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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE CHARGEMENT DE MATERIAUX DANS LES MACHINES MELANGEUSES ET AUTRES DU TYPE COMPORTANT UNE TREMIE MOBILE.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux appareils de chargement'de matériaux dans les machines mélangeuses et au- tres, du type comportant une trémie ou un godet mobile (ci-après désigné sous le nom de trémie) monté en vue de son déplacement entre une position inférieure, dans laquelle les matériaux peuvent être convenablement chargés dans ladite trémie, à la main ou d'autre manièreet une position supérieu- re, ou position de déchargement, dans laquelle les matériaux contenus dans la trémie sont déchargés dans le tambour mélangeur, ou autre pièce de la machine.
Dans un grand nombre de machines, il est nécessaire que les ma- tériaux chargés dans le tambour mélangeur, ou autre récipient, soient mesu- rés, ou pesés. Ainsi, dans une machine mélangeuse à béton, des quantités me- surées du conglomérat, ciment, et autres matériaux, ensemble ou séparément, doivent être chargées dans le tambour mélangeur.
Pour charger lesdits matériaux dans le tambour, il est connu d'utiliser une trémie, ou un godet, reliés à pivot à la machine, de maniè- re qu'ils soient déplagables entre une position inférieure de chargement et une position supérieure de déchargement, dans laquelle les matériaux sont déchargés dans le tambour mélangeur. Dans de telles machines, il a été dé- jà proposé de prévoir que la trémie, lorsqu'elle est à sa position infé- rieure, repose sur un dispositif de pesage, .qui indique le poids des maté- riaux contenus dans ladite trémie et qui, par suite, permette de charger dans la trémie les quantité désirées, pour chaque charge, à mélanger dans le tambour.
Cette disposition connue présente certains inconvénients, qui sont en grande partie dûs au fait que la trémie a un mouvement d'inclinai- son autour de son point de liaison avec la machine. Il en résulte que la
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pression exercée sur le dispositif de pesage dépend de la.distribution des matériaux dans la trémie, et il s'ensuit que les variations de ladite dis- tribution peuvent produire des erreurs considérables dans le pesage.
En vue de réduire au minimum cette difficulté, le dispositif de pesage était en général monté immédiatement au-dessous de la partie princi- pale de la trémie dans laquelle les matériaux sont chargés, mais ceci intro- duit un inconvénient supplémentaire par suite de la nécesssité de monter le dispositif de pesage à une certaine distance du corps principal de la ma- chine. Il est donc nécessaire de faire le bâti de cette dernière plus large qu'il ne serait dans d'autres conditions et il en résulte que le dispositif de pesage est placé en une position où il est susceptible d'être endommagé et où son fonctionnement risque d'être dérangé par des matériaux tombant sur lui. De plus, les erreurs de pesage, bien qu'elles soient diminuées, ne sont pas totalement éliminées.
Pour éviter toutes les erreurs de pesage, il a été proposé de s'arranger pour que la trémie, lorsqu'elle atteint sa position inférieure, repose et soit entièrement supportée sur une plate-forme de pesage, montée à la manière habituelle, en vue d'un déplacement-parallèlement à elle-même, la liaison à pivot entre la trémie et le corps de la machine étant alors interrompue. Cela évite les erreurs de pesage, mais nécessite l'utilisation d'une structure de plate-forme encombrante, disposée à quelque distance du bâti principal de la machine et, d'autre part, la nécessité de détacher la trémie de la machine et d'assurer son rattachement convenable à ladite ma- chine introduit des difficultés pratiques et des inconvénients.
L'invention a principalement pour but la constitution d'une dis- position perfectionnée du mécanisme de trémie et de pesage, qui surmonte dans une large mesure un grand nombre des inconvénients des dispositions connues.
Conformément à l'invention, il est prévu des appareils de char- gement de matériaux dans un récipient, tel qu'un tambour mélangeur, compre- nant un bâti de support, une trémie, des organes reliant ladite trémie au- dit bâti en vue du déplacement de la trémie entre une position de chargement inférieure et une position de déchargement supérieure, des organes de soulè- vement de la trémie de sa position inférieure à sa position supérieure et d'inclinaison de ladite trémie pour décharger son contenu dans ledit récipient, et un mécanisme de pesage, destiné à indiquer le poids du contenu de la tré- mie.
Dans cet ensemble, le mécanisme de pesage comprend un élément de pesage agencé'de manière à être actionné par le mouvement de la trémie quand cette dernière est à sa position inférieure, un dispositif indicateur de poids, sensible à la force exercée sur le dispositif de pesage par suite du poids de la trémie et de son contenu, et des organes de guidage, agissant en combi- naison avec les organes de liaison, quand la trémie est à sa position infé- rieure, pour guider ladite trémie en déplacement parallèle tel que toutes les parties de ladite trémie soient contraintes de se déplacer de distances pratiquement égales, le long de trajectoires pratiquement parallèles, en ac= tionnant l'élément de pesage,
disposition grâce à laquelle le poids indiqué par le dispositif indicateur'de poids est rendu pratiquement indépendant de la distribution de la charge dans la trémie.
Avec les machines mélangeuses de béton et autres, particulière- ment avec celles de grandes dimensions, il est parfois désirable de prévoir un déplacement relativement grand de la trémie entre ces positions de char- gement et de déchargement. Ceci donne lieu à certaines difficultés, lors- qu'on utilise une trémie qui est montée rigidement sur un bras, ou berceau, pivoté sur le bâti de la machine car, si un soulèvement important doit être obtenu, la trémie doit s'étendre à une distance considérable du point de li- aison avec le bâti de la machine, alors que, lorsqu'on tente d'utiliser un bélier hydraulique pour soulever une telle trémie, des difficultés pratiques se présentent, dans l'obtention d'une position satisfaisante pour ledit bé- lier.
De plus, avec un grand nombre de dispositions, il y a le risque que le matériau soit renversé pendant le soulèvement de la trémie.
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En conséquence, l'invention a également pour but la constitution d'un montage perfectionné de la trémie, au moyen duquel les inconvénients des dispcsitions connues puissent être surmontés à un degré considérable.
L'invention a encore pour but la constitution d'une forme perfec- tionnée du mécanisme d'inclinaison du tambour mélangeur dans une machine du type à tambour mélangeur incliné.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de quelques-unes de ses formes d'exécution, décrites et représentées à titre d'exemples, aux dessins annexés.
La fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une machine mélan- geuse de béton du type à tambour inclinableconstituant un exemple de cer- taines caractéristiques de l'invention.
La fige 2 est une vue, avec coupe partielle, prise d'un autre cô- té de la machine de la fig. 1 et montrant, en particulier, le montage de la trémie et---son mécanisme de soulèvement.
Les figs. 3 et 4 sont des vues de détail, à plus grande échelle, montrant des pièces du montage de la trémie.
Les figs. 5, 6 et 7 sont des représentations schématiques, illus- trant le fonctionnement du mécanisme de soulèvement de la trémie et montrant également des détails du mécanisme de pesage.
La fig. 8 est une vue schématique de détail d'une variante.
La fig. 9 est une autre vue schématique de détail, montrant une variante du'montage de la trémie et du dispositif de pesage.
La fig. 10 est une vue de détail montrant une variante de la dis- position représentée à la figo 9.
Aux figs. 1 à 7 est représentée une machine mélangeuse de béton du type à tambour inclinable. Ladite machine comporte un bâti 1, monté sur des roues 2. Ces roues supportent la machine sur le sol, dont le niveau est indiqué en G. A l'une des extrémités du bâti 1, sont prévus deux piliers 3, des côtés:opposés dudit bâti, lesdits piliers supportant entre eux un tam- bour mélangeur rotatif 4. Ce tambour est monté à rotation dans un berceau 5 . en forme d'U et il est agencé de manière à pouvoir tourner autour dé son axe longitudinal, à la manière habituelle, sous l'effet d'un pignon d'angle (non représenté) engrenant avec une couronne dentée 6, entourant le tambour.
L'en- traînement du pignon d'angle se fait à partir d'une source d'énergie convena- ble, telle qu'un moteur à combustion interne, indiqué en 7, par l'entremise d'une transmission d'entraînement qui peut comprendre une courroie 8. Les bran- ches du berceau 5 des côtés opposés du tambour 4 sont fixées à des tourillons
9 et 10, portés dans des paliers prévus aux extrémités supérieures des pi- liers 3.
