Brevet FR2502987A1 — publié le 19821008

On utilise dans l'industrie, depuis de nom- breuses années, des distributeurs vibratoires ou des ap- pareils vibratoires de transport. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 089 582 décrit un type fondamental de dis- tributeur vibratoire dans lequel un excitateur à deux masses est utilisé pour communiquer un mouvement vibratoire à une auge ou à un élément de transport de matière. Dans le générateur de vibration décrit dans le brevet précité, un moteur à vitesse constante porte deux masses excentriques situées chacune à une extrémité de l'arbre du moteur, et la force vibratoire produite par le moteur en fonctionnement est transmise par un système de ressorts à l'auge de trans- port de matière. Dans l'appareil décrit dans le brevet pré- cité, l'amplitude des vibrations est constante et on obtient donc une avance constante et invariable. Le-brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 358 815 décrit un distributeur vibratoire perfectionné à fréquence variable, dans lesquels le moteur électrique porte, à chaque extrémité de son arbre, un élément en forme de roue qui tourne avec l'arbre et qui est équipé d'une masse pouvant être dé- placée sur une trajectoire courbe, d'une première position proche d'une masse excentrée fixée sur la roue à une seconde position opposée à la masse fixe. Le dispositif préféré, dé- crit dans le brevet No 3 358 815 précité, est du type dans lequel la masse est constituée d'un fluide, à savoir du mer- cure, et est donc sujette aisément à un mouvement dû à une variation de pression. Dans certains cas, le mercure est con- sidéré comme une substance polluante et, par conséquent, le distributeur à fréquence variable, du type à mercure, n'a pas été accepté de façon universelle. L'invention concerne un dispositif quelque peu analogue à celui décrit dans le brevet No 3 358 815 précité, mais en différant par le fait qu'une masse métallique peut être utilisée et que le mouvement de cette masse ne suit pas un trajet courbe autour de l'axe de rotation, mais plutôt un trajet rectiligne orienté radialement à l'axe de rotation. En outre, on peut utiliser un dispositif dans lequel un ressort hélicoldal est employé pour déplacer la masse mo- bile d'une première position située sur le môme côté de l'axe de rotation de l'élément en forme de roue formant une masse excentrée et fixe, vers une position située sur le côté opposé de l'axe de rotation, le ressort travaillant ini- tialement en compression pour déplacer la masse mobile au- delà dudit axe, puis travaillant ensuite en traction, de manière à résister, sans l'empêcher, au mouvement de la masse mobile vers l'extérieur, sous l'effet de la force centrifuge. La masse mobile comprend un piston qui est com- mandé par la pression d'un fluide et, du fait de l'action du ressort telle que décrite ci-dessus, le rapport de la pression du fluide au mouvement de la masse mobile est li- néaire, ce qui facilite et simplifie notablement la commande. L'invention sera décrite plus en détail en re- gard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une élévation d'un distributeur vibratoire selon l'invention; la figure 2 est une coupe transversale à échelle agrandie de l'un des deux éléments en forme de roue fixés à l'arbre du moteur; et la figure 3 est une coupe partielle analogue à celle de la figure 2, montrant la masse mobile dans une au- tre position. La figure 1 représente un distributeur vibratoire analogue à celui décrit dans le brevet N' 3 358 815 pré- cité. Ce distributeur comporte un élément de transport de matière qui se présente sous la forme d'une auge il montée sur des ressorts 12 d'isolation qui reposent sur des pieds 13 s'élevant d'une embase 14. Le dispositif générateur de vibrations comprend un excitateur désigné globalement en 15 et comportant un moteur électrique 16 à vitesse constante. Le moteur électrique est relié à un élément 17 de chAssis qui est fixé à l'auge 11 par l'intermédiaire de ressorts en caoutchouc travaillant en