marche pour moteurs d'entraînement 2 et 3. c) Temporisation 5 secondes (Montée en régime des moteurs) 2) RECHERCHE DE POSITION Par commutateur à 10 positions. En phase travail, par le commutateur, on sélectionne la position désirée A chaque position correspond une valeur numérique mémorisée dans un l 5 compteur de l'automate. La recherche de l'angle de travail se fera automatiquement par la commande du moto-réducteur qui met les balourds à la position indexée par le compteur. 3) ACTION ARRET a) Remise en phase des balourds par détection d'encoche (contrôle statique) ou par contrôle du retour à zéro du compteur (contrôle dynamique). b) Ordre d'arrêt des moteurs. 4) MEMORISATION DES POSITIONS a) Valeurs fixes: Les valeurs nécessaires pour le comptage peuvent être en mémoires mortes (EPROM) Elles sont définies pour des angles de travail moyen et non modifiables. b) Valeurs programmables: On recherche manuellement l'angle de travail par action sur le moto- réducteur en marche avant ou arrière Cette action incrémente ou décrémente un compteur interne à l'automate Lorsque l'angle de travail correspond au bon traitement du produit, la valeur du compteur sera stockée en mémoire vive de type (RAM) A chaque position du commutateur correspond une valeur numérique Celle-ci peut être modifiée à tout moment si nécessaire. On voit que quelque soit le mode de contrôle sélectionné entre les trois qui viennent d'être décrits, le contrôle du système de déphasage demeure automatique. L'appareil s'arrête et démarre toujours dans les conditions optimales, ce qui élimine tous les inconvénients d'un contrôle manuel ou d'une intervention mécanique, tels qu'ils étaient encore nécessaires avec les systèmes antérieurs. REVENDICATIONS 1 Système de commande automatique du déphasage entre un couple de balourds servant à l'excitation d'un appareil de criblage ou analogue, du type dans lequel les arbres par lesquels lesdits balourds sont reliés à leurs moteurs d'entraînement sont connectés respectivement à l'entrée et à la sortie d'un train épicycloïdal, dont la rotation du planétaire, déterminée par un moto-réducteur, définit ledit déphasage en vue de la détermination de l'angle de travail des vibrations, en fonction des contraintes imposées à cet appareil par la nature du l 0 matériau traité et des objectifs fixés par l'utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte, dans la chaîne cinématique d'entraînement des balourds, des moyens de détection desdites contraintes, c'est à dire de leur prise en compte pour calculer et déterminer automatiquement le déphasage optimal correspondant. 2 Système selon 1, caractérisé en ce que lesdits moyens consistent en un l 5 couple de disques métalliques à encoches montés sur l'arbre d'entrée dudit train, et coopérant avec des capteurs inductifs, de telle manière que l'angle dont lesdits disques sont entraînés en rotation par le moto-réducteur, soit défini par l'angle entre les encoches, lui-même déterminé selon les caractéristiques des produits traités, la durée de rotation entre les deux positons extrêmes étant divisée en intervalles de temps mémorisables, ces intervalles correspondant aux positions d'un commutateur placé sur le pupitre de commande, et affectés chacun à un angle de déphasage déterminé. 3 Système selon 1, caractérisé en ce que lesdits moyens consistent en un couple de disques métalliques à encoches, montés chacun en bout de l'arbre de rotation de chacun des balourds et coopérant avec des capteurs inductifs et des codeurs incrémentaux, ayant pour rôle de transmettre des informations nécessaires à la recherche de position conduisant au réglage de l'angle de travail optimal. 4 Système selon 3, caractérisé en ce que les deux capteurs inductifs sont fixes. 5 Système selon 3, caractérisé en ce que l'un des deux capteurs inductifs est monté pivotant tout autour du disque et entraîné par un micro-moteur pas-à-pas pour la recherche d'encoches. 6 Système selon 1, caractérisé en ce que les angles de travail sont stockés dans une mémoire RAM en fonction du traitement optimal du matériau, la recherche de l'angle convenable se faisant par recherche manuelle par action sur le motoréducteur, en marche avant ou arrière, cette action ayant pour effet d'incrémenter ou décrémenter un compteur interne à l'automate, de sorte que, quand l'angle de travail correspond au bon traitement du produit, la valeur du compteur est stockée en mémoire vive RAM, à chaque position du commutateur correspondant une valeur numérique qui peut être modifiée à tout moment selon les besoins.