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" Machine à' pilonner Il
L'invention concerne une machine à pilonner, dans le genre de celle servant à enfoncer les pieux, les palplanches, les pavés, etc.. ou encore à pilonner du béton, du sable, ou d'au- tres matériaux, ou à cancasser certains matériaux, ou enfin à fai.e des briquettes avec du charbon ou d'autres matériaux.
@es machines connues utilisent soit des marteaux,, soit des masse; tombantes, mais leur travail est lent. On connaît égale- ment @es dispositifs de battage oscillants dont on peut facile- ment régler la consommation d'énergie et le rendement , sur- tout lorsqu'ils sont à résonance mais qui, dès que les forces de choc deviennent importantes, se mettent eux-mêmes à sauter et provoquent alors des dégats.
L'invention consiste essentiellement à combiner dans les machines à résonance deux masses par le moyen d'organes accu- mulateurs d'énergie'tels que : ressorts, corps en caoutchouc, matelas d'air, etc.. et à les mettre en mouvement oscillatoire par un dispositif moteur fixé le plus près possible du point mort de l'ensemble du système; cela peut être réalisé d'une façon convenable par un accouplement lâche avec le dispositif
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moteur. Cela procure l'avantage que l'obtention facile d'une oscillation en sens contraire des deux masses, chest-à-dire d'un décalage de phase de 180 , laisse sensiblement au repos le centre de gravité de toute la machine, même lorsque la for- ce des chocs devient sensiblement supérieure au poids de cet- te dernière.
Les liaisons de la machine ne fatiguent que facilement et l'on peut réaliser, pour tous les cas, des machines légères ntexigeant que peu de force motrice et donnant des rendements particulièrement élevés.
Toute une série de particularités, qui seront ci-après décrites, contribuent à donner de l'intérêt à l'invention, spécialement un mode d'exécution destiné au concassage de matériaux durs, d'après lequel une des masses est creuse et reçoit le matériau, l'autre formant pilon ; un autre mode d'exécution pour la fabrication de briquettes d'après le- quel une des masses sert de moule et l'autre de contre-moule, tandis que l'ensemble du dispositif affecte la forme générale d'une presse filer.
Les dessins représentent schématiquement une série de mo- des d'exécution de l'invention, donnés à titre d'exemple.
La fig. 1-est une élévation de la partie essentielle d'une machine à pilonner dont le moteur fait partie intégrante.
La fig. 2 représente une machine analogue, suspendue à une grue.
La fig. 3 représente une variante, comportant un ressort dans le crochet de suspension de la grue.
Les fige 4 et 5 sont des élévations latérale et de bout d'une machine à pilonner les chaussées, munie de ressorts de guidage et de butées élastiques.
Les figs. 6 et 7 sont des vues correspondantes d'une machine établie pour des fréquences particulièrement élevées.
Les tige. 8 et 9 représentent, en élévation latérale et
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en vue de bout, des masses réunies entre elles par des ressorts de guidage.
Les figs. 9 et 10 sont une vue en bout et une coupe longi- tudinale d'un mode d'exécution destiné au concassage des maté- riaux lourds.
La fig. 12 est une élévation latérale aveo coupe partielle d'un mode d'exécution destiné à fabriquer des briquettes.
Suivant la fig. l, on relie une masse-pilon 1 avec une contre-masse 2, sensiblement plus lourde, par le moyen de res- sorts 3. Lorsque l'on excite, par la compression périodique des ressorts, un tel système flottant librement dans l'espace, les deux masses se mettent à osciller en sens contraire,par conséquent avec un décalage de phases de 1800 l'une .par rapport à l'autre, leurs amplitudes étant inversement proportionnelles à leurs poids. Il s'ensuit qu'il se forme dans les ressorts 3 un noeud, c'est-à-dire un point immobile dans l'espace dont les distances aux masses 1 et 2 sont inversement proportionnelles à leurs poids.
A la hauteur de ce point immobile, on a fixé une plaque 4 qui se trouve par suite aussi à l'état de repos.Cette plaque peut servir de support, par exemple pour un moteur 5 ou tout autre organe de commande capable d'actionner un excentri- que 6 qui a pour mission, par le moyen d'un ressert 7 servant d'accouplement lâche, de mettre en vibration l'une des masses 1. Que les ressorts 3 soient interrompus par la plaque 4,ou qu'ils la traversent, cela n'a aucune importance. Le système de masses ainsi constitué peut être utilisé par sa plus petite masse 1 comme pilon pour les travaux de pilonnage les plus divers.
