Brevet FR2479034A1 — publié le 19811002

- 1 - L'invention concerne des systèmes vibrants en général et plus particulièrement des systèmes vibrants électro- magnétiques. On connait des systèmes vibrants et ils sont utilisés sous une grande variété de formes pour diverses fonctions, par exemple pour amener, transporter, tamiser, trier, secouer et décharger des matières en vrac. La source de vibration de ces systèmes peut être mécanique, comme un moteur électrique faisant tourner des masses excentriques, ou bien hydraulique, pneumatique ou électromagnétique. Les systèmes électromagnétiques sont en faveur dans la plupart des systèmes vibrants car ils permettent d'utiliser des constructions relativement simples et peu coûteuses, ne nécessitant ni paliers, dans le cas de moteurs électriques, ni joints, ni valves, comme dans les systèmes hydrauliques et pneumatiques et ils permettent de simplifier le contr8le et le réglage de l'amplitude. Malgré ces avantages, les systèmes vibrants électro- magnétiques ont un défaut inhérent sérieux que l'on expliquera maintenant: Deux types de structures vibrantes électromagnétiques sont couramment utilisée. L'un utilise un aimant permanent mobile qui passe à travers une bobine excitée sur courant alternatif. Cette structure, normalement utilisée dans les haut-parleurs, est inefficace du point de vue énergétique car elle gaspille du flux magnétique. La deuxième structure communément utilisée emploie une plaque d'armature qui est attirée de front par un noyau bobiné. Cette structure évite l'inefficacité énergétique de la structure à aimant mobile décrite ci- dessus et elle est capable d'engendrer des forces relativement grandes. Une limitation inhérente à cette structure# qui est communément utilisée dans la manipulation des matières, est que son amplitude est limitée par l'entrefer maximal permis entre l'armature et la bobine. L'entrefer est limité par la quantité de courant qui peut être communiquée par les bobines de l'électro-aimant. - 2- Si l'on augmente l'entrefer, le courant est accru en conséquence. Ainsi, pour un entrefer donné, bien que l'on puisse utiliser des courants relativement intenses et que l'on puisse tirer de l'aimant des énergies magnétiques, le courant de fonctionnement et donc le débit d'énergie de l'aimant sont maintenus délibérément faibles pour empêcher l'armature de heurter le noyau quand l'amplitude atteint les dimensions de l'entrefer. On comprend donc que les systèmes électromagnétiques sont notablement limités dans leur fonctionnement par suite des limitations physiques de l'entrefer. Afin de résoudre ce problème, on a proposé d'utiliser un système électronique pour diminuer le courant fourni à l'électro-aimant à mesure que l'entrefer entre l'électro- aimant et l'armature diminue. Cela n'est pas désirable car cela diminue la force magnétique et l'énergie disponible pour maintenir le système en mouvement. Il a été suggéré aussi d'utiliser des ressorts d'amortissement en association avec des systèmes électro- magnétiques pour régler la vibration de ceux-ci. Il est contraire aux buts de l'invention de prévoir des ressorts d'amortissement car cela empêche d'atteindre de grandes amplitudes et cela réduit la force et l'énergie disponibles pour actionner le système vibrant. Donc, autant que possible, selon l'invention, on utilise des ressorts ayant un amortissement relativement petit. Il est connu, par le brevet US 2 187 717, d'utiliser un ressort non linéaire en association avec un système vibrant électromagnétique. Le r8le de ce ressort dans le système décrit est de régler la fréquence naturelle du système et de maintenir le système proche de la résonance malgré les variations de la charge. La fréquence d'un tel système est donnée par l'expression: fréquence = 1 a = f (1) -3- dans laquelle c est la raideur, m étant le rapport de la variation de force à la variation de déplacement én tout point donné le long de la courbe force/déplacement d'un ressort. On comprend donc que l'on peut maintenir la fréquence constante en choisissant convenablement la gamme d'amplitude d'un ressort non linéaire o il existe des caractéristiques force/déplacement désirées pour une masse donnée. Le brevet US 2 187 717 déjà cité suggère de prévoir des moyens de précharge pouvant être choisis, agissant en réponse à une variation de masse de manière à harmoniser la caractéristique force/déplacement avec la masse variable et à maintenir ainsi constante la fréquence naturelle conformément à l'équation (1). Des variations