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"Outil vibreur pour béton"
La présente invention est relative à certains perfec- tionnements utiles apportés aux outils vibreurs du genre de ceux décrits dans le brevet belge n 423.851 du30 sep- tembre 1937 ayant pour but d'écarter certains inconvénients qu'entraîne l'utilisation de tels outils.
L'outil vibreur, selon ledit brevet, consiste en principe en un pendule conique dont l'extrémité extérieure comporte un organe alourdi ayant la forme-d'un corps de révolution dont la surface intérieure ou extérieure (surface de révolution) est circulaire et peut être amenée en contact avec une surface circulaire correspondante appartenant à l'or gane vibreur, lequel également supporte lpendule par le moyen d'un coussinet disposé à l'extrémité intérieure de celui-ci de telle sorte que le pendule,, en tournant autour
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de son axe, décrira un mouvement planétaire par rapport à l'organe vibreur tandis qu'il roulera sur ladite surface circulaire de celui-ci faisant ainsi vibrer l'outil à une fréquence élevée,
dont la valeur est fonction des diamètres des deux surfaces circulaires coopérantes et de la vites- se de résolution de l'arbre du pendule.
De tels vibreurs offrent des difficultés en ce qui con- cerne la disposition du coussinet sur l'organe de choc (le pendule) lorsque l'on veut obtenir des vibrations puissantes, par suite du fait que l'arbre du pendule qui relie le corps de révolution (ledit organe alourdi) au coussinet, lorsqu'il tourne, agira sur ce dernier avec une force centrifuge ayant une composante dirigée principalement radialement, laquelle - par exemple lorsque le coussinet est un coussinet à roule- ments à billes,- peut atteindre une intensité telle, que ledit coussinet est en danger de rupture.
Afin d'éviter un effort excessif sur le coussinet,l'or- gane de choc doit être alors construit de telle sorte que,dans la mesure du possible, toutes les forces radiales soient ab- sorbées par la surface sur laquelle roule l' organe alourdi.
Selon l'invention, ce résultat est obtenu en donnant au pen-
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dule une forme telle que, lac aoaents de la force oentr.4-.Pue- qui sent engeldrés sur chacun des côtés de la surface de roulement agissant comme point d'appui, lorsque le pendule tourne, s'élimineront ou se neutraliseront mutuellement en totalité ou en partie, suivant la fraction de la force radiale que l'on désire faire absorber par le coussinet.
Le pendule, avec son organe alourdi,, agira en d'autres termes comme un levier à deux bras ayant son point d'appui sur la surface sur laquelle roul e ledit organe alourdi,ce par quoi le moment résultant engendré par le pendule tandis qu'il accomplit son mouvement planétaire aura son point d'application voisin du point d'appui ou confondu avec lui,,
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c'est-à-dire avec la surface de roulement.
L'invention sera en tous cas bien comprise à l'aide de la description qui suit et du dessin annexée lequel est un schéma donné surtout à titre d'indication. .. Vans ce-dessin,, qui représente des modes de réalisation de 1' invention ap- pliqués à un vibreur à tige du genre décrit dans le brevet belge susmentionné,
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale axiale d'un vibreur à tige dans lequel l'organe alourdi agit par son intérieur sur la surface de roulement du carter;
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale axiale du carter et de certaines autres parties d'un vibreur semblable à celui représenté fig. 1, la principale différence consistant en ce que l'organe alourdi, dans le cas représenté fig. 2, roule avec son extérieur au contact de la surface correspon- dante du carter;
Les fige 3 et 4 représ entent un dispositif spécial pour faciliter la mise en marche de vibreurs du genre en ques- tion, comme il sera décrit plus en détail ci-après.
Comme représenté sur la fig. 1, l'arbre du pendule com- porte à son extrémité extérieure un organe alourdi 3. dont la surface intérieure vient en contact avec, et roule air la surface de la partie 4 faisant saillie du carter 5., lorsque le pendule tourne autour de son axe et accomplit son mouvement planétaire ce qui amène le carter 5 à vibrer. L'autre ex- trémité du pendule est portée par le coussinet 2, lequel peut être à roulements à billes ou peut consister en un coussinet cylindrique et un joint universel susceptible de permettre la libre oscillation du pendule .
La surface de contact A de l'organe alourdi 3 et de la partie en saillie 4 est disposée en un point tel que les masses en rotation du pendule de chaque côté de ladite zone A se neutraliseront mutuellement au degré désiré . La répartition convenable
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de la masse est réalisée, par exemples! en faisant l'arbre du pendule creux et faisant comporter à l'organe alourdi ou poids 3 un prolongement annulaire 9 s'étendantsur l'autre côté de la zone A de contact et contre-balançant ainsi l'arbre 1.