Un mécanisme, qui sera décrit en son temps, est prévu pour incli- ner le berceau et le tambour, de manière à déplacer ce dernier depuis sa po- sition de remplissage, dans laquelle son ouverture fait face à l'appareil de chargement, comme indiqué à la fig. 8, jusqu'à sa position de vidage, dans laquelle ladite ouverture est dirigée vers le bas et écartée de l'appareil de chargement, à l'extrémité opposée de la machine.
Rigidement fixé au bâti 1, un assemblage 11 de support de la tré- mie peut consister en deux plaques parallèles, convenablement fixées au bâti
1 et l'une à l'autre. Le bâti 1 supporte également un appareil d'alimentation. en eau, indiqué dans son ensemble en 12, en plus du moteur 7. Ledit appareil d'alimentation en eau peut être d'un type approprié.
Dans l'exemple représenté de la machine, le soulèvement de la tré- mie et l'inclinaison.du tambour mélangeur s'effectuent par voie hydraulique, comme il apparaîtra plus loin, et il est prévu dans ce but des appareils con- venables d'alimentation et de commande hydrauliques. Ces appareils, qui peu- vent être de tout type convenable et qui ne sont pas représentés aux dessins,
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comprennent de préférence un-réservoir à huile, une pompe à huile entraînée par le moteur 7 et des soupapes de décompression appropriées de commande.
La trémie, qui est indiquée en 13, èst de forme allongée et com- porte, à l'une de ses extrémités, une partie principale et, à son autre ex- trémité une ouverture de déchargement 14. La trémie, qui peut être.de cons- truction classique, est rigidement fixée à un berceau 15, qui fait partie de la structure de ladite trémie.
Le berceau 15 est fixé à pivot en 16 à l'extrémité extérieure d'un bras radial 17, dont l'extrémité intérieure est reliée .à pivot en 18 à l'assemblage 11. Le bras radial 17 peut être de toute construction convena- ble et, dans l'exemple représentée il est constitué par deux organes paral- lèles, reliés ensemble en des points convenables, de manière à former une unité rigide.
Pour soulever et abaisser la trémie 13,¯il est prévu un bélier 19. Le cylindre 20 dudit bélier est monté dans un support 21, relié à l'as- semblage 11, de manière à pouvoir pivoter autour du point 22. La tige de piston 23 dudit bélier est reliée à pivot en 24 au berceau 15. La construc- tion et le montage du bélier 19, qui est du type à simple effet, seront décrits plus en détail plus loin.
Quand l'huile sous pression provenant du système d'alimentation hydrauliques est admise dans le cylindre 20 du bélier 19, le piston 23 pro- duit, sur la trémie un effort dirigé vers le haut qui engendre un couple de rotation autour des deux points de liaison 16 et 18. Ce couple de rotation surmonte le couple de rotation dirigé vers le bas dû au poids de l'ensemble de trémie, qui comprend la trémie elle-même, sa charge et la partie du poids de la liaison articulée et des parties associées qui sont transmises à la trémie; le couple de rotation dirigé vers le bas agit donc autour des points 16 et 18.
Les diverses pièces sont dimensionnées et disposées de manière que l'effet du bélier, pendant le soulèvement de la trémie chargée, tende à faire tourner la trémie autour du point 18, plutôt.qu'autour du point 16.
Il peut être démontré que cette condition est remplie si le point d'inter- section de la ligne d'action du bélier 19 et de l'axe du bras radial 17 est à l'intérieur d'une perpendiculaire abaissée par le centre de gravité de l'ensemble de trémie. Ainsi, sur la fig. 5, si W indique le centre de gravité de l'ensemble de trémie, y compris la charge, et si P est le point d'intersec- tion des axes du bélier 19 et du bras radial 17, le point P doit se trouver à l'intérieur de la perpendiculaire W-X, passant par le point W.
Cette condi- tion doit être remplie pour toutes les positions du bras radial et de la trémie, jusqu'à ce que ces deux organes atteignent les positions représentées à la fig. 6, et, s'il en est bien ainsi, il en résulte que la trémie et le bras radial pivotent d'un seul bloc autour du point 18, jusqu'à ce que le bras radial atteigne la limite de son déplacement vers le haut.
La position du point W dépend, bien entendu, de ce que la trémie est chargée, ou vide, et de la distribution précise de la charge dans la tré- mie. On a constaté qu'il y a des difficultés pratiques à maintenir la position du point P toujours. à l'intérieur de la perpendiculaire passant par le centre de gravité quand la trémie est vide mais, comme on le verra plus loin, cet inconvénient n'est pas sérieux, pourvu que les conditions nécessaires soient remplies quand la trémie est lourdement chargée.
Pendant le fonctionnement normal de la machinela trémie est toujours remplie d'une charge complète des matériaux à mélanger, et cette charge est, en temps normal, pratiquement égale à la capacité nominale de mélange du tambour. Or, la capacité de la trémie est généralement de 50 % supérieure à la capacité nominale du tambour.
En pratique, on peut donc con- sidérer que le résultat désiré sera obtenu, à condition que le point P soit à l'intérieur de la perpendiculaire W-X, quand la trémie ne contient pas moins de 60 % du matériau représentant la capacité de mélange nominale du tambour, pourvu que la distribution de ce matériau dans la trémie soit telle que la position du centre de gravité ne soit pas plus voisine du bâti de la machine
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qu'elle ne le serait lors du chargement ordinaire dans les conditions pra- tiques, au moyen de sable, de pierraille, ou de matériau analogue dans la trémie, par exemple par basculage à partir d'un véhicule, ou par charge- ment à la main.
Pourvu que les conditions ci-dessus soient remplies, il.est assuré que, pendant l'utilisation normale de la machine, quand la trémie est soulevée sous l'action du bélier 19, ladite trémie et le bras radial pivotent tout d'abord d'une seule pièce autour du point 18.
Le mouvement vers le haut du bras 17 est limité par Inaction de deux bielles 25 et 26 articulées l'une à l'autre. La bielle 25 est pivo- tée en 27 sur l'assemblage 11, et la bielle 26 est pivotée, au point 28, sur le bras radial 17. Les bielles sont articulées l'une sur l'autre en 29.
Quand les bielles 25 et 26 ont atteint leur point mort en ali- gnement, comme montré par la fig. 6, la continuation de l'action du bélier 19 a pour effet de faire basculer la trémie 13 autour du point 16, comme montré à la fig. 7, déchargeant ainsi le contenu de la trémie dans le tam- bour 40
On laisse alors s'échapper l'huile du bélier, pour permettre à la trémie de descendre. La disposition des bielles 25 et 26 est telle que, dès que la trémie commence à se déplacer vers le bas, les bielles s'abais- sent au-delà de leur position de point mort en alignement, d'une petite quan- tité qui est limitée par l'engagement d'une traverse 30, prévue sur la biel- le 26, avec la surface supérieure du bras 17.
En conséquence, pendant la première partie.du déplacement de la trémie vers le bas, les bielles 25 et 26 forment avec le bras 17 un support fixe de pivotement pour le berceau 15 et la trémie 13. De la sorte, la trémie bascule vers le bas autour du point 16, judqu'à ce qu'elle atteigne la position montrée à la. fig. 6.
Pour interrompre la liaison articulée constituée par les bielles 25 et 26, quand la trémie atteint cette position, de manière que le bras 17, puisse commencer à pivoter autour du point 18, l'ergot 31 du berceau 15 est disposé de manière à s'engager sur un élément, tel qu'une broche 32, prévu sur la bielle 26, de manière à faire tourner les bielles au-delà de leur po- sition de point morto Ensuite, le bras radial 17, le berceau 15 et la trémie 13 descendent d'une seule pièce, en pivotant autour du point 18. Il està noter que la trémie est empêchée de tourner par rapport au bras 17, autour du point 16, au delà de la position représentée aux figs. 5 et 6, par l'en- gagement de l'ergot 31 sur une broche ou butée 33, prévue sur le bras 17.
Avec la disposition et le dimensionnement appropriés des diver- ses pièces ci-dessus décrites, en gardant à l'esprit le chargement envisagé de la trémie et la distribution de la charge, l'appareil peut être construit de manière qu'il fonctionne de la façon désirée, c'est-à-dire que la trémie sera soulevée et abaissée en deux phases distinctes, le mouvement au cours de la phase inférieure s'effectuant autour du point 18 et celui au cours de la phase supérieure, autour du pivot 16. Pour assurer ce fonctionnement de façon correcte, toutefois, il importe de remplir la condition énoncée que le point P doit rester à l'intérieur de la perpendiculaire W-X. Si le point P passait à l'extérieur de cette perpendiculaire, il y aurait un risque d'ap- parition d'instabilité et de pivotement prématuré de la trémie autour du point 16.
