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La présente invention concerne une machine oscillante, notamment un transporteur ou un crible oscillant, comportant des organes oscillants groupes par paires, pour former un mécanisme oscillant à deux masses, qui peuvent être des goulottes de trans port ou de criblage, reliées entre elles par des ressorts de rappela et prenant appui sur un socle par des bielles articulées au centre d'oscillation du système oscillant.
Le but de l'inven- tion est une augmentation du rendement, c'est-à-dire une augmen- tation du débit des transporteurs et des cribles, correspondant à une augmentation proportionnellement plus faible de la force
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motrice nécessaire à l'entraînement, ou à une consommation de force motrice inchangée ou même réduite*
L'agencement connu des machines oscillantes à deux masses présente l'avantage que la force motrice nécessaire à l'entraîne- ment des masses oscillant en résonance est faible et que le socle de fondation n'est soumis à aucune contrainte.
L'augmentation du rendement des machines oscillantes est théoriquement possible par une augmentation de l'amplitude des oscillations, ou de la fréquence des oscillations* ou des deux à la fois* Or, cette augmentation est pratiquement limitée par le comportement mécanique d'un ressort de rappel en acier. Pour ob- tenir un mécanisme oscillant à deux masses entrant facilement en résonances, on utilise généralement des ressorts à lame,, plus rarement des ressorts à boudin. Or, pour augmenter le rendement, il faudrait augmenter considérablement le nombre des ressorts, ce qui n'est pas possible pour des raisons de construction et de prix de revient.
On sait que le comportement d'un ressort de torsion. au point de vue de la résistance mécanique, est à plusieurs égards très différent de celui d'un ressort à lame* Les avantages de la solution du présent problème sont fondés sur cette différence.
Toutefois, si l'on tentait de remplacer par des ressorts de tor- sion les ressorts de flexion ou de compression d'une machine oscillante, il se produirait avec l'agencement usuel comportant, pour,des raisons de construction, des organes; oscillants superposés, des couples complémentaires qui agiraient sur le système Les couples devraient être supportés' par le bâti de la machine, qui @ serait alors soumis à de fortes secousseso On perdrait ainsi un avantage important du mode de construction précité.
Selon l'invention, on obtient une augmentation du rendement d'une machine oscillante du type précité - abstraction faite d'autres avantages qui seront indiqués plus loin - tout en évitant les difficultés également précitées, en utilisant des ressorts
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de rappel comprenant au moins un organe de torsion et reliant les organes disposés cote à côte et oscillant en opposition, cha- que organe oscillant étant divise en, deux éléments superposés qui
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sont reliés entre eux d'une manière connue en soi par les..bieile.a.. tn préci'té:es;.¯1-e .façt- ,qu'JIs... ,o:aai1le..n-t.é.ga!e.ment L.a.n flens contraires..
Dans une machine de traYaiJ.:>tìmd c..On::}ti6' on utilise cependant en règle générale* un nombre', 'de-.; ressorts detorsion supérieur ,à un.
Dans un mode de réalisation préféré, l'axe du ressort de torsion, qui peut être une barre de torsion en acier pour ressort, croise l'axe des organes oscillants, de préférence à angle droit.
Pour obtenir un équilibrage parfait des masses, il convient alors que le ressort de torsion coupe perpendiculairement l'axe de sy- @ trie commun à tous les éléments des organes oscillants. Il est toutefois également possible d'orienter le ressort de torsion obliquement. de la manière décrite en détail plus loin* Dans un agencement particulièrement intéressant de la machine de travail selon l'invention, le ressort de torsion de forme allongée attaque des organes porteurs remplissant la fonction de bielles reliant chacune deux moitiés des organes oscillants, et ces organes porteurs sont également utilisés pour faire reposer chaque organe oscillant à deux éléments sur le bâti de la machine.
Dans ce cas, les orga- nes porteurs peuvent être des tubes associés respectivement à un organe oscillant, ces organes; porteurs à axe conmun sont disposés côte à côte, et chacun d'eux est commun à une paire d'organes oscillant en opposition. Le, ressort de torsion relie alors entre eux les deux organes porteurs tubulaires. Une particularité im- portante d'un mode de réalisation préféré de cette machine est que le mouvement d'oscillation est produit dans le plan de symé- trie de la machine, et précisément encore sur la paire précitée des organes porteurs tubulaires, qui sont ainsi animés d'un mouve- ment d'oscillation en opposition.
On peut, selon une autre particularité de l'invention,
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réduire les dimensions du ressort de torsion assurant le rappel des organes oscillants en utilisant des éléments de torsion en caoutchouc pour réaliser les têtes des paliers desbielles reliant chaque paire d'éléments des organes oscillants et éventuellement aussi pour réaliser les organes portant le mécanisme oscillant et reposant sur le socle de fondation. Cas éléments sont alors dé- formés en torsion par les oscillations, et leurs réactions élasti- ques de rappel assitent le ressort de torsion. Ce mode de réali- sation offre, du reste, le grand avantage pratique de supprimer les paliers à surfaces de glissement, il permet donc d'obtenir une machine n'exigeant pratiquement aucun entretien..
Dans ce qui précède, les indications concernant un élément ou ressort de torsion sont, bien entendu, valables- pour la plupart des mécanismes comprenant plusieurs de ces ressorts de torsion.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un trans- porteur ou d'un crible oscillant selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique partielle en plan des organes oscillants.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale similaire à. celle de la fig. d'un autre mode de réalisation de la machine certains éléments non indispensables à la compréhension de l'in- vention étant supprimés.
