Brevet FR2597765A1 — publié le 19871030

La présente invention est relative à un système vibrant conçu de manière à engendrer une vibration mécanique dans un dispositif tel que dispositif filtrant, crible, système de délivrance de pièces pour machines outils ou machines d'assemblage ou systèmes d'alimentation pour dispositif de pesée ou 5 d'empaquetage. Le dispositif selon cette invention est particulièrement destiné à un système d'alimentation par dispersion permettant de délivrer de façon distributive des produits ou articles devant être pesés, aux trémies de pesée successives d'une balance de combinaison. Un tel type de système vibrant est décrit dans le modèle d'utilité 10 Japonais mis à l'inspection publique sous le numéro 59-52426. Dans ce dispositif, la vibration est engendrée par une roue à came entraînée par un moteur, qui est accouplée à l'élément devant être mis en vibration. Il n'est pas facile de contrôler l'amplitude d'un tel dispositif étant donné que cette amplitude est déterminée par le profil de la roue à came. Un autre type de système vibrant se trouve décrit dans la demande de brevet Japonaise publiée sous le numéro 58-18283. Dans ce dispositif, une table circulaire devant être entraînée en vibration est supportée à sa périphérie par une pluralité de ressorts à lames et on y applique une vibration sphérique à l'aide d'électro-aimants excités par une source d'énergie en courant alternatif. 20 Ce dispositif présente l'inconvénient que l'amplitude des vibrations est sensiblement nulle au centre de la table et qu'elle augmente rapidement vers l'extérieur, bien qu'elle puisse être facilement contrôlée. Un autre type de système vibrant, décrit dans le modèle d'utilité Japonais publié sous le numéro 49-36289, comporte une masse excentrée entraînée 25 en rotation par un moteur qui est fixé sur un élément devant être soumis à des vibrations. Dans un tel dispositif, l'élément devant être soumis à des vibrations ainsi que le moteur, est soumis à des vibrations de révolution provoquées par la force centrifuge due à la masse excentrée. Ce dispositif cause un autre problème en rendant impossible le contrôle de l'amplitude des vibrations lors du 30 fonctionnement et l'amplitude est généralement maintenue à une valeur fixe étant donné qu'elle est difficile à régler de façon simple et précise, pour un opérateur de qualification moyenne, même si un réglage est théoriquement possible. En conséquence, la présente invention se propose d'apporter un système 35 vibrant perfectionné permettant d'engendrer une vibration présentant une o 3 -5 amplitude uniforme sur l'élément a entrainer en vibration, ce qui permet d'obtenir un contrôle et une commande faciles et souples de l'amplitude de vibration. Cette invention a donc pour objet un système vibrant qui comprend une embase fixe, un élément vibrant présentant un axe vertical et des moyens pour supporter elastiquement ledit élément au-dessus de ladite embase, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois armatures fixées audit élément vibrant et disposées autour dudit axe et des électro-aimants disposés respectivement en regard desdites armatures et conçus de manière a être entrainés par une source d'énergie multi-phase en courant alternatif pour induire des forces d'entraînement périodiques présentant entre elles des différences de phase, ce qui provoque une vibration de révolution dudit élément. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: La figure 1 est une vue en coupe et en élévation latérale d'un système d'alimentation par dispersion auquel l'invention peut s'appliquer; La figure 2 est une vue en plan avec arrachement partiel du système d'alimentation par dispersion illustré par la figure 1, dans laquelle on a enlevé la table de dispersion; La figure 3 est un schéma utilisé pour aider à comprendre le fonctionnement du mode de réalisation décrit en regard des figures 1 et 2; La figure 4 est un schéma représentant un circuit d'actionnement du système d'alimentation par dispersion des figures 1 et 2; La figure 5 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle représentant un système d'alimentation par dispersion mettant en oeuvre un autre exemple de réalisation du système selon cette invention et La figure 7 est une vue en plan, en coupe selon VII-VII de la figure 6. Sur toutes les figures des dessins annexés on a utilisé les mêmes références pour désigner des composants similaires. En se référant aux figures 1 et 2, on voit qu'un système d'alimentation par dispersion, utilisé par exemple dans une machine de pesée ou balance de combinaison, pour distribuer des produits vers sa partie centrale, vers une pluralité d'unités de pesée disposées autour de lui, comprend une embase en forme de coupe 10, supportée par un bati (non représenté), a l'aide de ressorts 11 absorbant les vibrations. Un