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DISPOSITIF OSCILLANT, EN PARTICULIER POUR LE TRANSPORT ET LA PREPARATION DE MATIERES.
La présente invention concerne un dispositif oscillant, constitué essentiellement par des éléments montés de manière à pouvoir osciller, dont un au moins est exécuté de façon à transporter, tamiser, ou traiter autrement aux fins de leur préparation par des oscillations mécaniques, des matières en vrac, ces éléments étant mis en oscillation par une commande, par exemple à excentrique, vilebrequin, balourds, élec- tro-aimant, ou l'équivalent.
Pour guider les éléments oscillants de ces dispositifs, on a utilisé jusqu'ici soit des bielles rigides, soit des organes élastiques formés de lames de ressort, de sorte qu'au point de vue cinématique le dispositif dans sa forme la plus simple se présentait comme un quadrilatère articulé. Comme moyens de rappel élastiques on utilisait des lames de ressort,des ressorts à boudin ou des ressorts en caoutchouc travaillant à la compression.
Une caractéristique qui différencie la présente invention des dispositifs précités, consiste à guider les éléments au moyen de ressorts en caoutchouc travaillant principalement au cisaillement. Ces ressorts sont généralement constitués par deux pièces métalliques entre lesquelles est placé un élément en caoutchouc soudé à ces pièces par un collage approprié.
Ces ressorts en caoutchouc présentent dans le sens de leurs surfaces de liaison métal-caoutchouc (sens,du cisaillement), une élasticité considérablement plus grande que perpendiculairement à ce sens (sens de traction et de compression). Cette propriété est utilisée, suivant la présente invention, pour guider les éléments mobiles. Ces ressorts en caoutchouc servent aussi à accoupler élastiquement les éléments mobiles avec lesquels ils forment un système oscillant mécanique. on peut ainsi construire les dispositifs oscillants, beaucoup plus simplement que jusqu'ici.
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Un autre avantage obtenu grâce à la présente invention réside en ce que les ressorts en caoutchouc sont aussi utilisés pour transmettre au support ou à la suspension du dispositif, les forces d'inertie des éléments oscillants. A cet effet, ces ressorts sont montés comme organes de liaison d'une part entre les éléments oscillants, et d'autre part entre le support ou la suspension du dispositif. Dans ce but, on réunit par paires chaque fois deux ressorts agissant à contre phase, de telle sorte que les directions des forces de cisaillement coincident et de ce fait n'exercent pas de couple sur le support ou la suspension du dispositif.
Il est prévu en outre, que les deux constantes élastiques des ressorts en caoutchouc d'une paire, se comportent entre elles comme les forces d'inertie des éléments oscillants avec lesquels ces ressorts sont accoupléso De ce fait, les forces de cisaillement opposées des ressorts coopérant ensemble, deviennent égales et s'annulent. Les mouvements os- cillants n'exercent ainsi pas d'efforts sur le support ou la suspension.
Afin que chaque point d'un élément oscillant décrive le même mouvement oscillant, les surfaces de liaison métal-caoutchouc des ressorts sont dirigées parallèlement à la ligne imaginaire reliant entre eux les centres de gravité des éléments oscillants. Si ces derniers sont commandés par un vilebrequin ou un excentrique, il est avantageux que les dimensions des ressorts en caoutchouc soient telles que ceux-ci puissent absorber entièrement les forces d'inertie des éléments oscillants, et laisser agir la force de commande au centre, environ parallèlement aux surfaces de liaison métal-caoutchouc des ressorts.
L'utilisation de ressorts en caoutchouc suivant la présente invention permet d'obtenir à volonté des oscillations dans le sens approprié à l'usage auquel le dispositif oscillant est destiné. Pour transporter et tamiser, il est nécessaire que le mouvement oscillant soit dirigé obliquement vers le haut, tandis que pour les dispositifs oscillants qui doivent par exemple exercer des secousses sur la matière traitée, de même que pour d'autres dispositifs de préparation, les mouvements oscillants doivent être verticaux. Ceci peut être réalisé très simplement en donnant aux surfaces de liaison des ressorts en caoutchouc la direction appropriée.
De plus, par une disposition appropriée au point de vue élasticité (direction de cisaillement) ou par une forme spéciale des ressorts en caoutchouc, on peut rendre les éléments oscillants capables de mouvements circulaires ou hélicoïdaux, en plus des mouvements oscillants linéaires.