Ceci pourrait se produire si la trémie était soulevée étant vide.
Pour éviter tout risque d'instabilité ou de fonctionnement incor- rect des appareils dans de telles circonstances, il est prévu un mécanisme d'enclenchement entre la bielle'26 et le berceau 15 de la trémie. Ce méca- nisme est disposé de manière à assurer que ce n'est que lorsque le bras ra- dial 17 est à sa position supérieure, les bielles 25 et 26 étant entièrement développées, que la trémie et le berceau peuvent pivoter autour du Point 16.
Le mécanisme d'enclenchement comprend deux cames 34 et 35 (voir figs, 3 et 4). La came 34 est fixée au berceau 15, pourvu dans ce but d'une jambe 36, boulonnée sur un flasque 37 faisant partie de la structure du ber- ceau, et la came 35 est fixée, par soudure ou d'autre manière, à la bielle 26.
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La came 34 comporte une surface circonférentielle externe 38, con- centrique à l'axe 16 de la liaison entre le berceau 15 et le bras radial 17.
Cette surface se termine par un bec arrondi 39. De façon analogue, la came 35 comporte une surface circonférentielle 40, concentrique à l'axe 28 de la liaison de la bielle 26 avec le bras 17, et cette surface se-termine par un bec arrondi 41.
La disposition des pièces est telle que, jusqu'à ce que la bielle 26 atteigne la position angulaire, par rapport au bras-radial 17, qui corres- pond à la position supérieure dudit bras, le bec 39 de la came 34 porte sur la surface circonférentielle 40 de la came 35 (voir fig. 3), ce qui évite tout pivotement du berceau et de la trémie par rapport au bras 17. Mais, quand le bras 17 atteint sa position supérieure, la bielle 26 étant, par rapport à lui, dans la position représentée à la fig. 4, le bec 39 de la came 34 peut se dé- placer au delà du bec 41 de la came 35, permettant ainsi à cette dernière ca- me et, avec elle, au berceau et à la trémie de tourner autour de l'axe 16.
Dès que la came 34 a commencé à tourner, sa surface circonféren- tielle 38 se déplace en avant du bec 41 de la came 35 et, ainsi, empêche tout déplacement de la bielle 26 par rapport au bras 17. Cela constitue un dispo- sitif de sécurité, qui empêche à l'ensemble articulé des bielles 25,26, d'ê- tre rompu, ce qui pourrait permettre au bras 17 de tomber prématurément.
Il est à noter que, pendant le fonctionnement normal de la machi- ne, les cames 34 et 35 ne sont nécessaires que quand la trémie descend, ou au cas où ladite trémie serait soulevée à vide, ou seulement légèrement char- gée. Dans ces conditions de charges légères, les efforts sur les cames sont proportionnellement faibles. Quand la trémie est pleinement chargée, les ca- mes ne sont soumises à aucun effort.
Le mécanisme de pesage va maintenant être décrit. Ce mécanisme comprend essentiellement un élément de pesage, agencé de manière à être ac- tionné, directement ou indirectement, par la trémie, quand cette dernière est à sa position inférieure, un dispositif indicateur de poids, actionné par l'é- lément de pesage et des organes de guidage agissant, en combinaison avec la liaison constituée par le bras 17, quand la trémie est à sa position inférieu - re, pour guider et commander le déplacement de la trémie pendant qu'elle ac- tionne l'élément de pesage.
Avec ce mode de construction, l'élément de guidage comprend un bras de guidage 42, dont une extrémité est 'pivotée sur l'assemblage 11 en un point 43, situé au-dessous du point 18. L'autre extrémité du bras 42 est con- formée en 44 de manière à présenter une fente transversale en V, agencée de manière à recevoir, lorsque la trémie descend, un élément en forme de couteau 45, prévu à la partie inférieure du berceau 15. La longueur'du bras de guida- ge 42 entre le point 43 et la fente en V 44 est égale à la longueur du bras radial 17 entre les points 18 et 16, et la distance entre les points 18 et 43 est égale à la distance entre le point 16 et le couteau 45.
On voit donc que, quand le couteau 45 est engagé dans la fente 44 du bras de guidage, les deux bras 17 et 42 forment un parallélogramme articulé qui assure que toutes les pièces de la trémie sont contraintes de se déplacer de distances égales, le long de trajectoires arquées parallèles. En conséquence, pour toute char- ge donnée dans la trémie, la composante verticale de la pression exercée à l'extrémité du bras de guidage 42 est indépendante de la distribution de la charge dans la trémie.
L'élément de pesage et le dispositif indicateur de poids peuvent être d'un grand nombre de types différents, mais, dans le mode de construc- tion représenté, l'élément de pesage est réalisé sous forme d'un cylindre hy- draulique 46, monté sur un support fixe 47 et contenant un piston 48. Le bras 42 repose sur l'extrémité de la tige du piston et ainsi transmet audit pis- ton le poids de la trémie et de sa charge.
Le fond du cylindre 46 est relié, par une conduite 49, à un appa- reil de mesure de pression 50. Le système est rempli d'huile, qui transmet ainsi la pression exercée par le piston à l'appareil de mesure de pression.
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Le cadran de ce dernier est étalonné de manière à indiquer le poids de la charge dans la trémie.
Il est à noter ici que, quand la pression dans le bélier 19 est supprimée, et quand la trémie est supportée par le couteau 45 reposant dans la fente en V 44 du bras 42, lequel repose à son tour sur le piston 48, il n'y a aucune force extérieure agissant sur la trémie, qui puisse avoir une composante verticale résultante susceptible de nuire à la précision du pesa- ge, autre que celles causées par le frottement aux divers joints et entre le bras 42 et le piston 48, et le frottement dans le bélier lui-même. Exception faite de telles forces de frottement, qui peuvent être maintenues faibles, les forces de réaction sur les bras 17 et 42 sont égales et opposées et n'ont pas de'composantes verticales résultantes, quelle que soit la distribution de la charge dans la trémie 13.
L'appareil peut être construit de façon telle que lorsque la trémie a vidé son contenu dans le tambour mélangeur 4, elle descend automa- tiquement, sous l'effet du relâchement de la pression du fluide dans le bé- lier 19. Toutefois, avec certains modes de construction, il peut arriver que, lorsque la trémie est à sa pôsition supérieure, elle soit assez voisine de sa position de point mort (elle peut même l'avoir dépassée) pour que quel- ques moyens doivent être prévus pour amorcer le mouvement vers le bas de la trémie. De tels moyens peuvent comporter un ressort, qui est tendu quand la trémie approche de sa position supérieure, mais qui, en se détendant, aide à déclancher le mouvement vers le bas de la trémie. Il est préférable d'uti- liser un ressort de compression, situé dans ce but à l'intérieur du cylindre du bélier.
Le mécanisme d'inclinaison du tambour mélangeur 4 va maintenant être décrit, en regard de la fig. 1. Ce mécanisme comprend un bélier hydrau- lique à double action 81, alimenté en huile sous pression à partir du systè- me hydraulique d'alimentation précédemment mentionné, sous la commande de clapets convenables.
Le cylindre du bélier 81 est relié à pivot en 82 à l'un des pi- liers 3, et la tige 83 du piston dudit bélier est connectée en 84 à une mani- velle principale 85. Ladite manivelle 85 est articulée en 86 sur une patte 87, en saillie hors de 1"élément 3, l'axe de la manivelle étant décalé d'un côté du tourillon 10.
Une manivelle secondaire 88 est fixée à l'extrémité de l'arbre 10 et reliée à la manivelle principale par une bielle 89. Il est à noter que la manivelle principale 85 est plus longue que la manivelle secondaire 88.
La distance entre l'extrémité inférieure de la bielle 89 et l'axe 86 de la manivelle principale 85 est supérieure à la distance entre l'axe 86 de la manivelle 85 et le tourillon 10, qui constitue l'axe de la manivelle secondaire, de sorte que, quand la manivelle 85 se déplace vers le haut, la trajectoire de déplacement du point de liaison de la manivelle 89 avec celui- ci se trouve du côté de l'arbre 10 opposé à l'axe 86 de la manivelle 85.
