FR2879110A1 - Oscillating shaft guide, e.g. for biological sample vibration/grinding equipment, comprises ball on shaft forming inner ring of bearing with two rows of balls - Google Patents

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Abstract

The guide for a shaft (20) performing an oscillating motion about a centre of rotation on its axis consists of a bearing with its inner ring formed by a ball (30) on the shaft and two rows of balls (40) between it and outer rings (46). The balls (40) are set in cages (42) and run in semicylindrical annular grooves (44) in the rings. The bearing is completed by two further rows of balls (50, 52) and additional outer rings. The axial gap between the bearing outer rings (46) is controlled by a regulator in the form of a nut (60) that screws onto a fixed support (26). The guide allows the shaft to pivot through an angle of about 8 degrees from its median position.

Description

APPAREIL POUR LA VIBRATION RAPIDE DE TUBES AAPPARATUS FOR RAPID VIBRATION OF TUBES

ECHANTILLONSSAMPLES

L'invention concerne un appareil pour la vibration rapide de tubes à échantillons, du type comprenant un plateau de support des tubes qui est fixé à une extrémité d'un arbre monté sur un support fixe par l'intermédiaire de moyens de guidage et qui est relié à son autre extrémité à un arbre moteur au moyen d'un excentrique.  An apparatus for rapid vibration of sample tubes, of the type comprising a tube support plate which is attached to an end of a shaft mounted on a fixed support by means of guiding means and which is connected at its other end to a motor shaft by means of an eccentric.

Dans ces appareils, l'arbre moteur tourne à une vitesse élevée de l'ordre de 6000 à 8000 tours/minute, ce qui impose d'utiliser des paliers de centrage et de guidage de l'arbre du plateau qui sont d'une conception particulière, la meilleure solution connue actuellement consistant à monter sur l'arbre un palier à rotule et à couronnes de billes lui-même monté dans un châssis fixe par deux roulements à billes.  In these devices, the motor shaft rotates at a high speed of the order of 6000 to 8000 revolutions / minute, which requires the use of centering bearings and guide the tray shaft which are of a design particular, the best known solution currently consisting of mounting on the shaft a ball bearing and rings of balls itself mounted in a fixed frame by two ball bearings.

Ces moyens de centrage et de guidage sont extrêmement fiables, ils ont une longue durée de vie et autorisent des vitesses de rotation élevées. L'appareil a toutefois l'inconvénient d'être bruyant, ce qui peut causer une gêne et une fatigue, notamment lorsqu'il est utilisé dans un laboratoire où se trouvent des personnes qui exécutent des travaux demandant une certaine concentration.  These centering and guiding means are extremely reliable, they have a long life and allow high speeds of rotation. The device, however, has the disadvantage of being noisy, which can cause discomfort and fatigue, especially when used in a laboratory where there are people who perform work requiring a certain concentration.

La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient de façon fiable, simple et économique.  The present invention aims to avoid this disadvantage reliably, simply and economically.

Elle propose à cet effet un appareil du type précité, comprenant un plateau de support de tubes fixé à une extrémité d'un arbre monté dans des moyens de centrage et de guidage portés par un châssis fixe et relié à son autre extrémité par un excentrique à des moyens d'entraînement, cet appareil étant caractérisé en ce que des moyens d'absorption du bruit et des vibrations sont montés entre ledit châssis fixe et les moyens de guidage et d'entraînement de l'arbre du plateau.  It proposes for this purpose an apparatus of the aforementioned type, comprising a tube support plate attached to one end of a shaft mounted in centering and guiding means carried by a fixed frame and connected at its other end by an eccentric to driving means, this apparatus being characterized in that means for absorbing noise and vibrations are mounted between said fixed frame and the guide and drive means of the tray shaft.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces moyens d'absorption du bruit et des vibrations comprennent des bagues en élastomère ayant une dureté Shore A comprise entre 55 et 85 et de préférence voisine de 70.  In a preferred embodiment of the invention, these noise and vibration absorption means comprise elastomer rings having a Shore A hardness between 55 and 85 and preferably close to 70.

