Dispositif d'appui anti-vibratoire
Dispositif d'appui anti-vibratoire
La présente invention concerne un dispositif d'appui anti-vibratoire destiné à reprendre les efforts horizontaux et verticaux produits par des charges dynamiques importantes.
Un exemple d'application du dispositif d'appui selon l'invention est la réalisation des appuis de machines textiles. Dans cette application les machines produisent des vibrations qui ont non seulement des effets verticaux mais également des effets horizontaux qui sont même plus importants que les effets verticaux. S'ils ne sont pas adéquatement amortis et repris dans des dispositifs d'isolation, ces effets vibratoires se communiquent à la structure portante du bâtiment et peuvent créer des résonances avec la fréquence propre de vibration de la structure portante. Les effets vibratoires horizontaux, en particulier, peuvent créer une résonance dangereuse avec la fréquence propre de la structure portante-, qui est très basse.
Pour éviter ces risques de résonance il est donc impératif d'isoler adéquatement de leur structure portante, les machines qui produisent ces vibrations et de les isoler en sorte de reprendre à la fois les effets vibratoires verticaux et les effets vibratoires horizontaux.
Le comportement dynamique de la structure portante de machines textiles, et notamment le comportement dynamique des pieux, a été étudié et pour ce faire, on a déterminé les effets vibratoires des machines textiles sur le plan vertical et sur le plan horizontal en tenant compte du comportement dynamique de ces machines. De cette analyse il ressort qu'il est nécessaire d'isoler les vibrations verticales dans la gamme de fréquences de 15 à 19 Hz
et les vibrations horizontales ayant une fréquence inférieure à 2 Hz. Les dispositifs d'appui élastiques existants ne donnent malheureusement pas satisfaction dans les applications où des charges dynamiques importantes produisent des effets vibratoires horizontaux avec une fréquence propre inférieure à 2 Hz.
L'invention apporte une solution à ce problème par un dispositif d'appui anti-vibratoire capable de reprendre efficacement non seulement les effets vibratoires verticaux mais également les effets vibratoires horizontaux avec une fréquence propre inférieure à 1 Hz environ.
Ce but est atteint selon l'invention par un dispositif d'appui anti-vibratoire caractérisé par deux matelas de matériau élastique disposés horizontalement et entre lesquels est disposé horizontalement un système d'amortissement d'effet horizontal constitué par la superposition d'un élément inférieur, d'une nappe de billes d'acier et d'un élément supérieur de manière que lesdits éléments inférieur et supérieur soient capables de se mouvoir horizontalement l'un par rapport à l'autre sous l'effet d'une composante de force horizontale, et par des moyens de serrage agencés pour enserrer l'ensemble et mettre celui-ci en précontrainte.
D'autres particularités du dispositif selon l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation illustratif .
L'invention est exposée plus en détail dans ce qui suit avec référence aux dessins ci-annexés sur lesquels:
les figures 1 et 2 sont des vues respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale d'un exemple d'exécution du dispositif d'appui selon l'invention; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du système d'amortissement d'effet horizontal faisant
partie du dispositif montré aux figures 1 et 2.
Le dispositif d'appui anti-vibratoire comprend un
système d'amortissement d'effet horizontal 1 disposé horzontalement entre deux matelas de matériau élastique
2 et 3, l'ensemble étant mis en précontrainte par des moyens de serrage comprenant les éléments 4 à 7. Le système d'amortissement d'effet horizontal 1 (figure 3) est constitué d'un élément inférieur en acier 11 qui s'étend horizontalement, d'une nappe de billes d'acier 12 disposée sur l'élément inférieur 11, et d'un élément supérieur 13 en acier qui repose sur les billes d'acier 12. L'élément supérieur 13 et l'élément inférieur 11 sont ainsi capables de se mouvoir horizontalement l'un par rapport à l'autre sous l'effet d'une composante de force horizontale . L'élément inférieur 11 a la forme d'un boîtier dans lequel sont logées les billes d'acier 12. Sur le fond du boîtier 11 et sous l'élément supérieur 13 sont disposées des garnitures 14, 15 constituées d'un acier ayant une résistance au frottement élevée.
Les dimensions du système 1 et le nombre de billes d'acier
12 sont fonction des charges à reprendre. Le choix du matériau élastique pour constituer les matelas 2 et 3 est fixé en fonction de la raideur dynamique à réaliser. Des matériaux typiques sont par exemple le liège plastique
(matière connue en soi) et le caoutchouc.
Les moyens de serrage, dans l'exemple illustré, sont constitués de deux plaques métalliques 4 et 5 formées avec une gorge 8 le long de leurs bords longitudinaux,
et de deux clames 6 et 7 ayant leurs bords longitudinaux 9 profilés en sorte de pouvoir venir se loger dans les gorges 8 des plaques 4 et 5 et accrocher celles-ci avec serrement.
Le dispositif d'appui tel que décrit plus haut permet
de supporter des charges dynamiques importantes ayant
des composantes verticales et horizontales et permet de reprendre adéquatement à la fois les vibrations verticales et les vibrations horizontales de manière à isoler efficacement la charge (une machine par exemple) de la structure portante. Tandis que les matelas élastiques 2 et 3 reprennent et amortissent les effets verticaux, le
système 1 reprend et amortit les effets horizontaux , l'élément supérieur 13 du système avec le matelas supérieur 3 se mouvant horizontalement par rapport à l'élément inférieur 11 du système 1 et le matelas inférieur 2.
