Brevet FR2167860A1 — publié le 19730824

La présente invention concerne un dispositif oscillant à double masse constitue d'un objet en vibration et d'un electro- aimant qui excite cet objet, la fréquence propre de ltélectroai- mant étant réglable au moyen de poids d'appoint interchangeables disposés sur le noyau magnétique et munis de ressorts, entxele noyau de l'électroaimant et l'armature, pour amortir l'amplitude de la vibration du dispositif. L'invention se caractérise plus particulièrement en ce que l'élément à ressort est contitué d'amortisseurs souples en caoutchouc qui sont montés sur l'armature par des vis permettant de faire varier la distance entre les amortisseurs et le noyau. Un vibreur magnétique comprend essentiellement deux masses reliées par des ressorts, comme des ressorts hélicoïdaux. Un électroaimant est fixé à l'une des masses et une armature à l'autre. Quand un courant est réduit dans l'enroulement de l'électro- aimant, l'électroaimant et l'armature sont enracinés ensemble. Quand le courant qui , dans ce cas, est un courant alternatif, s'annule, les deux masses s'écartent l'une de l'autre sous l'action des ressorts. Quand le courant augmente à nouveau, l'aimant et l'armature sont à nouveau attirés et ainsi de suite. Les vibrations sont induites de cette façon. L'eneemble des deux masses (M1 et M2) et des ressorts constitue un dispositif vibrant, dont la fréquence propre est déter- minée par le poids des deux masses et par la rigidité du ressort. La fréquence propre, fo, du dispositif est donnée par l'équation suivante avec c = constante k = rigidité du ressort 1 x > 2 Mr = masae rdSultante = ~~~~~~~~~~ Ni + M2 D'après l'équation ci-dessus, il apparat que si, par exemple, la masse M2 augmente, la fréquence propre diminue et inversement. Pour réaliser une vibration maximale avec un minimum d'énergie, on accorde le dispositif sur une fréquence proche de } résonance, de maniéré que la fréquence propre du dispositif soit légèrement supérieure à la fréquence d'excitation.Normalement, on souhaite que la fréquence propre du dispositif dépasse la fréquence d'etucltation d'environ 10 à 15 . En conséquence, on peut obtenir une amplitude de vibrations relativenent grande, sans que le vibreur soit excessivement sensible aux variations de la charge extérieure, de la tension et de la fréquence du secteur. Une valeur plus faible de la fréquence propre conduit à une amplitude plus grande, mais aussi selon la règle, à une sensibilité supérieure. l'amplitude d'un vibreur magnétique apparat d'après l'équation suivante où F max = force maximale exercée par l'électroaimant K = rigidité du ressort f = fréquence d'excitation fo = fréquence propre du dispositif. Comme le montre l'équation ci-dessus, l'amplitude sera infiniment grande si fo=f. L'équation ci-dessus ne peut s'appliquer qu'à un dispositif non amorti.(Voir la courbe a de la fig.1). A la fiv.1, AC signifie augmentation de charge. Mais, comme on ne peut pas empêcher un certain amortissement dans le dispositif, par exemple, dans les ressorts, la résistance de l'air, etc., l'amplitude prend les valeurs indiquées par les courbes b ou c (voir la fig. 1). D'apres l'équation de la fréquence propre, il apparat que cette dernière diminue quand Mr augmente, c'est-à-dire quand une des masses Mi ou M2 ou ces deux masses augmentent. Tant que fo reste supérieur à f, l'amplitude augmente et on s'approche de la résonance. Le risque, pour le noyau magnétique et l'armature de l'aimant, de venir se heurter,augmente. Pour réduire la sensibilité du vibreur magnétique aux variations extérieures de la tension et de la fréquence du secteur,etcX on dispose suivant l'invention des éléments en caoutchouc dans le vibreur. Quand une des masses M1 ou NN2 heurte les éléments en caoutchouc au cours de son mouvement oscillant, deux choses se produisent : l'amortissement augmente, ce qui rend la courbe de résonance plus plate, comme on l'a indiqué ci-dessus, et la fréquence propre du dispositif augmente, puisque la rigidité des éléments en caoutchouc s'ajoute à celle des ressorts hélicoidaux. la fréquence propre étant élevée s'écarte davantage de la fréquence d'excitation, c'est-à-dire que le dispositif travaille encore plus loin de la résonance. La fig. 2 représente un exemple d'électroaimant constitué