de la fréquence de ces systèmes vibrants sont indésirables. On comprend aussi que pour harmoniser la caractéristique force/déplacement avec une masse variable de la façon suggérée dans le brevet US 2 187 717 déjà cité, il faut que la non-linéarité du ressort soit assez modérée pour permettre de maintenir une raideur c constante dans la gamme d'amplitude du système pour toute masse donnée. Comme on l'expliquera ci-après, selon l'invention, la raideur c n'est pas maintenue constante dans la gamme d'amplitude du système. Selon un mode d'exécution de l'invention, la raideur c varie d'au moins deux fois sa grandeur au repos (amplitude nulle) et seulement dans le sens d'un accroissement de la raideur quand l'entrefer diminue. Si l'électro-aimant agit seulement sur un côté de l'armature, la non-linéarité se situe seulement le long d'une partie du parcours de l'armature. Par contre, le brevet US 2 187 717 déjà cité assure la non-linéarité le long de toute la marge de mouvement de l'armature. On notera aussi que le ressort non linéaire du système selon le brevet US 2 187 717 est un ressort à fort amortissement par suite de son grand frottement interne dû au frottement entre ses lames. Par contre, l'invention 2479034- -4- prévoit des ressorts ayant des caractéristiques de faible amortissement. Le brevet US 4 235 153 décrit un moteur à force électromagnétique à mouvement linéaire utilisant un ressort non linéaire pour s'opposer à une force magnétique croissante de manière à stabiliser le système. Ce brevet ne décrit pas un système vibratoire mais traite, au lieu de cela, d'un appareil de positionnement qui agit dans un mode de courant continu. Par suite, il n'aborde pas le problème décrit ci-dessus, à savoir le choc physique entre un élément vibrant entratné par un électro-aimant et un autre élément dans des conditions de grande amplitude. On notera à ce propos que dans un système à courant continu, la réduction de l'entrefer augmente fortement la force magnétique. Dans un système vibratoire à courant alternatif, on a trouvé que cet accroissement de la force ne se produit pas car, à mesure que l'entrefer se ferme, l'inductance s'opposant au passage du courant augmente. Ainsi, les systèmes électromagnétiques vibratoires présentent une force magnétique généralement constante. Selon un mode d'exécution de l'invention, on prévoit un appareil qui surmonte les difficultés ci-dessus et qui assure un fonctionnement à grande amplitude à une puissance relativement faible. On propose donc, selon un mode d'exécution de l'inven- tion, un système vibrant électromagnétiquecaractérisé par le fait qu'il comprend une combinaison d'électro-aimant et d'armature engendrant des vibrations et comprenant au moins un premier et un deuxième éléments définissant entre eux un entrefer, une base supportant le premier élément, un organe à faire vibrer relié au deuxième élément et un dispositif de ressort non linéaire associé à la base et & l'organe à faire vibrer et comprenant des moyens permettant d'emmagasiner une énergie notable de la combinaison d'électro-aimant et d'armature à mesure qu'elle approche de son entrefer minimal et de la convertir en énergie - 5- cinétique de l'organe à faire vibrer. En outre, selon un mode d'exécution de l'invention, on prévoit aussi un dispositif de ressort linéaire associé à la base et à l'organe à faire vibrer et la combinaison d'électro-aimant et d'armature a pour effet d'engendrer, dans l'organe à faire vibrer, des vibrations proches de la résonance du dispositif de ressort linéaire. En outre, selon l'invention, l'énergie de la combinaison d'électro-aimant et d'armature, emmagasinée par le dispositif de ressort non linéaire, comprend une énergie cinétique de l'organe à faire vibrer. O comprendra plus complètement l'invention grâce à la description détaillée ci-après, considérée parallèlement aux dessins sur lesquels: Les figures LA, 1B et 1C sont des courbes de déplacement en fonction du temps, illustrant le fonctionnement de l'appareil construit et fonctionnant selon un mode d'exécu- tion de l'invention S Les figures 2A et 2B sont des représentations d'un système vibrant construit et fonctionnant selon un mode d'exécution de l'invention; Les figures 3A à 3E sont des représentations de variantes d'un système du type à plateau vibrant construit et fonctionnant selon un autre mode d'exécution de l'in- vention: Les figures 4 à 11 montrent des exemples de types de constructions de ressort non linéaire utiles dans des systèmes vibrants construits