Brevet FR2544076A1 — publié le 19841012

Dispositif pour l'équilibrage automatique de balourds de corps en rotation La présente invention concerne un dispositif pour l'équilibrage automatique de balourds de corps en rotation, notamment pour l'équilibrage automatique de centrifugeuses avec un tube annulaire monté concentriquement au corps en rotation et un remplissage avec une masse d'équilibrage de forme instable. Des dispositifs de ce genre ont été déJå proposés pour l'équilibrage de balourds de corps en rotation. Il s'agit, dans ce cas, de dispositifs qui sont montés sur des roues de véhicules automoblles en vue de compenser les balourds pendant la marche. Un tube annulaire est alors monté concentriquement sur les jantes des roues du véhicule, et est rempli avec du plomb en grains fins ou une autre matière en grains fins appropriée. Pendant la marche, le plomb doit se répartir de telle manière que les effets de balourd soient compensés. Cependant, dans la pratique, de tels dispositifs ne se sont pas montrés efficaces. Tandis que fondamentalement l'équilibrage de balourds de roues de véhicules est possible de la manière décrite ci-dessus, l'équilibrage de centrifugeuses soulève des problèmes considérablement plus difficiles. Cela est dû, d'une part, aux vitesses de rotation qui sont en général considérablement plus grandes, et, d'autre part, aux variations produites alors dans les balourds. Dans le cas de centrifugeuses, des forces de balourd particulièrement critiques peuvent agir qui apparaissent dans des cas de recherche dans l'environnement, c'est-à-dire dans des conditions difficiles à maintenir. Dans de telles circonstances, il est nécessaire de compenser l'apparition des forces de balourd parce que sinon les résultats des recherches sont compromis. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif du type ci-dessus pour l'équilibrage automatique de balourds variables de corps en rotation. Conformément à l'invention, le dispositif d'équilibrage est caractérisé en ce que, sur le corps en rotation, sont prévus plusieurs palpeurs de force disposés symétriquement dont les signaux de sortie, guidés par l'intermédiaire d'étages électroniques pour leur traitement, commandent des mécanismes d'entrainecent asservis pour une modification du volume de chambres d'équilibrage prévues en positions symétriques dans le tube annulaire. La disposition conforme à l'invention a pour conséquence que les balourds qui se produisent sont éliminés par réglage, la variation de balourd la plus faible possible se trouvant automatiquement compensée. Pour la masse d'équilibrage de forme instable, on peut utiliser un liquide, par exemple de l'eau. Mais, d'autres liquides sont également possibles, par exemple du mercure, notamment lorsqu'il faut compter avec des balourds très importants. Pour les chambres d'équilibrage, on peut utiliser des soufflets plissés qui sont conçus en dépendance des entrainements asservis-prévus. Mais, il est également possible de prévoir à cet effet des cylindres de vérins qui sont en communication avec les chambres annulaires et dont les pistons sont déplacés par les servo-moteurs d'entrainement. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu, sur le corps en rotation, trois palpeurs détecteurs de force et, dans le tube annulaire, trois chambres d'équilibrage, les palpeurs étant montés diamétralement opposés par rapport aux chambres d'équilibrage, sur le corps en rotation. L'invention est expliquée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation avec référence à la figure du dessin annexé. La figure montre le principe de l'invention, par une vue en coupe transversale d'un corps de rotation, à savoir une centrifugeuse 1. Sur la face frontale de la centrifugeuse, par exemple le côté inférieur est monté concentriquement un tube annulaire d'un diamètre un peu inférieur au diamètre extérieur de la centrifugeuse 1. Sur la face frontale qui supporte le tube annulaire 2 est, en outre, prévue une plaque annulaire 3 dans laquelle est engagée une autre plaque annulaire 4 en laissant libre unie fente annulaire 5. Les plaques annulaires 3 et 4 sont d'une dimension telle, que la plaque annulaire intérieure 4, lors de la marche de la centrifugeuse 1, ne supporte aucune déviation, tandis que