Pour obtenir par exemple une oscillation hélicoïdale autour d'un axe, des ressorts répartis uniformément peuvent être montés de telle sorte que les surfaces soumises aux forces de cisaillement se trouvent sur des surfaces hélicoïdales d'une même inclinaison (pente), comme c'est décrit plus loin a l'aide d'un exemple montrant un transporteur oscillant hélicoïdal.
Dans le dessin annexé à titre d'exemple, les Figs. 1 et 2 montrent deux types de dispositifs oscillants connus et la Fig. 3 représente schématiquement le dispositif oscillant suivant l'invention; les Figs. 4 et 5 montrent deux exemples pris parmi un grand nombre de formes de réalisation connues en soi de ressorts en caoutchouc tels qu'ils sont utilisés suivant l'invention, tandis que les Figs. 6 à 9 représentent différentes formes d'exécution du dispositif faisant l'objet de 1''invention.
Les Figs. 1 et 2 montrent schématiquement deux types connus de dispositifs oscillants sous leur forme la plus simple, 1 et 2 designent deux éléments dont un au moins constitue un organe actif, par exemple un couloir transporteur. 3 désigne des bielles rigides servant à la liaison mobile et au guidage mutuel des éléments 1 et 2. Dans l'exemple de la Fig.2, cette fonction est remplie par les lames de ressort élastiques 3',avec le même effet cinématique. Les flèches 4 et (4) indiquent le sens des mouvements oscillants relatifs, de l'élément 1 vis-à-vis de l'élément 2. On voit qu'an point de vue cinématique ces deux constructions forment des quadri-
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latères articulés. Tous les dispositifs oscillants connus jusqu'ici sont basés sur une de ces deux formes principales.
La Fig. 3 montre schématiquement le dispositif oscillant réalisé suivant la présente invention et complètement différent des deux premiers, décrits ci-dessus. Considéré du point de vue cinématique, il s'agit ici d'une paire de points de cisaillement. Les éléments 5 en caout- chouc qui pendant les mouvements oscillants 4 et (4) sont soumis à un ef- fort de cisaillement, comme l'indiquent les flèches (sens du cisaillement), servent à guider parallèlement et mutuellement sans frottement, deux éléments 1 et 2. Ces ressorts 5 accouplent les deux éléments 1 et 2 pour former un système oscillant mécanique.
Au lieu de simples ressorts en caoutchouc, travaillant au cisaillement, on peut également utiliser des combinaisons de ceux-ci, c'est- à-dire utiliser des ressorts montés en série ou en parallèle, par exemple lorsque la course des oscillations ou la force élastique de rappel doivent être réparties sur plusieurs de ces ressorts.
La Fig. 4 montre un simple ressort droit en caoutchouc.
Les chiffres 6 désignent des plaques planes de tble, entre lesquelles se trouve la pièce élastique 5 constituée par du caoutchouc ou l'équivalent, et qui est soudée à ces deux plaques en tble 6 par un collage approprié.
Les boulons 7 fixés aux plaques de tôle 6 servent à la fixation du ressort.
Lorsque les plaques 6 se déplacent parallèlement en sens opposés, indiqués par les flèches 4 (sens du cisaillement), le caoutchouc 5 subit un effort de cisaillement. Dans cette forme de réalisation les plaques 6 peuvent se déplacer dans n'importe quelle direction parallèle à leur plan.
Par contre, la Fig. 5 représente en coupe transversale un ressort en caoutchouc en équerre, dont les plaques de tble coudées 8 ne peuvent se déplacer relativement l'une à l'autre que dans un seul sens, indiqué par les flèches 4. Ce ressort ne présente pas d'élasticité notable dans une autre direction. Des ressorts à section transversale en U ont le même effet, et suivant l'invention on peut également utiliser des ressorts en forme de botte cylindrique qui en plus d'un mouvement axial peuvent au besoin effectuer une oscillation circulaire autour de cet axe.
La Fig. 6 montre à titre d'exemple une forme d'exécution suivant l'invention, d'un transporteur oscillant à double couloir. Les éléments montés de façon à pouvoir osciller sont constitués par les deux cou- loirs transporteurs 1 et 2 superposés. les ressorts en caoutchouc 5 sont fixés chacun par une de leurs pièces métalliques à un des couloirs transporteurs 1 ou 2 et par leur autre pièce métallique au support 9, et ils sont destinés d'une part au guidage parallèle et à l'accouplement élastique des deux couloirs transporteurs oscillant en sens inverses, et d'autre part à la transmission au support 9, de la force d'inertie de ces couloirs.