et fonctionnant selon l'invention; Les figures 12 et 13 montrent deux systèmes du type à plateau vibrant construits et fonctionnant selon un mode d'exécution de l'invention et utilisant un ressort Kappa; La figure 14 représente un ressort Kappa utile dans l'invention: Les figures 15A et 15B sont des représentations -6- d'un ressort Kappa modifié,utile dans l'invention, et La figure 16 montre une structure de ressort non linéaire utile dans des systèmes vibrants construits et fonctionnant selon l'invention. Avant de passer à la description détaillée de l'invention, on expliquera brièvement le problème du choc dans les systèmes électromagnétiques du type à armature mobile, à propos des figures LA, 1B et 1C. La figure lA montre une courbe de déplacement d'un système électro- magnétique à armature mobile dans lequel l'amplitude de déplacement A est égale à l'entrefer maximal G1. La figure 1B montre une amplitude théorique qui pourrait être réalisée avec le système électromagnétique de la figure lA, s'il n'y avait pas la limitation physique imposée par le choc de l'armature contre l'électro-aimant. La figure lC montre l'amplitude d'un système électromagnétique construit et fonctionnant selon l'invention, dans lequel l'amplitude du système électromagnétique pendant le demi- cycle éloigné de l'armature est accrue au-delà des limites de l'entrefer. Les techniques permettant d'obtenir le résultat désiré seront décrites ci-après. On décrira maintenant l'invention en se référant particulièrement aux dessins. On notera que, si la plupart des dessins concernent un type particulier de système vibrant, le type des plateaux vibrants ou des tamis vibrants, l'invention n'est pas limitée à ces types et est applicable à tous les systèmes vibrants électromagnétiques appropriés. La figure 2A montre un système vibrant dont la construction générale comprend une base 10. Une masse A faire vibrer 12 est montée sur la base 10, par exemple par des ressorts à lame 11. Une armature 14 est montée de façon fixe sur la masse 12. Sur la base 10 est aussi monté un électroaimant 16 disposé en face de l'armature 14 et définissant avec elle un entrefer 18. Deux ressorts à boudin à faible amortissement 20 sont montés sur la base en face de la masse 12, mais sont séparés de celle-ci -7- au repos par une distance L. La distance L représente typiquement un tiers de l'entrefer au repos. Une caractéristique particulière de l'invention est que les ressorts 20 ne touchent pas la masse 12, sauf quand celle-ci approche de l'électroaimant 16, c'est-à-dire quand l'entrefer 18 est minimal. Ainsi, on comprend que les ressorts 20 peuvent être des ressorts linéaires qui, dans cette construction, constituent un système de ressorts non linéaire grâce au fait qu'ils ne sont en action que pendant une partie du déplacement relatif des organes. Dans le mode d'exécution de la figure 2A, les deux ressorts 20 ont la même longueur et touchent la masse 12 approximativement au même instant. La figure 2B représente une variante dans laquelle sont prévus, au lieu de deux ressorts identiques 20, des ressorts 21 et 23 de longueur différente. Le ressort 21 est plus long que le ressort 23 et touche la masse 12, le long de son parcours de déplacement, plus t8t que le ressort 23. On comprend donc qu'en utilisant plusieurs ressorts agissant sur le système vibrant le long de parties différentes du parcours de déplacement, on peut réaliser une caractéristique force/déplacement désirée. Au lieu de cela ou en outre, on peut utiliser des combinaisooe de ressorts ayant des caractéristiques différentes. On comprendra mieux le fonctionnement de l'appareil représenté par la figure 2A en considérant la courbe de déplacement de la figure 1C qui, comme on l'a dit plus haut, indique que l'amplitude est limitée dans un sens mais non dans l'autre. Cette limitation est assurée par l'action d'un système de ressorts non linéaire formé des ressorts 20 du mode d'exécution de la figure 2A. Le système de ressorts non linéaire empêche l'armature de heurter l'aimant et a pour effet d'emmagasiner l'énergie cinétique à grande vitesse des éléments en mouvement aussi bien que l'énergie électromécanique de l'aimant jusqu'à ce que l'armature s'immobilise momentanément, à -8- son entrefer minimal. Immédiatement après, l'armature est repoussée par l'électro-aimant tandis que le système de ressorts non linéaire libère l'énergie emmagasinée de sorte que l'armature est projetée en force en sens opposé avec une grande amplitude. Les ressorts linéaires 