La disposition géométrique du mécanisme est telle que, quand la manivelle principale 85 est tirée-vers le bas sous l'action du bélier 81, la manivelle secondaire 88 est également tournée vers le bas dans le même sens, ce qui incline le tambour 4 vers sa position de vidage, alors que, quand la manivelle principale 85 se déplace vers le haut, la manivelle secondaire 88 et, avec elle., le tambour sont entraînés en rotation en sens inverse, vers la position de chargement du tambour, d'un angle plus grand que l'angle dont tourne la manivelle principale. En fait,la manivelle secondaire et, avec elle-, le tambour mélangeur 4, peuvent aisément tourner d'unangle un peu su- périeur à 1800 pour un déplacement de moins de 90 de la manivelle principale.
Ceci est rendu possible par le fait que la rotation de.la manivelle principa- le 85 déplace son point de liaison avec la bielle 89 autour de l'axe 10, dans le sens de la rotation de cette dernière.
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Le mécanisme d'inclinaison du tambour peut être commandé par tout appareillage de commande convenable, qui peut comprendre un élément suiveur, qui doit être actionné conformément à l'inclinaison du tambour. Le mécanisme décrit peut, par conséquent, être pourvu d'organes de couplage de mouvement du tambour 4 avec un tel élément suiveur. Lesdits organes peuvent commodément comprendre une manivelle montée sur l'arbre 86 qui porte la mani- velle 85 , ladite manivelle étant reliée à l'élément suiveur au moyen d'une liaison articulée convenable.
La fig. 8 montre une variante du mécanisme de guidage, laquelle peut être utilisée au lieu du bras de guidage 42.
Les pièces de l'appareil représentées à cette figure comprennent le bâti de support 11, la trémie 13 avec son berceau 15, le bras radial 17, qui est relié au bâti 11 en un point 18 et au berceau 15 en un point 16, le bélier hydraulique 19, relié au bâti 11 en un point 22 et au berceau 15 en un point 24, et les bielles 25 et 26, dont les points de liaison sont indiqués en 27, 28 et 29, toutes pièces qui sont les mêmes que celles représentées aux figs. 1 à 7. L'appareil comprend également le cylindre de pesage 46, avec son piston 48 et l'appareil de mesure de pression 50.
Toutefois, au lieu du bras de guidage 42, il est prévu une came de guidage 91, fixée au bâti 11. La face extérieure 92 de la came 91 est en forme d'arc et elle a un rayon de courbure r. Le centre de courbure de ladi- te face 92 est au point 43, qui était le point de liaison entre le bras de guidage 42 et le bâti 11 dans l'ensemble précédent.
Au lieu du couteau 45, le berceau 15 est pourvu d'un galet 93 monté pour tourner librement sur son axe, portant sur la face 92 quand la trémie est à sa position inférieure. Le même galet 93 (ou, de préférence, un second galet indépendant) porte sur la tête 94 du piston 48 et, de cette ma- nière, le poids de la trémie est transmis directement audit piston.
L'ensemble du rayon r et du rayon du galet 93 est de longueur é- gale à celle du bras 47, entre les points 18 et 16. En conséquence,on voit que, pendant l'opération de pesage, la trémie est guidée d'une manière sembla- ble à celle décrite à propos du mode de construction précédent.
Le mode de montage et de guidage de la trémie 4 utilisant le bras radial 17, ci-dessus décrit, est particulièrement destiné aux manchines dans lesquelles le déchargement a lieu à un niveau élevé, et dans lesquelles, par suite, la trémie doit être soulevée sur une distance considérable. Un appa- reil fonctionnant d'après le même principe pourrait cependant être utilisé dans les machines dans lesquelles un soulèvement modéré est seulement néces- saire, car il est clair que les mêmes principes s'appliquent, indépendamment de la longueur du bras de liaison 17 et de l'amplitude de mouvement qui lui est permise. Si on le désire, ce bras peut être fait très court et il peut être disposé pour n'exécuter qu'un très petit déplacement angulaire pendant le soulèvement de la trémie.
Cependant, il n'est pas nécessaire d'utiliser un bras de liaison pivotant, tel que le bras 17 et les figs. 9 et 10 montrent deux variantes de construction, à ce sujet.
Sur la fig. 9, le bâti d'une machine mélangeuse est indiqué en 101, ledit bâti étant monté sur'des roues 102. Un tambour mélangeur du type inclinable est représenté en 103 et la trémie servant au chargement dudit tambour en matériaux est indiquée en 104. La trémie comprend une partie 105 formant berceau, rigidement fixée sur elle comme dans les modes de construc- tion précédents,
Le berceau 105 est relié au bâti de la machine avec possibilité de pivotement et de déplacement linéaire limité, au moyen de deux broches 106, s'engageant dans des fentes verticales 107, pratiquées dans les organes 108, qui sont des parties rigides dudit bâti de la machine.
Pour le soulèvement de la trémie, il est prévu un bélier hydrau- lïque 109, dont le cylindre 110 est articulé au bâti 101 en un point 111 et dont le piston 112 est relié au berceau 105 au moyen d'une broche transversale
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113. Ladite broche 113 porte également un galet (ou, de préférence, une pai-. re de galets) 114, qui s'appuie sur la face verticale 115 d'un ou de plusieurs organes de guidage 116 montés fixes sur le bâti 101. Le plan de la face 115 et l'axe de la fente 107 sont verticaux et, par suite, parallèles entre eux.
Pour l'indication du poids de la charge contenue dans la trémie, il est prévu un élément de pesage, qui peut, ici encore, prendre la forme d'un cylindre hydraulique 117, relié à un instrument convenable de mesure de pression (non représenté). Le piston 118 du cylindre 117'comporte une tête 119, sur laquelle s'appuie une plaque 120 portée par le berceau 105, quand la trémie est à sa position inférieure.-Il est à noter que la totali- té du déplacement de la trémie et du berceau, nécessaire pour actionner le dispositif de pesage est permise par le déplacement des broches-106 dans les fentes 107, sans que lesdites broches viennent toucher-les extrémités desdites fentes.
En conséquence, pendant l'opération de pesage, il n'y a aucune force verticale agissant sur la trémie, si ce n'est le poids de la trémie et de sa charge et la force de réaction du piston 118 et, également les forces dûes au frottement des broches 106 dans les fentes 107 et au frottement des galets 114. Ces forces de frottement peuvent être maintenues à une valeur faible par une construction convenable (par exemple, les broches
106 peuvent être remplacées par des galets rotatifs) et toutes erreurs pro- duites dans le pesage par suite de ces forces sont par conséquent négligea- bles..
Ces erreurs mises à part, l'appareil indique le poids correct de la charge contenue dans la trémie, indépendamment de la distribution de ladite charge, à cause de la manière dont la trémie est contrainte à un dé- placement parallèle pendant l'opération de pesage.
Pour soulever la trémie, un fluide sous pression est admis dans le cylindre 110 du bélier. Ceci produit sur la trémie et sur le berceau une force,dirigée vers le haut et vers l'extérieur, comportant un couple de ro- tation autour des broches 106.
Avec le mode de construction représenté, le premier déplacement de la trémie est vertical, jusqu'à ce que les broches atteignent l'extrémité supérieure des fentes 107, après quoi les galets 114 quittent les organes de guidage 116 et la trémie tourne sur les broches 106, de manière à soulever la charge et à la décharger dans le tambour 103.
En un certain point du déplacement de la trémie, les broches 106 tombent vers le bas dans les fentes 107. Si on le désire, il peut être obte- nu que ceci se produise quand la trémie arrive au voisinage de sa position supérieure et la secousse résultante aide au déchargement du matériau de la trémie dans le tambour.
En un certain point au cours du déplacement de la trémie vers le bas, les broches 106 retournent aux extrémités supérieures des fentes 107.
Ceci se produit avant que la trémie atteigne la position à laquelle la pla- que 120 s'engage sur la tête de piston 119.
La fige 10 montre à titre d'exemple une variante de l'appareil représenté à la fig. 9, suivant laquelle la trémie est.soulevée au moyen d'un câble et suivant laquelle le mouvement de la trémie pendant l'opération de pesage a lieu à un certain angle par rapport à la verticale.
La trémie 130 est pourvue d'un berceau 131, et ledit berceau por- te deux paires de galets 132 et 133 pouvant tourner librement sur leurs axes respectifs. Les galets 132 s'engagent dans des fentes 134 pratiquées dans des organes 135 en forme de gouttière, faisant partie du 'Bâti de la machine ou fixés à celui-ci. Les galets 133 roulent sur les surfaces latérales 136 de l'organe 135. Les axes longitudinaux des fentes 134 sont parallèles à la lon- gueur des organes 135 et au plan des surfaces.136, les organes 135 étant in- clinés d'un angle aigu par rapport à la verticale, comme représenté.
