[0001] La présente invention a pour objet un vibrateur à moment variable utilisant un déphaseur
à jeux réduits.
[0002] Elle concerne un vibrateur à moment variable utilisable notamment, mais non exclusivement,
à l'enfoncement, dans le sol, d'objets tels que des pieux ou des palplanches, et comportant
des jeux réduits.
[0003] D'une façon générale, on sait que les vibrateurs couramment utilisés dans ce genre
d'application font intervenir au moins un couple de masselottes excentrées par rapport
à leur axe d'entraînement et des moyens permettant d'entraîner en rotation à une même
vitesse mais en sens inverse les deux axes d'entraînement.
[0004] Il est clair que grâce à ces dispositions, les forces centrifuges engendrées par
la rotation des masselottes s'additionnent dans une direction définissant un axe de
travail et se compensent dans les autres directions pour s'annuler dans une direction
perpendiculaire à l'axe de travail.
[0005] Il s'avère que pour de multiples raisons, il est souhaitable d'effectuer un réglage
de l'amplitude des vibrations engendrées par le vibrateur, par exemple :
- pour tenir compte des caractéristiques mécaniques du sol,
- pour limiter l'amplitude des vibrations à proximité de bâtiments, et
- pour supprimer les vibrations parasites générées au démarrage et à l'arrêt du vibrateur.
[0006] Pour parvenir à ce résultat, les vibrateurs font intervenir au moins deux trains
de masselottes excentriques comprenant chacun au moins deux masselottes excentriques
montées rotatives autour d'arbres solidaires de deux pignons respectifs qui engrènent
l'un avec l'autre de manière à tourner en sens inverse l'un par rapport à l'autre,
une motorisation comportant au moins un premier moteur couplé directement ou indirectement
au premier train de masselottes et un déphaseur en prise avec les deux trains de masselottes.
[0007] Pour réaliser ce déphaseur, de nombreuses solutions ont été proposées ; la solution
utilisant un dispositif hélicoïdal, appelé par la suite vérin rotatif, a fait l'objet
d'un brevet français déposé par la Demanderesse sous le No
91 09253.
[0008] Ce vérin rotatif comprend notamment :
- un premier arbre de transmission monté rotatif sur une structure fixe, cet arbre comportant
au moins une partie se présentant sous la forme d'un manchon cylindrique dont l'alésage
interne comprend une première surface d'étanchéité suivie d'une première partie filetée
;
- un deuxième arbre de transmission, de forme cylindrique, qui s'engage dans le manchon
cylindrique du premier arbre de transmission en délimitant avec celui-ci un espace
annulaire, refermé d'un côté par un fond, ce deuxième arbre de transmission comprenant
successivement une deuxième surface d'étanchéité et une deuxième partie filetée ;
- une pièce annulaire faisant office de piston axialement mobile dans ledit espace annulaire,
et possédant une face externe cylindrique comportant successivement une troisième
surface d'étanchéité apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite première surface
d'étanchéité et une troisième partie filetée présentant des rampes hélicoïdales coulissant
dans les rampes hélicoïdales de la susdite première partie filetée, et une face interne
comprenant successivement une quatrième surface d'étanchéité apte à coulisser avec
étanchéité sur la susdite deuxième surface d'étanchéité et une quatrième partie filetée
présentant des rampes hélicoïdales coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite
deuxième partie filetée ;
- un circuit d'admission de fluide sous pression permettant le déplacement axial du
susdit piston sous l'effet de ce fluide dans deux chambres de travail, délimitées
par les susdits arbres de transmission et le susdit piston, par l'intermédiaire de
joints tournants.
[0009] Bien que cette solution soit satisfaisante, elle présente un certain nombre d'inconvénients.
[0010] En effet, le contexte vibratoire étant très exigeant pour les pièces mécaniques,
l'expérience a montré que les pièces en mouvement subissent des usures importantes
; celles-ci ont pour conséquence, une maintenance fréquente et ainsi obèrent les coûts
d'exploitation en termes de remplacement de pièces et d'immobilisation des équipements.
[0011] La structure du vibrateur, telle que décrite précédemment, n'est pas optimisée en
terme de maintenance compte tenu de l'accessibilité réduite au déphaseur et aux pièces
en mouvement, celles-ci étant, pour la plupart, particulièrement volumineuses et lourdes.