cisaillement, analogues à ceux décrits dans les brevets No 3 089 582 et N0 3 358 815 préci- tés. Ces ressorts de caoutchouc sont représentés schématique- ment en 18. Par conséquent, le moteur 16 est relié à l'élé- ment 17 de chAssis par l'intermédiaire d'un système de res- sorts et ce moteur travaille à une vitesse constante corres- pondant à une fréquence proche de la fréquence propre de ce système de ressorts. Le moteur 16 comporte un arbre 20 qui est repré- senté en traits pointillés sur la figure 2, et cet arbre porte, à chacune de ses extrémités, deux éléments identiques 21 en forme de roue dont l'un est représenté,l'autre étant de réalisation identique. Une masse fixe 22 est assujettie à chaque roue, sur un premier côté de l'axe de rotation de l'arbre 20. Chaque roue porte également un cylindre 23 qui s'étend radialement de part et d'autre de l'arbre 20. Le cylindre présente une première extrémité 24 proche du centre de gravité de la masse 22, et une extrémité opposée 25 si- tuée de l'autre côté de l'axe de rotation de l'arbre. Un obturateur 26 ferme l'extrémité 24 du cylindre et un res- sort hélicoïdal 27 est fixé à cet obturateur. Une masse 28 est fixée à l'intérieur du cylindre 23 à un piston 29 pou- vant coulisser dans ce cylindre. Le piston et la masse for- ment ensemble une masse mobile à l'intérieur du cylindre 23. Un obturateur 30 ferme l'extrémité 25 du cylindre afin de former à l'intérieur de ce dernier une chambre 31 de pression entre le piston 29 et l'obturateur 30. Un conduit 32 de fluide sous pression est relié par une extrémité à la chambre 31 de pression et par son autre extrémité à un rac- cord tournant 33 monté sur l'arbre 20, comme montré sur la figure 1. Un conduit 34 de fluide sous pression est relié par une extrémité au raccord 33 et par son autre extrémité à une source de fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé. Au repos, le centre de gravité CG (indiqué en 35) du système formé par le piston et la masse, ainsi que de la partie du ressort 36 située sur la droite de l'axe de rota- tion AR de l'arbre, comme montré sur la figure 2, est dans la position représentée. Après le démarrage et lorsque le mo- teur atteint sa vitesse de fonctionnement, le piston et la masse se déplacent vers l'extérieur de l'axe de rotation jusqu'à la position représentée sur la figure 3. La rota- tion provoque une extension du ressort 27 qui développe une traction s'opposant à la force centrifuge exercée sur le piston et la masse. Lorsque les éléments sont dans les positions représentées sur la figure 3, la force vibratoire produite par la masse fixe 22 et la partie du ressort située à gauche de l'axe de rotation (comme montré sur la figure 3) est égale et opposée à la force vibratoire produite par la masse, le piston et la partie du ressort 36 se trouvant à droite de l'axe de rotation, de sorte qu'aucune force vi- bratoire n'est transmise par l'excitateur à l'auge 11. L'ap- plication de la pression du fluide par le conduit 34, le rac- cord 33 et le conduit 32 à l'intérieur de la chambre 31 de. pression provoque un déplacement du piston et de la masse vers la gauche (comme montré sur la figure 3), la traction du ressort aidant initialement la force exercée par la pres- sion du fluide, mais cette assistance du ressort diminuant au fur et à mesure que le piston et la masse se déplacent vers l'axe de rotation (ce qui réduit donc la force centri- fuge exercée par ces éléments). Finalement, lorsque le pis- ton et la masse sont déplacés davantage vers la-gauche, au- delà de la position montrée sur la figure 2, le ressort héli- coldal résiste à la poursuite du mouvement du piston et de la masse qui sont alors déplacés vers la gauche par l'associa- tion d'une pression de fluide et d'une force centrifuge. Il apparaît donc que, lorsque la force centri- fuge exercée par la masse et le piston mobiles est à son maximum, comme montré sur la figure 3, et est suffisante pour déplacer la masse et le ressort jusqu'à la position montrée sur cette figure, contre