Brevet FR2722444A1 — publié le 19960119

La présente invention concerne un dispositif de vibration pour table de presse utilisée pour la fabrication de produits en béton tels que, par exemple, pavés, blocs, bordures et autres similaires. La fabrication de tels produits implique un tassement du béton dans le moule. Ce tassement est réalisé au moyen d'un pilon venant s'engager dans le moule et d'un dispositif venant faire vibrer la table portant le moule pendant que le pilon appuie sur le béton. Les presses conventionnelles sont équipées d'un dispositif de vibration constitué par des arbres équipés de balourds, les arbres étant entraînés en rotation au début de la phase de tassement puis arrêtés à la fin de celle-ci. Les dispositifs traditionnels présentent l'inconvénient de générer une vibration unidirectionnelle et verticale, qui n'est pas réglable indépendamment de la vitesse de rotation des balourds au cours des différentes phases du cycle vibratoire de fabrication d'un produit. Or, les presses sont utilisées pour fabriquer des produits très diversifiés, nécessitant, pour l'obtention d'un résultat optimal, des conditions de fabrication propres à chaque type de produit. Ainsi, le poids des moules utilisés et le volume de béton à vibrer sont très variables selon les dimensions des produits à fabriquer, leur hauteur, ou selon que ces produits sont pleins ou creux. Le taux de tassement du béton est également très variable d'un type de produit à un autre. De plus, la nécessité répétée d'entraîner les arbres en rotation en début de vibration, puis de les arrêter en fin de vibration entraîne des contraintes mécaniques importantes du fait de l'inertie des arbres, ces contraintes étant préjudiciables à la fiabilité et à la longévité de la machine. La durée d'un cycle de fabrication étant de l'ordre de 10 à 15 secondes et chaque cycle impliquant au moins deux phases de vibrations, il faut en effet compter pas moins de 8 à 12 démarrages et freinages des arbres par minute. En outre, il s'avère dans certains cas nécessaire de réaliser une prévibration au moment du remplissage du moule, avant la vibration exercée au moment du tassement du produit, cette prévibration impliquant, avec les dispositifs traditionnels, des démarrages et freinages des arbres supplémentaires et un ralentissement de la cadence de production. Pour remédier à ces inconvénients, il est connu de réaliser des dispositifs dits "à vibration modulable". Le brevet US N 4 830 597 décrit par exemple un système à quatre arbres équipé de balourds, dont les positions angulaires relatives peuvent être modifiées au moyen d'un dispositif approprié, entre une position o les balourds de deux arbres sont en phase avec les balourds des deux autres arbres, position dans laquelle l'intensité de la vibration est maximale, et une position o les balourds de deux arbres sont en opposition de phase avec les balourds des deux autres arbres, position dans laquelle aucune vibration n'est produite. La vibration est ainsi modulable selon la valeur de ce déphasage, en fonction des besoins, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter la rotation des arbres. Il est connu de réaliser un déphasage au moyen d'une courroie crantée, qui est engagée, d'une part, sur des poulies crantées calées sur l'extrémité des arbres et, d'autre part, sur des poulies de renvoi montées folles sur un châssis déplaçable en translation perpendiculairement à l'axe des arbres, la courroie étant entrainée par un moteur porté par le châssis. Ce dispositif présente l'inconvénient d'être complexe, ce qui génère un coût d'exploitation important, et d'être d'une fiabilité insuffisante. En particulier, dans ce dispositif, la courroie crantée est soumise à des contraintes importantes et répétées, dues à l'inertie du châssis et aux frottements contre les poulies crantées. Cette courroie est sujette à une usure rapide et à une extension longitudinale, d'autant plus importante que sa longueur est importante puisqu'elle doit être engagée autour des poulies de chaque arbre. Il résulte de cette usure et de cette extension que les balourds ne sont pas toujours parfaitement maintenus en opposition de phase. La vibration parasite qui peut résulter d'un léger déphasage des balourds entraîne, au moment de la phase de démoulage, un risque d'altération ou même de destruction des produits frais. De plus, ces dispositifs n'équipent que des machines spécifiquement conçues pour les recevoir et ne peuvent être intégrés à des presses existantes. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients. Le dispositif qu'elle concerne est du type précité, comprenant quatre arbres équipés de balourds dont les positions angulaires relatives peuvent être modifiées au moyen d'une courroie crantée qui est engagée, d'une part, autour de poulies crantées calées sur les arbres et, d'autre part, sur des poulies de renvoi montées folles sur un support déplaçable perpendiculairement à l'axe des arbres. Selon l'invention, en combinaison: - chaque arbre comprend un pignon calé sur lui, les pignons de deux arbres d'une même paire d'arbres engrenant l'un avec l'autre; - l'un des deux arbres de chaque paire d'arbres comprend une poulie crantée autour de laquelle est engagée la courroie crantée précitée et - l'un des deux arbres comprenant cette poulie crantée est directement entraîné en rotation au moyen d'un moteur qui n'est pas monté sur le support comportant les poulies de renvoi précitées. Ainsi, selon l'invention: - le moteur d'entraînement est directement relié à l'un des arbres, de sorte que les arbres ne sont pas tous, comme selon les techniques antérieures, entraînés par l'intermédiaire de la courroie crantée; l'usure ou l'allongement de cette dernière sont, dès lors, considérablement réduits; - la longueur de la courroie est réduite et l'entraînement en rotation des arbres d'une même paire est réalisé au moyen des pignons précités, ce qui permet d'assurer un parfait maintien des balourds en opposition de phase; - la courroie crantée n'est pas engagée alternativement sur les poulies de chaque arbre mais seulement sur deux poulies crantées de deux arbres; - le moteur n'est pas monté sur le support déplaçable comportant les poulies de renvoi, ce qui réduit l'inertie de ce dernier et autorise son déplacement rapide, donc un déphasage rapide des balourds, permettant l'obtention d'une cadence de production accrue sans pour autant soumettre la courroie crantée à des contraintes excessives et - le moteur ne se déplace pas et n'est donc soumis à aucune sollicitation dynamique due au mouvement de déphasage pouvant, à la longue, user les paliers de son arbre d'entraînement. La position des deux poulies de renvoi par rapport aux deux poulies crantées calées sur l'extrémité des arbres permet d'assurer un bon enroulement de la courroie crantée sur ces deux poulies. Il en résulte un meilleur rendement, et une possibilité de réduction des diamètres des poulies qui permet de diminuer l'inertie des éléments entraînés en rotation. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention: - chaque arbre équipé de balourds, dit "arbre vibreur", est relié par un accouplement souple du type cardan à un arbre coaxial permettant son entraînement en rotation, ces arbres d'entraînement comportant les pignons précités; - les quatre arbres vibreurs sont montés au travers d'un carter solidarisé à la table et - les quatre arbres d'entraînement sont montés au travers d'un carter solidaire du bâti de la presse. La compacité du dispositif ainsi constitué permet de l'intégrer aisément à des machines existantes, moyennant des adaptations minimes. Avantageusement, le moteur est disposé coaxialement à l'arbre qu'il entraîne. Ainsi, la disposition coaxiale des organes (moteur, arbres d'entraînement, arbres vibreurs) de la machine permet d'éloigner le moteur du lieu de moulage, pour l'isoler de l'ambiance poussiéreuse environnant la presse, ce qui est important pour la fiabilité du moteur. Selon une première possibilité, le support des poulies de renvoi est constitué par un châssis déplaçable en translation perpendiculairement à l'axe des arbres. Selon une deuxième possibilité, ledit support est constitué par deux barres qui sont articulées par l'une de leurs extrémités à un bâti fixe et qui comportent chacune l'une des poulies de renvoi à leur autre extrémité, ces barres étant mobiles en pivotement, de manière coordonnée, dans un plan perpendiculaire à l'axe des arbres. Ce support présente une très faible inertie autorisant un déphasage rapide. De plus, l'arc d'enroulement de la courroie autour des poulies est important, ce qui permet de réduire le diamètre de celles-ci. En outre, le réglage de la tension de la courroie est une opération très simple à réaliser puisqu'il suffit d'agir sur l'orientation angulaire relative des barres articulées. Pour sa bonne compréhension, l'invention va être à nouveau décrite en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du dispositif qu'elle concerne. La figure 1 est une vue simplifiée et de dessus d'une première forme de réalisation de ce dispositif, en coupe selon les lignes I-I des figures 2 et 3; la figure 2 est une vue simplifiée et en coupe selon la ligne II- II de la figure 1 d'un sous-ensemble de ce dispositif; la figure 3 est une vue simplifiée, en coupe selon la ligne III-III de la figure 1 d'un autre sous-ensemble de ce dispositif et la figure 4 est une vue simplifiée d'une variante de réalisation de ce dispositif. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif de vibration 1 pour la table 2 d'une presse utilisée pour la fabrication de produits en béton tels que, par exemple, pavés, blocs, bordures et autres similaires. La table 2 repose sur le bâti 3 de la presse par l'intermédiaire de plots souples 4 et comprend, fixé à sa face inférieure, un carter 5 traversé par quatre arbres 6 équipés de balourds 7, répartis en deux paires superposées. Chaque arbre 6 est relié, par l'intermédiaire d'un accouplement souple de type cardan 8, à un arbre d'entraînement 9, qui comprend un pignon 10 calé sur lui, les pignons 10 de deux arbres 9 d'une même paire engrenant l'un avec l'autre. Les pignons 10 sont logés dans un carter 11, solidaire du bâti 3 de la presse, que traversent les arbres 9. Les carters 5 et 11 contiennent de l'huile pour la lubrification des pignons 10 et des paliers des arbres 6 et 9. En outre, les deux arbres 9 de gauche se prolongent au-delà du carter 11 et comprennent deux poulies crantées 12 calées sur eux, l'un de ces deux arbres 9 étant relié, par l'intermédiaire d'un accouplement souple de type cardan 13, à un moteur d'entraînement 14, disposé coaxialement à l'arbre 9 et porté par un châssis fixe reposant sur le sol. Entre le moteur 14 et le carter 11 est placé un châssis 15 déplaçable en translation perpendiculairement à l'axe des arbres 6 et 9, le long d'une barre de guidage 16 montée dans une embase 17. Un vérin à double effet 18 permet de déplacer le châssis 15. Le châssis 15 comprend deux bras latéraux 19 comportant deux poulies crantées 20 montées folles sur leurs extrémités libres. Une courroie crantée 21 est engagée sur les poulies 12 et 20. En pratique, les arbres 6 et 9 sont entraînés en rotation par le moteur 14, soit directement en ce qui concerne l'arbre 6 et l'arbre 9 auxquels il est directement relié, soit par l'intermédiaire des pignons 10 et de la courroie 21 pour les autres arbres. Les pignons 10 permettent d'entraîner les arbres 6 et 9 de chaque paire d'arbres en sens inverse l'un de l'autre. Le vérin 18 permet de déplacer le châssis 15 et, donc, de faire varier la longueur de courroie s'étendant entre les deux poulies crantées 12, pour décaler angulairement les balourds 7 des arbres 6 de l'une des deux paires d'arbres par rapport aux balourds 7 des arbres 6 de l'autre paire d'arbres. La course du châssis 15 est telle que les positions angulaires relatives des balourds 7 peuvent être modifiées entre une position o les balourds 7 de l'une des paires d'arbres sont en phase avec les balourds de l'autre paire d'arbres (cf. figure 1), position dans laquelle la vibration générée par ces balourds est maximale, et une position o les balourds d'une paire d'arbres sont en opposition de phase avec les balourds de l'autre paire d'arbres, position dans laquelle aucune vibration n'est produite. Le dispositif 1 permet ainsi l'obtention de vibrations dont l'intensité est modulable selon la valeur de ce déphasage, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter la rotation des arbres 6 et 9 entre deux cycles de vibration ou pré-vibration. Dans le dispositif 1 représenté aux figures 1 à 3, le moteur d'entraînement 14 est directement relié à l'un des arbres 9, et la courroie crantée 21 ne sert qu'à l'entraînement d'une seule des deux paires d'arbres 9. L'usure et les risques d'allongement de cette dernière sont faibles. Comme le montre la figure 3, la courroie 21 est, de plus, engagée autour des poulies 12 de deux arbres 9 qui tournent dans le même sens, ce qui permet de réduire au maximum sa longueur et, donc, ses possibilités d'allongement. La position des deux poulies de renvoi 20 par rapport aux deux poulies crantées 12 permet d'assurer un bon enroulement de la courroie crantée 21 sur ces deux poulies 12. Il en résulte un meilleur rendement, et une possibilité de réduction des diamètres des poulies qui permet de diminuer l'inertie des éléments entraînés en rotation. En outre, la longueur réduite de la courroie 21 et l'entraînement en rotation des arbres 9 d'une même paire d'arbres au moyen des pignons 10 permet de maintenir précisément les positions angulaires relatives des balourds 7, tant au sein d'une même paire d'arbres que d'une paire d'arbres à l'autre. Ainsi, le dispositif 1 permet un parfait maintien des balourds en opposition de phase, qui peut être conservé même en cas d'utilisation intensive de la presse, ce qui élimine tout risque de vibrations