Brevet FR2879110A1 — publié le 20060616

APPAREIL POUR LA VIBRATION RAPIDE DE TUBES A ECHANTILLONS L'invention concerne un appareil pour la vibration rapide de tubes à échantillons, du type comprenant un plateau de support des tubes qui est fixé à une extrémité d'un arbre monté sur un support fixe par l'intermédiaire de moyens de guidage et qui est relié à son autre extrémité à un arbre moteur au moyen d'un excentrique. Dans ces appareils, l'arbre moteur tourne à une vitesse élevée de l'ordre de 6000 à 8000 tours/minute, ce qui impose d'utiliser des paliers de centrage et de guidage de l'arbre du plateau qui sont d'une conception particulière, la meilleure solution connue actuellement consistant à monter sur l'arbre un palier à rotule et à couronnes de billes lui-même monté dans un châssis fixe par deux roulements à billes. Ces moyens de centrage et de guidage sont extrêmement fiables, ils ont une longue durée de vie et autorisent des vitesses de rotation élevées. L'appareil a toutefois l'inconvénient d'être bruyant, ce qui peut causer une gêne et une fatigue, notamment lorsqu'il est utilisé dans un laboratoire où se trouvent des personnes qui exécutent des travaux demandant une certaine concentration. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient de façon fiable, simple et économique. Elle propose à cet effet un appareil du type précité, comprenant un plateau de support de tubes fixé à une extrémité d'un arbre monté dans des moyens de centrage et de guidage portés par un châssis fixe et relié à son autre extrémité par un excentrique à des moyens d'entraînement, cet appareil étant caractérisé en ce que des moyens d'absorption du bruit et des vibrations sont montés entre ledit châssis fixe et les moyens de guidage et d'entraînement de l'arbre du plateau. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces moyens d'absorption du bruit et des vibrations comprennent des bagues en élastomère ayant une dureté Shore A comprise entre 55 et 85 et de préférence voisine de 70. On a constaté que le montage de ces bagues en élastomère entre le support fixe et les moyens de guidage et d'entraînement de l'arbre du plateau permettait de réduire le niveau de bruit et de vibrations en fonctionnement d'environ 5 à 10 dB, de sorte que l'appareil est maintenant très peu bruyant en fonctionnement et ne constitue plus une cause de gêne ou de fatigue qui nuirait à la concentration des personnes travaillant à son voisinage immédiat. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'excentrique qui relie ladite autre extrémité de l'arbre du plateau aux moyens d'entraînement est guidé en rotation dans un roulement porté par une platine qui est elle-même montée par l'intermédiaire d'une bague précitée en élastomère dans un logement cylindrique du châssis fixe. Les moyens de guidage de l'arbre du plateau comprennent des paliers à rotule et à billes qui sont montés à l'intérieur d'une douille métallique elle-même fixée dans un alésage d'une pièce fixe par une bague précitée en élastomère. Une autre bague en élastomère est montée entre cette pièce fixe et le support fixe de l'appareil. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités d'absorption du bruit et des vibrations comprennent également des moyens de suspension élastique d'une partie supérieure de l'appareil, comprenant le plateau de support des tubes et les moyens de centrage et de guidage de l'arbre du plateau, sur une partie inférieure de l'appareil, comprenant le support fixe et les moyens d'entraînement de l'arbre du plateau. Ces moyens de suspension élastique sont avantageusement du type à cales ou blocs d'élastomère ou à câbles et permettent de filtrer les vibrations basse fréquence et moyenne fréquence au démarrage et à l'arrêt du moteur d'entraînement de l'arbre du plateau, tandis que les bagues précitées en élastomère filtrent efficacement les fréquences plus élevées générées en fonctionnement continu. De façon générale, ces bagues en élastomère et ces moyens de suspension permettent de réduire de façon importante le niveau sonore généré par l'appareil en fonctionnement, sans nuire à la précision du centrage et du guidage de l'arbre du plateau et sans réduire la durée de vie des moyens de centrage et de guidage. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique de face d'un appareil selon l'invention; la figure 2 est une vue à plus grande échelle et en coupe axiale de la partie supérieure de l'appareil de 0a figure 1. L'appareil représenté aux dessins est un appareil pour la vibration rapide de tubes 10 destinés à contenir des échantillons biologiques et des micro-billes de verre ou de céramique, les tubes 10 étant portés par un plateau 12 muni d'un couvercle 14 et monté fixernent à l'extrémité supérieure d'un arbre 16 qui s'étend axialement par rapport au plateau 12 et au couvercle 14. L'arbre 16 est entraîné par un moteur électrique 18 situé sous le plateau 14 et porté par un châssis fixe 20. L'extrémité inférieure de l'arbre 16 est reliée à l'arbre de sortie 22 du moteur 18 par un excentrique 26 comprenant un roulement 24 monté au bout de l'arbre 16 et logé dans une cavité cylindrique de l'excentrique lui-même monté et guidé dans une cavité cylindrique d'une platine 28 par l'intermédiaire d'un roulement 30. La platine 28 est montée dans une bague métallique 32 fixée au support fixe 20, par l'intermédiaire d'une bague en élastomère 34 qui est interposée entre la périphérie extérieure de la platine 28 et la bague métallique 32 et qui est immobilisée en translation axiale et en rotation sur la bague métallique 32 et sur la platine 28. Avantageusement, la bague 34 en élastomère est coulée et vulcanisée in situ ou bien est collée sur la platine 28 et sur la bague métallique 32. de plus, comme représenté, une nervure annulaire peut être formée en saillie sur la surface interne de la bague métallique 32 et engagée dans une rainure correspondante de la bague en élastomère 34 qui comprend elle-même sur sa surface interne une partie annulaire en saillie engagée dans une rainure correspondante de la périphérie extérieure de la platine 28, pour accroître la résistance à l'arrachement axial. Le logement cylindrique de montage du roulement 24 dans le disque 26 est excentré et orienté en oblique par rapport à l'axe de l'arbre 22 de sortie du moteur 18, et les axes des arbres 16 et 22 se coupent en un point 36 qui constitue un centre de rotation du plateau 12 et de l'arbre 16. Les moyens de centrage et de guidage de l'arbre 16 sont situés au niveau de ce centre de rotation 36 et comprennent un palier à rotule et à billes, dont la rotule 42 est solidaire de l'arbre 16 et coopère avec deux couronnes de billes 44 portées par des cages cylindriques et montées entre la rotule 42 et deux bagues cylindriques externes axialement superposées, qui constituent également les bagues internes de deux roulements à billes 46 axialement superposés et séparés d'une distance faible. Les deux roulements à billes 46 sont montés dans une bague métallique externe 48 elle-même montée dans un manchon cylindrique supérieur 50 porté par une pièce fixe 52 dont l'extrémité cylindrique inférieure 56 est fixée dans une couronne métallique 58 qui est semblable à la bague métallique 32 précitée et qui est axialement alignée avec celle-ci. Des bagues en élastomère 60 et 62 sont interposées respectivement entre la bague métallique 48 portant les roulements 46 et le manchon 50 et entre l'extrémité inférieure 56 de la pièce 52 et la couronne 58. Ces bagues en élastomère 60 et 62 sont coulées et vulcanisées in situ ou collées et de plus retenues axialement par emboîtement sur des nervures des pièces extérieures et dans des rainures des pièces intérieures avec lesquelles elles coopèrent, comme déjà décrit pour la bague en élastomère 38 de montage de la platine 32. Ces trois bagues en élastomère 38, 60 et 62 ont pour fonction essentielle d'interdire la transmission des bruits et des vibrations de fréquence élevée entre les moyens de guidage et d'entraînement du plateau 12, d'une part, et le châssis fixe 20, d'autre part. Pour bien assurer cette absorption de bruits et de vibrations, ces bagues sont en élastomère