élément vibrant triangulaire 12 présentant un axe vertical 13 commun à l'embase 10, est supporté par trois tiges de support élastiques inclinées 14, disposées sur un cercle 15 dont le centre est situé sur l'axe 13. Les prolongements 16 de ces tiges de support 14 viennent concourir en 5 un point situé sur l'axe vertical 13. L'élément vibrant 12 supporte une table de dispersion conique 17 fixée sur ledit élément à l'aide d'une vis-écrou 18. Une patte tubulaire 19 s'étend vers le bas à partir de la partie inférieure de l'élément vibrant 12 et trois armatures 20 sont fixées sur et autour de sa paroi latérale, selon des intervalles égaux. Trois électro-aimants 10 21 faisant face respectivement à ces armatures 20 sont suportés par l'embase 10. Un ressort à lames 22 est disposé derrière chaque électro-aimant 21, l'extrémité inférieure de ce ressort à lames 22 étant fixée sur l'embase 10 par l'intermédiaire d'un support 23 et son extrémité supérieure étant fixée sur la patte tubulaire 19 à l'aide d'une tige de liaison 24. La tige de liaison 24 15 comprend au moins deux parties échancrées 25, 26 formant point de flexion, applaties et minces, disposées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre, de manière à donner à cette tige 14 une flexibilité latérale. En se référant maintenant à la figure 3, la référence 0 désigne la position de l'axe vertical 13 et X, Y et Z désignent les directions des trois 20 ressorts à lames 22, par rapport à l'axe 13. En supposant que le centre de l'élément vibrant 12 se déplace vers un point O' selon une distance S, dans une direction 00', faisant un angle 0 par rapport & la direction de l'axe X et qu'il en résulte un déplacement de l'un des ressorts à lames 22, de P vers P', l'amplitude d'un tel déplacement est donnée par la relation suivante: 25 PP = S. cos e Par conséquent, la force de rappel (répulsion) F du ressort est donnée par la relation: F = KS. cos e o K est la constante élastique du ressort à lames. En conséquence la composante 30 Fe de la force de rappel répulsive selon la direction DD' est la suivante: Fe = FS. cos28 De méme, les composantes selon 00' de la force de répulsion des ressorts à lames restant, dans les directions des axes Y et Z seront KS. cos2(8 + 2/3 l) et KS. cos2(8 + 4/3 11) respectivement. Il en résulte que la somme de ces composants selon 00' des forces de rappel répulsives des trois ressorts à lames est calculée de la façon suivante: 15 20 25 30 35 KS [cos-8 + cos-' (6 + 2/31) + cos- On voit que cette somme devient indépendante de l'angle e. Ceci signifie que l'élément vibrant 12 peut se déplacer dans toute direction étant toujours soumis à une constante élastique égale à 1,5 fois la constante élastique K de chaque ressort 22. Ceci est aussi le cas en ce qui concerne les trois tiges de support élastiques 14. Comme on l'a décrit ci- dessus la constante élastique des ressorts n'est pas directionnelle et le système résonant défini par la masse totale de l'élément vibrant englobant la table de dispersion 17 ne présente aussi aucune caractéristique directionnelle. Les électro-aimants 21 sont couplés a une source d'alimentation en courant alternatif triphasé et ils sont excités périodiquement avec une différence de phase de 120' entre eux et ils attirent séquentiellement les armatures 20 du système résonant ci-dessus, de manière à produire les vibrations de révolution. Ceci signifie que chaque point de la surface de l'élément vibrant 12 subit une vibration de révolution similaire présentant la méme amplitude. Cette vibration est limitée par des tiges de support élastiques 14 et l'amplitude des vibrations diminue vers l'intersection mentionnée ci-dessus des prolongements de ces tiges 14. Bien que cette caractéristique ait peu d'effet lorsque la hauteur du corps mis en vibration est très faible, on obtient un effet spécifique se présentant sous le forme d'une amplitude verticalement variable, dans un système de vibration unique, lorsque sa hauteur est élevée, comme c'est le cas dans un empilage de tamis d'une machine filtrante. Comme on le comprend facilement, un tel gradient d'amplitude est inversé lorsque les tiges de support 14 sont disposées de manière à diverger vers le haut, il n'apparaît aucun gradient d'amplitude lorsque les tiges sont parallèles et le gradient d'amplitude varie lorsque varie l'angle d'inclinaison des tiges de support 14. Ces facteurs peuvent être sélectionnés de manière à ce qu'ils s'adaptent au mode d'utilisation du système vibrant. On se réfère maintenant aux figures 6 et 7 qui représentent un autre exemple de réalisation de l'invention selon lequel l'élément vibrant 12 comporte une patte tubulaire 19 ayant une section droite de forme carrée. L'élément 12 est supporté sur une embase 10, par l'intermédiaire de quatre ressorts à lames 22, ayant une extrémité fixée sur quatre parois