[0012] Par ailleurs, il s'avère que les contraintes exercées au niveau des pignons d'entraînement
des arbres comportant les trains de masselottes excentriques, sont transmises en grande
partie au déphaseur ; lequel est structurellement fragile compte tenu des pièces en
mouvement sous étanchéité hydraulique et par conséquent particulièrement tolérancées.
[0013] L'invention a plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients.
[0014] A cet effet, elle propose un vibrateur à moment variable comprenant au moins deux
trains de masselottes comportant chacun au moins deux masselottes excentriques entraînées
en rotation par deux pignons qui engrènent l'un avec l'autre de manière à tourner
en sens inverse l'un par rapport à l'autre, l'un au moins desdits trains étant entraîné
par un moteur, les deux trains étant couplés l'un à l'autre par un déphaseur commandable
à distance, ce déphaseur comprenant deux arbres d'entraînement coaxiaux munis de deux
pignons respectifs en prise avec deux pignons respectivement solidaires en rotation
de deux trains de masselottes, ces deux arbres coaxiaux étant couplés l'un à l'autre
par des moyens de liaison permettant d'assurer une transmission synchrone du mouvement
de rotation de l'un des deux arbres d'entraînement, ces moyens de liaison comportant
en outre des moyens d'entraînement en rotation commandables de l'un des deux arbres
d'entraînement par rapport à l'autre de manière à engendrer un déphasage commandable
entre les deux arbres d'entraînement.
[0015] Selon l'invention, ce vibrateur est
caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pièce tubulaire de transmission, solidaire en rotation du
premier arbre d'entraînement tubulaire, de manière à ce que ladite pièce tubulaire
de transmission assure une dérivation des contraintes exercées par le vibrateur au
niveau des pignons en soulageant ainsi le déphaseur.
[0016] Selon un premier mode d'exécution de l'invention, les susdits moyens de liaison pourront
faire intervenir :
- un premier arbre de transmission monté rotatif sur une structure fixe, cet arbre comportant
au moins une partie se présentant sous la forme d'un manchon cylindrique dont l'alésage
interne comprend une première surface d'étanchéité suivie d'une première partie filetée
;
- un deuxième arbre de transmission, de forme cylindrique, qui s'engage dans le manchon
cylindrique du premier arbre de transmission en délimitant avec celui-ci un espace
annulaire, refermé d'un côté par un fond, ce deuxième arbre de transmission comprenant
successivement une deuxième surface d'étanchéité et une deuxième partie filetée ;
- une pièce annulaire faisant office de piston axialement mobile dans ledit espace annulaire,
et possédant une face externe cylindrique comportant successivement une troisième
surface d'étanchéité apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite première surface
d'étanchéité et une troisième partie filetée présentant des rampes hélicoïdales coulissant
dans les rampes hélicoïdales de la susdite première partie filetée, et une face interne
comprenant successivement une quatrième surface d'étanchéité apte à coulisser avec
étanchéité sur la susdite deuxième surface d'étanchéité et une quatrième partie filetée
présentant des rampes hélicoïdales coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite
deuxième partie filetée ;
- un circuit d'admission de fluide sous pression permettant le déplacement axial du
susdit piston sous l'effet de ce fluide dans deux chambres de travail, délimitées
par les susdits arbres de transmission et le susdit piston, par l'intermédiaire de
joints tournants.
[0017] Avantageusement, le circuit d'admission de fluide sous pression pourra être conçu
de manière à rendre possible un asservissement du déphasage et, en conséquence de
la puissance vibratoire transmise par le vibrateur.
[0018] Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce type de moyens de liaison ; ces moyens
de liaison pourraient en effet comprendre un actionneur rotatif hydraulique, par exemple
de type à palette, voire même un actionneur électrique.
[0019] Par ailleurs, le susdit premier arbre d'entraînement pourra être monté rotatif dans
un palier formé dans une première paroi latérale du boîtier du vibrateur ; de même,
le susdit deuxième arbre d'entraînement pourra être monté rotatif dans un palier formé
dans une deuxième paroi latérale du boîtier du vibrateur.
[0020] Avantageusement, le palier formé dans ladite première paroi latérale du boîtier du
vibrateur pourra comprendre un roulement avec arrêts axiaux disposé entre cette première
paroi et une première extrémité de la pièce tubulaire de transmission portant le premier
pignon et dans laquelle s'engage une partie cylindrique prolongeant coaxialement le
premier arbre d'entraînement tubulaire.