On a constaté que le montage de ces bagues en élastomère entre le support fixe et les moyens de guidage et d'entraînement de l'arbre du plateau permettait de réduire le niveau de bruit et de vibrations en fonctionnement d'environ 5 à 10 dB, de sorte que l'appareil est maintenant très peu bruyant en fonctionnement et ne constitue plus une cause de gêne ou de fatigue qui nuirait à la concentration des personnes travaillant à son voisinage immédiat.  It has been found that the mounting of these elastomeric rings between the fixed support and the guide and drive means of the plateau shaft made it possible to reduce the level of noise and vibrations during operation by about 5 to 10 dB, so that the device is now very quiet in operation and is no longer a cause of discomfort or fatigue that would affect the concentration of people working in its immediate vicinity.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'excentrique qui relie ladite autre extrémité de l'arbre du plateau aux moyens d'entraînement est guidé en rotation dans un roulement porté par une platine qui est elle-même montée par l'intermédiaire d'une bague précitée en élastomère dans un logement cylindrique du châssis fixe.  In a particular embodiment of the invention, the eccentric which connects said other end of the shaft of the plate to the drive means is guided in rotation in a bearing carried by a plate which is itself mounted by the intermediate of a aforementioned elastomer ring in a cylindrical housing of the fixed frame.

Les moyens de guidage de l'arbre du plateau comprennent des paliers à rotule et à billes qui sont montés à l'intérieur d'une douille métallique elle-même fixée dans un alésage d'une pièce fixe par une bague précitée en élastomère.  The guide means of the shaft of the plate comprise ball bearings and ball bearings which are mounted inside a metal sleeve itself fixed in a bore of a fixed part by a aforesaid ring of elastomer.

Une autre bague en élastomère est montée entre cette pièce fixe et le support fixe de l'appareil.  Another elastomeric ring is mounted between this fixed part and the fixed support of the apparatus.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités d'absorption du bruit et des vibrations comprennent également des moyens de suspension élastique d'une partie supérieure de l'appareil, comprenant le plateau de support des tubes et les moyens de centrage et de guidage de l'arbre du plateau, sur une partie inférieure de l'appareil, comprenant le support fixe et les moyens d'entraînement de l'arbre du plateau. Ces moyens de suspension élastique sont avantageusement du type à cales ou blocs d'élastomère ou à câbles et permettent de filtrer les vibrations basse fréquence et moyenne fréquence au démarrage et à l'arrêt du moteur d'entraînement de l'arbre du plateau, tandis que les bagues précitées en élastomère filtrent efficacement les fréquences plus élevées générées en fonctionnement continu.  According to another characteristic of the invention, the above-mentioned noise and vibration absorption means also comprise elastic suspension means of an upper part of the apparatus, comprising the support plate of the tubes and the centering means and guide of the tray shaft, on a lower part of the apparatus, comprising the fixed support and the drive means of the tray shaft. These resilient suspension means are advantageously of the wedge or elastomer block or cable type and enable the low frequency and medium frequency vibrations to be filtered at the start and at the end of the drive motor of the tray shaft, while that the aforementioned elastomer rings effectively filter the higher frequencies generated in continuous operation.

De façon générale, ces bagues en élastomère et ces moyens de suspension permettent de réduire de façon importante le niveau sonore généré par l'appareil en fonctionnement, sans nuire à la précision du centrage et du guidage de l'arbre du plateau et sans réduire la durée de vie des moyens de centrage et de guidage.  Generally speaking, these elastomer rings and these suspension means make it possible to significantly reduce the sound level generated by the apparatus in operation, without impairing the accuracy of the centering and guiding of the shaft of the plate and without reducing the service life of the centering and guiding means.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique de face d'un appareil selon l'invention; la figure 2 est une vue à plus grande échelle et en coupe axiale de la partie supérieure de l'appareil de 0a figure 1.  The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the following description given by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. schematic face of an apparatus according to the invention; FIG. 2 is a view on a larger scale and in axial section of the upper part of the apparatus of FIG. 1.

L'appareil représenté aux dessins est un appareil pour la vibration rapide de tubes 10 destinés à contenir des échantillons biologiques et des micro-billes de verre ou de céramique, les tubes 10 étant portés par un plateau 12 muni d'un couvercle 14 et monté fixernent à l'extrémité supérieure d'un arbre 16 qui s'étend axialement par rapport au plateau 12 et au couvercle 14.  The apparatus shown in the drawings is an apparatus for the rapid vibration of tubes for holding biological samples and microbeads of glass or ceramics, the tubes being carried by a tray 12 provided with a lid 14 and mounted fixernent to the upper end of a shaft 16 which extends axially with respect to the plate 12 and the lid 14.