Le berceau 131 est pourvu d'une plaque 138, portant sur la tête
139 d'un piston 140, fonctionnant dans un cylindre 141. Le cylindre 141, qui est fixé à un appareil de mesure de pression, est monté sur un socle 142.
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Etant donné que, suivant ce mode de construction, la trémie a une composante de déplacement horizontale par rapport au bâti de la machine pendant l'opération de pesage, des organes anti-friction sont de préférence prévus pour réduire le frottement produit par le fonctionnement de l'élément de pesage. Dans l'exemple représenté, le socle 142 est monté mobile sur un organe 143, faisant partie du bâti de la machine, par l'intermédiaire d'or- ganes comprenant des roulements à billes ou à galets, représentés schémati- quement en 144. Dès que la plaque 138 commence à actionner le piston 140 de l'élément de pesage, ledit piston 140 et le cylindre 141 se déplacent horizontalement conformément à la composante horizontale du mouvement de la trémie, sans qu'il y ait aucun déplacement relatif entre la plaque 138 et la tête de piston 139.
Un résultat équivalent pourrait, bien entendu, être obtenu en p révoyant un dispositif anti-friction entre la plaque 138 et la tête de piston 139.
La trémie 130 est soulevée et abaissée au moyen d'un câble 145, qui peut être actionné par tout mécanisme de levage convenable, de type classique (non représenté).Le fonctionnement de la trémie est semblable à celui décrit à propos de la fig. 9. Ainsi, pendant le soulèvement de la tré- mie, les galets 132 se déplacement tout d'abord jusqu'aux extrémités supé- rieures des fentes 134, après quci ils tombent au fond des fentes quand la trémie s'approche de sa position supérieure, ou position de déchargement. Se- lon une variante, le degré d'inclinaison de la trémie peut être limité de fa- çon telle que les galets 132 restent aux extrémités supérieures des fentes 134 pendant l'inclinaison de ladite trémie.
Le mode de construction de la fige 10 pourrait également être appliqué à un appareil de chargement du type à chemin de roulement prolongé, dans lequel il est prévu que la trémie se déplace de bas en haut sur un che- min de roulement et bascule lorsqu'elle atteint le sommet dudit chemin de roulement. Une telle disposition est indiquée 'au dessin en trait interrompu.
Selon cette variante à chemin de roulement prolongé, les fentes 134 sont omises et les galets 132 sont disposés de manière à rouler entre les cloisons latérales 150 et 151 des organes en forme de gouttières 135. De plus, lesdits organes sont prolongés, comme indiqué en 152, de manière à former un chemin de roulement de la longueur nécessaire.
Les butées inférieures 153, agencées dans les organes 135, limi- tent le déplacement vers le bas des galets 132, et des butées semblables 154 limitent leur déplacement vers le haut.
Quand le câble 145 est actionné, il tire tout d'abord la trémie vers le haut du chemin de roulement, jusqu'à ce que les galets 132 s'engagent sur les butées 154, après quoi la trémie bascule, pour décharger son contenu dans le tambour mélangeur (non représenté). Il est prévu des moyens de limi- ter ce basculement à un degré insuffisant pour faire quitter aux galets 132 les butées 154. Lorsqu'on laisse le câble 145 se dérouler, la trémie bascule tout d'abord en arrière jusqu'à sa position antérieure, à laquelle les galets 133 s'engagent sur les organes 135, après quoi, la trémie revient jusqu'au bas du chemin de roulement à la position représentée au dessin, à laquelle elle actionne le mécanisme de pesage.
Lorsqu'on utilise comme élément de pesage un cylindre et un pis- ton hydrauliques, il y a un risque qu'une partie du fluide s'échappe au delà du piston dans la partie supérieure du cylindre,au cours de l'opération de pesage. Il est donc désirable de prévoir des moyens de ramener ce fluide au cylindre au-dessous du piston, pendant le temps au cours duquel le piston n'est pas en charge.
Ceci peut se faire en prévoyant un passage reliant les parties supérieure et inférieure du cylindre, ledit passage étant commandé par un clapet de retenue ne permettant l'écoulement du fluide que vers le bas, et en prévoyant un ressort sollicitant le piston vers le haut de manière que, quand ledit piston n'est pas chargé, il soit forcé vers le haut du cylindre, ce telle sorte que tout fluide enfermé dans la partie supérieure de ce dernier soit poussé à travers le passage et le clapet de retenue ci-dessus mentionnés,
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jusque dans la partie inférieure du cylindre, au-dessous du piston.
La force du ressort peut n'être que peu supérieure à celle nécessaire pour surmonter le poids du piston (et du bras de guidage s'il en est utilisé un) et tout effet léger que ledit ressort peut avoir sur la précision du pesage peut ë- tre pris en compte lors de l'étalonnage de l'appareil de mesure de pression.
Le passage ci-dessus mentionné peut commodément être pratiqué à travers le piston lui-même.
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IMPROVEMENTS IN EQUIPMENT FOR LOADING MATERIALS IN MIXING MACHINES AND OTHERS OF THE TYPE INCLUDING A MOBILE HOPPER.
The present invention relates to improvements in apparatus for loading materials into mixing machines and the like, of the type comprising a hopper or a movable bucket (hereinafter referred to as a hopper) mounted for movement. between a lower position, in which the materials can be suitably loaded into said hopper, by hand or otherwise, and an upper position, or unloading position, in which the materials contained in the hopper are discharged into the mixing drum , or other part of the machine.
In many machines, it is necessary that the materials loaded into the mixing drum, or other container, be measured, or weighed. Thus, in a concrete mixing machine, measured amounts of the conglomerate, cement, and other materials, together or separately, must be loaded into the mixing drum.
To load said materials into the drum, it is known to use a hopper, or a bucket, pivotally connected to the machine, so that they can be moved between a lower loading position and an upper unloading position, in which the materials are discharged into the mixing drum. In such machines, it has already been proposed to provide that the hopper, when in its lower position, rests on a weighing device, which indicates the weight of the materials contained in said hopper and which, consequently, makes it possible to load in the hopper the desired quantities, for each load, to be mixed in the drum.
This known arrangement has certain drawbacks, which are largely due to the fact that the hopper has a tilting movement around its point of connection with the machine. It follows that the
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The pressure exerted on the weighing device depends on the distribution of materials in the hopper, and it follows that variations in said distribution can produce considerable errors in the weighing.
In order to minimize this difficulty, the weighing device was generally mounted immediately below the main part of the hopper into which the materials are loaded, but this introduces a further disadvantage due to the necessity. mount the weighing device at a distance from the main body of the machine. It is therefore necessary to make the frame of the latter wider than it would be under other conditions and it follows that the weighing device is placed in a position where it is liable to be damaged and where its operation risks to be disturbed by materials falling on him. In addition, weighing errors, although reduced, are not completely eliminated.
In order to avoid all weighing errors, it has been proposed to arrange for the hopper, when it reaches its lower position, to rest and be fully supported on a weighing platform, mounted in the usual manner, in view of a displacement parallel to itself, the pivot connection between the hopper and the body of the machine then being interrupted. This avoids weighing errors, but requires the use of a cumbersome platform structure, placed some distance from the main frame of the machine and, on the other hand, the need to detach the hopper from the machine and securing its proper attachment to said machine introduces practical difficulties and disadvantages.
The main object of the invention is to provide an improved arrangement of the hopper and weighing mechanism which to a large extent overcomes many of the drawbacks of the known arrangements.
According to the invention, devices are provided for loading materials into a receptacle, such as a mixing drum, comprising a support frame, a hopper, members connecting said hopper to said frame in view. of the movement of the hopper between a lower loading position and an upper unloading position, of the lifting members of the hopper from its lower position to its upper position and of inclination of said hopper to unload its contents into said container, and a weighing mechanism, for indicating the weight of the contents of the hopper.
In this assembly, the weighing mechanism comprises a weighing element arranged to be actuated by movement of the hopper when the latter is in its lower position, a weight indicating device, responsive to the force exerted on the hopper. weighing as a result of the weight of the hopper and its contents, and of the guide members, acting in combination with the connecting members, when the hopper is in its lower position, to guide said hopper in parallel movement such as all parts of said hopper are forced to move at practically equal distances, along practically parallel paths, by activating the weighing element,
arrangement whereby the weight indicated by the weight indicating device is made practically independent of the distribution of the load in the hopper.