[0021] De ce fait, on obtient une transmission des efforts liés au fonctionnement du vibrateur
de la première paroi latérale à la pièce tubulaire de transmission.
[0022] Le palier formé dans ladite deuxième paroi latérale du boîtier pourra, quant à lui,
comprendre un roulement avec arrêts axiaux disposé entre ladite deuxième paroi et
le deuxième pignon solidaire du deuxième arbre d'entraînement et qui ménage avec le
premier arbre d'entraînement tubulaire un passage annulaire dans lequel s'engage la
deuxième extrémité de la pièce tubulaire de transmission.
[0023] Ce montage permet d'assurer une transmission des efforts liés au fonctionnement du
vibrateur entre les deux parois latérales et la pièce tubulaire de transmission en
soulageant ainsi le déphaseur.
[0024] Avantageusement, une bague de glissement est montée solidaire de la pièce tubulaire
de transmission au voisinage du second pignon et disposée dans le passage annulaire,
cette bague de glissement permettant au second pignon d'être monté rotatif autour
de ladite pièce tubulaire de transmission.
[0025] Des modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention seront décrits ci-après,
à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels
:
Les figures 1 et 2 sont deux coupes schématiques, respectivement axiale et transversale,
d'un vibrateur à moment variable ;
La figure 3 est une coupe axiale schématique d'une première version de déphaseur selon
l'invention, utilisé dans le vibrateur représenté figures 1 et 2 ;
La figure 4 est une coupe axiale schématique d'une deuxième version de déphaseur selon
l'invention, utilisé dans le vibrateur représenté figures 1 et 2.
[0026] Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le vibrateur comprend deux trains
1, 2 de masselottes excentrées montées rotatives au moyen d'arbres A1, A2, An - A'1,
A'2, A'n, parallèles à un axe transversal X, X', et dont les extrémités s'engagent
dans des paliers portés par deux parois parallèles 3, 4, constituant les deux côtés
latéraux d'un boîtier 5.
[0027] A chacune des masselottes M, M' est associé un pignon P disposé et dimensionné de
manière à ce que les pignons P associés à un même train 1, 2, de masselottes M engrènent
les uns avec les autres, par couples successifs.
[0028] Sur la figure 1, on a représenté deux trains de masselottes M comportant chacun un
couple d'ensembles masselotte/pignon P représenté en traits pleins, l'ensemble représenté
partiellement en traits interrompus indiquant le mode d'implantation d'un autre couple.
[0029] L'entraînement en rotation des deux trains de masselottes est assuré au moyen d'une
motorisation, comportant, par exemple, deux moteurs hydrauliques H1, H2, montés sur
la paroi 3 à l'une des extrémités du boîtier 5.
[0030] Selon la figure 2, ces deux moteurs H1, H2, entraînent deux arbres respectifs parallèles
passant dans des paliers solidaires des parois 3, 4, et qui portent chacun deux pignons
coaxiaux respectivement P1, P2 - P5, P6.
[0031] Le pignon P1, solidaire de l'arbre du moteur H1, vient engrener avec le pignon P
solidaire de sa masselotte M' pour effectuer l'entraînement en rotation du train 2.
[0032] Le pignon P6, solidaire de l'arbre du moteur H2, vient engrener avec le pignon P
solidaire de sa masselotte M pour effectuer l'entraînement en rotation du train 1.
[0033] Pour engendrer une variation d'amplitude du moment vibratoire, le vibrateur comprend
en outre un déphaseur 7 avantageusement, mais non exclusivement, à commande hydraulique
selon l'invention, comprenant essentiellement :
- un arbre menant portant un pignon P3 engrenant avec le pignon P5 solidaire de l'arbre
de sortie du moteur H2, et
- un arbre mené portant un pignon P4 engrenant avec un pignon P2 solidaire de l'arbre
de sortie du moteur H1.
Bien entendu, le pignon P3 pourrait par exemple engrener avec l'un quelconque des
pignons P associés aux masselottes M du train 1 ; tandis que le pignon P4 pourrait
engrener avec l'un quelconque des pignons P associés aux masselottes M' du train 2.
[0034] Il apparaît clairement que tous les arbres de cette structure sont parallèles et
sont montés sur des paliers solidaires des deux parois 3, 4, et que les arbres directement
entraînés par les moteurs H1, H2, ainsi que les deux arbres coaxiaux 6, 8, du déphaseur
7, sont distincts des arbres sur lesquels sont montées les masselottes M, M'.