la traction du ressort, ladite trac- tion du ressort aide la pression du fluide à déplacer le res- sort et la masse vers la gauche, mais cette assistance four- nie par le ressort diminue jusqu'à s'annuler lorsque le pis- ton et la masse atteignent la position de la figure 2, le ressort travaillant alors en compression et s'opposant à la pression du fluide lorsque le piston et la masse se déplacent davantage vers la gauche, à partir de la position montrée sur la figure 2, ce mouvement du piston et du cylindre en- gendrant une force centrifuge qui tend à les déplacer vers l'extérieur, en direction de la masse fixe 22. Il est particulièrement avantageux d'utiliser un ressort hélicoïdal dans l'agencement représenté, en rai- son du fait que la déformation d'un ressort hélicoldal en traction ou en compression est directement proportionnelle à la force, c'est-à-dire est en relation linéaire avec la force. Cette relation linéaire contribue à la facilité et à la précision de la commande de la force vibratoire produite par le dispositif. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour faire varier la force vi- bratoire produite par une masse en rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (20) monté de manière à pou- voir tourner, des moyens (16) destinés à faire tourner cet arbre, un cylindre (23) porté par l'arbre et s'étendant radialement de part et d'autre dudit arbre, une masse (28) montée de manière à pouvoir se déplacer axialement dans le cylindre, un ressort (27) logé dans le cylindre et tendant à déplacer la masse vers une position située sur un premier côté de l'axe de l'arbre, un élément (29), sensible à la pression d'un fluide et destiné à déplacer la masse vers une position située de l'autre côté de l'axe de l'arbre, et des moyens (32, 33, 34) qui relient l'élément sensible à la pression du fluide à une source de fluide sous pression. 2. Dispositif pour faire varier la force vibra- toire produite par une masse en rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (20) monté de manière à pouvoir tourner, des moyens (16) destinés à faire tourner l'arbre, un élément (21) en forme de roue porté par l'arbre, une masse (22) montée sur la roue, dans une position fixe sur un premier côté de l'axe de rotation de l'arbre, un cylin- dre (23) monté sur la roue et ayant une première extrémité (24) disposée à proximité immédiate du centre de gravité de la masse et s'étendant radialement à la roue pour posi- tionner l'extrémité opposée (25) du cylindre de l'autre cô- té de l'axe de rotation de l'arbre, une seconde masse (28) montée de manière à pouvoir se déplacer axialement dans le cylindre, un ressort (27) logé dans le cylindre et tendant i déplacer la masse mobile vers une position située sur le côté de l'axe de rotation de l'arbre opposé à celui o se trouve la masse fixe, le dispositif comprenant également un élément (29) sensible à la pression d'un fluide et pou- vant déplacer la masse mobile vers une position située de l'autre côté de l'axe de l'arbre, et des moyens (32, 33, 34) qui relient l'élément sensible à la pression à une source de fluide sous pression. 3. Dispositif pour faire varier la force vibra- toire produite par une masse en rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (20) monté de manière à pouvoir tourner, des moyens (16) destinés à faire tourner l'arbre, un élément (21) en forme de roue porté par l'arbre, une masse (22) montée sur la roue, dans une position fixe sur un premier côté de l'axe de rotation de l'arbre, un cylin- dre (23) monté sur la roue et ayant une première extrémité (24) disposée à proximité immédiate du centre de gravité de 1o la masse et s'étendant radialement à la roue pour que l'ex- trémité opposée (25) du cylindre soit placée de l'autre côté de l'axe de rotation de l'arbre, une seconde masse (28) montée de façon à pouvoir se déplacer axialement dans le cylindre, un ressort hélicoïdal (27) logé dans le cylindre et dont une première extrémité est fixée à ladite première extrémité du cylindre et dont