With concrete mixers and the like, especially large ones, it is sometimes desirable to provide for a relatively large displacement of the hopper between these loading and unloading positions. This gives rise to certain difficulties when using a hopper which is rigidly mounted on an arm, or cradle, pivoted on the frame of the machine because, if a large lift is to be obtained, the hopper must extend to. a considerable distance from the point of connection with the frame of the machine, whereas, when attempting to use a hydraulic ram to lift such a hopper, practical difficulties arise in obtaining a satisfactory position for said ram.
In addition, with a large number of arrangements, there is the risk that the material will be spilled during the lifting of the hopper.
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Accordingly, the invention also aims to provide an improved assembly of the hopper, by means of which the drawbacks of the known provisions can be overcome to a considerable degree.
Another object of the invention is to provide an improved form of the tilting mechanism of the mixing drum in a machine of the inclined mixing drum type.
The invention will be better understood on reading the following description of some of its embodiments, described and shown by way of example, in the accompanying drawings.
Fig. 1 is a side elevational view of a tilting drum type concrete mixing machine exemplifying certain features of the invention.
Fig. 2 is a view, in partial section, taken from another side of the machine of fig. 1 and showing, in particular, the assembly of the hopper and --- its lifting mechanism.
Figs. 3 and 4 are detail views, on a larger scale, showing parts of the assembly of the hopper.
Figs. 5, 6 and 7 are schematic representations illustrating the operation of the hopper lifting mechanism and also showing details of the weighing mechanism.
Fig. 8 is a detailed schematic view of a variant.
Fig. 9 is another detailed schematic view showing a variant of the assembly of the hopper and of the weighing device.
Fig. 10 is a detail view showing a variant of the arrangement shown in FIG. 9.
In figs. 1 to 7 is shown a concrete mixing machine of the tilting drum type. Said machine comprises a frame 1, mounted on wheels 2. These wheels support the machine on the ground, the level of which is indicated at G. At one end of the frame 1, two pillars 3 are provided, on the sides: opposite of said frame, said pillars supporting between them a rotary mixing drum 4. This drum is rotatably mounted in a cradle 5. U-shaped and it is arranged so as to be able to rotate around its longitudinal axis, in the usual manner, under the effect of an angle pinion (not shown) meshing with a ring gear 6, surrounding the drum .
The angle pinion is driven from a suitable energy source, such as an internal combustion engine, indicated at 7, through a drive transmission which may include a belt 8. The legs of the cradle 5 on the opposite sides of the drum 4 are attached to journals
9 and 10, carried in bearings provided at the upper ends of the pillars 3.
A mechanism, which will be described in due course, is provided for tilting the cradle and the drum, so as to move the latter from its filling position, in which its opening faces the loading apparatus, as shown in fig. 8, to its emptying position, in which said opening is directed downwards and away from the loading device, at the opposite end of the machine.
Rigidly fixed to the frame 1, a hopper support assembly 11 may consist of two parallel plates, suitably fixed to the frame.
1 and to each other. The frame 1 also supports a power supply device. water, indicated as a whole at 12, in addition to the motor 7. Said water supply apparatus may be of a suitable type.
In the example of the machine shown, the lifting of the hopper and the inclination of the mixing drum are effected hydraulically, as will appear later, and suitable apparatuses are provided for this purpose. hydraulic supply and control. These devices, which can be of any suitable type and which are not shown in the drawings,
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Preferably comprise an oil reservoir, an oil pump driven by the engine 7 and appropriate control relief valves.
The hopper, which is indicated at 13, is elongated in shape and has at one end a main part and at its other end an unloading opening 14. The hopper, which may be. of conventional construction, is rigidly fixed to a cradle 15, which forms part of the structure of said hopper.
The cradle 15 is pivotally fixed at 16 to the outer end of a radial arm 17, the inner end of which is pivotally connected at 18 to the assembly 11. The radial arm 17 may be of any suitable construction. ble and, in the example shown, it is formed by two parallel members, connected together at suitable points, so as to form a rigid unit.
To raise and lower the hopper 13, there is provided a ram 19. The cylinder 20 of said ram is mounted in a support 21, connected to the assembly 11, so as to be able to pivot around point 22. The ram rod piston 23 of said ram is pivotally connected at 24 to the cradle 15. The construction and mounting of ram 19, which is of the single-acting type, will be described in more detail later.
When the pressurized oil coming from the hydraulic supply system is admitted into the cylinder 20 of the ram 19, the piston 23 produces on the hopper an upwardly directed force which generates a torque around the two points of rotation. link 16 and 18. This rotational torque overcomes the downward rotational torque due to the weight of the hopper assembly, which includes the hopper itself, its load and the part of the weight of the articulated link and parts. associated which are transmitted to the hopper; the rotational torque directed downwards therefore acts around points 16 and 18.
The various parts are sized and arranged so that the effect of the ram, while lifting the loaded hopper, tends to rotate the hopper around point 18, rather than around point 16.
It can be shown that this condition is fulfilled if the point of intersection of the line of action of the ram 19 and the axis of the radial arm 17 is inside a perpendicular lowered by the center of gravity. of the hopper assembly. Thus, in FIG. 5, if W indicates the center of gravity of the hopper assembly, including the load, and if P is the point of intersection of the axes of ram 19 and radial arm 17, point P must be at inside the perpendicular WX, passing through point W.
This condition must be fulfilled for all the positions of the radial arm and of the hopper, until these two members reach the positions shown in fig. 6, and, if so, the result is that the hopper and the radial arm pivot integrally around point 18, until the radial arm reaches the limit of its upward movement .
The position of point W depends, of course, on whether the hopper is loaded, or empty, and the precise distribution of the load in the hopper. It has been found that there are practical difficulties in maintaining the position of point P always. inside the perpendicular passing through the center of gravity when the hopper is empty but, as will be seen later, this disadvantage is not serious, provided that the necessary conditions are met when the hopper is heavily loaded.
During normal operation of the machine, the hopper is always filled with a full load of the material to be mixed, and this load is, in normal times, almost equal to the nominal mixing capacity of the drum. However, the capacity of the hopper is generally 50% greater than the nominal capacity of the drum.
In practice, therefore, it can be considered that the desired result will be obtained, provided that the point P is inside the perpendicular WX, when the hopper contains not less than 60% of the material representing the nominal mixing capacity. of the drum, provided that the distribution of this material in the hopper is such that the position of the center of gravity is not closer to the frame of the machine
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than it would be during ordinary loading under practical conditions, by means of sand, gravel, or the like in the hopper, for example by tipping from a vehicle, or by loading from a vehicle. the hand.
Provided that the above conditions are met, it is ensured that, during normal use of the machine, when the hopper is raised under the action of the ram 19, said hopper and the radial arm first pivot d 'one piece around point 18.
The upward movement of the arm 17 is limited by the inaction of two connecting rods 25 and 26 articulated to one another. The connecting rod 25 is pivoted at 27 on the assembly 11, and the connecting rod 26 is pivoted, at point 28, on the radial arm 17. The connecting rods are articulated on one another at 29.
When the connecting rods 25 and 26 have reached their neutral alignment point, as shown in FIG. 6, the continuation of the action of the ram 19 has the effect of tilting the hopper 13 around the point 16, as shown in FIG. 7, thus discharging the contents of the hopper into the drum 40
The oil is then allowed to escape from the ram, to allow the hopper to descend. The arrangement of the connecting rods 25 and 26 is such that, as soon as the hopper begins to move downwards, the connecting rods lower beyond their in-line neutral position, by a small amount which is limited by the engagement of a cross member 30, provided on the connecting rod 26, with the upper surface of the arm 17.
Consequently, during the first part of the downward movement of the hopper, the connecting rods 25 and 26 together with the arm 17 form a fixed pivoting support for the cradle 15 and the hopper 13. In this way, the hopper tilts upward. down around point 16, until it reaches the position shown in. fig. 6.
To interrupt the articulated connection formed by the connecting rods 25 and 26, when the hopper reaches this position, so that the arm 17 can begin to pivot around the point 18, the lug 31 of the cradle 15 is arranged so as to s' engage on an element, such as a pin 32, provided on the connecting rod 26, so as to rotate the connecting rods beyond their neutral position Next, the radial arm 17, the cradle 15 and the hopper 13 descend in one piece, pivoting around point 18. It should be noted that the hopper is prevented from rotating relative to arm 17, around point 16, beyond the position shown in Figs. 5 and 6, by engaging the lug 31 on a pin or stop 33, provided on the arm 17.