[0035] Tel que représenté sur la figure 3, le déphaseur 7, selon l'invention, se compose
d'une structure cylindrique solidaire des parois 3 et 4.
[0036] Cette structure cylindrique 7 comprend :
- un premier arbre d'entraînement tubulaire 9 (arbre mené), monté rotatif sur la paroi
3 par l'intermédiaire d'un roulement avec arrêts axiaux R1, cet arbre 9, solidaire
en rotation d'un premier pignon P4, comportant une partie cylindrique, et au moins
une partie se présentant sous la forme d'un manchon cylindrique, comprenant une première
partie filetée 9F suivie d'une première surface d'étanchéité 9E,
- un deuxième arbre d'entraînement central 6 (arbre menant), de forme cylindrique, monté
rotatif sur la paroi 4 par l'intermédiaire d'un roulement avec arrêts axiaux R2, coaxialement
au premier arbre d'entraînement tubulaire 9, solidaire en rotation d'un second pignon
P3,
- une pièce tubulaire de transmission 8, comportant une partie cylindrique creuse montée
coulissante sur la partie cylindrique du premier arbre d'entraînement 9 au voisinage
du premier pignon P4, et solidaire en rotation de celui-ci par un accouplement, par
exemple, à clavettes ou à cannelures.
[0037] Le deuxième arbre d'entraînement central 6 (arbre menant), de forme cylindrique,
délimite avec le susdit premier arbre d'entraînement tubulaire 9, un espace annulaire,
refermé d'un côté par un fond, ce deuxième arbre d'entraînement central 6 comprenant
successivement une deuxième surface d'étanchéité 6E suivie d'une deuxième partie filetée
6F.
[0038] Une pièce annulaire 10 faisant office de piston axialement mobile dans ledit espace
annulaire, et possédant une face externe cylindrique comprenant successivement une
troisième surface d'étanchéité 10Ee apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite
première surface d'étanchéité 9E et une troisième partie filetée 10Fe présentant des
rampes hélicoïdales coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite première
partie filetée 9F, et une face interne cylindrique comprenant successivement une quatrième
surface d'étanchéité 10Ei apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite deuxième
surface d'étanchéité 6E et une quatrième partie filetée 10Fi présentant des rampes
hélicoïdales coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite deuxième partie
filetée 6F.
[0039] L'espace compris entre la susdite pièce annulaire 10 et le fond du susdit premier
arbre d'entraînement tubulaire 9, constitue une première chambre de travail C1 (chambre
de travail principale) dans laquelle un fluide hydraulique peut être admis grâce à
une canalisation Ca1 réalisée dans le deuxième arbre d'entraînement central 6.
De même, l'espace compris entre la susdite pièce annulaire 10 et le susdit épaulement
du deuxième arbre d'entraînement central 6, constitue une deuxième chambre de travail
C2 (chambre de travail secondaire) dans laquelle un fluide hydraulique peut être admis
grâce à une canalisation Ca2 réalisée dans le deuxième arbre d'entraînement central
6.
[0040] L'étanchéité de la susdite chambre de travail C1 est assurée :
- d'une part par un joint J1 entre le premier arbre d'entraînement tubulaire 9 et le
deuxième arbre d'entraînement central 6,
- d'autre part par un joint J3 entre la pièce annulaire 10, au voisinage de la surface
d'étanchéité 10Ei, et le deuxième arbre d'entraînement central 6, au voisinage de
la surface d'étanchéité 6E.
[0041] L'étanchéité de la susdite chambre de travail C2 est assurée :
- d'une part par un joint J2 entre le premier arbre d'entraînement tubulaire 9 et le
deuxième arbre d'entraînement central 6,
- d'autre part par un joint J4 entre la pièce annulaire 10, au voisinage de la surface
d'étanchéité 10Ee, et le premier arbre d'entraînement tubulaire 9, au voisinage de
la surface d'étanchéité 9E.
[0042] Les susdites canalisations Ca1, Ca2, sont alimentées respectivement par les tubes
de liaison Tu1, Tu2, et un adaptateur 11, solidaire de la surface externe du deuxième
arbre d'entraînement central 6 ; ces deux tubes de liaison Tu1, Tu2, sont ensuite
associés à un joint tournant 12 permettant l'alimentation en fluide depuis un réseau
hydraulique fixe non représenté.