La fig. 5 est une vue partielle en élévation latérale d'un détail, à savoir de l'une des moitiés d'un organe oscillant, et d'une bielle reliant cette moitié à la moitié correspondante placée au-dessous et à un ressort de torsion. On voit.également
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comment la bielle sert à faire reposer les organes oscillants sur le socle.
Les fig. 6 à 8 montrent certains détails du mécanisme d'en- traînement: La fig. 6 et la fig. 7 sont des vues en coupe sui- vant les lignes VI-VI de la fig. 7 et VII-VII de la Fig. 6, tan- dis que la fig. 8 est une vue en plan correspondant à la fig. 7.
Les fig. 9 à 11 montrent une variante de la machine selon l'invention: La fig. 9 est,une vue en élévation avec coupe Par- tielle suivant la ligne IX-IX de la fig. 10 ; la fig. 10 est une vue en plan, tandis que la fig. 11 est une vue en bout.
Les fig. 12 et 13 représentent des variantes de réalisa- tion des ressorts de torsion.
Toutes les figures du dessin sont schématiques et non à l'échelle.
Sur les fig. 1 et Z -du dessin, 1 désigne le socle sur lequel reposent les supports 2 portant les organes oscillants.
Ces organes oscillants sont divisés en deux moitiés supérieure et inférieure et chaque moitié comporte deux longerons 5. A ces longerons peuvent être fixées des goulottes de transport ou de criblage. La forme de la section transversale de ces goulottes est sans importance. La fig. 2 les montre simplement en poin- tillés. Les goulottes de la moitié gauche de l'organe oscillant sont indiquées en 3, 3', tandis que celles de la moitié droite sont indiquées en 4, 4'. Les longerons 5 sont simplement repré- sentés sous la forme de profilés. Pratiquement, on peut cepen- dant leur donner une section d'une autre forme. L'ensemble comprend donc quatre moitiés d'organe oscillant, superposées par paires formant chacune un organe oscillant, et reposant pas les bielles 6 sur les supports 2.
Les bielles sont articulées par des coussinets 7 et des tourillons 7' aux longerons 5, et repow sent par d'autres coussinets 8 sur les pivots 8' des supports 2.
Les supports prévus au milieu de la machine ne sont pas représen- tés. 9 désigne des entretoises transversales de raidissement,
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çui forcent avec les longerons 5 correspondant les cadres couvant servir à la fixation des goulottes de transport ou de criblage 3, 3', 4, 4'.
Dans l'@xemple représenté, les ressorts de torsion sont des barres de torsion 10 et 10'. On voit sur la fige 2 qu'un res- sort de torsion de ce genre s'étend du côté gauche de la paire gauche d'éléments oscillants, jusqu'au côté gauche de la paire droite d'éléments oscillants. Les barres de torsion sont encas- trées par leurs extrémités dans des têtes de maintien 11 fixées à d'autres bielles 12,12', qui sont articulées par des touril- Ions 13 aux longerons 5.
La deuxième barre de torsion 10'est disposée d'une manière analogue, et s'étend du côté droit de la première paire d'éléments oscillants jusqu'au côté droit de la deuxième paire d'éléments oscillants. Les bielles correspondan- tes sont indiquées en 14 et 14'. Pour plus de clarté, la fig. 3 ne montre pas les bielles 6, ni la liaison des bielles 12 avec les longerons 5. Cette fig. n'est en effet qu'une vue sché- matique .
En supposant que les masses mobiles de en? paire d'élé- ments oscillants sont égales et sont réparties symétriquement par rapport aux pivots porteurs 8, on voit facilement que l'axe des barres de torsion 10, 10' doit être placé dans un plan horizontal passant pas les pivots 8. Pour débarrasser autant que possible l'ensemble de couples non équilibrés, il est néces- saire que la distance horizontale a. (fig. 3) entre les deux barres de torsion 10, 10' soit aussi réduite que possible.
En principe,, il serait possible de prolonger la barre 10 (fig. 3) jusqu'aux longerons 5 à l'extrême droite et de réduire la lon- gueur de la barre 10' à la distance séparant les longerons in- térieurs, mais il en résulterait des difficultés de construction parce que les deux barres de torsion doivent généralement présen- ter les mêmes caractéristiques d'élasticité, ce qu'on ne peut
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réaliser sans difficultés avec des éléments de longueurs diffé- rentes. De-plus, pour des raisons de fabrication, il est souhai table également d'utiliser des barres de torsion de mêmes dimen.. sions.
L'entraînement de ce mécanisme transporteur oscillant peut avoir lieu d'une manière connue quelconque. On pousse les deux longerons supérieurs gauches 5 (figs. 1 et 2),par exemple dans le sens de la flèche A, et les deux longerons inférieurs5du même organe oscillant simultanément, et avec la même force, dans le sens de la flèche B (fig. 1).. On exerce une poussée de même force, mais de sens opposé, sur l'autre organe oscillant. Il en résulte (fig. 2) que la goulotte supérieure gauche 3 et la goulotte inférieure 4' droite oscillent dans un sens, tandis que la goulotte inférieure gauche 3' et la goulotte supérieure droite 4 oscillent dans le sens opposé. Une machine de ce genre utilise intégralement les avantages du ressort de torsion, et possède également un bon équilibrage des masses et des couples.