La fig. 2 représente une machine à pilonner constituée d'une manière analogue à l'aide des masses 1 et 2, des ressorts 3, de la plaque-support 4 , du moteur 5 et d'un accouplement 6-7, qui se trouve suspendue par des ressorts doux 8 au crochet 9 d'une grue 10 qui permet de l'amener à volonté au-dessus de
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l'emplacement où doit s'effootuar le p1.1onnuge. Duria cet exem- @
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Plot les ressorts de suspension 8 sont fixés sur la masse su- périeure 2 et ils vibrent par suite avec elle. Le moteur 5 est suspendu de même par des ressorts 11 à la plaque-support 4, afin d'être bien protégé contre les vibrations qui peuvent résulter de l'inégalité entre la force des coups de pilon.
Ce moteur ommande l'excentrique 6 par exemple au moyen d'une .transmission par courroie 12. Des ressorts de guidage 13 ser- vent à guider exactement la masse 2 par rapport à la plaque 4.
La fig. 3 représente un dispositif en tous points sembla- ble à celui de la fig. 2, sauf que les ressorts de suspension 8 sont solidaires de la plaque 4 de sorte qu'ils ne vibrent presque pas et ne peuvent donc transmettre de vibrations à la grue 10. En outre, on a intercalé, dans cet exemple , un ressort 14 susceptible de compléter ou de remplacer'les ressorts 8 aussi bien dans le cas de la fig. 2 que dans celui-xi de la fig. 3.
Les fig. 4 et 5 représentent un oscillateur du genre qui vient d'être décrit, appliqué à une machine à pilonner les chaussées. A cet effet, un châssis mobile 16, muni de roues 15, contient une contre-masse 2, convenablement guidée par des ressorts 13, et une masse-pilon 1, ces deux masses étant réu- nies par les ressorts 3. Ce système est suspendu par les res- sorts 8 dans le châssis 16; les oscillations sont engendrées par une commande à excentrique 6 et par un ressort d'accouple- ment 7 qui, dans ce 6as particulier, attaque la contre-masse 2 ; mais il va de soi que ce mode d'attaque ou d'accouplement est absolument sans importance quant à l'essence de l'inven- tion.
Afin de rendre les oscillations anti-harmoniques ou pseudo- harmoniques, c'est-à-dire afin d'obtenir que les masses oscil- lantes ne dépassent pas une amplitude prédéterminée, on a prévu des dispositifs élastiques additionnels sous la forme de corps plus ou moins hémisphériques, en caoutchouc ou autre matière équivalente, qui limitent la course des plaques 18 et par sui-
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te celle de la masse-pilon 1 qui est reliée aux plaques 18 par des tirants 19.
Les limitations de la course par ces butoirs élastiques se font de telle façon que l'ensemble de l'énergie
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6lu&.LluLUc' auyinvntv vers la fin da la oouron d'uno f(1Qon beau- coup plus rapide que linéairement, ce qui provoque l'effet pseudo-harmonique recherché destiné à protéger la machine contre, des dégats, particulièrement lorsqu'elle marche à vide et à augmenter en même temps la précision du pilonnage; ce dernier résultat est particulièrement désirable lorsque le bé- ton fraîchement répandu doit être pilonné entre des cornières destinées à le maintenir .
Dans le même but, on a disposé enco- re d'autres butoirs 20 en caoutchouc, ou matière similaire,qui reposent sur des consoles 21 du châssis- 16, sur lesquels por- tent des plateaux 22 reliés à la masse-pilon 1 par des tirants 23; ces butoirs limitent exactement et avecune certaine élas- ticité, le maximum de la oourse vers le bas.
Les fig. 6 et 7 représentent un mécanisme pilonneur ou à soco@sses présentant des courses particulièrement petites avec de très hautes fréquences . Les masses 1 et 2 sont toujours suspendues par les ressorts 8 à un bâti approprié quelconque, dans. lequel elles sont guidées par les ressorts de guidage 13.
Etant données les courses extrêmement petites que l'on veut réaliser, on n'utilise comme ressorts d'oscillation , que des corps 17, plus ou moins hémisphériques, en caoutchouc ou autre matière équivalente . A cet effet, ces corps sont disposés l'un en face de l'autre au contact immédiat d'une plaque élastique 18, reliée à la masse 1 par les tirants 19. Les corps élasti- ques 17 agissent oomme des ressorts à faible course, présentant une courbe d'élasticité ayant une courbure qui s'élève extra- ordiuairement vite et qui est par suite fortement pseudo-harmo- nique . Suivant la forme donnée aux corps 17, dont la section peut être une parabole plus ou moins pointue ou encore un arc de cercle, on réalise, à volonté, pour la suspension élastique
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les caractéristiques les plus diverses.