[0043] Lorsque le fluide sous pression est injecté dans la chambre de travail C1, ce piston
10 est soumis à un effort axial qui tend à le déplacer à l'opposé du fond du premier
arbre d'entraînement tubulaire 9 et donc à engendrer une double rotation relative
entre les deux arbres d'entraînement 6 et 9, et ce, grâce à l'action conjuguée des
rampes hélicoïdales 9F et 10Fe d'une part, et des rampes hélicoïdales 6F et 10Fi d'autre
part. Bien entendu, ces dernières sont conçues de manière à entraîner une double rotation
relative des arbres d'entraînement 6 et 9, pour réaliser le phasage des masselottes.
[0044] Lorsque le fluide est injecté dans la chambre de travail C2, le piston est soumis
à un déplacement vers le fond du premier arbre d'entraînement tubulaire 9, et engendre
une double rotation relative en sens inverse des deux arbres d'entraînement 6 et 9.
[0045] Il est clair que cette rotation relative n'intervient que dans la mesure où l'incrément
de couple moteur résultant de l'admission du fluide sous pression dans la chambre
C1, devient supérieur au couple résistant que l'objet soumis aux vibrations oppose
au vibrateur (résistance au fonçage).
[0046] Le susdit pignon P3, solidaire de l'épaulement du deuxième arbre d'entraînement central
6, comprend un alésage, lequel entoure la partie externe cylindrique de la pièce tubulaire
de transmission 8 ; le contact rotatif entre l'alésage du pignon P3 et la partie externe
cylindrique de la pièce tubulaire de transmission 8 est assuré par une bague de glissement
13, solidaire de la pièce tubulaire de transmission 8.
[0047] Le susdit roulement R2 est ainsi maintenu :
- au voisinage de sa bague interne, d'une part par le pignon P3 et d'autre part par
l'épaulement du deuxième arbre d'entraînement 6, et
- au voisinage de sa bague externe, d'une part par la paroi 4 et d'autre part par un
flasque externe 14, solidaire de la paroi 4.
[0048] Le roulement R2 sera, par exemple, un roulement à billes de diamètre important, proche
de celui du pignon P3, de manière à permettre l'encaissement d'efforts axiaux et radiaux
élevés liés au fonctionnement du vibrateur à moment variable, tout en permettant un
jeu axial réduit.
[0049] Le susdit pignon P4 est solidaire de la pièce tubulaire de transmission 8 par l'intermédiaire
d'une clavette 15.
[0050] Le susdit roulement R1 est ainsi maintenu :
- au voisinage de sa bague interne, d'une part par le pignon P4 et d'autre part par
un écrou à encoches 16 et sa bague à encoches 17, et
- au voisinage de sa bague externe, d'une part par la paroi 3 et d'autre part par un
flasque externe 18, solidaire de la paroi 3.
[0051] Le roulement R1 sera par exemple un roulement à rouleaux de type NUP, de manière
à permettre l'encaissement d'efforts radiaux élevés liés au fonctionnement du vibrateur
à moment variable, tout en permettant un jeu axial réduit.
[0052] Comme qu'il a été décrit précédemment, le premier arbre d'entraînement tubulaire
9 comporte une partie cylindrique pleine montée coulissante dans la susdite partie
cylindrique creuse de la pièce tubulaire de transmission 8 et solidaire en rotation
de celle-ci par un accouplement à cannelures ; ce couplage radial autorise un certain
déplacement relatif entre le premier arbre d'entraînement tubulaire 9 et la pièce
tubulaire de transmission 8, et ainsi permettre un certain jeu axial entre les parties
en regard du premier arbre d'entraînement tubulaire 9 avec celles de la pièce tubulaire
de transmission 8 et du deuxième arbre d'entraînement central 6 ; d'autre part, la
susdite partie cylindrique creuse du premier arbre d'entraînement tubulaire 9 dont
l'alésage interne comprend une première partie filetée 9F suivie d'une première surface
d'étanchéité 9E, a un diamètre externe plus faible que le diamètre interne de la susdite
partie se présentant sous la forme d'un manchon cylindrique de la pièce tubulaire
de transmission 8 ; ainsi, le jeu radial entre le premier arbre d'entraînement tubulaire
9 et la pièce tubulaire de transmission 8 et les jeux axiaux entre le premier arbre
d'entraînement tubulaire 9 et la pièce tubulaire de transmission 8 d'une part et le
premier arbre d'entraînement tubulaire 9 et le deuxième arbre d'entraînement central
6 d'autre part, permettent de supprimer la transmission des contraintes auxquels sont
soumis les susdits pignons P3, P4, au piston 10, au voisinage des surfaces d'étanchéité
6E, 9E, 10Ei, 10Ee et des rampes hélicoïdales 6F, 9F 10Fi, 10Fe.