latérales de la patte 19 et l'autre extrémité fixée sur l'embase 10. Trois bras 30 s'étendent radialement à partir de l'élément vibrant 12 en supportant trois armatures 20 respectivement, à leurs extrémités les plus éloignées. Trois électro-aimants 21 sont fixés à l'embase 10, respectivement en regard des armatures 20. Bien qu'une telle structure puisse être entraînée par la disposition illustrée par la figure 4, la configuration des vibrations de la table de dispersion 17 se présente sous la forme d'un cône inversé dont l'angle au sommet est situé au centre de la structure des ressorts à lames. L'amplitude des vibrations peut être facilement réglée en changeant le niveau courant qui peut être commandé et contrôlé en modifiant la tension d'alimentation ou la séquence de conduction dans chaque cycle, à l'aide d'un thyristor. Il n'est pas nécessaire de limiter à trois le nombre d'armatures 20. Sur la figure 5, on a représenté un autre exemple de réalisation comprenant six armatures 20 disposées autour de la patte verticale 19 et six électro- aimants correspondants 21, excités par une source d'alimentation en courant alternatif à six phases 28. De la lecture de la description qui précède, on comprend que le système vibrant selon cette invention permet d'obtenir une amplitude de vibration uniforme sur toute la table de dispersion 17 et que le niveau de l'amplitude peut être facilement commandé et contrôlé. Comme on l'a précisé ci-dessus, le système vibrant objet de cette 20 invention peut être appliqué de façon efficace à une machine filtrante ou à un tamis et autres systèmes similaires pour l'alimentation de produits. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Système vibrant qui comprend une embase fixe, un élément vibrant présentant un axe vertical et des moyens pour supporter élastiquement ledit élément au-dessus de ladite embase, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois armatures (20) fixées audit élément vibrant (12) disposées autour dudit axe (13) et des électro-aimants (21) disposés respectivement en regard desdites armatures et conçus de manière à être entraînés par une source d'énergie multiphase en courant alternatif pour induire des forces d'entraînement périodiques présentant entre elles des différences de phase, ce qui provoque une vibration de révolution dudit élément. 2- Système vibrant selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de support comprennent au moins trois tiges de support élastiques (14) disposées autour dudit axe vertical, chaque tige présentant une extrémité supérieure fixée audit élément vibrant (12) et une extrémité inférieure fixée à ladite embase fixe (10). 3- Système vibrant selon la revendication 2 caractérisé en ce que les prolongements (16) desdites tiges de support concourent en un point situé sur ledit axe vertical (13). 4- Système vibrant selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de support comprennent des ressorts & lames (22) disposés autour dudit axe 20 vertical (13), chaque ressort comportant une extrémité supérieure fixée audit élément vibrant (12) et une extrémité inférieure fixée à ladite embase fixe (10). - Système vibrant selon la revendication 4 caractérisé en ce que lesdits ressorts à lames (22) comprennent des première et seconde paires de ressorts à lames, le ressort de chaque paire faisant face parallèlement à l'autre et les 25 ressorts desdites première et seconde paires étant disposés perpendiculairement, l'un à côté de l'autre. 6- Procédé pour faire vibrer un élément vibrant d'un système vibrant dans lequel ledit élément vibrant est supporté par une pluralité d'éléments de support au-dessus d'une embase fixe, caractérisé en ce qu'on attache une pluralité d'armatures magnétiques audit élément vibrant le long d'un premier cercle, on fixe une pluralité d'électro-aimants correspondant respectivement aux dites armatures, à ladite embase le long d'un second cercle concentrique en premier, et on excite les électro-aimants à l'aide d'un courant alternatif multiphase pour induire des forces d'entraînement périodiques presentant entre elles des différences de phases, provoquant ainsi une vibration de révolution dudit élément. 7- Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits 5 éléments de support comprennent des tiges élastiques dont les extrémités supérieures sont fixées audit élément vibrant et dont les extrémités inférieures sont fixées & ladite embase. 8- Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdites tiges élastiques sont inclinées par rapport à la verticale et en ce qu'elles présentent 10 une intersection unique à leurs prolongations. 9- Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits A éléments de support comprennent des ressorts à lames présentant une extrémité fixée audit élément vibrant et leur autre extrémité fixée à ladite embase.