Un ressort en caoutchouc du couloir supérieur et un du couloir in- férieur, sont chaque fois montés par paire de fagon que les directions de leurs forces de cisaillement coïncident. D'autre part, les constantes élastiques des ressorts se comportent entre elles, comme les masses oscillantes avec lesquelles elles sont raccordées, de sorte que les forces de cisail- lement des ressorts s'annulent et n'exercent pas de couple sur le support du dispositif. Ce dispositif est exécuté de telle manière que les directions des mouvements desressorts indiquéspar les flèches 4, sont parallèles à la ligne imaginaire reliant les centres de gravité S1 et ± , des deux couloirs transporteurs.
Les forces de commande P qui agissent périodiquement et en sans opposés sur les couloirs transporteurs 1 et 2, et qui sont nécessaires pour engendrer les mouvements oscillants, sont obtenues dans cet exemple au moyen d'une commande par excentrique. Celle-ci est constituée par un arbre 10 monté sur le couloir supérieur 1, portant à ses extrémités des excentriques auxquels sont reliées les deux bielles 11, dont l'une masque
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l'autre sur la dessin. L'autre extrémité des bielles est articulée au couloir inférieur 2. L'arbre à excentriques 10 est commandé par un moteur électrique 12 à l'aide d'une courroie. la ligne suivant laquella la force de commande P agit, se situe au centre, environ parallèlement à la direction de cisaillement 4 des ressorts en caoutchouc.
La Fig. 7 est une coupe transversale d'un transporteur oscillant à double couloir, comportant des ressorts plans en caoutchouc 5, montés en V sur ces couloirs. Grâce à cette disposition, les oscillations latérales des couloirs sont supprimées. La Fig. 8 montre une coupe transversale d'un dispositif pourvu d'éléments oscillants superposés en forme de cadres 13 dans lesquels sont tendus des tamis 14 et 15. Les ressorts en caoutchouc 5 fixés sur les cotés des cadres 13, ont une section transversale en équerre et servent aussi à transmettre au châssis 9 du dispositif, la force d'inertie des cadres oscillants.
Un autre mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention est montré sur la Fig. 9, qui représente l'essentiel d'un transporteur oscillant, en hélice. Il s'agit ici d'un dispositif oscillant pour élever des matières en vrac, les éléments oscillants étant constitués par des couloirs transporteurs hélicoïdaux 1 et 2. Leur mouvement consiste en une osc illation hélicoïdal autour de l'axe A-A, comme l'indiquent les flèches 4, les deux hélices oscillant en sens inverses, de sorte que leurs mouvements rotatifs se compensent.
Le mouvement hélicoïdal est provoqué par les ressorts en caoutchouc 5, montés de telle façon que les directions 4 de leurs surfaces de liaison métal-caoutchouc, se trouvent sur des surfaces hélicoïdales dont l'inclinaison est plus forte que celle du couloir hélicoïdal.
Etant donné qu'en comparaison du rayon de la courbe de l'hélice, les amplitudes des oscillations sont faibles, on peut utiliser des ressorts droits au lieu de ressorts en équerre. Ce qui a déjà été dit plus haut concernant la disposition, la dimension et le montage des ressorts en caoutchouc, vaut également pour cette forme de réalisation.
Le mécanisme de commande nécessaire pour engendrer les os- ai.llations, n'est pas représenté afin de ne pas nuire à la clarté du dessin, étant donné qu'il est sans importance pour l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif oscillant, en particulier pour le transport et la préparation de matières meubles, constitué par des éléments montés de façon à pouvoir osciller, dont l'un au moins sert au transport ou la préporation, les mouvements oscillants de ces éléments étant obtenus par une commande à excentrique, vilebrequin, balourds, électro-aimant ou l'équivalent, caractérisé en ce qu'il est prévu pour le guidage et l'accouplement élastique des éléments oscillants, des ressorts en caoutchouc principalement sollicités par des forces de cisaillement.
2.- Dispositif oscillant suivant la revendication l, caractérisé en ce que les ressorts en caoutchouc sont constitués de façon connue par deux parties métalliques et une partie en caoutchouc placée entre ces deux parties métalliques auxquelles elle est soudée de façon permanente par un collage approprié.
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OSCILLATING DEVICE, IN PARTICULAR FOR THE TRANSPORT AND PREPARATION OF MATERIALS.
The present invention relates to an oscillating device, consisting essentially of elements mounted so as to be able to oscillate, at least one of which is executed so as to transport, sieve, or otherwise treat for the purposes of their preparation by mechanical oscillations, bulk materials , these elements being put into oscillation by a control, for example with eccentric, crankshaft, unbalance, electromagnet, or the equivalent.