[0053] De même, les différents jeux, cités précédemment, permettent de supprimer les vibrations
engendrées par le vibrateur à moment variable, au même piston 10.
[0054] Par ailleurs, la structure du déphaseur selon l'invention, telle que décrite précédemment,
est optimisée en terme de maintenance; en effet, le démontage du susdit flasque externe
14 permet d'accéder à l'ensemble constitué du susdit deuxième arbre d'entraînement
central 6 et du susdit premier arbre d'entraînement tubulaire 9, lesquels sont associés
par le susdit piston 10 ; cet ensemble, constituant la partie effectivement hydraulique
du déphaseur de vibrateur à moment variable, pourra être ainsi désolidarisée du vibrateur
sans démontage des susdits pignons P3, P4 et des susdits roulements R1, R2.
[0055] Cet ensemble, constitué du premier arbre d'entraînement tubulaire 9, du deuxième
arbre d'entraînement central 6, et du piston 10, pourra être à son tour démonté aisément
de manière à permettre le contrôle des surfaces d'étanchéité, des rampes hélicoïdales
ainsi que des joints d'étanchéité.
[0056] Bien entendu, le premier pignon P4 pourra être solidaire en rotation du deuxième
arbre d'entraînement central 6, et le deuxième pignon P3 pourra être solidaire en
rotation du premier arbre d'entraînement tubulaire 9.
[0057] Tel que représenté sur la figure 4, le déphaseur 7', selon l'invention, se compose
d'une structure cylindrique solidaire des parois 3 et 4 du boîtier du vibrateur.
[0058] Cette structure cylindrique 7' comprend :
- un premier arbre d'entraînement cylindrique 9' (arbre mené), monté rotatif sur la
paroi 3 par l'intermédiaire d'un roulement avec arrêts axiaux R1, cet arbre 9', solidaire
en rotation d'un premier pignon P4, comportant une partie cylindrique, et au moins
une partie se présentant sous la forme d'un manchon cylindrique, comprenant une première
partie filetée 9'F suivie d'une première surface d'étanchéité 9'E,
- un deuxième arbre d'entraînement central 6' (arbre menant), de forme tubulaire, monté
rotatif sur la paroi 4 par l'intermédiaire d'un roulement avec arrêts axiaux R2, coaxialement
au premier arbre d'entraînement cylindrique 9', solidaire en rotation d'un second
pignon P3,
- une pièce cylindrique de transmission 8, comportant une partie cylindrique creuse
montée coulissante autour de la partie cylindrique du premier arbre d'entraînement
cylindrique 9' au voisinage du premier pignon P4, et solidaire en rotation de celui-ci
par un accouplement à clavettes ou à cannelures.
[0059] Le deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6' (arbre menant) délimite avec le susdit
premier arbre d'entraînement cylindrique 9', un espace annulaire, refermé d'un côté
par un fond, ce deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6' comprenant un alésage comportant
successivement une deuxième surface d'étanchéité 6'E suivie d'une deuxième partie
filetée 6'F.
[0060] Une pièce annulaire 10' faisant office de piston axialement mobile dans ledit espace
annulaire, et possédant une face externe cylindrique comportant successivement une
troisième surface d'étanchéité 10'Ee apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite
première surface d'étanchéité 9'E et une troisième partie filetée 10'Fe présentant
des rampes hélicoïdales coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite première
partie filetée 9'F, et une face interne comprenant successivement une quatrième surface
d'étanchéité 10'Ei apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite deuxième surface
d'étanchéité 6'E et une quatrième partie filetée 10'Fi présentant des rampes hélicoïdales
coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite deuxième partie filetée 6'F.
[0061] L'espace compris entre la susdite pièce annulaire 10' et le fond du susdit deuxième
arbre d'entraînement tubulaire 6', constitue une première chambre de travail C'1 (chambre
de travail principale) dans laquelle un fluide hydraulique peut être admis grâce à
une canalisation C'a1 réalisée dans le deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6'.