d'un noyau magnétique 1 et d'un enroulement 2. Un objet vibrant comme un tube de remplissage 4 est fixé à l'armature 3 de l'aimant. Le noyau est fixé à l'armature et à l'objet vibrant par des ressorts hélicoidaux 5. La masse M1 du noyau magnétique et la masse combinée M2 de l'armature et de l'objet vibrant constituent un dispositif vibreur dont la fréquence propre est déterminée par les valeurs de M1 et M2 et de la rigidité du ressort. Si M1 et M2 ont la même grandeur, leurs amplitudes de vibrations auront aussi la même amplitude. Si les masses n'ont pas la même valeur, l'amplitude de la plus petite masse sera plus grande. On réalise le règlage de la fréquence propre à la valeur désirée au moyen de poids d'appoint spéciaux 6, qui dans l'exemple donné, sont placés sur la masse M1 et permettent de faire varier M1. Pour obtenir la plus grande capacité possible pour le vibreur magnétique, on réalise l'accord sur la capacité maximale, c'està-dire que l'on amène la fréquence propre du vibreur aussi prés que possible de la fréquence d'excitation, en augmentant ainsi l'amplitude du vibreur. Comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, on réalise ce réglage grâce aux masses d'appoint 6. Mais, si le taux d'amortissement du vibreur est faible, l'armature 3 et le noyau 1 ont des chances très importantes de se heurter, autrement dit la sensibilité du vibreur est élevée. Le contact s'établit progressivement pendant une période de une ou plusieurs secondes, ce que l'on peut définir en mesurant l'amplitude. Pour annuler une "mise en contact", il faut dépenser une quantité d'énergie relativement importante, mais si l'on peut empêcher le contact pendant la période d'établissement, il suffit d'une énergie faible. Cette "énergie" est introduite sous forme d'un ou plusieurs amortisseurs réglables, en caoutchouc 7,qui, une fois bien réglés, contrecarment la tendance à la mise en contact avant qu'elle n'ait eu le temps de s'établir. Grâce à l'installation des amortisseurs ci-dessus, on peut par conséquent augmenter la capacité d'ur vibreur donné. Quand on utilise le vibreur magnétique sur un dispositif d'alimentation ou un dispositif similaire, on accord le vibreur pour ce dispositif au moyen des poids d'appoint. Si le poids du dispositif augmente, comme c'est le cas, lorsque la charge augmente, la fréquence propre diminue, en augmentant l'amplitude et en augmentant le risque de mise en contact de l'armature et dunoyau. On peut compenser cette augmentation du poids du dispositif de remplissage par les poids d'appoint. Une augmentation de poids du dispositif de remplissage comme celle qu'introduit une augmentation de la charge, aura pour conséquence de réduire la fréquence propre, d'augmenter l'amplitude et d'augmenter le risque de contact entre l'armature et le noyau. Cette augmentation du poids du dispositif de remplissage peut être compensée par une réduction correspondante du nombre des poids d'appoint qui diminue en même temps les risques de contact, mais il s'agit en général d'une procédure fastidieuse qui, de plus, doit être effectuée quand le vibreur magnétique est fixe. les amortisseurs réglables en caoutchouc offrent un procédé nettement plus simple et plus sûr d'empêcher les contacts. Comme les amortisseurs en caoutchouc 7 sont montés sur des vis 8, la distance entre les amortisseurs et les poids d'appoint 6 du noyau 1 peut être adaptée à l'amplitude du vibreur et, si le contact s'est produit, on déplace les amortisseurs 7 vers l'intérieur, en direction du noyau de l'aimant, grâce à des vis 8, jusqu'à ce que le contact cesse. RLvEN1)ICATI 0N 1 - Vibreur magnétique constitué d'un noyau magnétique et d'une armature d'aimant reliée au noyau par des ressorts, qui forment ensemble un dispositif oscillant à double masse, dont la fréquence propre est réglable grâce à des poids d'appoint, interchangeables disposés sur le noyau magnétique, caractérisé par des amortisseurs souples 7 disposés entre le noyau 1 et l'armature 3. 2 - Vibreur magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les amortisseurs souples 7 sont des amortisseurs en caoutchouc et en ce qu'ils sont montés dans un cadre 9 fixé à l'armature 3 par des vis 8 qui permettent de faire varier la distance entre les amortisseurs 8 et le noyau 3 meme en fonctionnement.