Dans le mode de réalisation que montre la fig. 4, l'agence- ment des articulations est choisi de façon que l'équilibrage des masses et des couples soit total. Les articulations à sur- faces de glissement son remplacées par des articulations à blocs de caoutchouc. On retrouve sur la fig. 4 les longerons 20 des quatre cadres oscillants précédemment décrits, auxquels sont fixées les goulottes de transport ou de criblage (non représen- tées). Ces cadres reposent sur le socle 19 par l'intermédiaire de bielles 24, qui transmettent également les mouvements d'oscille' tion aux ressorts de torsion 28, qui peuvent également être des barres de torsion.
A cet effet, chaque longeron 20 porte des tourillons 21 convenablement distribués sur la longueur, et agissant par des bagues en caoutchouc 23 et des bielles '24 sur les tubes transversaux 25. Les bielles 24 sont assemblées aux; tubes transversaux par soudure. Chaque tube transversal 25, 25' repose par des bagues encaoutchouc 26 dans des supports 27
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qui meuvent être fixés par des boulons sur le socle 19.
Le me- canisse décrit jusqu'ici peut donc permettre des mouvements d'oscillation des longerons 20 autour de l'axe des tubes 25, 35', par rotation de ces tubes tant que l'amplitude de cette rotation ne dépasse pas les limites imposées par l'élasticité des bagues en caoutchouc 23 e@ 26. Cette élasticité doit être suffisante pour que les longerons 20 puissent exécuter les oscillations désirées, d'une amplitude relativement grande.
Les tubes 25, 25' sont également destinés à recevoir la barre de torsion 8, et à lui transmettre les mouvements d'oscil- talion du mécanisme. A cet effet, ainsi que le montre la fig. 4, la barre de torsion 28 est encastrée par ses têtes 28" dans des plateaux. 29, solidaires des tubes 5 grâce à des boulons 30 tra- versant des brides 31 de ces tubes. Il en résulte que les deux cadres superposés 20 de l'organe oscillant de gauche sont accou- plés aux deux cadres superposés de l'organe oscillant de droite, qui est identique. L'entraînement du mécanisme oscillant a lieu de la manière décrite en regard de la fige 2.
Par rapport au mé- canisme que montre la fig..2. il existe cependant une différence importante à savoir que les deux paires de cadres oscillants ne sont reliées entre elles que par une seule barre de torsions, et non pas par deux barres comas le montre la fig. 3. Il est cepen- dant évident que plusieurs barres de torsion ou plusieurs paires de ces barres doivent être distribuées sur la longueur de la ma- chine, si cette longueur l'exige*
Les bielles 24, 24' peuvent être toutes identiques, afin de simplifier la construction Les bielles 24', prévues sur le côté intérieur des deux paires de cadres oscillants, peuvent donc être identiques aux bielles 24 prévues sur le côté extérieur.
Etant donné que les bielles 24 attaquent des arbres tubulaires 25, il est également nécessaire d'accoupler aux plateaux 29 de la barre de torsion 8 d'autres éléments tubulaires 32 et 32' qu'attaquent les bielles 24', et qui s'étendent de préférence jusqu'à proximité
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du plan vertical de symétrie de la machine. Etant donné que ces tubes 32 et 32' exécutent des oscillations en opposition, il n'est pas possible de les réunir en une seule pièce. Les extré- mités intérieures des tubes 32, 32' sont encastrées à leur tour avec interposition de bagues 26 en caoutchouc dans un support 27 fixé au socle 19.
La machine décriteen regard de la fige 4 offre plusieurs avantages importants par rapport au mode, de réalisation que mon- trent les figs. 1 à 3. La suppression de l'intervalle a (fig. 3), donc la suppression d'un couple résiduel de masses non équilibrées$ est l'avantage le plus important car il permet un équilibrage parfait des masses, ce qui est capital si on tient compte du grand rendement désiré.
Dans le mode de réalisation que montre la fig. 4, les cou- ples d'entraînement sont introduits de préférence par les tubes 25, 25' ou 32, 32' qui reçoivent des impulsions angulaires simul- tanées et opposées. Une impulsion doit être appliquée au tube de gauche .25 ou 32, tandis que l'autre impulsion est appliquée au tube de droite 25' ou 32'. On obtient un mode d'introduction des impulsions particulièrement avantageux au point de vue de la construction en appliquant des impulsions angulaires opposées aux deux extrémités en regard l'une de J'autre des tubes 32, 32'.
Dans un mode de réalisation tel que le montre la fig. 4, il serait également possible d'exercer des poussées sur les longerons 20 de la manière décrite en regard de la fig. 1, ce qui est du reste connu en soi. Il est cependant plus avantageux d'utiliser les arbres tubulaires 25, 32 et 25', 32' pour provoquer le mouvement oscillant.
La machine de la fig. 4 s'étend en règle générale sur une grande longueur. Pour la distribution des poids, on prévoit donc plusieurs arbres tubulaires 25, mais il n'est pas nécessaire d'in- corporer des ressorts de torsion à tous ce.µ arbres. La machine peut donc comporter des arbres tubulaires, dont les dimensions
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sont les mêmes que celles des tubes contenant des ressorts de torsion, mais qui sont démunis de brides 31, c'est-à-dire que les éléments 25, 32 et 25', 32' forment un seul tube..
