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DISPOSITION, POUR LA COMPENSATION DE VIBRATIONS ENERGETIQUES. ENTRE DEUX
SUPPORTS D ENERGIE TOURNANTS ACCOUPLES L'UN 1 L'AUTRE.
Lors de l'accouplement de deux supports d'énergie tournants, qui présentent tous deux des masses mobiles, et dont l'une doit être le produc- teur d'énergie et l'autre le consommateur d'énergie, comme par exemple pour l'entraînement de génératrices par des machines à piston ou analogues,il se produit des variations de puissance ou vibrations énergétiques momentanées, éventuellement aussi périodiques, du côté du producteur ou du côté du conson- mateur. Ces variations de puissance peuvent atteindre une valeur telle que le sens de flux d'énergie est momentanément renversé.
Toutes les variations de charge de ce type ou d'un type analogue sont transmises au secteur, avec naissance correspondante de perteso Ces vibrations énergétiques provoquent des variations de vitesse angulaire des éléments tournants, dont la valeur est sous l'influence de la grandeur de l'énergie vibratoire de rotation et des caractéristiques du producteur d'énergie. On peut imaginer que le mouve- ment de rotation total est composé d'une rotation uniformes correspondant à un flux de puissance constant, et d'un mouvement vibratoire relatif qui est superposé au premier mouvement, et qui correspond à la variation momentanée du flux d'énergie.
Là présente invention a pour but de réaliser la compensation la plus complète de ces vibrations énergétiques indésirables et de limiter cel- les-ci au point de leur naissance, ou plutôt de les éloigner'de l'autre sup- port.d'énergie. On connait déjà le procédé consistantàreliérrles deux sup- ports d'énergie tournants par un ressort en spirale. Le ressort a une forme telle que les irrégularités de charge qui se manifestent sont toujours com- pensées complètement.
Ce procédé présente l'inconvénient résidant dans le' fait que le ressort est constamment soumis à des déformations,intenses et ne possède pour cette raison qu'une durée limitée Le transfert par le ressort de la vibration énergétique d'un support d'énergie à l'autre n'est également
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empêché que dans une mesure réduite.
Suivant l'invention, on prévoit entre les¯deux supports d'énergie, un organe intermédiaire élastique, qui est-soumis à un effort mécanique ap- proximativement constant qui, comparé au couple à transmettre, est de valeur égale mais de sens opposé. Cet effort est en substance le même pendant toutes les modifications élastiques de ces dimensions (variation de longueur, tor- sion) qui se manifestent. Le support d'énergie, dans lequel se produisent les vibrations, est donc capable de compenser celles-ci dans une mesure éten- due dans ses masses mobiles, sans qu'elles soient transmises à l'autré sup- port d'énergie; par conséquent, le flux d'énergie reste sensiblement constant pour ce dernier.
Comme organe intermédiaire d'accouplement entre les deux supports d' énergie, on peut employer un ressort de dimensions telles que l'angle de torsion nécessaire pour l'obtention d'une précontrainte par,'rapport aux va- riations angulaires qui se produisent lors du mouvement relatif des masses mobiles a une valeur telle que les variations d'effort mécanique auxquelles est soumis à l'organe intermédiaire (compression, traction, torsion)n'exer- cent pas de réactions sensibles sur le support d'énergie,qui doit tourner de manière uniforme..
Le ressort et sa précontrainte peuvent par exemple être prévus de manière telle que les variations de l'angle de torsion dues au mou- vement relatif des masses mobiles provoquent une modification de compression du ressort qui est approximativement égale à zéro, et qui, de toute manière -mesurée d'un' seul côté- ne dépasse en ordre de grandeur pas 10 à 40% de la tension du ressort.
Cette disposition est encore toujours basée sur la présente in- vention lorsque seules des fractions substantielles des vibrations énergé- tiques sont compensées par le mouvement relatifs des masses en vibrations.
On connait déjà des accouplements à ressort, dans lesquelles des pressions appréciables, dues aux variations de puissance d'un support d'éner- gie, sont cependant transmises à l'aide du ressort à l'autre support d'éner- gie. Ces accouplements à ressorts fonctionnent avec une précontrainte ré- sultant automatiquement du démarrage, pour lesquelles il ne faut cependant qu'un angle de torsion très petite de telle sorte qu'en cas de variations de puissance, ces variations de pression relativement grandes se manifestent dans le ressort. Ces variations de pression peuvent atteindre une valeur telle que le ressort est soumis à des efforts de compression et de traction beaucoup trop considérables, ce qui provoque sa destruction rapide à des fré- quences plus élevées.