l'autre extrémité est fixée à la masse mobile, ce ressort étant conçu et disposé de ma- nière à déplacer la masse mobile vers une position située de l'autre côté de l'axe de rotation de l'arbre, à partir de ladite masse fixe, en direction de ladite extrémité op- posée du cylindre, sans cependant atteindre cette extrémité, lorsque l'arbre est au repos, le ressort exerçant une trac- tion qui résiste, sans l'empêcher, au mouvement de la masse mobile vers ladite extrémité opposée du cylindre lorsque l'arbre est en rotation, le dispositif comportant également un piston (29) logé dans le cylindre, fixé à la masse mobile et destiné, sous l'effet d'une pression de fluide, à dépla- cer la masse mobile en direction de la masse fixe, le dispo- sitif comportant en outre une source de fluide sous pression et des moyens (32, 33, 34) qui relient cette source au pis- ton afin d'en provoquer le mouvement. 4. Dispositif pour faire varier la force vibra- toire produite par une masse en rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (20) monté de manière à pouvoir tourner, des moyens (16) destinés à faire tourner cet arbre, un élément (21) en forme de roue porté par l'arbre, une masse (22) montée en position fixe sur la roue, sur un premier côté de l'axe de rotation de l'arbre, un cylin- dre (23) monté sur la roue et ayant une première extré- mité (24) disposée à proximité immédiate du centre de gra- vité de la masse, le cylindre s'étendant radialement à la roue afin que son extrémité opposée (25) se trouve de l'au- tre côté de l'axe de rotation de l'arbre, le dispositif comprenant également une seconde masse (28) montée de ma- nière à pouvoir se déplacer axialement dans le cylindre, un ressort hélicoïdal (27) logé dans le cylindre et dont une première extrémité est fixée à ladite première extré- mité du cylindre et dont l'autre extrémité est fixée à la masse mobile, le ressort étant conçu et disposé de manière à déplacer la masse mobile vers une position située sur l'autre côté de l'axe de rotation de l'arbre, à partir de la masse fixe et en direction de ladite extrémité opposée du cylindre, sans cependant atteindre cette extrémité oppo- sée, lorsque l'arbre est au repos, le ressort exerçant une traction qui résiste, sans cependant l'empocher, au mouve- ment de la masse mobile vers ladite extrémité opposée du cylindre lorsque l'arbre est en rotation, le dispositif comprenant en outre un piston (29) logé dans le cylindre et fixé à la masse mobile, un élément (30) situé à ladite ex- trémité opposée du cylindre et formant avec le piston une chambre (31) de pression de fluide, l'agencement étant tel que, lorsque la masse mobile est adjacente à ladite extré- mité opposée du cylindre, la force vibratoire produite par la masse mobile et la partie du ressort située sur ledit autre côté de l'axe de rotation équilibrant sensiblement 'la force vibratoire produite par la masse fixe et la partie du ressort comprise entre ledit axe et ladite première ex- trémité du cylindre, le dispositif comportant en outre une source de fluide sous pression et des moyens (32, 33, 34) qui relient cette source à la chambre de pression, l'appli- cation de la pression d'un fluide dans ladite chambre ayant pour effet de déplacer le piston vers ladite masse fixe. 5. Dispositif pour faire varier la force vibra- toire produite par une masse en rotation, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (20) monté de manière à pouvoir tourner, une masse (22) fixée sur l'arbre et ayant son cen- tre de gravité décalé de l'axe de rotation de l'arbre, un élément (23) de support fixé à l'arbre et s'étendant radia- lement à ce dernier, de part et d'autre de l'axe de rota- tion dudit arbre, une seconde masse (28) montée de manière à être mobile sur l'élément de support, et un organe (29) destiné à déplacer la masse mobile d'une première position située sur le côté de l'axe de rotation de l'arbre opposé à celui de la masse fixe, vers une seconde position située de l'au- tre côté de l'axe de rotation de l'arbre.