L'arbre 16 est entraîné par un moteur électrique 18 situé sous le plateau 14 et porté par un châssis fixe 20.  The shaft 16 is driven by an electric motor 18 located under the plate 14 and carried by a fixed frame 20.

L'extrémité inférieure de l'arbre 16 est reliée à l'arbre de sortie 22 du moteur 18 par un excentrique 26 comprenant un roulement 24 monté au bout de l'arbre 16 et logé dans une cavité cylindrique de l'excentrique lui-même monté et guidé dans une cavité cylindrique d'une platine 28 par l'intermédiaire d'un roulement 30. La platine 28 est montée dans une bague métallique 32 fixée au support fixe 20, par l'intermédiaire d'une bague en élastomère 34 qui est interposée entre la périphérie extérieure de la platine 28 et la bague métallique 32 et qui est immobilisée en translation axiale et en rotation sur la bague métallique 32 et sur la platine 28.  The lower end of the shaft 16 is connected to the output shaft 22 of the motor 18 by an eccentric 26 comprising a bearing 24 mounted at the end of the shaft 16 and housed in a cylindrical cavity of the eccentric itself. mounted and guided in a cylindrical cavity of a plate 28 by means of a bearing 30. The plate 28 is mounted in a metal ring 32 fixed to the fixed support 20, by means of an elastomer ring 34 which is interposed between the outer periphery of the plate 28 and the metal ring 32 and which is immobilized in axial translation and in rotation on the metal ring 32 and on the plate 28.

Avantageusement, la bague 34 en élastomère est coulée et vulcanisée in situ ou bien est collée sur la platine 28 et sur la bague métallique 32. de plus, comme représenté, une nervure annulaire peut être formée en saillie sur la surface interne de la bague métallique 32 et engagée dans une rainure correspondante de la bague en élastomère 34 qui comprend elle-même sur sa surface interne une partie annulaire en saillie engagée dans une rainure correspondante de la périphérie extérieure de la platine 28, pour accroître la résistance à l'arrachement axial.  Advantageously, the elastomer ring 34 is cast and vulcanized in situ or is glued on the plate 28 and on the metal ring 32. Moreover, as shown, an annular rib may be formed protruding on the inner surface of the metal ring. 32 and engaged in a corresponding groove of the elastomer ring 34 which itself comprises on its inner surface a projecting annular portion engaged in a corresponding groove of the outer periphery of the plate 28, to increase the resistance to axial tearing .

Le logement cylindrique de montage du roulement 24 dans le disque 26 est excentré et orienté en oblique par rapport à l'axe de l'arbre 22 de sortie du moteur 18, et les axes des arbres 16 et 22 se coupent en un point 36 qui constitue un centre de rotation du plateau 12 et de l'arbre 16.  The cylindrical mounting housing of the bearing 24 in the disc 26 is eccentric and oriented obliquely to the axis of the output shaft 22 of the motor 18, and the shafts of the shafts 16 and 22 intersect at a point 36 which constitutes a center of rotation of the plate 12 and the shaft 16.

Les moyens de centrage et de guidage de l'arbre 16 sont situés au niveau de ce centre de rotation 36 et comprennent un palier à rotule et à billes, dont la rotule 42 est solidaire de l'arbre 16 et coopère avec deux couronnes de billes 44 portées par des cages cylindriques et montées entre la rotule 42 et deux bagues cylindriques externes axialement superposées, qui constituent également les bagues internes de deux roulements à billes 46 axialement superposés et séparés d'une distance faible.  The centering and guiding means of the shaft 16 are located at this center of rotation 36 and comprise a ball and ball bearing, whose ball 42 is integral with the shaft 16 and cooperates with two rings of balls. 44 carried by cylindrical cages and mounted between the ball 42 and two outer cylindrical rings axially superimposed, which also constitute the inner rings of two ball bearings 46 axially superimposed and separated by a small distance.

Les deux roulements à billes 46 sont montés dans une bague métallique externe 48 elle-même montée dans un manchon cylindrique supérieur 50 porté par une pièce fixe 52 dont l'extrémité cylindrique inférieure 56 est fixée dans une couronne métallique 58 qui est semblable à la bague métallique 32 précitée et qui est axialement alignée avec celle-ci.  The two ball bearings 46 are mounted in an outer metal ring 48 itself mounted in an upper cylindrical sleeve 50 carried by a fixed part 52 whose lower cylindrical end 56 is fixed in a metal ring 58 which is similar to the ring said metal 32 and which is axially aligned therewith.