la plaque annulaire extérieure 3 modifie sa position par rapport à l'axe de rotation de la centrifugeuse 1.Mais, il serait également possible d'échanger les plaques annulaires de telle sorte que, par rapport à l'axe de rotation la plaque extérieure 3 soit déviée tandis que la plaque intérieure 4 ne soit pas déviée. Dans La fente annulaire 5, entre les deux plaques 3 et 4, sont disposés trois détecteurs de force 6, montés sur la face intérieure de la plaque annulaire intérieure 3 en positions décalées de 120 degres, c'est-àdire symétriquement. En positions diamétralement opposées sont prévus, dans le tube annulaire 2, trois chambres d'équilibrage 7 qui sont ainsi disposées également symétriquement, en formant entre elles un angle de 120 degrés. Les chambres d'équilibrage 7 consistent essentiellement en deux soufflets plissés 7', 7", reliés l'un à l'autre dont les raccords de branchement 8, 8" sont mobiles chacun avec la pièce de branchement qui leur est affectée du tube annulaire 2, par exemple à la manière d'une garniture d'obturation. Chacun des raccords de branchement 8 est relié à un moteur de réglage de position, respectivement 9' et 9", d'un servo-moteur d'entrainement 10, qui est commandé par le signal de sortie du détecteur de force 6 qui lui est affecté.Dans les servo-entraînements 10, sont prévus des étages de connexion, destinés au traitement des signaux de sortie qui sont produits dans les détecteurs de force 6 dans le cas de balourds. Lors du fonctionnement de la centrifugeuse 1, sont produits, par exemple, les signaux de sortie de balourd dans les détecteurs de force 6. Du fait que sont prévus trois détecteurs de force, sont produits des signaux de sortie, de grandeur et de polarités différentes, qui sont traités, par des organes de calcul appropriés, dans les étages électroniques de connexion des entrainements asservis 10, et qui sont amenés, pour provoquer un changement de volume des soufflets plissés, aux moteurs de réglage de position affectés 9. Dans le cas représenté, le balourd 11 se trouve compensé et éliminé par un accroissement de volume dans les soufflets de position opposée et une diminution de volume des deux autres soufflets. De cette manière, chaque balourd se produisant dans une position angulaire quelconque est automatiquement compensé et éliminé. Lors du réglage d'élimination de balourds, une modification de la masse est assurée par un change ment de volume des chambres et cela sur un rayon maintenu constant, ce qui évite un couple de masses supplémentaires indésirable. R E V E N D I C A T I 9 N S 10) Dispositif pour l'équilibrage de balourds de corps en rotation, notamment pour l'élimina- tion de balourds de centrifugeuses, avec un tube annulaire monté concentriquement au corps en rotation et une charge de remplissage de masse d'équilibrage de forme instable, dispositif caractérisé en ce que, sur le corps en rotation (1) sont prévus plusieurs détecteurs de force (ó) en positions symétriques, dont les signaux de sortie commandent, par l'intermédiaire d'étages de connexion électroniques, destinés à leur traitement, des entraîne- ments asservis (10) qui produisent un changement de volume de chambres d'équilibrage (7) affectées, qui sont disposées symétriquement dans le tube annulaire (2) 20) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, comme masse d'équilibrage de forme instable, est prévu un liquide, notamment de l'eau. 30) Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les chambres diéquilibrage sont constituées par des soufflets plissés (7) dont le volume est modifiable par les eervo-moteurs des entraînements. 40) Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les chambres d'équilibrage sont constituées par des cylindres de vérin reliés au tube annulaire (2), dont les pistons sont reliés aux moteurs asservis d'entraînement (10) en vue d'une modification de leur volume. 50) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, sur le corps en rotation (1), sont prévus trois palpeurs détecteurs de force (6), notamment des jauges de mesure d'allongement, et, dans le tube annulaire (2), trois chambres d'équilibrage (7), les détecteurs de force (6) étant disposés diamétralement opposés aux chambres d'équilibrage respectives (7) sur le corps en rotation (1).