11 ramènent l'armature à sa position zéro et le cycle suivant commence. On comprend que la force engendrée par les ressorts linéaires 11 augmente assez lentement avec le déplacement, tandis que la force engendrée par les ressorts 20, qui est appliquée seulement après un déplacement L en partant de la position zéro, lors du contact entre les ressorts 20 et la masse 12, augmente rapidement avec le déplacement. Il est donc évident que la force résultante du système comprenant les ressorts 11 et 20 correspond pratiquement à la force nécessaire pour absorber l'énergie cinétique des parties en mouvement et l'énergie magnétique de la combinaison d'électro-aimant et d'armature avant que l'entrefer ne s'annule. Dans le mode d'exécution représenté aux figures 2A et 2B, un système de ressorts non linéaire est formé par la combinaison de deux ressorts linéaires. On peut aussi utiliser un ou plusieurs ressorts non linéaires, seuls ou en combinaison avec des ressorts linéaires. Une condition générale est que dans tout le cycle de déplacement du système, la fréquence naturelle du système vibrant comprenant les ressorts et les masses corresponde généralement à la- fréquence voulue de l'électro-aimant. L'existence du système comprenant les ressorts 20 est une caractéristique principale de l'invention car ces ressorts agissent de manière à empêcher un "cognement" de l'appareil à de grandes amplitudes et à emmagasiner l'énergie électromagnétique et cinétique à mesure que l'entrefer approche de zéro et à accélérer la masse vibrante dans l'autre sens à grande vitesse. Dans un but de clarté et pour distinguer l'invention de la technique antérieure, on utilisera partout ci-après les termes msystème de ressorts non linéaire" et 'dispositif de ressorts non linéaire' pour désigner un système ou dispositif de ressorts dans lequel la raideur c varie dans la gamme d'amplitude de service des ressorts à tout moment donné. Cette définition exclut donc la structure décrite dans le brevet US 2 187 717, o c reste pratiquement constant dans toute gamme donnée d'amplitude de service. Une caractéristique principale de l'invention est que le système de ressorts présente seulement un faible amortissement ou un faible frottement internes, de façon que le système de ressorts ait pour effet de convertir pratiquement la totalité de l'énergie magnétique qu'il absorbe en énergie cinétique de la masse à faire vibrer. Ainsi, le système de ressorts n'a pas besoin de jouer le rôle d'amortisseur, ce qui entraînerait un gaspillage d'énergie. En pratique, on voit que pour correspondre à la force nécessaire pour décélérer la masse jusqu'à une vitesse nulle sans qu'elle heurte l'aimant, le système de ressorts doit être non linéaire. On notera que pour plus de clarté, bien que l'exposé ci-dessus concerne un système dans lequel un électro-aimant est fixe et une armature se meut relativement à celui-ci, l'invention est également applicable au système inverse dans lequel l'armature est fixe et l'électro-aimant se meut. De façon générale, l'invention telle qu'elle est décrite ci-dessus est applicable au mouvement relatif entre l'électro-aimant et son armature, ce qui comprend le mouvement de l'armature, de l'électro-aimant ou de tous les deux. On se référera maintenant aux figures 3A à 3E qui illustrent diverses constructions d'un système vibrant électromagnétique du type des tables vibrantes. Pour plus de clarté et de concision1 les éléments communs à 10- toutes les diverses constructions seront décrits uniquement à propos de la figure 3A et on utilisera les mêmes références pour les parties identiques sur toutes les figures 3A à 3E. Le système vibrant électromagnétique du type des tables vibrantes qui est représenté comprend une base vibrante 22 montée au moyen de ressorts faibles 24 sur un support fixe 26, tel que le sol. Un plateau 28 que l'on désire faire vibrer suivant un axe 30 est monté sur la base vibrante 22 au moyen de ressorts à lame 32 et 34 qui satisfont généralement à l'équation (1). Un électro-aimant 36 est monté sur la base vibrante 22 et une armature 38 est montée sur le plateau 28, en face de l'électro-aimant 36 dont elle est séparée par un entrefer 39. Un système de ressorts non linéaire 40, indiqué schématiquement, est associé à la base vibrante 22 et au plateau 28 de manière à emmagasiner pratiquement l'énergie magnétique engendrée à mesure que l'entrefer diminue jusqu'au minimum. Divers modes d'exécution de systèmes de ressorts non linéaires 40 seront décrits en détail par la suite