Des bagues en élastomère 60 et 62 sont interposées respectivement entre la bague métallique 48 portant les roulements 46 et le manchon 50 et entre l'extrémité inférieure 56 de la pièce 52 et la couronne 58. Ces bagues en élastomère 60 et 62 sont coulées et vulcanisées in situ ou collées et de plus retenues axialement par emboîtement sur des nervures des pièces extérieures et dans des rainures des pièces intérieures avec lesquelles elles coopèrent, comme déjà décrit pour la bague en élastomère 38 de montage de la platine 32.  Elastomer rings 60 and 62 are respectively interposed between the metal ring 48 carrying the bearings 46 and the sleeve 50 and between the lower end 56 of the part 52 and the ring 58. These elastomer rings 60 and 62 are cast and vulcanized. in situ or glued and more axially retained by interlocking on the ribs of the outer parts and in grooves of the inner parts with which they cooperate, as already described for the elastomer ring 38 for mounting the plate 32.

Ces trois bagues en élastomère 38, 60 et 62 ont pour fonction essentielle d'interdire la transmission des bruits et des vibrations de fréquence élevée entre les moyens de guidage et d'entraînement du plateau 12, d'une part, et le châssis fixe 20, d'autre part. Pour bien assurer cette absorption de bruits et de vibrations, ces bagues sont en élastomère ayant une dureté Shore A comprise entre 55 et 85 environ, et de préférence voisine de 70. La couronne 58 est portée (figure 1) par deux poutres parallèles 64 reliées à leurs extrémités au châssis 20 par des moyens de suspension élastique 66 qui sont ici du type à câbles et qui pourraient en variante comprendre des cales ou des blocs d'élastomère. Ces moyens 66 de suspension élastique ont pour fonction de filtrer les vibrations basse fréquence et moyenne fréquence qui sont générées au démarrage et à l'arrêt du moteur 18, lorsque sa vitesse de rotation passe de 0 à 7000 tours/minute environ, et inversement.  These three elastomer rings 38, 60 and 62 have the essential function of preventing the transmission of high frequency noise and vibrations between the guide and driving means of the plate 12, on the one hand, and the fixed frame 20 , on the other hand. To ensure this absorption of noise and vibration, these rings are made of elastomer having a Shore A hardness between 55 and about 85, and preferably close to 70. The ring 58 is worn (Figure 1) by two parallel beams 64 connected at their ends to the frame 20 by elastic suspension means 66 which are here of the cable type and which could alternatively comprise wedges or blocks of elastomer. These elastic suspension means 66 have the function of filtering the low frequency and medium frequency vibrations which are generated at the start and at the end of the motor 18, when its rotational speed changes from approximately 0 to 7000 revolutions / minute, and vice versa.

Grâce à cet ensemble de moyens, le niveau sonore de l'appareil en fonctionnement est réduit d'au moins 5 à 10 dB, de sorte que l'appareil en fonctionnement ne constitue plus une gêne pour son environnement immédiat.  With this set of means, the noise level of the device in operation is reduced by at least 5 to 10 dB, so that the device in operation is no longer an inconvenience for its immediate environment.

Le montage des bagues insonorisantes 38, 60 et 62 et des moyens de suspension 66 n'affecte pas les performances de l'appareil qui peut fonctionner avec des vitesses de rotation élevées comprises entre 6000 et 8000 tours/minute et dont les moyens de centrage et de guidage ont une très longue durée de vie.  The mounting of the sound-absorbing rings 38, 60 and 62 and the suspension means 66 does not affect the performance of the apparatus which can operate with high rotation speeds of between 6000 and 8000 rpm and the centering means of which guidance have a very long life.

Claims (11)