To guide the oscillating elements of these devices, hitherto either rigid connecting rods or elastic members formed of leaf springs have been used, so that from a kinematic point of view the device in its simplest form appears as an articulated quadrilateral. As elastic return means used leaf springs, coil springs or rubber springs working in compression.
A characteristic which differentiates the present invention from the aforementioned devices consists in guiding the elements by means of rubber springs working mainly in shear. These springs are generally formed by two metal parts between which is placed a rubber element welded to these parts by a suitable bonding.
These rubber springs have in the direction of their metal-rubber bonding surfaces (direction of shear), an elasticity considerably greater than perpendicular to this direction (direction of traction and compression). This property is used, according to the present invention, to guide the mobile elements. These rubber springs also serve to elastically couple the moving elements with which they form a mechanical oscillating system. it is thus possible to construct the oscillating devices much more simply than hitherto.
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Another advantage obtained by virtue of the present invention resides in that the rubber springs are also used to transmit to the support or to the suspension of the device the inertial forces of the oscillating elements. For this purpose, these springs are mounted as connecting members on the one hand between the oscillating elements, and on the other hand between the support or the suspension of the device. For this purpose, each time two springs acting against phase are brought together in pairs, so that the directions of the shearing forces coincide and therefore do not exert any torque on the support or the suspension of the device.
It is further provided that the two elastic constants of the rubber springs of a pair, behave with each other like the inertial forces of the oscillating elements with which these springs are coupled. Hence, the opposing shear forces of the springs cooperating together, become equal and cancel each other out. The oscillating movements thus exert no forces on the support or the suspension.
So that each point of an oscillating element describes the same oscillating motion, the metal-rubber connecting surfaces of the springs are directed parallel to the imaginary line connecting the centers of gravity of the oscillating elements to each other. If the latter are controlled by a crankshaft or an eccentric, it is advantageous that the dimensions of the rubber springs are such that they can fully absorb the inertia forces of the oscillating elements, and allow the control force to act in the center, approximately parallel to the metal-rubber bonding surfaces of the springs.
The use of rubber springs according to the present invention makes it possible to obtain oscillations at will in the direction appropriate to the use for which the oscillating device is intended. For transporting and sifting, it is necessary that the oscillating movement is directed obliquely upwards, while for oscillating devices which must for example exert jerks on the processed material, as well as for other preparation devices, the movements oscillating must be vertical. This can be done very simply by giving the connecting surfaces of the rubber springs the proper direction.
In addition, by suitable arrangement from the point of view of elasticity (shear direction) or by a special shape of the rubber springs, the oscillating elements can be made capable of circular or helical movements, in addition to linear oscillating movements.
To achieve for example a helical oscillation around an axis, evenly distributed springs can be mounted so that the surfaces subjected to the shear forces lie on helical surfaces of the same inclination (slope), as is described later with an example showing a helical oscillating conveyor.
In the accompanying drawing by way of example, Figs. 1 and 2 show two types of known oscillating devices and FIG. 3 schematically represents the oscillating device according to the invention; Figs. 4 and 5 show two examples taken from among a large number of embodiments known per se of rubber springs as used according to the invention, while Figs. 6 to 9 represent different embodiments of the device forming the subject of the invention.
Figs. 1 and 2 schematically show two known types of oscillating devices in their simplest form, 1 and 2 designate two elements of which at least one constitutes an active member, for example a conveyor corridor. 3 denotes rigid connecting rods serving for the mobile connection and for the mutual guidance of the elements 1 and 2. In the example of FIG. 2, this function is fulfilled by the elastic spring leaves 3 ', with the same kinematic effect. Arrows 4 and (4) indicate the direction of the relative oscillating movements of element 1 with respect to element 2. It can be seen that in a kinematic point of view these two constructions form quadri-
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articulated laterals. All the oscillating devices known hitherto are based on one of these two main forms.
Fig. 3 schematically shows the oscillating device produced according to the present invention and completely different from the first two, described above. Considered from the kinematic point of view, this is a pair of shear points. The rubber elements 5 which during the oscillating movements 4 and (4) are subjected to a shear force, as indicated by the arrows (direction of the shear), serve to guide parallel and mutually without friction, two elements 1 and 2. These springs 5 couple the two elements 1 and 2 to form a mechanical oscillating system.
Instead of simple rubber springs, working at shear, one can also use combinations of these, i.e. use springs mounted in series or in parallel, for example when the stroke of oscillations or the force elastic return must be distributed over several of these springs.