La commande et l'ac- couplement se font encore par un excentrique 6 et par une bague 26, en caoutchouc ou autre matière similaire, qui est intercalée entre le tourillon attaqué 24 et le collier 25 de l'excentrique. Le moteur se trouve dans ce mode d'exécution porté par la contre-masse 2. La bague élastique. 26 agit comme ressort d'accouplement mais elle travaille aussi à la tor- sion sous l'action de l'étrier 25.
Les fig. 8 et 9 représentent deux masses 1 et 2 guidées l'une par rapport à l'autre au moyen de ressorts de guidage 27-28, ces masses étant, par ailleurs, guidées par rapport à leur bâti-support au moyen d'autres ressorts 1@ disposés per- pendiculairement aux premiers. De ce fait, les mouvements de l'ensemble du système sont parfaitement déterminés,car il
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eat S"td6 ouivant duutt axez, alorm que le mouvement d'oscilla- tion est parallèle au troisième . Tant que les amplitudes sont faibles, tous les ressorts de guidage peuvent être fixés par chaque extrémité mais, lorsque les amplitudes sont plus grandes, il convient de laisser du jeu à une de leurs extré- mités afin de permettre leur raccourcissement lorsqu'ils se cintrent.
Dans le mode d'exécution représenté aux fig. 10 et 11, on a disposé une série de masses-pilon 1, reliées entre elles paroles ressorts de guidage 27 dans l'intérieur de la contre- masse'Sa qui, à cet effet, est creuse et peut recevoir un ma- tériau à concasser. Les masses sont reliées transversalement par les ressorts de guidage 28 et par les ressorts d'oscilla- tion 3 et elles sont actionnées par un mécanisme de commande et d'accouplement 6-7. La masse creuse 2a repose sur des res- sorts de guidage inclinés 29 qui lui impriment une oscillation oblique, de sorte que le matériau chargé par la trémie 30 se déplace au cours du concassage le long de la masse creuse 2a et s'en échappe concassé à l'autre bout.
En disposant les ressorts 29 plus à plat, on ralentit
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le mouvement d'avancement du matériau tandis qu'en les dispo- sant avec une plus grande pente on l'accélère, de sorte que ce mouvement est réglable à la demande du processus de conoas- sage*
On peut, naturellement, substituer aux masses-pilon multi- ples une seule masse de longueur voulue. On peut de même uti- liser des butoirs en caoutchouc pour obtenir des vibrations pseudo-harmoniques et, plus généralement, n'importe lequel des dispositifs précédemment décrits.
Enfin, l'accouplement, au lieu d'être élastique comme on l'a représenté, peut être un accouplement de masse, à résistan- ce ou à choc d'un système connu quelconque et il peut travail- ler soit comme accouplement cinétique, soit comme accouplement potentiel.
Pour des machines particulièrement importantes, on peut employer plusieurs accouplements synchrones.
La fige 12 représente une masse 1b et une contre-masse 2b oscillant horizontalement et ayant la forme d'un moule et d'un contre-moule d'une presse à briqueter; la masse 2b compor- te une trémie pour la réception de poudre de charbon, de bé- ten, d'argile, etc.. et elle présente, face à la masse 1b, une ouverture pour l'expulsion des produits pressés 32.
Les deux masses sont guidées dans ce mode d'exécution par un eoulis- seau 33, solidaire de la masse 1b, qui coulisse dans des pa@ iers 34 ménagés dans la masse-1 .Elles sont reliéos entre elles par les ressorts d'oscillation 3 et mises en vi- br tion par une commande à excentrique 6 et par un ressort d@ @occuplement 7. Des ressorts de guidage 13 et 13b portent le.3 masses dans le bâti sans entraver leur mouvement oscilla- toire. Le fonctionnement est le suivant :
à chaque période d'osoillatinn, ou suivant le cas après plusieurs de ces pério-
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doi, le matériau à comprimer énètr0 dana la trémie r., reçoit un ou plusieurs chocs qui le compriment, après quoi il est expulsé.
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La condition pour préserver la fondation de la machine contre tous efforts est la suivante : la somme des forces qui s'exercent lors d'une flexion des ressorts 13b de la masse 1b doit être égale à la somme de celles qu'exercent en sens opposé les ressorts 13 de la masse 2b.On suppose, bien en- tendu, que les mécanismes de commande et d'accouplement 6-7 sont eux-mêmes parfaitement équilibrés par des moyens connus.
Dans ce cas également, on peut employer des ressorts anti- harmoniques , en particulier des butoirs en caoutchouc,ainsi que tous autres dispositifs de détail précédemment décrits.