La fig. 2 représente une disposition correspondante dans un vibreur, dont l'organe alourdi 3 roule par sa surfa- ce extérieure sur un bourrelet annulaire 4 faisant saillie à l'intérieur du carter 5, la zone de contact, comme dans le cas représenté fig. l, étant disposée en un point tel, et le poids 3 ayant une forme telle, que son moment centri- fuge neutralisera le moment centrifuge de l'arbre 1 au- degré voulu, ce par quoi la composante radiale de lforce centrifuge qui agit sur le coussinet 2 est réduite à des va- leurs normales de la fatigue qu' elle fait subir, Ce résultat est atteint an munissant le poids 3 d'une partie saillante 9 ayant à peu près la même masse qie celle de l'arbre 1.
Un autre inconvénient entraîné par l'usage de vibreurs de ce genre a été jusqu'à présent que le pendule doit être amené à amorcer son mouvement planétaire grâce à un choc d'une intensité telle,dans la direction de la surface de roulement, qu'il ne glisse pas sur cette surface, mais au contraire "morde" dessus, de sorte que le mouvement de rou- lement commencera . Une fois que celui-ci est commencé ,la force centrifuge sera assez intense pour maintenir le pen- dule en contact permanent avec la surface correspondante qui est sur le carter, de sorte que le mouvement planétaire voulu continuera et provoquera la vibration de l'outil, aussi longtemps que le pendule sera maintenu en rotation autour de son axe.
Lorsque l'on utilise de tels dispositifs vibreurs sous la forme de ce que l'on appelle "vibreurs à tige 11, pour
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immersion directe dans des masses plastiques, telles que du béton, pour les vibrer, il se présente l'inconvénient que le vibreur, doit être arraché de la masse chaque fois qu'il se produit un arrêt du travail, causé par exemple par une interruption accidentelle du circuit électrique alimentant le moteur qui maintient la rotation du pendule, et qu'il faut lui donner un choc,,par exemple un coup de pied, pour lui faire reprendre son action de vibrage lorsque le pendule est de nouveau mis en rotation.
Etant donné que le béton est généralement très épais lorsque le vibreur ne fonction- ne pas, et qu' il devient fluide seulement sous l'influence des vibrations, il est clair que l'arrachage de l'outil, pendant qu'il ne vibre pas, sera souvent une besogne tout à fait pénible.
Dans le cas d'outils plus lourds, par exemple de ceux appelés "vibreurs plans" . dans lesquels le carter est reu- placé par une surface plane agissant sur la surf ace du béton, aussi bien que dans le cas de % vibreurs fixés en permanence au dispositif qui doit être mis en vibration, par exemple un moule ou analogue, la mise en marche du vibreur a posé également certains problèmes par suite de la nécessité sus- mentionnée de donner au corps de révolution (le pendule) construit de façon parfaitement symétrique un choc dans la direction de la surface sur laquelle il doit rouler,afin d'amorcer le mouvement planétaire du pendule qui engendre les vibrations dans le dispositif.
Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, les inconvénients susdécrita sont éliminés très simplement. Il a été trouvé qu'une forme assywétrique du corps de révolution, qui provoque une augmentation correspon- dante de la force centrifuge, lors d'une rotation normale d'un pendule vibreur, de quelques pour cent, par exemple 2 pour cent, est tout à fait suffisante pour empêcher le
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glissement de l'organe tournant sur sa surface de roule- ment correspondante . Une ai petitdissymétrie du pendule n'a, d'autre part, aucun effet nuisible sur le travail du dispositif vibreur.
Par exemple, dans le cas de la force centrifuge usuelle d'environ 300 kilogrammes pour les vi- breurs à tige susmentionnés, cela ne représente que 6 kilogrammes en plus ou en moins, ce qui est insignifiant comme gêne dans le travail du vibreur. Selon l'invention, cette force qui agit dissymétriquement sur l'organe tournant cet produite en donnant à une certaine partie du pendule-, par exempl e à son arbre ou de préférence à l'extrémité ex- térieure de celui-ci, lequel arbre revêt la forme d'un corps de résolution,- ana certaine excentricité par rapport à l'axe du pendule.
La fig. 3 est une vue en coupe axiale, certaines par- ties intactes, d'un dispositif vibreur établi selon ce mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'organe tournant est disposé pour rouler sur la surface intérieure de l'orga- ne vibreur, et la fig. 4 est une vue analogue d'un autre mo- de de réalisation de l'invention dans lequel l'organe tour- nant vient en prise avec l'organe vibreur par le moyen d'une part ie faisant saillie sur ce dernier.