La disposition suivant la présente invention par contre est con- stituée par un accouplement élastique, qui, dans un système composé de .deux masses tournantes et d'une masse vibrante ou plutôt tournant irrégulièrement, est monté en tant qu'organe intermédiaire entre les deux masses tournantes, entre lesquelles doit être supprimée la transmission de vibrations énergéti- ques nuisibles, l'angle de torsion pour l'obtention de la précontrainte étant au moins égal au triple de la variation angulaire unilatérale maximum résul- tant du mouvement relatif des masses mobiles. La figure 1 représente schéma- tiquement un système de transmission d'énergie de ce type, construit suivant la présente invention.
Dans cette figure, A et B désignent les masses mobi- les tournantes des deux supports d'énergie, qui sont reliées par un organe intermédiaire, à savoir l'accouplement E ayant la forme d'un ressort héli- coïdal. C désigne une masse oscillante, reliée par exemple par un système à manivelle à la masse Bo
Si,dans un tel système, des irrégularités du mouvement de rota- tion se produisent dans un des supports d'énergie, par exemple celui composé des parties B, C et D, ces irrégularités sont compensées presque complète- ment dans ce même support d'énergie, de telle sorte qu'elles ne peuvent pas réagir par l'intermédiaire de l'accouplement E transmettant un couple con- stant sur l'autre support d'énergie tournant de masse A.
La figure 2 représente en outre graphiquement la différence basi- que et le progrès considérable par rapport à l'état actuel de la technique.
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Dans les dispositions connues jusqu'à présent; dans lesquelles l'angle de torsion pour l'obtention de la précontrainte du ressort d'accouplement est au maximum de 90 environ, cet angle, par rapport aux variations angulaires maxima du support d'énergie tournant irrégulièrement qui'peuvent se produi- re, est tellement petit que la variation supplémentaire de l'effort de-com- pression dans l'accouplement est de 890% dans ,certain cas etdans le cas* favorable, - donc pour un angle de torsion d'environ 90 -,'est toujours en- core de 413% de l'effort constant auquel est soumis l'accouplement.
De telles variations de pression élevées fatiguent non seulement très forte- ment l'accouplement, mai.s exercent encore précisément les réactions indési- rables très intenses sur l'autre support d'énergie relié à l'accouplement.
Par contre, si, suivant l'invention, l'angle de torsion de l'accouplement a une valeur élevée telle qu'il est égal à un multiple de la variation an- gulaire maximum du support d'énergie à allure irrégulière, la variation d'effort dans l'exemple choisi est seule.ment d'environ,18,3%, valeur consi- dérablement plus faible que dans les 'formes de réalisation connues jusqu'à présent.
Pour une commande électromotrice, la liaison ou l'accouplement suivant l'invention peut se trouver à un endroit quelconque entre le paquet rotorique du moteur et les autres masses mobiles, de telle sorte qu'un mou- vement relatif de ces masses par rapport au paquet rotprique est possible et que, malgré toutes les irrégularités du mouvement de ces masses, un couple approximativement constant est transmis L'organe intermédiaire élastique peut donc être monté entre le rotor du moteur et l'arbre du moteur, l'arbre du moteur étant monté à rotation par rapport au paquet rotorique, et la roue d'entraînement étant solidaire-de l'arbre.
Il est alors préférable d'équi- per d'une masse mobile supplémentaire la partie du rotor exécutant les mou- vements relatifs et montée à rotation par rapport au paquet rotorique., cette masse mobile supplémentaire contribuant à la compensation des vibrations éner- gétiques.
Les figures 3 à 6 représentent schématiquement plusieurs formes de réalisation de l'invention.
Dans la figure 3, l'élément de commande 1 est accouplé à l'élé- ment entraîné 2 par un ressort en spirale 3. Ce dernier est fixé par une extrémité au moyeu 4 de l'élément de commande 1 et, par l'autre extrémité, à une broche d'entrainement 5 sur l'élément entraîné 2. Dans l'élément en-' traîné 2,on a prévu un évidement 6 (fente) ayant la forme d'un segment de cercle, qui limite le domaine dans lequel sont possibles des mouvements re- latifs entre l'élément de commande et l'élément entraîné. Ce domaine d'os- cillation est représenté par la flèche 7 sur la figure.