É-6-REVENDICATIONSE-6-CLAIMS 1. Appareil pour la vibration rapide de tubes à échantillons, comprenant un plateau (12) de support des tubes (10), fixé à une extrémité d'un arbre (16) monté dans des moyens (42, 44, 46) de centrage et de guidage portés par un châssis fixe (20) et relié à son autre extrémité par un excentrique (28) à des moyens (18, 26) d'entraînement, caractérisé en ce que des moyens (38, 60, 62) d'absorption du bruit et des vibrations sont montés entre le châssis fixe (20) et les moyens de guidage et d'entraînement de l'arbre (16) du plateau (12).  Apparatus for rapid vibration of sample tubes, comprising a tube support plate (12) attached to one end of a shaft (16) mounted in centering means (42, 44, 46) and guide carried by a fixed frame (20) and connected at its other end by an eccentric (28) to means (18, 26) for driving, characterized in that means (38, 60, 62) for absorption of noise and vibrations are mounted between the fixed frame (20) and the guide and drive means of the shaft (16) of the plate (12). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'absorption du bruit et des vibrations comprennent des bagues en élastomère (34, 60, 62).  2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the noise and vibration absorbing means comprise elastomeric rings (34, 60, 62). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les 15 bagues (34, 60, 62) sont en élastomère ayant une dureté Shore A comprise entre 55 et 85.  3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rings (34, 60, 62) are of elastomer having a Shore A hardness of between 55 and 85. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bagues (34, 60, 62) sont en élastomère ayant une dureté Shore A voisine de 70.  4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the rings (34, 60, 62) are elastomeric having a Shore A hardness close to 70. 5. Appareil selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'excentrique (24, 26) reliant ladite autre extrémité de l'arbre (16) du plateau à un arbre moteur (22) est guidé en rotation dans un roulement (30) monté dans une platine (28) qui est elle-même montée par l'intermédiaire d'une bague précitée (34) en élastomère sur le châssis fixe (20).  5. Apparatus according to one of claims 2 to 4, characterized in that the eccentric (24, 26) connecting said other end of the shaft (16) of the plate to a motor shaft (22) is guided in rotation in a bearing (30) mounted in a plate (28) which is itself mounted via an elastomeric ring (34) to the fixed frame (20). 6. Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage de l'arbre (16) du plateau comprennent des paliers à rotule et à billes (42, 44, 46)., montés à l'intérieur d'une bague métallique (48) elle-même fixée dans un manchon cylindrique (50) par une bague précitée (60) en élastomère.  6. Apparatus according to one of claims 2 to 5, characterized in that the guide means of the shaft (16) of the plate comprises ball bearings and ball bearings (42, 44, 46)., Mounted to the interior of a metal ring (48) itself fixed in a cylindrical sleeve (50) by an aforementioned ring (60) of elastomer. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une bague (62) en élastomère est montée entre une pièce fixe (52) portant le manchon (50) et une couronne (58) reliée au châssis fixe (20).  7. Apparatus according to claim 6, characterized in that a ring (62) of elastomer is mounted between a fixed part (52) carrying the sleeve (50) and a ring (58) connected to the fixed frame (20). 8. Appareil selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les bagues précitées (38, 60, 62) en élastomère sont immobilisées en translation sur les pièces entre lesquelles elles sont montées.  8. Apparatus according to one of claims 2 to 7, characterized in that the aforementioned rings (38, 60, 62) of elastomer are immobilized in translation on the parts between which they are mounted. 9. Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les bagues en élastomère (38, 60, 62) sont coulées et vulcanisées in situ ou collées sur les pièces entre lesquelles elles sont montées.  9. Apparatus according to one of claims 2 to 8, characterized in that the elastomeric rings (38, 60, 62) are cast and vulcanized in situ or glued on the parts between which they are mounted. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'absorption du bruit et des vibrations comprennent également des moyens (66) de suspension élastique d'une partie supérieure de l'appareil, comprenant le plateau (12) de support des tubes et les moyens (42, 44, 46) de centrage et de guidage de l'arbre (16) du plateau, sur une partie inférieure de l'appareil, comprenant le châssis fixe (20) et les moyens (18, 22) d'entraînement de l'arbre (16) du plateau.  10. Apparatus according to one of claims 1 to 9, characterized in that the means for absorbing noise and vibration also comprise means (66) of elastic suspension of an upper part of the apparatus, comprising the plateau (12) for supporting the tubes and the means (42, 44, 46) for centering and guiding the shaft (16) of the plate, on a lower part of the apparatus, comprising the fixed frame (20) and the means (18, 22) for driving the shaft (16) of the plate. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (66) de suspension élastique sont du type à cales ou blocs d'élastomère ou à câbles pour l'amortissement des basses et moyennes fréquences lors des phases d'arrêt et de démarrage du moteur (18) d'entraînement de l'arbre (16) du plateau (12).  11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the means (66) of resilient suspension are of the wedge or elastomer block type or cables for the damping of low and medium frequencies during the phases of stop and starting the motor (18) for driving the shaft (16) of the plate (12).
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