Les ex- trémités intérieures en regard l'une de l'autre des tubes 32, 32' sans barres de torsion sont représentées sur les fig. 6 à 8. On reconnaît égalementXXXXXXXXXX sur ces figures les bielles 24' et les supports qu'on peut même réunir en un support commun de la manière indiquée sur la fige 4. Les extrémités des tubes 32, 32' sont accouplées entre elles par des pièces intermédiaires 40, 41, entre lesquelles est intercalé un élément annulaire 42 en caoutchouc permettant aux tubes 32, 32' d'exécuter les oscil- lations opposées appliquées à l'ensemble. Sur la vue en élévation latérale de la fig. 7, on voit qu'un levier 43, 43' est fixé- sur l'extremité de chaque tube.
Ces leviers sont disposes symétrique- ment par rapport au plan médian X-X. On comprend facilement qu'on peut faire osciller l'ensemble en faisant osciller les leviers 43, 43' en opposition, ce qui est obtenu dans l'exemple représente par l'intermédiaire d'un mécanisme à double excentri- que que montrent les fige 7 et 8. Ce mécanisme comprend un vilebrequin 44 présentant deux manetons latéraux identiques. 45, décentrés dans le même sens et disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie x-x, ainsi qu'un maneton central 46 décentré dans le sens opposé.
Les manetons 45 entraînent des coussinets 47 qui agissent sur le levier 43' par une fourchette 48 et un organe d'accouplement élastique en caoutchouc 49, tandis que l'atrier central 50 agit sur le levier 43 par une bielle coudée 51 et un autre organe d'accouplement en caoutchouc 49'. Lorsque le vilebrequin 40 est entraîné par un mécanisme approprié (non représenté), les extrémités des tubes 32, 32* exécutent des mou- vements d'oscillation opposés, dont la fréquence dépend du nombre de tours/minute du vilebrequin, et dont l'amplitude dépend de @ l'excentricité des manetons 45, 46.
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Le mécanisme qui vient d'être décrit est représenté en combinaison avec des arbres tubulaires 32, 32' qui ne contien nent aucun ressort de torsion. Il est cependant évident que ce mécanisme peut être utilisé en combinaison avec les tubes 32, 32' de la fig. 4, car la présence du ressort de torsion ne s'oppose pas à cette utilisation.
Le mécanisme d'entraînement décrit en regard des fig. 6 à 8 se distingue des mécanismes d'entraînement connus pour machines oscillantes par la douceur avec laquelle s'effectue l'introduc- tion du mouvement, ce qui est obtenu non seulement par des propor- tions appropriées des leviers 43, 43', mais également par l'in- terposition d'organes amortisseurs en caoutchouc 49. Il en résul- te que les couples de démarrage, très importants dans les mécanis- mes d'entraînement usuels,, deviennent très faibles, car le mouve- ment d'entraînement est tout d'abord absorbé en partie par les organes en caoutchouc 49 alors que les organes oscillants sont encore immobiles, et la machine démarre ensuite progressivement pour atteindre la pleine fréquence et la pleine amplitude.
Ceci offre l'avantage complémentaire que le mécanisme d'entraînement peut être équipé de moteurs électriques de type usuel, alors qu'il a été jusqu'ici le plus souvent nécessaire d'utiliser des moteurs spéciaux, dont le couple de démarrage doit être anormalement important.
On peut fixer le moteur d'entraînement sur le cadre du socle 19. Les leviers de transmission 43, 43' sont alors orientés vers le bas. On peut également monter le moteur au-dessus de la machine, ce qui donne le mode de construction représenté.
Pour la bonne compréhension de l'invention, il ne semble pas nécessaire de décrire en détail la constitution des organes amor- tisseurs 49, 49', et il suffit d'indiquer qu'il peut s'agir d'or- ganes de transmission comportant une tige de commande bl, un boîtier extérieur 52 et des organes en caoutchouc (non visibles) intercalés entre ces deux éléments.
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La fig. 4 montre également un dispositif indicateur sim- ple, signalant les ruptures de la barre de torsion 8. Le point d'intersection de l'axe de la barre de torsion et du plan de symétrie de la machine est le point fixe de la barre de torsion, à condition que les organes oscillants soient symétriques, il s'agit donc d'une zone sans oscillation et immobile pendant le fonctionnement de la machine.
Si on fixe sur cette partie de la barre de torsion un collier 54, portant une aiguille 55 pro- longée vers l'extérieur à travers une fenêtre de la coquille su- périeure 57 du support 27, la pointe de l'aiguille reste immo- bile pendant le fonctionnement de la machine tant que la barre de torsion est intacte, tandis que cette pointe d'aiguille exécute des oscillations de pleine amplitude en cas rupture de la barre.
Un avantage du logement des ressorts de torsion dans les arbres tubulaires 32, 32' (fig. 4)' est la possibilité de loger dans le support un élément chauffant électrique 58. En effet, il est nécessaire de tenir compte du fait que la caractéristique élastique d'une barre de torsion est fonction de la température.
Lorsque la température extérieure est très basse, par exemple lorsque la machine de travail est installée à l'air libre dans une contrée à climat froid, il peut en résulter une modification sensible du comportement élastique de la barre de torsion, et celle-ci risque même de se rompre* Il est possible d'éviter complètement ce danger grâce à l'élément chauffant précité, qui peut recevoir une forme appropriée quelconque, et dont la consom- mation d'énergie est très faible.