parasites au moment de la phase de démoulage, pouvant résulter d'un maintien imprécis des balourds en opposition de phase en cas d'usure ou d'allongement de la courroie. Par ailleurs, le moteur 14 n'est pas monté sur le châssis 15, ce qui réduit l'inertie de ce châssis 15 et autorise son déplacement rapide, donc un déphasage rapide des balourds 7 pour l'obtention d'une cadence de production accrue sans pour autant soumettre la courroie crantée à des contraintes excessives. Le moteur 14 ne se déplace pas et n'est soumis à aucune sollicitation dynamique due au mouvement de déphasage, risquant, à la longue, d'user les paliers de son arbre d'entraînement. La disposition coaxiale des organes de la presse (moteur 14, arbre 9, arbre 6) permet d'éloigner le moteur 14 de la table vibrante pour l'isoler de l'ambiance poussiéreuse environnant la presse. En outre, le dispositif 1 peut être aisément intégré à des machines existantes, moyennant des adaptations minimes, grâce à sa compacité résultant de sa structure en plusieurs ensembles alignés, accouplés les uns aux autres, à savoir l'ensemble carter 5 solidaire de la table 2, porteur des arbres 6, l'ensemble carter 11 solidaire du bâti 3, porteur des arbres 9, l'ensemble embase 17-châssis 15 et le moteur 14. La figure 4 montre une variante de réalisation du dispositif 1. Les éléments déjà décrits en référence aux figures 1 à 3 et qui se retrouvent dans cette variante sont désignés par les mêmes références numériques. Selon cette variante, les poulies de renvoi 20 sont montées sur l'extrémité libre de deux barres 30 articulées par l'une de leurs extrémités à un bâti fixe 31, ces barres 30 pouvant être reliées l'une à l'autre par une barre 32 articulée à elles par ses extrémités. Des vérins 33, articulés sur le châssis 31 par l'une de leurs extrémités et aux barres 30 par leur autre extrémité, permettent de déplacer les barres 30 de manière coordonnée dans un plan perpendiculaire à l'axe des arbres 9. Le dispositif de déphasage ainsi constitué présente une très faible inertie autorisant un déphasage rapide. De plus, l'arc d'enroulement de la courroie 21 autour des poulies 12 est important, ce qui permet de réduire le diamètre de celles-ci. En outre, le réglage de la tension de la courroie 21 est une opération très simple5 à réaliser puisqu'il suffit d'agir sur l'orientation angulaire relative des barres articulées. REVENDICATIONS i - Dispositif de vibration pour table de presse utilisée pour la fabrication de produits en béton, du type comprenant quatre arbres équipés de balourds dont les positions angulaires relatives peuvent être modifiées au moyen d'une courroie crantée qui est engagée, d'une part, autour de poulies crantées calées sur les arbres et, d'autre part, sur des poulies de renvoi montées folles sur un support déplaçable perpendiculairement à l'axe des arbres, caractérisé en ce que, en combinaison: - chaque arbre (9) comprend un pignon (10) calé sur lui, les pignons (10) de deux arbres (9) d'une même paire d'arbres engrenant l'un avec l'autre; - l'un des deux arbres (9) de chaque paire d'arbres comprend une poulie crantée (12) autour de laquelle est engagée la courroie crantée (21) précitée et - l'un des deux arbres (9) comprenant cette poulie crantée (12) est directement entraîné en rotation au moyen d'un moteur (14) qui n'est pas monté sur le support (15,30) comportant les poulies de renvoi (20) précitées. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - chaque arbre (6) équipé de balourds (7), dit "arbre vibreur", est relié par un accouplement souple (8) du type cardan à un arbre (9) coaxial permettant son entraînement en rotation, ces arbres d'entraînement (9) comportant les pignons (10) précités; - les quatre arbres vibreurs (6) sont montés au travers d'un carter (5) solidarisé à la table (2) et - les quatre arbres d'entraînement (9) sont montés au travers d'un carter (11) solidaire du bâti (3) de la presse. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur (14) est disposé coaxialement à l'arbre (9) qu'il entraîne. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support des poulies de renvoi (20) est constitué par un châssis (15) déplaçable en translation perpendiculairement à l'axe des arbres (6,9). 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support des poulies de renvoi (20) est constitué par deux barres (30) qui sont articulées par l'une de leurs extrémités à un bâti fixe (31) et qui comportent chacune l'une des poulies de renvoi (20) à leur autre extrémité, ces barres (30) étant mobiles en pivotement, de manière coordonnée, dans un plan perpendiculaire à l'axe des arbres (6,9).