ayant une dureté Shore A comprise entre 55 et 85 environ, et de préférence voisine de 70. La couronne 58 est portée (figure 1) par deux poutres parallèles 64 reliées à leurs extrémités au châssis 20 par des moyens de suspension élastique 66 qui sont ici du type à câbles et qui pourraient en variante comprendre des cales ou des blocs d'élastomère. Ces moyens 66 de suspension élastique ont pour fonction de filtrer les vibrations basse fréquence et moyenne fréquence qui sont générées au démarrage et à l'arrêt du moteur 18, lorsque sa vitesse de rotation passe de 0 à 7000 tours/minute environ, et inversement. Grâce à cet ensemble de moyens, le niveau sonore de l'appareil en fonctionnement est réduit d'au moins 5 à 10 dB, de sorte que l'appareil en fonctionnement ne constitue plus une gêne pour son environnement immédiat. Le montage des bagues insonorisantes 38, 60 et 62 et des moyens de suspension 66 n'affecte pas les performances de l'appareil qui peut fonctionner avec des vitesses de rotation élevées comprises entre 6000 et 8000 tours/minute et dont les moyens de centrage et de guidage ont une très longue durée de vie. É-6-REVENDICATIONS 1. Appareil pour la vibration rapide de tubes à échantillons, comprenant un plateau (12) de support des tubes (10), fixé à une extrémité d'un arbre (16) monté dans des moyens (42, 44, 46) de centrage et de guidage portés par un châssis fixe (20) et relié à son autre extrémité par un excentrique (28) à des moyens (18, 26) d'entraînement, caractérisé en ce que des moyens (38, 60, 62) d'absorption du bruit et des vibrations sont montés entre le châssis fixe (20) et les moyens de guidage et d'entraînement de l'arbre (16) du plateau (12). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'absorption du bruit et des vibrations comprennent des bagues en élastomère (34, 60, 62). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les 15 bagues (34, 60, 62) sont en élastomère ayant une dureté Shore A comprise entre 55 et 85. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bagues (34, 60, 62) sont en élastomère ayant une dureté Shore A voisine de 70. 5. Appareil selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'excentrique (24, 26) reliant ladite autre extrémité de l'arbre (16) du plateau à un arbre moteur (22) est guidé en rotation dans un roulement (30) monté dans une platine (28) qui est elle-même montée par l'intermédiaire d'une bague précitée (34) en élastomère sur le châssis fixe (20). 6. Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage de l'arbre (16) du plateau comprennent des paliers à rotule et à billes (42, 44, 46)., montés à l'intérieur d'une bague métallique (48) elle-même fixée dans un manchon cylindrique (50) par une bague précitée (60) en élastomère. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une bague (62) en élastomère est montée entre une pièce fixe (52) portant le manchon (50) et une couronne (58) reliée au châssis fixe (20). 8. Appareil selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les bagues précitées (38, 60, 62) en élastomère sont immobilisées en translation sur les pièces entre lesquelles elles sont montées. 9. Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les bagues en élastomère (38, 60, 62) sont coulées et vulcanisées in situ ou collées sur les pièces entre lesquelles elles sont montées. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'absorption du bruit et des vibrations comprennent également des moyens (66) de suspension élastique d'une partie supérieure de l'appareil, comprenant le plateau (12) de support des tubes et les moyens (42, 44, 46) de centrage et de guidage de l'arbre (16) du plateau, sur une partie inférieure de l'appareil, comprenant le châssis fixe (20) et les moyens (18, 22) d'entraînement de l'arbre (16) du plateau. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (66) de suspension élastique sont du type à cales ou blocs d'élastomère ou à câbles pour l'amortissement des basses et moyennes fréquences lors des phases d'arrêt et de démarrage du moteur (18) d'entraînement de l'arbre (16) du plateau (12).