à propos des figures 4 à 11. Le mode d'exécution représenté par la figure 3A est caractérisé par le fait que l'aimant 36 et l'armature 38 sont disposés le long d'un axe parallèle à l'axe de mouvement 30 du plateau vibrant 28. Par contre, le mode d'exécution de la figure 3B est caractérisé par le fait que l'aimant et l'armature sont alignés horizontalement et font donc un angle P avec l'axe 30. L'avantage de cette construction est qu'elle est simple à fabriquer et un autre avantage important est que l'entrefer est maintenu relativement petit. On peut comprendre cela en considérant que pour un déplacement maximal de 2A du plateau 28, l'entrefer maximal entre l'aimant et l'armature sera 2A cosp dans le mode d'exécution de la figure 3B, contre un maximum de 2A pour le mode d'exécution de la figure 3A. Le mode d'exécution de la figure 3C est similaire à * - 2479034 celui de la figure 3B si ce n'est qu'il comporte deux électro-aimants 42 et 44 disposés de part et d'autre de l'armature 38 dont ils sont séparés par des entrefers respectifs 46 et 48. Une commande électronique 50 est prévue pour diriger le courant vers l'un ou l'autre des électro-aimants lorsqu'on utilise une armature en fer doux0 Ou encore, quand l'armature est un aimant permanent, la commande électronique change successivement la polarité des électro-aimants. Le mode d'exécution de la figure 3D est similaire à celui de la figure 3A et illustre un exemple d'un système de ressort pratiquement sans amortissement, construit et fonctionnant selon un mode d'exécution de l'invention. Ici, un ressort à lame 52 est monté sur la base 22. Le ressort 52 peut être considéré comme étant linéaire et ayant un très faible frottement interne. Un organe de choc 54 est associé au plateau 28 et conçu pour s'appliquer au ressort 52 uniquement pendant la partie du cycle de déplacement de l'appareil o l'entrefer 39 approche de son minimum. Pendant cette partie du cycle, le ressort 52 absorbe pratiquement toute l'énergie magnétique et cinétique engendrée et la convertit pratiquement en totalité en énergie cinétique des éléments vibrants selon l'invention. On notera spécialement que dans ce mode d'exécution, on utilise un ressort linéaire pour former un système de ressort discontinu non linéaire. On notera aussi que l'organe de choc 54 peut être formé d'un élastomère tel que le caoutchouc de manière à réduire le bruit de choc. Le mode d'exécution de la figure 3E est en fait une combinaison des modes d'exécution des figures 3D et 3C, en ce sens qu'il utilise deux aimants 42 et 44. Dans ce mode d'exécution, l'analogie avec le système de ressort de la figure 3D est un système de ressort bilatéral 56 pratiquement sans amortissement, comprenant typiquement des coussins de caoutchouc à faible frottement interne associés à un premier et à un deuxième organes de choc 58 -12- et 60 montés sur le plateau 28. On notera que l'utilisation de deux aimants comme dans les modes d'exécution des figures 3C et 3E a pour effet de limiter efficacement l'amplitude de vibration de l'armature à la distance totale entre les deux aimants. Toutefois# cette disposition ne comporte pas l'avantage que l'un des aimants, éloignés de la ligne zéro, puisse être excité seulement pour assister l'autre aimant en vue du fonctionnement à grande amplitude sans nécessiter une armature supplémentaire. On peut obtenir de cette manière une oscillation très symétrique, ce qui est particulièrement désirable pour certaines opérations telles que le tamisage. On comprendra, à propos de tous les modes d'exécution représentés par les figures 3A à 3E, que le plateau 28 peut aussi être un tamis ou tout autre élément désiré et que les ressorts utilisés peuvent aussi être de tout autre type, par exemple des ressorts à boudin, des ressorts en élastomère ou des ressorts à lame. Toutes ces diverses constructions sont aussi des exemples d'autres types de systèmes vibrants dans lesquels l'invention peut servir. On se référera maintenant aux figures 4 à 11 qui illustrent divers exemples d'exécution de systèmes de ressort utiles dans l'invention. La figure 4 montre un ressort à lame classique 60 associé à un support courbe 62. Lorsque le plateau 28 dévie dans le sens de la flèche en trait plein 64, le ressort à lame 60 s'appuie contre le support courbe 62 de sorte que sa longueur libre diminue d'une distance "s" comme l'indique la figure 6, ce qui fait que le ressort est efficacement raidi. Une déviation du plateau 28 en sens opposé ne cause pas ce raidissement. On obtient