[0062] De même, l'espace compris entre la susdite pièce annulaire 10' et le susdit épaulement
du deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6', constitue une deuxième chambre de travail
C'2 (chambre de travail secondaire) dans laquelle un fluide hydraulique peut être
admis grâce à une canalisation C'a2 réalisée dans le deuxième arbre d'entraînement
tubulaire 6'.
[0063] L'étanchéité de la susdite chambre de travail C'1 est assurée :
- d'une part par un joint J1 entre le premier arbre d'entraînement cylindrique 9' et
le deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6',
- d'autre part par un joint J2 entre la pièce annulaire 10', au voisinage de la surface
d'étanchéité 10'Ee, et le deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6', au voisinage
de la surface d'étanchéité 6'E.
[0064] L'étanchéité de la susdite chambre de travail C'2 est assurée :
- d'une part par un joint J3 entre le premier arbre d'entraînement cylindrique 9' et
la pièce annulaire 10',
- d'autre part par le joint J2 entre la pièce annulaire 10', au voisinage de la surface
d'étanchéité 10'Ee, et le deuxième arbre d'entraînement tubulaire 6', au voisinage
de la surface d'étanchéité 6'E.
[0065] Les susdites canalisations C'a1, C'a2, sont alimentées respectivement par les tubes
de liaison Tu1, Tu2, et un adaptateur 11, solidaire de la surface externe du deuxième
arbre d'entraînement tubulaire 6' ; ces deux tubes de liaison Tu1, Tu2, sont ensuite
associés à un joint tournant 12 permettant l'alimentation en fluide depuis un réseau
hydraulique fixe non représenté.
[0066] Comme qu'il a été décrit précédemment, le premier arbre d'entraînement cylindrique
9' comporte une partie cylindrique montée coulissante dans la susdite partie cylindrique
creuse de la pièce tubulaire de transmission 8 et solidaire en rotation de celle-ci
par un accouplement à clavette ou à cannelures ; ce couplage radial autorise un certain
déplacement relatif entre le premier arbre d'entraînement cylindrique 9' et la pièce
tubulaire de transmission 8, et ainsi permettre un certain jeu axial entre les parties
en regard du premier arbre d'entraînement cylindrique 9' avec celles du deuxième arbre
d'entraînement tubulaire 6' et la pièce tubulaire de transmission 8 ; d'autre part,
le jeu radial entre l'alésage de la pièce tubulaire de transmission 8 et le deuxième
arbre d'entraînement tubulaire 6' et les jeux axiaux entre la pièce tubulaire de transmission
8 et le deuxième arbre d'entraînement 6', permettent de supprimer la transmission
des contraintes auxquels sont soumis les susdits pignons P3, P4, au piston 10', au
voisinage des surfaces d'étanchéité 6'E, 9'E, 10'Ei, 10'Ee et des rampes hélicoïdales
6'F, 9'F 10'Fi, 10'Fe.
[0067] De même, les différents jeux, cités précédemment, permettent de supprimer les vibrations
engendrées par le vibrateur à moment variable, au même piston 10'.
1. Vibrateur à moment variable, intégré dans un boîtier (5), utilisant un déphaseur (7)
à jeux réduits, comprenant au moins deux trains de masselottes (1), (2), comprenant
chacun au moins deux masselottes excentriques (M), (M') entraînées en rotation par
deux pignons (P) qui engrènent l'un avec l'autre de manière à tourner en sens inverse
l'un par rapport à l'autre, l'un au moins desdits trains de masselottes (1), (2),
étant entraîné par un moteur (H1), (H2), les deux trains de masselottes (1), (2),
étant couplés l'un à l'autre par un déphaseur (7) commandable à distance, ce déphaseur
(7) comprenant deux arbres d'entraînement coaxiaux (9), (6), munis de deux pignons
respectifs (P4), (P3), en prise avec deux pignons respectivement solidaires de deux
trains de masselottes, ces deux arbres d'entraînement coaxiaux (9), (6), étant couplés
l'un à l'autre par des moyens de liaison permettant d'assurer une transmission synchrone
du mouvement de rotation de l'un des deux arbres d'entraînement coaxiaux (9), (6),
à l'autre arbre d'entraînement, ces moyens de liaison comportant en outre des moyens
d'entraînement en rotation commandables de l'un des arbres d'entraînement coaxiaux
(9), (6), par rapport à l'autre de manière à engendrer un déphasage commandable entre
les arbres d'entraînement coaxiaux (9), (6),
caractérisé en ce que ce vibrateur comprend en outre une pièce tubulaire de transmission (8), solidaire
en rotation du premier arbre d'entraînement (9), de manière à ce que ladite pièce
tubulaire de transmission (8) assure une dérivation des contraintes exercées au niveau
des pignons (P3), (P4).