Le ressort eri spi- rale 3 est soumis à une précontrainte telle que la différence de compres- sion entre les deux positions extrêmes des mouvements relatifs,, c'est-à-dire entre les deux positions extrêmes de.la broche d'entraînement 5, est la plus faible possible, c'est-à-dire se'rapproche de la valeur zéro. Pour attein- dre ce résultat', l'angle de torsion nécessaire pour l'obtention de la pré- contrainte désirée du ressort 3 est choisi le plus grand possible, par exem- ple égal au quadruple de la variation angulaire maximum résultant du mouve- ment relatif des masses mobiles. Abstraction faite de celala tension du ressort doit évidemment être égale mais de sens opposé au couple constant à transmettre.
Au lieu de la fente que vient rencontrer la broche lors du démarrage, on peut prévoir suivant l'invention, un système d'amortisseurs., par exemple un ressort, un amortisseur en caoutchouc ou analogue. En outre la fente 6 peut être réglable et verrouillable par rapport à la broche 5, en vue de l'adaptation de la précontrainte au support d'énergie.
La figure représente une disposition construite de cette manié- re, dans laquelle on a cependant prévu un ressort hélicoïdal 8 au lieu du ressort en spirale 3.
La figure 5 représente en outre une forme de réalisation de l'ob- jet de l'invention, dans laquelle l'élément de commande est constitué par un moteur électrique, dont le rotor 10 constitue l'élément d'entraînement et qui est monté à rotation sur l'arbre 11, qui constitué l'élément entraîné. L'ac-
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oquplément entre le paquet rotorique 10 et 1*abée 11 qui'le supporte a- lieu par l'intermédiaire de'la broché d'entraînement 12 qui pénetre'dans l'évidement en segment de cercle--13 dû disque l4"solidaire de l'arbre 11? n et qui est reliée à cet'arbre par le ressort en spirale 15 1 organe'inter- médiaire élastique est donc disposé entre l'arbre du moteur et lé paquet rotorique.
L'arbre 11 peut encore être muni de masses mobiles supplémen- taires 16.du côté opposé au disque 1, ces masses, mobiles supplémentaires constribuant à la compensation énergétique et maintenant les vitesses ma- ximum et minimum entre des limites suffisamment rapprochées. - -- Dans la figure 6 est représentée une'autre forme de réalisa- tion, dans laquelle l'élément entraîné 17 est équipé d'une massé mobile supplémentaire 18.' L'organe intermédiaire élastique 19 se trouvé ici di-
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rectement entré l'élément de commande 20 et ITé1ément-18 constituant la masse mobile supplémentaire. La broche 21 sert uniquement de butée pendant le démarrage.
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Une telle disposition pour la'compensation dé vàbration6éùergé- tiques peut-être appliquée avantageusement à des commandes dé métiers à-tis- ser et analogues. 'Grâce à cette disposition, on augmente d'une part sensi= blement la durée du moteur dé commande et- du métier à tisser. En - outre, il faut une puissance sensiblement inférieure pour l'entraînement que celle' qui était nécessaire jusqu'à présent.
En plus? l'emploi d'une-telle dispo- sition présente encore l'avantage de réaliser un mouvement sans vibrations. une autre forme de .réalisation particulièrement-avantageuse de
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l'invention réside dans le fait d'augmenter'la masse de la-disposition'com- plète'se trouvant derrière le réssort compensateurdans 3e sens du'flux' d'énergie? par des masses - complémentaires, 'dans une mesuré telle'que les
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variations de la vitesse-de rotation de la. machine-de travail sônt'mainte- nues entre des limites admissibles.
On peut monter ces masses complémentai- res dans-la machine de travail, par exemple dans un métier à tisser.Hais il est préférable, suivant - Une autre caractéristique de l'invention, dé mon- ter ces masses complémentaires sur l'arbre'du moteur lui-même? étant'donné -
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qu'en cet endroit? par exemple-poür un métier à tisser, la vitesse de ro- tation est cinq-fois plus grande que sur l'arbre du métier à tisser.