Les modes de réalisation que montrait les fig. 1 à 8 compor- tent des ressorts de torsion se présentant sous la forme de bar- res horizontales, mais il est également possible de disposer ces barres obliquement. Les fig. à 11 représentent un exemple de cet agencement. Il s'agit d'un transporteur oscillant à quatre
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couloirs oscillants constitués par des tubes 61 de section carrée (qui pourrait même être circulaire),.renforcés de place en place par des cadres 62. Ces cadres sont reliés entre eux par des bielles 63, par lesquelles les couloirs oscillants re- posent sur des supports 64 fixés-sur le socle.
La barre de torsion 60 est placée dans le plan de symétrie y-y et orientée parallèlement aux bielles 63. Les couloirs oscillants sont reliés à la barre de torsion par des bielles 65 articulées à celle-ci en 66. Le mécanisme d'entraînement n'est pas représenté, mais les mouvements oscillants sont tels qu'ils ont été décrits en regard des fig. 1 à 3. Les articula... tions 66 et 67, par lesquelles les bielles 60 relient les couloirs oscillants 61 à la barre de torsion 60, permettent à ces couloirs d'executer librement les mouvements d'oscillation, qui sont des mouvements de rotation dans des plans verticaux autour de l'axe central 68 des bielles 63 oscillant elles-mêmes autour des axes 69.
Dans ce cas encore, on utilise des articulations à bagues en caoutchouc pour remplacer les articulations a surfaces de glissement, de la manière décrite en regard des fig. 4 à 8.
Il semble donc inutile de décrire en détail cet agencement.
On voit que la barre 60 peut être fortement inclinée dans le plan y-y. En tous cas, elle ne doit pas être parallèle aux axes des organes oscillants.
Dans les exemples décrits jusqu'ici, on utilise en général des barres de torsion ayant la forme de pièces métalliques allon- gées dont la section est \Le plus souvent circulaire ou polygonale, mais dont la constitution est plus ou moins la même d'un bout à l'autre. Il convient cependant d'insister sur le fait que l'in- vention n'est nullement limitée a l'utilisation d'organes de tor- sion de ce genre.
La fig. 12 montre par exemple un ressort de torsion forme par- deux ressorts helicoidaux sollicités à la tor-
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sien, dont les extrémités sont encastrées dans des plateaux 72 faisant sorp avec des barres 73. Un comprend facilement qu'un ressort de torsion de ce genre puisse remplacer les barres de torsion et qu'il puisse constituer un organe de torsion par- faitement équivalent, à condition que la caractéristique d'élas- licite soit convenablement déterminée. On peut également rem- placer les ressorts hélicoïdaux par un bloc de caoutchouc.
Pour empêcher les deux barres de fléchir, on peut les engager l'une dans l'autre de la manière indiquée sur la fig. 13, une extré- mité de la barre 74 étant alors prolongée par une tige cylindri- que 75 engagée dans un alésage correspondant d'un prolongeant 76 do l'autre barre 74.
11 va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notaient par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.
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The present invention relates to an oscillating machine, in particular a conveyor or an oscillating screen, comprising oscillating members groups by pairs, to form an oscillating mechanism with two masses, which can be transport or screening chutes, connected to each other by means of spring loaded and supported on a base by connecting rods articulated at the center of oscillation of the oscillating system.
The object of the invention is an increase in efficiency, that is to say an increase in the throughput of the conveyors and screens, corresponding to a proportionally smaller increase in force.
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motor required for training, or for unchanged or even reduced driving force consumption *
The known arrangement of oscillating machines with two masses has the advantage that the driving force necessary for driving the resonant oscillating masses is small and that the foundation plinth is not subjected to any stress.
The increase in the efficiency of oscillating machines is theoretically possible by an increase in the amplitude of the oscillations, or in the frequency of the oscillations * or both at the same time * However, this increase is practically limited by the mechanical behavior of a spring steel booster. To obtain an oscillating mechanism with two masses which easily enter into resonances, leaf springs are generally used, more rarely coil springs. However, in order to increase the efficiency, it would be necessary to considerably increase the number of springs, which is not possible for reasons of construction and cost price.
We know the behavior of a torsion spring. from the point of view of mechanical strength, is in several respects very different from that of a leaf spring * The advantages of the solution of the present problem are based on this difference.
However, if an attempt was made to replace the flexion or compression springs of an oscillating machine with torsion springs, it would occur with the usual arrangement comprising, for construction reasons, members; oscillating superimposed, complementary torques which would act on the system The torques should be supported 'by the frame of the machine, which would then be subjected to strong shocks. A significant advantage of the aforementioned method of construction would thus be lost.
According to the invention, an increase in the efficiency of an oscillating machine of the aforementioned type is obtained - apart from other advantages which will be indicated later - while avoiding the difficulties also mentioned above, by using springs
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return comprising at least one torsion member and connecting the members arranged side by side and oscillating in opposition, each oscillating member being divided into two superimposed elements which
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are linked together in a manner known per se by the..bieile.a .. tn preci'té: es; .¯1-e .façt-, thatJIs ..., o: aai1le..nt. also Lan flens contrary ..
In a traYaiJ.:>tìmd c..On ::} ti6 'machine, however, as a rule * a number', 'of- .; upper torsion springs, one.
In a preferred embodiment, the axis of the torsion spring, which may be a steel torsion bar for spring, crosses the axis of the oscillating members, preferably at right angles.