L'arbre'rigide 1 di pendule comporte à son extrémité extérieure un poids 3 présentant la forme d'un corps de ré- volution, lequel, comme le montre la fig. 3, roule sur la paroi interne du carter 5 et, comme le montre la fig. 4, a une surface intérieure qui vi ent en prise avec la surface circulaire 4 d'une partie se projetant au centre de la pa- roi intérieure dudit carter 5, le résultat définitif dans les deux cas étant que le pendule, tandis qu'il roule en contact avec l'organe vibreur, c'est-à-dire le carter 5. le fera vibrer. L'arbre 1 est ,à Son extrémité intérieure, disposé dans un coussinet 2 porté par l'organe 5 ou carter,
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de sorte que le pendule 1 et le carter ou organe 5 formeront un système de vibrage fermé. du point de vue mécanique.
Le pendule est mis en rotation par le moyen d'une transmission flexible 7 actionnée par un moteur électrique . Selon l'in- vention, le corps de révolution (le poids ajouté au pendule), comporte, en vue du résultat cherché, une petite saignée ou entaille analogue 6 , de telle secte que cela produira une t légère excentricité quan à l'arbre 1, lequel tourne symétri- quement dans son coussinet 2, Le pendule subit ainsi l'influ- ence d'une force centrifuge agissant excentriquement laquel- le, à la vitesse de révolution mise en jeu pendant le travail est suffisante pour amener le pendule tournant, lors de la mise en marche de l'outil, à %tre chassé d'une position de glissement stable. et à venir frapper la surface circulaire 4 en quelque autre point,
après quoi le mouvement de roule- ment planétaire s'établit aans glissement.
Au liey de faire comporter une saignée ou ana- logue 6, le corps 3 ou quelque autre partie du pendule peut, bien entendu, 'être établi de toute autre manière appropriée de façon à présenter l'excentricité voulue afin d'obtenir une distribution suffisamment inégale de la masse tournante autour de l'axe du pendule, par exemple en fixant excentri- quement une masse 8 au pendule, de sorte qu'elle tourera d'un bloc avec lui, comme représenté en pointillé sur le dessin.
Il est évident que l'excentricité peut êtrse calculée de tlle façon que le choc de mise en marche, selon l'invention, peut être produit à quelque autre vitesse de révolution du pendule qu'à la vitesse mise en jeu lors du travail,bien qu'il soit en général recommandable de régler l'excentricité de telle façon que l'on obtienne un choc suffisant,mais non inutilement intense, et ce à une vitesse correspondant à la
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vitesse normale de révolution de l'arbre du pendule et qui est de préférence légèrement inférieure à ladite vitesse mise en jeu lors du travail.
Si l'excentricité reçoit une valeur plus grand,que celle qui est approximativement néce ssair e pour le choc de mise en marche, une fréquence superposée à la fréquence de vibra- tion ou de vibrage normale et correspondant à ladite excen- tricité, commencera à devenir sensible. Ainsi qu'il l'a déjà été indiqué , une telle fréquence superposée doit être, dans le cas de vibreurs ordinaires, regardée comme un trouble qui doit être évité en maintenant l'excentricité dans des limites convenables, de sorte que l'augmentation de la force centrifuge provoquée par la dissymétrie sera, à la vitesse normale de révolution du pendule, linit ée à quelques pour cent de la force centrifuge normale.
Dans ce tains cas, cependant, ilpeut être souhaitable , lorsqu'on vibre des mas- ses contenant des particules ayant des dimensions variées, de faire usage d'un outil vi br eur qui oscille simultanément à plusieurs fréquences. Un tel outil est établi, selon l'invention, en donnant à la dissymétrie du pendul e une va- leur telle que la fréquence additionnelle (c'est-à-dire su- per posée) atteigne une grandeur suffisante.
Dans ce/cas le dispos itif vibreur produira des vibrations dont la courbe résultante est composée de la courbe de vibrations obtenue normalement par le mouvement planétaire du pendule, et des vibrations déformantes, provoquées par la dissymétrie, ces dernières vibrations ayant la même fr équenc e que la vi- tesse de révolution de l'arbre du pendule . En modifiant cet- te vitesse, il est ainsi possible de faire varier les fré- quences auxquelles travaille le dispositif vibreur.
L'invention ne se limite aucunement aux modes de réali- sation représentés sur le dessin, mais s'applique au oon-
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traira à tous les genres de vibreurs décrits dans le bre- vet belge susnommé ou aux genres analogues.