ainsi un système de ressort non linéaire agissant comme un ressort linéaire dans un sens. La figure 5 montre une variante du mode d'exécution de la figure 4, dans laquelle sont prévus un premier et un deuxième supports courbes 66 et 68 qui s'appliquent - 13 - tous deux au ressort à lame 60 pendant sa déviation dans le sens de la flèche en trait plein 64 et dont aucune ne s'applique au ressort à lame 60 lorsqu'il dévie en sens opposé. Les figures 7 et 8 montrent un ressort à boudin non linéaire 67, respectivement à l'état comprimé et au repos. Comme on le voit sur la figure 8, le ressort 69 est à pas variable. Sous une compression, les spires à pas inférieur sont initialement comprimées jusqu'à être jointives ce qui réduit la longueur active du ressort, augmentant donc la raideur du ressort le long d'une partie de son cycle de déviation. La figure 9 montre un ressort conique qui est aussi à pas variable. Ici, les spires plus grandes et donc plus souples sont comprimées initialement et s'appuient contre un support 70 et il reste les spires plus petites qui définissent un ressort plus raide. La figure 10 montre un autre mode d'exécution de système de ressort non linéaire comprenant un coussin en élastomère 72, formé de caoutchouc, de polyuréthane ou de toute autre matière appropriée. Le coussin 72 est logé dans une cuvette généralement conique 74. Les matières élastomères utilisées dans le coussin ont la propriété d'être élastiques dans une direction du moment qu'elles peuvent se dilater dans une autre direction perpendiculaire0 Quand le coussin n'est pas comprimé, il est placé librement à l'intérieur de la cuvette 74. Lorsqu'une force de compression est appliquée au coussin suivant un axe 76, le coussin est poussé contre les parois intérieures de la cuvette, ce qui raidit effectivement le système de ressort. Le système de ressort de la figure 10 a l'avantage d'être de construction simple et d'avoir une très grande capacité d'emmagasinage d'énergie pour un volume relative- ment petit. Son inconvénient est que sa raideur dépend de la température et du vieillissement de la matière - 14 - élastomère. La figure 11 montre un système de ressort non linéaire analogue au mode d'exécution de la figure 4 et destiné à sertir avec un système vibrant à deux aimants comme celui que montre par exemple la figure 3C. Le système de ressort utilise un premier et un deuxième supports courbes 78 et montés de part et d'autre d'un ressort à lame 82 de manière à réduire la longueur effective de celui-ci en fonction du déplacement dans un sens ou dans l'autre. La figure 12 montre un système vibrant électromagnétique du type des plateaux vibrants dans lesquels le système de ressort non linéaire sans amortissement constitue un ressort Kappa. La structure des ressorts Kappa est décrite dans le brevet US 4 129 290. Ce ressort Kappa particulier présente la structure indiquée généralement par la figure 14, comportant une lame centrale 85 et deux lames latérales 87 et89 reliées à la lame centrale 85 par des éléments de liaison 91 et 93. L1 indique la longueur libre de chacune des lames latérales 87 et 89 et L2 désigne la moitié de la longueur libre de la lame centrale 85. B indique la longueur libre de l'élément de liaison 91 ou 93, ceux-ci étant typiquement identiques, cette longueur étant mesurée de la façon indiquée. Lorsque L1 + L2 = 3B, on obtient un ressort linéaire. Selon l'invention, 3B est choisi plus grand que L1 + L2. On obtient ainsi un ressort Kappa dont la raideur augmente avec le déplacement en compression et diminue avec le déplacement en traction. On se référera maintenant à la figure 13 qui montre un vibrateur comprenant une base vibrante 84 montée sur une surface d'appui au moyen de ressorts faibles 86 et supportant un électro-aimant 88. Une première masse vibrante 90 est supportée par plusieurs ressorts Kappa non linéaires 92 du type décrit plus haut, sur la base 84. Plusieurs ressorts à boudin linéaires 94 sont aussi montés sur la base 84 et se dirigent vers la masse 90 dont ils sont séparés par un espacement 96 qui est égal, au repos, à environ un tiers de l'entrefer 98 défini entre l'électro- aimant 88 et une armature lui faisant face et supportée par la masse 90. Une autre massevibrante 94 est montée sur la masse 90 au moyen de ressorts 100. Le vibrateur représenté peut avoir de nombreux usages possibles, par exemple le serrage du béton coulé et constitue un exemple de divers usages de modes d'exécution de l'invention. On notera que le dispositif de