With the proper arrangement and sizing of the various parts described above, bearing in mind the intended loading of the hopper and the distribution of the load, the apparatus can be constructed so that it operates from the same point of view. desired way, i.e. the hopper will be raised and lowered in two distinct phases, the movement during the lower phase being around point 18 and that during the upper phase around the pivot 16 To ensure this operation correctly, however, it is important to fulfill the stated condition that the point P must remain within the perpendicular WX. If point P were to pass outside this perpendicular, there would be a risk of instability and premature pivoting of the hopper around point 16.
This could happen if the hopper was lifted empty.
In order to avoid any risk of instability or improper operation of the apparatus in such circumstances, an interlocking mechanism is provided between the connecting rod 26 and the cradle 15 of the hopper. This mechanism is arranged so as to ensure that it is only when the radial arm 17 is in its upper position, the connecting rods 25 and 26 being fully developed, that the hopper and the cradle can pivot about the Point 16. .
The engagement mechanism comprises two cams 34 and 35 (see figs, 3 and 4). The cam 34 is fixed to the cradle 15, provided for this purpose with a leg 36, bolted to a flange 37 forming part of the cradle structure, and the cam 35 is fixed, by welding or otherwise, to the connecting rod 26.
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The cam 34 has an outer circumferential surface 38, concentric with the axis 16 of the connection between the cradle 15 and the radial arm 17.
This surface ends in a rounded nose 39. Similarly, the cam 35 has a circumferential surface 40, concentric with the axis 28 of the connection of the connecting rod 26 with the arm 17, and this surface ends in a nose rounded 41.
The arrangement of the parts is such that, until the connecting rod 26 reaches the angular position, with respect to the radial arm 17, which corresponds to the upper position of said arm, the nose 39 of the cam 34 bears on the circumferential surface 40 of the cam 35 (see FIG. 3), which prevents any pivoting of the cradle and of the hopper relative to the arm 17. But, when the arm 17 reaches its upper position, the connecting rod 26 being, relative to him, in the position shown in FIG. 4, the spout 39 of the cam 34 can move beyond the spout 41 of the cam 35, thus allowing the latter cam and, with it, the cradle and the hopper to rotate about the axis. 16.
As soon as the cam 34 has started to rotate, its circumferential surface 38 moves forward of the nose 41 of the cam 35 and, thus, prevents any displacement of the connecting rod 26 relative to the arm 17. This constitutes a device. safety, which prevents the articulated assembly of the connecting rods 25, 26, from being broken, which could allow the arm 17 to fall prematurely.
It should be noted that, during normal machine operation, cams 34 and 35 are only needed when the hopper is lowered, or in the event that said hopper is lifted empty, or only lightly loaded. Under these light load conditions, the forces on the cams are proportionately low. When the hopper is fully loaded, the cams are not subjected to any strain.
The weighing mechanism will now be described. This mechanism essentially comprises a weighing element, arranged so as to be actuated, directly or indirectly, by the hopper, when the latter is in its lower position, a weight indicating device, actuated by the weighing element. and guide members acting, in combination with the link constituted by the arm 17, when the hopper is in its lower position, to guide and control the movement of the hopper while it actuates the weighing element. .
With this embodiment, the guide member comprises a guide arm 42, one end of which is pivoted on the assembly 11 at a point 43, located below point 18. The other end of the arm 42 is. shaped at 44 so as to present a transverse V-shaped slot, arranged so as to receive, when the hopper descends, a knife-shaped element 45, provided at the lower part of the cradle 15. The length of the guide arm - ge 42 between point 43 and V-slot 44 is equal to the length of the radial arm 17 between points 18 and 16, and the distance between points 18 and 43 is equal to the distance between point 16 and the knife 45.
It can therefore be seen that, when the knife 45 is engaged in the slot 44 of the guide arm, the two arms 17 and 42 form an articulated parallelogram which ensures that all the parts of the hopper are forced to move equal distances, along of parallel arcuate trajectories. Accordingly, for any given load in the hopper, the vertical component of the pressure exerted at the end of guide arm 42 is independent of the distribution of the load in the hopper.
The weighing element and the weight indicating device can be of a large number of different types, but in the construction shown the weighing element is made in the form of a hydraulic cylinder. , mounted on a fixed support 47 and containing a piston 48. The arm 42 rests on the end of the piston rod and thus transmits to said piston the weight of the hopper and of its load.
The bottom of cylinder 46 is connected, via a line 49, to a pressure measuring device 50. The system is filled with oil, which thus transmits the pressure exerted by the piston to the pressure measuring device.
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The latter's dial is calibrated to indicate the weight of the load in the hopper.
It should be noted here that when the pressure in the ram 19 is removed, and when the hopper is supported by the knife 45 resting in the V-slot 44 of the arm 42, which in turn rests on the piston 48, it does not 'there is no external force acting on the hopper, which may have a resulting vertical component liable to impair the accuracy of the weighing, other than those caused by friction at the various joints and between the arm 42 and the piston 48, and the friction in the ram itself. With the exception of such frictional forces, which can be kept low, the reaction forces on arms 17 and 42 are equal and opposite and have no resulting vertical components, regardless of the load distribution in the hopper. 13.
The apparatus can be constructed in such a way that when the hopper has emptied its contents in the mixing drum 4, it descends automatically, under the effect of the release of the pressure of the fluid in the ram 19. However, with certain construction methods, it may happen that, when the hopper is at its upper position, it is close enough to its neutral position (it may even have exceeded it) that some means must be provided to initiate the downward movement of the hopper. Such means may include a spring, which is tensioned as the hopper approaches its upper position, but which, by relaxing, helps to initiate downward movement of the hopper. It is preferable to use a compression spring, located for this purpose inside the ram cylinder.
The tilting mechanism of the mixing drum 4 will now be described, with reference to FIG. 1. This mechanism comprises a double acting hydraulic ram 81, supplied with pressurized oil from the aforementioned hydraulic supply system, under the control of suitable valves.
The ram cylinder 81 is pivotally connected at 82 to one of the pillars 3, and the piston rod 83 of said ram is connected at 84 to a main crank 85. Said crank 85 is articulated at 86 on a tab 87, projecting out of 1 "element 3, the axis of the crank being offset from one side of the journal 10.
A secondary crank 88 is fixed to the end of the shaft 10 and connected to the main crank by a connecting rod 89. It should be noted that the main crank 85 is longer than the secondary crank 88.
The distance between the lower end of the connecting rod 89 and the axis 86 of the main crank 85 is greater than the distance between the axis 86 of the crank 85 and the journal 10, which constitutes the axis of the secondary crank, so that when the crank 85 moves upward, the path of movement of the crank 89 connecting point therewith is on the side of the shaft 10 opposite to the axis 86 of the crank 85.
The geometric arrangement of the mechanism is such that, when the main crank 85 is pulled down under the action of the ram 81, the secondary crank 88 is also turned down in the same direction, which tilts the drum 4 towards its emptying position, while, when the main crank 85 moves upwards, the secondary crank 88 and, with it, the drum are rotated in the opposite direction, towards the loading position of the drum, with a angle greater than the angle at which the main crank turns. In fact, the secondary crank and, with it, the mixing drum 4, can easily be rotated by an angle a little greater than 1800 for a displacement of less than 90 of the main crank.
This is made possible by the fact that the rotation of the main crank 85 moves its point of connection with the connecting rod 89 around the axis 10, in the direction of rotation of the latter.
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The drum tilting mechanism can be controlled by any suitable control gear, which may include a follower, which is to be actuated in accordance with the drum tilt. The described mechanism can therefore be provided with movement coupling members of the drum 4 with such a follower element. Said members may conveniently comprise a crank mounted on the shaft 86 which carries the crank 85, said crank being connected to the follower member by means of a suitable articulated connection.
Fig. 8 shows a variant of the guide mechanism, which can be used instead of the guide arm 42.
The parts of the apparatus shown in this figure include the support frame 11, the hopper 13 with its cradle 15, the radial arm 17, which is connected to the frame 11 at a point 18 and to the cradle 15 at a point 16, the hydraulic ram 19, connected to the frame 11 at a point 22 and to the cradle 15 at a point 24, and the connecting rods 25 and 26, the connection points of which are indicated at 27, 28 and 29, all parts which are the same as those shown in figs. 1 to 7. The apparatus also comprises the weighing cylinder 46, with its piston 48 and the pressure measuring apparatus 50.