La figure 7 représente le schéma de principe d'une telle dispo--'- sition. 31 désigne le rotor du moteur, par exemple d'une commande de métier à tisser; 32 désigne le ressort compensateur, 33 une masse complémentaire'? 34 désigne un accouplement par glissement avec disque de freinage qui, lors du déplacement du manchon vers'la gauche? accouple la partie d'entraînement à la partie entraînée 35, et qui, lors du déplacement vers la droite, s'ap- plique sur un bord de freinage fixe 36 et freine ainsi le métier à tisser débrayé.
Grâce au fait que l'accouplement à commande,- contrairement aux constructions connues jusqu'à présent, n'est pas monté-sur le système à manivelle du métier à tisser, mais sur l'arbre'moteur lui-même, l'accouple- ment peut? à cause-dû rapport de transmission d'environ 1 = 5, avoir des dimensions considérablement inférieures. L'accouplement peut-également servir à l'embrayage et au'débrayage dû métier'à tisser et peut en particulier entrer en action au cours d'un arrêt automatique en cas dé panne.
La partie-de l'accouplement qui est mobile axialement sert en même temps à provoquer un freinage efficace pour-l'arrêt du métier à tisser, étant dônné que le'disque d'embrayage est-appliqué,, lors de son déplacement contre un bord de freinage fixe. Un grand avantagé de cette disposition ré- side dans le fait -que la masse'complémentaire'désirable pour réduire les variations de vitesse est,lors de l'arrêt; coupée du métier à tisser et peut ralentir librement. De cette manière? le risque de bris, qui pourrait survenir au cours d'arrêts rapides, est éliminé.
Suivant une autre caractéristique de l'invention tous les éléments importants, tels que ressort compensateur, massé mobile complémentaire, accou- plement, frein'et'levier'de commande pour l'accouplement et-le-frein peuvent être disposés dans le plateau à palier du côté de la commande du moteur. Une
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telle forme.de réalisation est représentée par là figure 8. 40 désigné le
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moteur de commande. -- Sur le bout'd'arbre 41 du rotor,. le ressort" 43 "se trou- ve à l'intérieur d'une douille de ressort 42.
Le bord, 44 de la douille a la forme d'une'masse mobile'résistante, qui'est montée à rotation sur le bout d'arbre 41 du rotor, mais qui ne peut être'déplacée axialement. 'La partie 44 constitue également un palier pour l'arbre'd'entraînement 45émergeant
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du moteur. Sur cet arbre 45', est'monté l'élément d'accouplement 46- c nstrurt le plus légèrement possible, â--sâ.vois de manière telle qu'il'est empêché par' une cale 47 de tourner sur l'arbre, mais-qü'il peut glisser en direction axi- ale sur celui-ci. Le déplacement axial est ré 1ali-s'é de-maiiièrëconnue-en.sai à l'aide d'un système'dé leviers- 48. L'élément d'accouplement 46 porte des deux côtés des revêtements -annulaires 49, 50.
Le revêtement 49 sert â
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là tîm-ismission-du'couple moteur,'pendant là marche3-le revêtement 50 sert au freinage, lorsqu'il est appliqué contre un bord de freinage 51 et arrête de cette"manière le métier à tisser dans le temps le plûs"brefo Lorsque 1' on manoeuvre le système"de'leviers 48-, l'élément'46 est déplacé axialemént, de manière telle que, lorsqu'il est déplacé dans un sens, il réalisé la-jonc- tion avec'l'élément'44 et l'arbre 45, et que, déplacé - dans le sens - contraire , il applique le'revêtement de freinage sur le -bora: de freinage 51 et arrête ainsi le métier à tisser dans le temps le plus bref.
REVENDICATIONS
1.- Disposition pour'la compensation de vibrations énergétiques
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entre deux supports d'énergie tournants"accouplés à l'aide d'un organe inter- médiaire-élastique, qui contiennent tous deux'des'massés.mobiles, caractéri- sée par un-organeyintérmédiaire élastique entre les.deux supports d'énergie, qui est soumis à une contrainte mécanique (prèssi n;traéti n;
-torsion)-sen- siblëment uniforme, qui est de même grandeur par rapport au couple à trans- mettre, mais est dirigée en sens opposé,'et en ce que'dette contrainte se maintient'en substance pendant toutes--les 'variations de ces dimensions (va-
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riaùiôn de longueur ,--torsion), de sorte que lé support d"énergie dans'lequel se produisent des vibrations, est capable de'compenser'celles-ci dâns une
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grande meµure"d'anµ ses masses mobiles, sans'qu'elles soient transmises sur