2. Vibrateur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le premier arbre d'entraînement (9) est monté rotatif dans un palier formé dans une
première paroi latérale (3) du boîtier du vibrateur, ce palier comprenant un roulement
(R1) disposé entre ladite première paroi (3) et une première extrémité de la pièce
tubulaire de transmission (8) portant l'un (P4) desdits pignons (le premier) et dans
laquelle s'engage une partie cylindrique prolongeant coaxialement le premier arbre
d'entraînement (9).
3. Vibrateur selon la revendication 2,
caractérisé en ce que le deuxième arbre d'entraînement (6) est monté rotatif dans un palier formé dans
une deuxième paroi latérale (4) du boîtier du vibrateur, ce palier comprenant un roulement
(R2) disposé entre ladite deuxième paroi (4) et le deuxième pignon (P3) solidaire
du deuxième arbre d'entraînement (6), ce deuxième pignon (P4) ménageant avec le premier
arbre d'entraînement (6) un passage annulaire dans lequel s'engage la deuxième extrémité
de la pièce tubulaire de transmission (8).
4. Vibrateur selon la revendication 3,
caractérisé en ce qu'il comprend une bague de glissement (13) montée solidaire de la pièce tubulaire de
transmission (8) et disposée dans le susdit passage annulaire.
5. Vibrateur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les susdits moyens de liaison font intervenir :
- un premier arbre de transmission (9) monté rotatif sur une structure fixe (5), cet
arbre (9) comportant au moins une partie se présentant sous la forme d'un manchon
cylindrique dont l'alésage interne comprend une première surface d'étanchéité (9E)
suivie d'une première partie filetée (9F) ;
- un deuxième arbre de transmission (6), de forme cylindrique, qui s'engage dans le
manchon cylindrique du premier arbre de transmission (9) en délimitant avec celui-ci
un espace annulaire, refermé d'un côté par un fond, ce deuxième arbre de transmission
(6) comprenant successivement une deuxième surface d'étanchéité (6E) et une deuxième
partie filetée (6F) ;
- une pièce annulaire (10) faisant office de piston axialement mobile dans ledit espace
annulaire, et possédant une face externe cylindrique comportant successivement une
troisième surface d'étanchéité (10Ee) apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite
première surface d'étanchéité (9E) et une troisième partie filetée (10Fe) présentant
des rampes hélicoïdales coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite première
partie filetée (9F), et une face interne comprenant successivement une quatrième surface
d'étanchéité (10Ei) apte à coulisser avec étanchéité sur la susdite deuxième surface
d'étanchéité (6E) et une quatrième partie filetée (10Fi) présentant des rampes hélicoïdales
coulissant dans les rampes hélicoïdales de la susdite deuxième partie filetée (6F)
;
- un circuit d'admission de fluide sous pression permettant le déplacement axial du
susdit piston (10) sous l'effet de ce fluide dans deux chambres de travail (C1), (C2),
délimitées par les susdits arbres de transmission (9), (6) et le susdit piston (10),
par l'intermédiaire de joints tournants.
6. Vibrateur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les susdits moyens de liaison comprennent un actionneur rotatif hydraulique à palettes
ou un actionneur rotatif électrique.
7. Vibrateur selon la revendication 2,
caractérisé en ce que le susdit palier formé dans ladite première paroi latérale (3) du boîtier (5) du
vibrateur comprend un roulement avec arrêts axiaux (R1) permettant d'obtenir un jeu
axial réduit.
8. Vibrateur selon la revendication 3,
caractérisé en ce que le susdit palier formé dans ladite deuxième paroi latérale (4) du boîtier (5) du
vibrateur est constitué d'un roulement avec arrêts axiaux (R2) permettant d'obtenir
un jeu axial réduit.
9. Vibrateur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le susdit premier arbre d'entraînement tubulaire (9) comprend une partie cylindrique
pleine montée coulissante dans une partie cylindrique creuse de la susdite pièce tubulaire
de transmission (8), au voisinage du premier pignon (P4), et solidaire en rotation
de celle-ci par un accouplement.