Les essais ont montré que le dispositif selon l'invention amortit les effets de vibration horizontaux ayant une fréquence propre inférieure à 17 Hz et les effets de vibration verticaux ayant une fréquence propre inférieure à 1 Hz.
REVENDICATIONS
1. Dispositif d'appui anti-vibr atoire pour supporter une charge dynamique,
caractérisé par deux matelas de matériau élastique(2,3) disposés horizontalement et entre lesquels est disposé horizontalement un système d'amortissement d'effet horizontal (1) constitué par la superposition d'un
élément inférieur (11), d'une nappe de billes d'acier (12)
et d'un élément supérieur (13) de manière que lesdits éléments inférieur et supérieur soient capables de se mouvoir horizontalement l'un par rapport à l'autre sous l'effet d'une composante de force horizontale, et par
des moyens de serrage (4-7) agencés pour enserrer l'ensemble (1-3) et mettre celui-ci en précontrainte.
Anti-vibration support device
Anti-vibration support device
The present invention relates to an anti-vibration support device intended to take up the horizontal and vertical forces produced by high dynamic loads.
An example of application of the support device according to the invention is the production of supports for textile machines. In this application the machines produce vibrations which not only have vertical effects but also horizontal effects which are even more important than the vertical effects. If they are not adequately damped and taken up in isolation devices, these vibratory effects are communicated to the load-bearing structure of the building and can create resonances with the natural frequency of vibration of the load-bearing structure. Horizontal vibrational effects, in particular, can create a dangerous resonance with the natural frequency of the supporting structure, which is very low.
To avoid these risks of resonance it is therefore imperative to adequately isolate from their supporting structure, the machines which produce these vibrations and to isolate them so as to take up both the vertical vibratory effects and the horizontal vibratory effects.
The dynamic behavior of the load-bearing structure of textile machines, and in particular the dynamic behavior of piles, has been studied and to do this, the vibration effects of textile machines on the vertical and horizontal planes have been determined, taking into account the behavior dynamics of these machines. From this analysis it emerges that it is necessary to isolate the vertical vibrations in the frequency range from 15 to 19 Hz
and horizontal vibrations having a frequency of less than 2 Hz. The existing elastic support devices are unfortunately not satisfactory in applications where high dynamic loads produce horizontal vibratory effects with an natural frequency of less than 2 Hz.
The invention provides a solution to this problem by an anti-vibration support device capable of effectively taking up not only the vertical vibratory effects but also the horizontal vibratory effects with a natural frequency of less than approximately 1 Hz.
This object is achieved according to the invention by an anti-vibration support device characterized by two mattresses of elastic material arranged horizontally and between which is horizontally disposed a damping system with horizontal effect consisting of the superposition of a lower element , a sheet of steel balls and an upper element so that said lower and upper elements are able to move horizontally relative to one another under the effect of a horizontal force component , and by clamping means arranged to grip the assembly and put it in prestress.
Other features of the device according to the invention will emerge from the description of an illustrative embodiment.
The invention is explained in more detail in the following with reference to the attached drawings in which:
Figures 1 and 2 are views respectively in cross section and in longitudinal section of an exemplary embodiment of the support device according to the invention; Figure 3 is a longitudinal sectional view of the horizontal effect damping system making
part of the device shown in Figures 1 and 2.
The anti-vibration support device includes a
horizontal effect damping system 1 arranged horizontally between two mattresses of elastic material
2 and 3, the assembly being prestressed by clamping means comprising the elements 4 to 7. The damping system with horizontal effect 1 (FIG. 3) consists of a lower steel element 11 which s' extends horizontally, from a sheet of steel balls 12 disposed on the lower element 11, and from an upper element 13 of steel which rests on the steel balls 12. The upper element 13 and the lower element 11 are thus able to move horizontally relative to each other under the effect of a horizontal force component. The lower element 11 has the form of a housing in which the steel balls 12 are housed. On the bottom of the housing 11 and under the upper element 13 are arranged linings 14, 15 made of a steel having a high friction resistance.
The dimensions of system 1 and the number of steel balls
12 are a function of the loads to be resumed. The choice of elastic material to constitute the mattresses 2 and 3 is fixed according to the dynamic stiffness to be achieved. Typical materials are for example plastic cork
(material known per se) and rubber.
The clamping means, in the example illustrated, consist of two metal plates 4 and 5 formed with a groove 8 along their longitudinal edges,
and of two clamps 6 and 7 having their longitudinal edges 9 profiled so as to be able to come and lodge in the grooves 8 of the plates 4 and 5 and hang these tightly.
The support device as described above allows
to support significant dynamic loads having
vertical and horizontal components and makes it possible to adequately take up both the vertical vibrations and the horizontal vibrations so as to effectively isolate the load (a machine for example) from the bearing structure. While the elastic mattresses 2 and 3 take up and absorb the vertical effects, the
system 1 takes up and dampens the horizontal effects, the upper element 13 of the system with the upper mattress 3 moving horizontally relative to the lower element 11 of system 1 and the lower mattress 2.
The tests have shown that the device according to the invention dampens the horizontal vibration effects having a natural frequency of less than 17 Hz and the vertical vibration effects having a natural frequency of less than 1 Hz.
CLAIMS
1. Anti-vibration support device to support a dynamic load,
characterized by two mattresses of elastic material (2,3) arranged horizontally and between which is arranged horizontally a damping system of horizontal effect (1) constituted by the superposition of a
lower element (11), of a sheet of steel balls (12)
and of an upper element (13) so that said lower and upper elements are able to move horizontally with respect to each other under the effect of a horizontal force component, and by
clamping means (4-7) arranged to enclose the assembly (1-3) and put it in prestress.