To obtain a perfect balance of the masses, the torsion spring should then cut perpendicularly to the symmetry axis common to all the elements of the oscillating members. However, it is also possible to orient the torsion spring obliquely. in the manner described in detail below * In a particularly interesting arrangement of the working machine according to the invention, the torsion spring of elongated shape attacks the carrying members fulfilling the function of connecting rods each connecting two halves of the oscillating members, and these carrier members are also used to rest each two-piece oscillating member on the machine frame.
In this case, the carrier members can be tubes associated respectively with an oscillating member, these members; carriers with a common axis are arranged side by side, and each of them is common to a pair of organs oscillating in opposition. The torsion spring then connects the two tubular support members to one another. An important feature of a preferred embodiment of this machine is that the oscillation movement is produced in the plane of symmetry of the machine, and precisely again on the aforementioned pair of tubular supporting members, which are thus produced. animated by an oscillating movement in opposition.
It is possible, according to another feature of the invention,
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reduce the dimensions of the torsion spring ensuring the return of the oscillating members by using rubber torsion elements to produce the heads of the conical bearings connecting each pair of elements of the oscillating members and possibly also to produce the members carrying the oscillating and resting mechanism on the foundation plinth. These elements are then deformed in torsion by the oscillations, and their elastic return reactions assists the torsion spring. This embodiment offers, moreover, the great practical advantage of eliminating bearings with sliding surfaces, so it makes it possible to obtain a machine requiring practically no maintenance.
In the foregoing, the indications relating to a torsion element or spring are, of course, valid for most mechanisms comprising several of these torsion springs.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention. .
Figure 1 is a side elevational view of a conveyor or oscillating screen according to the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a partial schematic plan view of the oscillating members.
Fig. 4 is a cross-sectional view similar to. that of FIG. in another embodiment of the machine, certain elements not essential for understanding the invention being omitted.
Fig. 5 is a partial side elevational view of a detail, namely one of the halves of an oscillating member, and of a connecting rod connecting this half to the corresponding half placed below and to a torsion spring. We also see
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how the connecting rod is used to rest the oscillating members on the base.
Figs. 6 to 8 show some details of the drive mechanism: Fig. 6 and fig. 7 are sectional views taken along the lines VI-VI of FIG. 7 and VII-VII of FIG. 6, while fig. 8 is a plan view corresponding to FIG. 7.
Figs. 9 to 11 show a variant of the machine according to the invention: FIG. 9 is an elevational view with Partial section taken along line IX-IX of FIG. 10; fig. 10 is a plan view, while FIG. 11 is an end view.
Figs. 12 and 13 show alternative embodiments of the torsion springs.
All figures in the drawing are schematic and not to scale.
In fig. 1 and Z -of the drawing, 1 designates the base on which rest the supports 2 carrying the oscillating members.
These oscillating members are divided into two upper and lower halves and each half has two side members 5. Transport or screening chutes can be attached to these side members. The shape of the cross section of these chutes is irrelevant. Fig. 2 simply shows them in dotted lines. The chutes of the left half of the oscillating member are indicated at 3, 3 ', while those of the right half are indicated at 4, 4'. The side members 5 are simply represented in the form of profiles. In practice, however, we can give them a section of another shape. The assembly therefore comprises four oscillating member halves, superimposed in pairs each forming an oscillating member, and not resting the connecting rods 6 on the supports 2.
The connecting rods are articulated by bearings 7 and journals 7 'to the side members 5, and repow sent by other bearings 8 on the pivots 8' of the supports 2.
The supports provided in the middle of the machine are not shown. 9 designates transverse stiffening struts,
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çui force with the longitudinal members 5 corresponding to the brooding frames used for fixing the transport or screening chutes 3, 3 ', 4, 4'.
In the example shown, the torsion springs are torsion bars 10 and 10 '. It can be seen from Fig. 2 that such a torsion spring extends from the left side of the left pair of oscillating elements to the left side of the right pair of oscillating elements. The torsion bars are embedded at their ends in retaining heads 11 fixed to other connecting rods 12, 12 ', which are articulated by journals 13 to the side members 5.
The second torsion bar 10 ′ is arranged in a similar manner, and extends from the right side of the first pair of oscillating elements to the right side of the second pair of oscillating elements. The corresponding connecting rods are indicated at 14 and 14 '. For greater clarity, fig. 3 does not show the connecting rods 6, nor the connection of the connecting rods 12 with the side members 5. This fig. is indeed only a schematic view.
Assuming the moving masses of in? pair of oscillating elements are equal and are distributed symmetrically with respect to the bearing pivots 8, it is easily seen that the axis of the torsion bars 10, 10 'must be placed in a horizontal plane passing through the pivots 8. To clear as far as possible the set of unbalanced couples, it is necessary that the horizontal distance a. (fig. 3) between the two torsion bars 10, 10 'is as small as possible.
In principle, it would be possible to extend the bar 10 (fig. 3) to the side members 5 at the extreme right and reduce the length of the bar 10 'to the distance between the inner side members, but this would result in construction difficulties because the two torsion bars must generally have the same elasticity characteristics, which cannot be
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to realize without difficulty with elements of different lengths. In addition, for manufacturing reasons, it is also desirable to use torsion bars of the same dimensions.