ressort non linéaire représenté par les figures 4 à 6 et 11 constitue un mode d'exécution préférentiel de dispositif de ressort non linéaire utilisable avec l'invention. On peut caractériser ces constructions comme comprenant une surface support courbe définissant une section circulaire. La caractéristique force/déplacement des systèmes de ce genre assure une gamme linéaire qui leur permet de satisfaire l'équation (1) et, à de plus grands déplacements, une gamme non linéaire qui leur permet de correspondre aux caractéristiques force/déplacement exigées ici. On comprendra que l'introduction d'un ressort non linéaire ayant les caractéristiques indiquées par la figure 1C donne un système dont la fréquence naturelle est liée à l'amplitude. Ce n'est pas le cas avec des ressorts linéaires. Toutefois, en pratique, l'incidence de l'amplitude n'a pas d'effet sur les performances car dans la plupart des applications, il existe une variation constante de masse qui fournit en tout cas un élément non linéaire dont le résultat est une même incidence de l'amplitude sur la fréquence. Il peut être désirable dans certaines applications de fournir un circuit électronique de déclenchement pour appliquer des impulsions électriques à l'aimant de façon que le système fonctionne automatiquement à la résonance avec une amplitude maximale à un courant minimal. L'addition d'un circuit de réaction approprié peut permettre d'utiliser - 16 - cet appareil pour régler l'amplitude. On se référera maintenant aux figures 15A et 15B qui montrent une version modifiée du ressort Kappa de la figure 14, respectivement au repos et à l'état comprimé. Pour plus de commodité, on utilise des références communes pour les éléments communs apparaissant aussi sur la figure 14. La variante représentée par les figures 15A et 15B comporte des coussins de choc en élastomère 102 et 104 placés face à face sur les éléments de liaison 91 et 93. Ces coussins de choc assurent un dispositif supplémentaire d'emmagasinage et de conversion d'énergie qui entre en action seulement à un niveau de compression prédéterminé, lors du contact initial des coussins. Si l'on utilisait les ressorts des figures 15A et 15B pour remplacer les ressorts 92 dans le système vibrant de la figure 13 par exemple, les coussins en élastomère assureraient seulement l'emmagasinage d'énergie cinétique et magnétique pendant la partie du cycle de mouvement o l'entrefer est minimal. De cette manière, ils assurent la non-linéarité désirée du système. On comprend qu'au lieu d'une paire de coussins en élastomère comne représenté, on pourrait en utiliser une seule pour le choc contre un élément rigide. Les coussins peuvent être formés de caoutchouc ou de toute autre matière appropriée. Selon une autre variante, on peut les remplacer par d'autres types de ressorts caractérisés par le fait qu'ils réalisent un contact de compression seulement sur une partie de la marge de mouvement du système vibrant. On considérera maintenant la figure 16 qui montre un mode d'exécution d'un système de ressort non linéaire comprenant un ressort à boudin linéaire 110 fixé par une extrémité à un coussin en caoutchouc 112 et par une deuxième extrémité à une surface support 114. Un coussin en caoutchouc 116, généralement cylindrique, est placé à l'intérieur du ressort à boudin 110 et est positionné, d'une façon qui peut être choisie, sur un goujon support - 17 - réglable 118 qui se visse dans un contre-écrou 120 pour monter le coussin 116 d'une façon qui peut être choisie, relativement au coussin 112. Le coussin en caoutchouc 116 peut être retenu en place au moyen d'une saillie de mise en place 122 dépassant à l'extérieur du goujon 118. On peut comprendre que la structure de la figure 16 fournit un système de ressort non linéaire réglable. En réglant convenablement la position du goujon 118, on peut choisir la partie de la marge de mouvement du coussin 112 sur laquelle le coussin 116 joue le r8le d'absorbeur d'énergie. Ainsi, on peut considérer le système de ressort non linéaire de la figure 16 comme un système de ressort non linéaire programmable mécaniquement. On comprend aussi que l'on peut utiliser plusieurs coussins en élastomère, montés chacun sur un support pouvant être positionné de façon réglable, pour fournir un système de ressort non linéaire réglable en plusieurs étapese Un tel système est particulièrement utile dans l'appareil de l'invention mais n'est pas limité à de telles applicae tions. L'homme de l'art comprendra que l'invention n'est pas limitée