However, instead of the guide arm 42, there is provided a guide cam 91, fixed to the frame 11. The outer face 92 of the cam 91 is arcuate and has a radius of curvature r. The center of curvature of the face 92 is at point 43, which was the point of connection between the guide arm 42 and the frame 11 in the previous assembly.
Instead of the knife 45, the cradle 15 is provided with a roller 93 mounted to rotate freely on its axis, bearing on the face 92 when the hopper is in its lower position. The same roller 93 (or, preferably, a second independent roller) bears on the head 94 of the piston 48 and, in this way, the weight of the hopper is transmitted directly to said piston.
The whole of the radius r and the radius of the roller 93 is of length equal to that of the arm 47, between points 18 and 16. Consequently, it can be seen that, during the weighing operation, the hopper is guided d 'in a manner similar to that described with regard to the previous construction method.
The method of mounting and guiding the hopper 4 using the radial arm 17, described above, is particularly intended for manchines in which the unloading takes place at a high level, and in which, therefore, the hopper must be raised. over a considerable distance. An apparatus operating on the same principle could, however, be used in machines where moderate lifting is only required, as it is clear that the same principles apply regardless of the length of the link arm 17 and the range of motion allowed. If desired, this arm can be made very short and it can be arranged to perform only a very small angular displacement during the lifting of the hopper.
However, it is not necessary to use a pivoting link arm, such as arm 17 and Figs. 9 and 10 show two construction variants on this subject.
In fig. 9, the frame of a mixing machine is indicated at 101, said frame being mounted on wheels 102. A tilting type mixing drum is shown at 103 and the hopper for loading said drum with materials is indicated at 104. hopper comprises a part 105 forming a cradle, rigidly fixed to it as in the previous construction methods,
The cradle 105 is connected to the frame of the machine with the possibility of pivoting and limited linear displacement, by means of two pins 106, engaging in vertical slots 107, formed in the members 108, which are rigid parts of said frame of the machine.
For the lifting of the hopper, a hydraulic ram 109 is provided, the cylinder 110 of which is articulated to the frame 101 at a point 111 and the piston 112 of which is connected to the cradle 105 by means of a transverse pin.
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113. Said pin 113 also carries a roller (or, preferably, a pair of rollers) 114, which rests on the vertical face 115 of one or more guide members 116 fixedly mounted on the frame 101. The plane of the face 115 and the axis of the slot 107 are vertical and, therefore, mutually parallel.
For the indication of the weight of the load contained in the hopper, a weighing element is provided, which may here again take the form of a hydraulic cylinder 117, connected to a suitable pressure measuring instrument (not shown ). The piston 118 of the cylinder 117 'comprises a head 119, on which rests a plate 120 carried by the cradle 105, when the hopper is in its lower position. It should be noted that the total displacement of the hopper and of the cradle, necessary to actuate the weighing device, is made possible by the displacement of the pins 106 in the slots 107, without said pins touching the ends of said slots.
Consequently, during the weighing operation, there is no vertical force acting on the hopper, except the weight of the hopper and its load and the reaction force of the piston 118 and, also the forces due to the friction of the pins 106 in the slots 107 and the friction of the rollers 114. These frictional forces can be kept low by suitable construction (for example, the pins
106 can be replaced by rotating rollers) and any errors produced in the weighing as a result of these forces are therefore negligible.
Apart from these errors, the device indicates the correct weight of the load contained in the hopper, regardless of the distribution of said load, because of the way in which the hopper is constrained to a parallel displacement during the operation of. weighing.
To lift the hopper, a pressurized fluid is admitted into the cylinder 110 of the ram. This produces a force on the hopper and on the cradle, directed upward and outward, comprising a torque of rotation around the pins 106.
With the construction shown, the first movement of the hopper is vertical, until the pins reach the upper end of the slots 107, after which the rollers 114 leave the guide members 116 and the hopper turns on the pins. 106, so as to lift the load and unload it in the drum 103.
At some point in the movement of the hopper, the pins 106 drop down into the slots 107. If desired, it can be obtained that this occurs when the hopper comes into the vicinity of its upper position and shakes it. resulting aid in unloading material from the hopper into the drum.
At some point during the downward movement of the hopper, pins 106 return to the upper ends of slots 107.
This occurs before the hopper reaches the position where the plate 120 engages the piston head 119.
Fig. 10 shows by way of example a variant of the apparatus shown in FIG. 9, according to which the hopper is lifted by means of a cable and according to which the movement of the hopper during the weighing operation takes place at an angle from the vertical.
The hopper 130 is provided with a cradle 131, and said cradle carries two pairs of rollers 132 and 133 which can rotate freely on their respective axes. The rollers 132 engage in slots 134 made in gutter-shaped members 135, forming part of or attached to the machine frame. The rollers 133 roll on the side surfaces 136 of the member 135. The longitudinal axes of the slots 134 are parallel to the length of the members 135 and to the plane of the surfaces 136, the members 135 being tilted at an angle. acute from vertical, as shown.
The cradle 131 is provided with a plate 138, bearing on the head
139 of a piston 140, operating in a cylinder 141. The cylinder 141, which is attached to a pressure measuring device, is mounted on a base 142.
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Since, according to this mode of construction, the hopper has a horizontal displacement component relative to the machine frame during the weighing operation, anti-friction members are preferably provided to reduce the friction produced by the operation of the machine. the weighing element. In the example shown, the base 142 is movably mounted on a member 143, forming part of the frame of the machine, by means of organs comprising ball or roller bearings, shown schematically at 144. As soon as the plate 138 begins to actuate the piston 140 of the weighing element, said piston 140 and cylinder 141 move horizontally in accordance with the horizontal component of the movement of the hopper, without there being any relative displacement between the plate 138 and the piston head 139.
An equivalent result could, of course, be obtained by revising an anti-friction device between the plate 138 and the piston head 139.
The hopper 130 is raised and lowered by means of a cable 145, which can be actuated by any suitable lifting mechanism, of conventional type (not shown). The operation of the hopper is similar to that described in connection with FIG. 9. Thus, during the lifting of the hopper, the rollers 132 first move to the upper ends of the slots 134, after which they drop to the bottom of the slots as the hopper approaches its position. upper, or unloading position. Alternatively, the degree of tilting of the hopper can be limited such that the rollers 132 remain at the upper ends of the slots 134 during tilting of said hopper.
The mode of construction of the pin 10 could also be applied to an extended track type loading apparatus, in which the hopper is provided to move up and down on a track and tilt when it reaches the top of said raceway. Such an arrangement is shown in the broken line drawing.
According to this variant with an extended raceway, the slots 134 are omitted and the rollers 132 are arranged so as to roll between the side walls 150 and 151 of the gutter-shaped members 135. In addition, said members are extended, as indicated in 152, so as to form a raceway of the necessary length.
The lower stops 153, arranged in the members 135, limit the downward movement of the rollers 132, and similar stops 154 limit their upward movement.
When the cable 145 is actuated, it first pulls the hopper up the raceway, until the rollers 132 engage the stops 154, after which the hopper tilts, to discharge its contents into the mixing drum (not shown). Means are provided to limit this tilting to an insufficient degree to cause the rollers 132 to exit the stops 154. When the cable 145 is allowed to unwind, the hopper first tilts back to its previous position. , at which the rollers 133 engage on the members 135, after which, the hopper returns to the bottom of the raceway to the position shown in the drawing, at which it actuates the weighing mechanism.
When using a hydraulic cylinder and piston as the weighing element, there is a risk that some of the fluid will escape past the piston into the upper part of the cylinder during the weighing operation. . It is therefore desirable to provide means for returning this fluid to the cylinder below the piston, during the time during which the piston is not under load.
This can be done by providing a passage connecting the upper and lower parts of the cylinder, said passage being controlled by a check valve allowing the fluid to flow only downwards, and by providing a spring urging the piston upwards. so that when said piston is unloaded it is forced up the cylinder so that any fluid trapped in the upper part of the latter is pushed through the aforementioned passage and check valve ,
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down to the lower part of the cylinder, below the piston.
The force of the spring may be only a little greater than that required to overcome the weight of the piston (and guide arm if one is used) and any slight effect that said spring may have on weighing accuracy may be affected. - be taken into account when calibrating the pressure measuring device.
The above mentioned passage can conveniently be made through the piston itself.