The driving of this oscillating conveyor mechanism can take place in any known manner. Push the two upper left side members 5 (figs. 1 and 2), for example in the direction of arrow A, and the two lower side members 5 of the same oscillating member simultaneously, and with the same force, in the direction of arrow B ( fig. 1) .. We exert a thrust of the same force, but in the opposite direction, on the other oscillating member. As a result (Fig. 2) the upper left chute 3 and the lower right chute 4 'oscillate in one direction, while the lower left chute 3' and the upper right chute 4 oscillate in the opposite direction. A machine of this kind makes full use of the advantages of the torsion spring, and also has a good balance of masses and torques.
In the embodiment shown in FIG. 4, the arrangement of the joints is chosen so that the balancing of the masses and the torques is total. The joints with sliding surfaces are replaced by joints with rubber blocks. We find in fig. 4 the side members 20 of the four previously described oscillating frames, to which the transport or screening chutes (not shown) are attached. These frames rest on the base 19 by means of connecting rods 24, which also transmit the oscillating movements to the torsion springs 28, which can also be torsion bars.
For this purpose, each side member 20 carries journals 21 suitably distributed along the length, and acting by rubber rings 23 and connecting rods 24 on the transverse tubes 25. The connecting rods 24 are assembled to; transverse tubes by welding. Each transverse tube 25, 25 'rests by rubber rings 26 in supports 27
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which can be fixed by bolts on the base 19.
The mechanism described so far can therefore allow oscillating movements of the side members 20 around the axis of the tubes 25, 35 ', by rotation of these tubes as long as the amplitude of this rotation does not exceed the imposed limits. by the elasticity of the rubber rings 23 e @ 26. This elasticity must be sufficient so that the side members 20 can perform the desired oscillations, of a relatively large amplitude.
The tubes 25, 25 'are also intended to receive the torsion bar 8, and to transmit to it the oscillating movements of the mechanism. To this end, as shown in FIG. 4, the torsion bar 28 is embedded by its heads 28 "in plates. 29, integral with the tubes 5 by means of bolts 30 passing through the flanges 31 of these tubes. As a result, the two superposed frames 20 of the The left oscillating member are coupled to the two superimposed frames of the right oscillating member, which is identical The drive of the oscillating mechanism takes place in the manner described with regard to fig 2.
With respect to the mechanism shown in fig..2. there is however an important difference namely that the two pairs of oscillating frames are connected to each other only by a single torsion bar, and not by two coma bars as shown in fig. 3. However, it is obvious that several torsion bars or several pairs of these bars must be distributed over the length of the machine, if this length requires it *
The connecting rods 24, 24 'can all be identical, in order to simplify the construction. The connecting rods 24', provided on the inner side of the two pairs of oscillating frames, can therefore be identical to the connecting rods 24 provided on the outer side.
Since the connecting rods 24 attack the tubular shafts 25, it is also necessary to couple to the plates 29 of the torsion bar 8 other tubular elements 32 and 32 'which attack the connecting rods 24', and which extend preferably close to
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of the vertical plane of symmetry of the machine. Since these tubes 32 and 32 'perform oscillations in opposition, it is not possible to join them in one piece. The inner ends of the tubes 32, 32 'are in turn fitted with the interposition of rubber rings 26 in a support 27 fixed to the base 19.
The machine described with regard to fig 4 offers several important advantages over the embodiment shown in figs. 1 to 3. The elimination of the interval a (fig. 3), therefore the elimination of a residual torque of unbalanced masses $ is the most important advantage because it allows a perfect balancing of the masses, which is essential if we take into account the desired high yield.
In the embodiment shown in FIG. 4, the drive couples are preferably introduced through tubes 25, 25 'or 32, 32' which receive simultaneous and opposite angular pulses. One pulse should be applied to the left tube 25 'or 32', while the other pulse is applied to the right tube 25 'or 32'. A particularly advantageous method of introducing pulses is obtained from the point of view of construction by applying opposite angular pulses to the two opposite ends of the tubes 32, 32 '.
In one embodiment as shown in FIG. 4, it would also be possible to exert thrusts on the side members 20 in the manner described with reference to FIG. 1, which is moreover known per se. It is however more advantageous to use the tubular shafts 25, 32 and 25 ', 32' to cause the oscillating movement.
The machine of FIG. 4 generally extends over a great length. For the distribution of the weights, therefore, several tubular shafts 25 are provided, but it is not necessary to incorporate torsion springs in all these shafts. The machine can therefore include tubular shafts, the dimensions of which
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are the same as those of tubes containing torsion springs, but which do not have flanges 31, that is to say that the elements 25, 32 and 25 ', 32' form a single tube.
The opposite inner ends of the tubes 32, 32 'without torsion bars are shown in FIGS. 6 to 8. We also recognize XXXXXXXXXX in these figures the connecting rods 24 'and the supports which can even be joined together in a common support in the manner indicated on fig 4. The ends of the tubes 32, 32' are coupled together by intermediate pieces 40, 41, between which is interposed an annular element 42 of rubber allowing the tubes 32, 32 'to perform the opposing oscillations applied to the assembly. In the side elevational view of FIG. 7, it can be seen that a lever 43, 43 'is fixed on the end of each tube.
These levers are arranged symmetrically with respect to the X-X median plane. It is easy to understand that the assembly can be made to oscillate by making the levers 43, 43 'oscillate in opposition, which is obtained in the example represented by means of a double eccentric mechanism shown in the figs. 7 and 8. This mechanism comprises a crankshaft 44 having two identical lateral crankpins. 45, off-center in the same direction and arranged symmetrically with respect to the x-x plane of symmetry, as well as a central crank pin 46 off-center in the opposite direction.