à ce qui est représenté particulièrement et décrit ci-dessus. _ 18- REVENDICATIONS l- Système vibrant électromagnétique caractérisé par le fait qu'il comprend une combinaison d'électro-aimant 16 et d'armature 14 engendrant des vibrations et comprenant au moins un premier et un deuxième éléments définissant entre eux un entrefer 18, une base 10 supportant le premier élément, un organe à faire vibrer 12 relié au deuxième élément et un dispositif de ressort non linéaire associé à la base 10 et à l'organe à faire vibrer 12 et comprenant des moyens permettant d'emmagasiner une énergie notable de la combinaison d'électro-aimant et d'armature à mesure qu'elle approche de son entrefer minimal et de la convertir en énergie cinétique de l'organe à faire vibrer. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire augmente de raideur à mesure qua l'amplitude de déviation augmente. 3.- Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire est en action dans une gamme non linéaire. 4.- Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'organe à faire vibrer comprend un plateau vibrant 28 ou un tamis. 5.- Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire relie la base et l'organe à faire vibrer. 6.- Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire ne relie pas entre eux la base et l'organe à faire vibrer et qu'il établit seulement le contact entre eux lorsque la combinaison approche de son entrefer minimal. 7.- Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend plusieurs ressorts linéaires 21, 23 qui sont mis en action successivement à mesure que l'amplitude de déviation augmente. Z479034 - 19 - 8.- Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un ressort non linéaire 60 69. 9.- Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un dispositif de ressort ayant une caractéristique linéaire au voisinage de sa position de repos et une caractéristique non linéaire à une déviation de grande amplitude dans au moins un sens. 10.- Système selon l'une des revendications - à 9, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire a une caractéristique non linéaire à une déviation de grande amplitude dans un seul sens. 11.- Système selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un ressort à lame 60 associé à une surface support courbe 62 de manière à coopérer avec celle-ci à une amplitude de déviation prédéterminée dans au moins un sens. 12.- Système selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un ressort à lame 60 associé à plusieurs surfaces supports courbes 66, 68 z 78, 80 de manière a coopérer avec celles-ci à une amplitude de déviation prédéterminée dans au moins un sens. 13.- Système selon l'une des revendications 1 à 12; caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non' linéaire comprend un ressort à lame associé à au moins une surface support courbe de manière à coopérer avec celle-ci à une amplitude de déviation prédéterminée dans un seul sens. 14.- Système selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la combinaison comprend un seul électroaimant 36 et une seule armature 38, 15.- Système selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la combinaison comprend deux - 20 - électro-aimants 42, 44 et une seule armature 38. 16.- Système selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que la combinaison est disposée suivant un axe 30 parallèle à l'axe de vibration du système (figure 3A)o 17.- Système selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que la combinaison est disposée suivant un axe faisant un angle avec l'axe de vibration du système (figure 3B). 18.- Système selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un ressort Kappa non linéaire 92. 19.- Système selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un ressort pneumatique. 20.- Système selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire comprend un ressort en élastomère. 21.- Système selon la revendication 18, caractérisé par le fait que le ressort Kappa comprend un ressort en élastomère. 22.- Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de ressort non linéaire agit de manière à emmagasiner pratiquement toute l'énergie magnétique et cinétique du système vibrant. 23.- Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend aussi un dispositif de ressort linéaire associé à la base et à l'organe à faire vibrer, la combinaison d'électro-aimant et d'armature agissant de manière à assurer une vibration de l'organe à faire vibrer au voisinage de la résonance du dispositif de ressort.