Fig. 4 shows a simple straight rubber spring.
The numbers 6 denote flat tble plates, between which there is the resilient part 5 consisting of rubber or the equivalent, and which is welded to these two tble plates 6 by suitable gluing.
The bolts 7 fixed to the sheet metal plates 6 serve to fix the spring.
When the plates 6 move in parallel in opposite directions, indicated by arrows 4 (direction of shear), the rubber 5 is subjected to a shear force. In this embodiment the plates 6 can move in any direction parallel to their plane.
On the other hand, FIG. 5 shows in cross section a square rubber spring, of which the angled tble plates 8 can only move relative to each other in one direction, indicated by arrows 4. This spring has no noticeable elasticity in another direction. Springs with a U-shaped cross-section have the same effect, and according to the invention it is also possible to use springs in the form of a cylindrical boot which in addition to an axial movement can, if necessary, effect a circular oscillation around this axis.
Fig. 6 shows, by way of example, an embodiment according to the invention of an oscillating double-aisle conveyor. The elements mounted in such a way as to be able to oscillate consist of the two superimposed conveyor corridors 1 and 2. the rubber springs 5 are each fixed by one of their metal parts to one of the conveyor passages 1 or 2 and by their other metal part to the support 9, and they are intended on the one hand for the parallel guiding and the elastic coupling of the two conveyor corridors oscillating in opposite directions, and on the other hand to the transmission to the support 9, of the inertial force of these corridors.
A rubber spring of the upper passage and one of the lower passage, are each mounted in pairs so that the directions of their shear forces coincide. On the other hand, the elastic constants of the springs behave with each other, like the oscillating masses with which they are connected, so that the shear forces of the springs cancel each other out and do not exert a torque on the support of the spring. device. This device is executed in such a way that the directions of the movements of the springs indicated by the arrows 4 are parallel to the imaginary line connecting the centers of gravity S1 and ± of the two transport corridors.
The control forces P which act periodically and without opposites on the conveyor lanes 1 and 2, and which are necessary to generate the oscillating movements, are obtained in this example by means of an eccentric control. This is formed by a shaft 10 mounted on the upper passage 1, carrying at its ends eccentrics to which the two connecting rods 11 are connected, one of which masks
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the other on the drawing. The other end of the connecting rods is articulated to the lower passage 2. The eccentric shaft 10 is controlled by an electric motor 12 using a belt. the line along which the control force P acts, lies in the center, approximately parallel to the shearing direction 4 of the rubber springs.
Fig. 7 is a cross section of a double lane oscillating conveyor, having planar rubber springs 5, V-mounted on these lanes. Thanks to this arrangement, the lateral oscillations of the corridors are suppressed. Fig. 8 shows a cross section of a device provided with superimposed oscillating elements in the form of frames 13 in which sieves 14 and 15 are stretched. The rubber springs 5 fixed to the sides of the frames 13 have a square cross section and are also used to transmit to the frame 9 of the device, the inertial force of the oscillating frames.
Another embodiment of a device according to the invention is shown in FIG. 9, which represents the essence of an oscillating, helical conveyor. This is an oscillating device for lifting bulk materials, the oscillating elements being constituted by helical conveyor corridors 1 and 2. Their movement consists of a helical osc illation around the axis AA, as indicated. arrows 4, the two propellers oscillating in opposite directions, so that their rotary movements are compensated.
The helical movement is caused by the rubber springs 5, mounted in such a way that the directions 4 of their metal-rubber bonding surfaces lie on helical surfaces the inclination of which is greater than that of the helical corridor.
Since, compared to the radius of the propeller curve, the amplitudes of the oscillations are small, straight springs can be used instead of square springs. What has already been said above concerning the arrangement, size and mounting of the rubber springs also applies to this embodiment.
The control mechanism necessary to generate the os- ai.llations is not shown in order not to affect the clarity of the drawing, since it is unimportant to the invention.
CLAIMS.
1.- Oscillating device, in particular for the transport and preparation of loose materials, consisting of elements mounted so as to be able to oscillate, at least one of which is used for transport or preporation, the oscillating movements of these elements being obtained by an eccentric drive, crankshaft, unbalance, electromagnet or the like, characterized in that it is provided for the guiding and the elastic coupling of the oscillating elements, rubber springs mainly loaded by shear forces.
2.- Oscillating device according to claim l, characterized in that the rubber springs are constituted in a known manner by two metal parts and a rubber part placed between these two metal parts to which it is permanently welded by a suitable bonding.