The crankpins 45 drive the bearings 47 which act on the lever 43 'by a fork 48 and an elastic rubber coupling member 49, while the central bracket 50 acts on the lever 43 by a bent rod 51 and another member rubber coupling 49 '. When the crankshaft 40 is driven by a suitable mechanism (not shown), the ends of the tubes 32, 32 * perform opposite oscillating movements, the frequency of which depends on the number of revolutions per minute of the crankshaft, and of which the amplitude depends on @ the eccentricity of crank pins 45, 46.
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The mechanism which has just been described is shown in combination with tubular shafts 32, 32 'which do not contain any torsion spring. However, it is obvious that this mechanism can be used in combination with the tubes 32, 32 'of FIG. 4, because the presence of the torsion spring does not prevent this use.
The drive mechanism described with reference to FIGS. 6 to 8 differs from known drive mechanisms for oscillating machines by the smoothness with which the movement is introduced, which is achieved not only by appropriate proportions of the levers 43, 43 ', but also by the interposition of rubber damping members 49. As a result, the starting torques, which are very high in conventional drive mechanisms, become very low, because the movement of The drive is first partially absorbed by the rubber members 49 while the oscillating members are still stationary, and the machine then starts gradually to reach full frequency and full amplitude.
This offers the additional advantage that the drive mechanism can be equipped with electric motors of the usual type, whereas it has hitherto been most often necessary to use special motors, the starting torque of which must be abnormally. important.
The drive motor can be fixed to the frame of the base 19. The transmission levers 43, 43 'are then oriented downwards. The motor can also be mounted above the machine, which gives the construction method shown.
For a good understanding of the invention, it does not seem necessary to describe in detail the constitution of the shock absorbers 49, 49 ', and it suffices to indicate that they may be transmission members. comprising a control rod b1, an outer casing 52 and rubber members (not visible) interposed between these two elements.
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Fig. 4 also shows a simple indicating device, signaling the breaks of the torsion bar 8. The point of intersection of the axis of the torsion bar and the plane of symmetry of the machine is the fixed point of the bar. torsion, provided that the oscillating members are symmetrical, it is therefore a zone without oscillation and stationary during the operation of the machine.
If a collar 54 is attached to this part of the torsion bar, carrying a needle 55 extended outwardly through a window in the upper shell 57 of the support 27, the point of the needle remains immobilized. bile during machine operation as long as the torsion bar is intact, while this needle point performs full amplitude oscillations if the bar breaks.
An advantage of housing the torsion springs in the tubular shafts 32, 32 '(fig. 4)' is the possibility of accommodating an electric heating element 58 in the support. In fact, it is necessary to take into account that the characteristic elasticity of a torsion bar is a function of temperature.
When the outside temperature is very low, for example when the work machine is installed in the open air in a region with a cold climate, this may result in a noticeable change in the elastic behavior of the torsion bar, and this risk even breaking. This danger can be completely avoided by virtue of the aforementioned heating element, which can be given any suitable shape, and whose energy consumption is very low.
The embodiments shown in FIGS. 1 to 8 have torsion springs in the form of horizontal bars, but it is also possible to arrange these bars obliquely. Figs. to 11 show an example of this arrangement. This is a four-way oscillating transporter
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Oscillating corridors formed by tubes 61 of square section (which could even be circular), reinforced from place to place by frames 62. These frames are interconnected by connecting rods 63, by which the oscillating corridors rest on supports 64 fixed on the base.
The torsion bar 60 is placed in the plane of symmetry yy and oriented parallel to the connecting rods 63. The oscillating passages are connected to the torsion bar by connecting rods 65 articulated to the latter at 66. The drive mechanism is not not shown, but the oscillating movements are as they have been described with reference to FIGS. 1 to 3. The joints 66 and 67, by which the connecting rods 60 connect the oscillating corridors 61 to the torsion bar 60, allow these corridors to freely execute the oscillating movements, which are movements of rotation in vertical planes around the central axis 68 of the connecting rods 63 themselves oscillating around the axes 69.
In this case again, hinges with rubber rings are used to replace the hinges with sliding surfaces, as described with reference to FIGS. 4 to 8.
It therefore seems unnecessary to describe this arrangement in detail.
It can be seen that the bar 60 can be strongly inclined in the y-y plane. In any case, it must not be parallel to the axes of the oscillating members.
In the examples described so far, torsion bars are generally used in the form of elongated metal parts, the section of which is most often circular or polygonal, but the constitution of which is more or less the same as a end to end. It should, however, be emphasized that the invention is by no means limited to the use of torsion members of this kind.
Fig. 12 shows, for example, a torsion spring formed by two helical springs loaded with torsion.
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its own, the ends of which are encased in trays 72 making a connection with bars 73. It is easy to understand that a torsion spring of this kind can replace the torsion bars and that it can constitute a perfectly equivalent torsion member. , provided that the elasticity characteristic is suitably determined. You can also replace the coil springs with a rubber block.
To prevent the two bars from sagging, they can be engaged one into the other as shown in fig. 13, one end of bar 74 then being extended by a cylindrical rod 75 engaged in a corresponding bore of one extending 76 of the other bar 74.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, noted by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention.