BE513610A

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Publication number: BE513610A
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Description

BREVET D'INVENTION MODE D'ENTRAINEMENT D'APPAREILS VIBRANTS
PAR UN BALOURD SIMPLE L'entraînement d'appareils vibrants par une mé- canique à un ou plusieurs balourds présente d'importants avantages sur d'autres systèmes, grâce à la simplicité du principe et des moyens employés. Cependant, la créa- tion de vibrations rectilignes exige la solution du pro- blème d'équilibrage des forces dynamiques transversales au mouvement.

En effet, la force centrifuge d'un balourd peut être considérée comme la résultante de deux forces per-

pendiculai res changeant selon le sinus ou le cosinus de l'angle de l'arbre tournant. Dans les appareils à vibra- tions rectilignes connus, l'une de ces composantes est employée à l'entraînement de l'appareil, tandis que l'au- tre, inutile ou même perturbatrice, doit être équilibrée artificiellement, soit par un autre balourd tournant en sens inverse, soit par l'inertie de la mécanique soumise à de fortes oscillations transversales.

Le mode d'entraînement qui fait l'objet de la présente invention consiste à supprimer des vibrations à deux ou plusieurs organes de travail, à l'aide d'une seule mécanique à balourd, par la mise en oeuvre de tou- tes les composantes de la force centrifuge du balourd.

A cet effet, l'appareil vibrant est partagé en deux parties, dont chacune est rattachée à la mécanique du balourd, par une liaison suffisamment longue, flexi- ble, mais non extensible. Les deux liaisons sont incli- nées, de préférence perpendiculairement l'une par rapport à l'autre.

Il en résulte un système cinématique et dynami- que où la rotation du balourd entraîne des vibrations rectilignes des deux parties de l'appareil; l'équilibrage des forces dynamiques est parfait, et l'amplitude des oscillations de la mécanique est égale à celle des vibra- tions de l'appareil - ce qui facilite les liaisons entre la mécanique et les parties vibrantes de l'appareil
Mais le plus grand avantage du mode d'entraîne- ment selon l'invention est d'ordre mécanique, résultant du "plein emploi" de la mécanique dont la capacité de charge est exploitée suivant les deux axes de vibrations.

En effet, une mécanique donnée, employée dans un tel système, est capable d'imprimer les mêmes vibrations

rectilignes aux deux parties de l'appareil dont la masse totale est double de celle de l'appareil qu'elle pour- rait entraîner dans un des systèmes connus. Et vice- versa, un appareil donné, transformé en système selon l'invention, peut être entrainé par une mécanique dont la capacité de charge est réduite à la moitié de celle qui serait nécessaire pour entraîner le même appareil dans un des systèmes connus.

Un autre, et très important avantage de l'inven- tion résulte de l'emploi d'une mécanique extrêmement simple, robuste et légère, dont les pièces mobiles peu- vent être limitées à une seule poulie-balourd.

Les figures ci-jointes sont des exemples de réa- lisation non limitatifs de l'invention.

La figure 1 est une vue latérale et schématique d'un appareil vibrant selon l'invention.

La figure 2 donne la vue en plan de l'appareil de la figure 1.

La figure 3 représente en coupe longitudinale la mécanique de l'appareil de la figure 1.

La figure 4 est un diagramme des forces dynami- ques du système de la figure 1.

La figure 5 donne en vue schématique latérale une variante de réalisation.

La figure 6 en donne un troisième exemple.

L'appareil vibrant (fig. l)et 2) est un crible à caisses opposées dont les deux parties sont consti- tuées par deux caisses vibrantes 1 et 2, de masses éga- les ( M ). Les caisses sont appuyées sur le châssis 3 par l'intermédiaire des lames d'appui 4 et 5 inclinées sous l'angle = 45 , et des ressorts 6 et 7. Elles sont reliées à la mécanique à balourd 8 par les bielles

convergentes 9, 1.0, 11 et 12, appuyées elles-mêmes sur les traverses de caisse 13 et 14. Les axes de symétrie des bielles x et y sont perpendiculaires l'un, l'autre et passent par les centres de gravité des caisses Gl et G2.

La mécanique est entraînée par le moteur 15 à l'aide des courroies trapézoïdales 16. Le balourd 17 de la mécanique (fig. 3), dont la masse est m, est monté sur deux roulements 18 et 19 fixés sur un arbre 20. Sur celui- ci s'appuient les têtes de bielle 21 et 22. Le balourd est protégé par le capot cylindrique 23. Son moyeu com- porte des cannelures 24 de section trapézoïdale.' dont l'axe 0' - 0' est déporté d'une certaine distance par rapport à !-axe 0 - 0 de l'arbre 20, vers le centre de gravité du balourd G17.

Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : la rotation du balourd donne lieu à une forne eentrifuge C (fig. 4) dont les deux composantes Cx = C cos et Cy = C sin sont dirigées suivant les axes x et y, im- primant ainsi aux deux caisses des vibrations rectilignes Les forces d'inertie des deux caisses Px et Py sont à tout instant en équilibre avec les forces Cx et Cy. Il en résulte que le centre de gravité du balourd G17 tourne autour du centre 0' sur un cercle de rayon (R - r), où R désigne la distance entre le centre de gravité du ba- lourd G17 et l'axe 0 - 0 de l'arbre 20, tandis que l'ar- bre de la mécanique 20 se déplace, parallèlement à lui- même, sur un cercle concentrique de rayon r tel que Mr = m(R - r).

Le rayon de vibration de l'appareil est donc r = R m/m + M c'est-à-dire que chacune des caisses du crible effectue une vibration rectiligne dont la course est égale à 2r.

Dans la variante de réalisation donnée figure 5, l'appareil est un transporteur à quatre couloirs vibrants 25, 26, 27 et 28, ayant une pente appropriée, appuyée sur les ressorts 29 et reliés à la mécanique 38 à l'aide des bielles 30, 31, 32 et 33.

Le fonctionnement du transporteur est analogue à celui de l'appareil précédent ; la rotation du balourd imprime aux quatre couloirs des vibrations rectilignes.

Sous l'effet de ces vibrations, la matière; amenée au point 34, est répartie en deux branches et dirigée par les couloirs 25 et 26 vers les points 35 et 36 d'où,' après un traitement approprié, elle est reprise par les couloirs 27 et 28, et ramassée au point 37.

Un troisième exemple de réalisation est donné dans la figure 6. L'appareil est un crible à quatre cais- ses superposées - opposées. Les quatre caisses 39, 40, 41 et 42, sont appuyées sur les lames flexibles 43 et reliées au bâti 49 de la mécanique à balourd 44 par l'in- termédiaire des bielles 45, 46, 47 et 48, les axes de celles-ci formant un carré dont le centre est confondu avec le centre de rotation.

Le fonctionnement du crible est le suivant : la mécanique à balourd 44 imprime à son bâti 49 des vibra- tions circulaires. Grâce à la symétrie du système, le bâti reste en équilibre et ses extrémités attaquent les quatre bielles de la même façon que si les axes des bielles coupaient l'axe de la mécanique.

Il va de soi que l'on peut;' sans sortir de l'esprit de l'invention, réaliser des appareils vibrants ou des groupes d'appareils vibrants comportant un nombre d'unités ou de parties quelconques et disposées d'une façon différente; charger ou remplacer une ou plusieurs

parties de l'apperil vibrant par des contrepoids appro- priés, modifier les angles entre les éléments de liaison, appliquer des mécaniques à plusieurs balourds.

Dans le cas général au l'appareil (ou le groupe d'appareils) comporte n organes vibrants de masse Mi, attaqués par les bielles, elles-mêmes inclinées sur l'axe x d'un angle ss i, la résultante des forces d'inertie # Zi reprise par l'arbre de la mécanique, n'a pas une valeur fixe indépendante de l'angle # de rotation du balourd. Dans ce cas, les amplitudes dess différents organes vibrants ne sont pas égales et il est possible,' par une détermination appropriée des masses M et des an- gles ss i, de leur imposer des vibrations différentes d'amplitude voulue. Mais il peut être intéressant de réa- liser un ensemble; dans lequel l'équilibre entre la force centrifuge du balourd C et la résultante des forces d'inertie Zi ne serait pas influencé par l'angle de rotation.

Les conditions d'un tel équilibrage s'expriment par les équations suivantes : i = n
EMI6.1
Zi. cos /31 = m (R - r) . w 2. cos i = 1 i = n Zi.sin,i - m (R - r). w 2.sin# i = 1
EMI6.2
où Zi = rGG 2.Mi. cos ( ,C3 i - )
Le rayon de vibration est alors :
2m r = R. ####### 2m + # Mi égal pour tous les organes vibrants, la charge des roule- ments C est uniforme et le système peut être entraîné sans inconvénient par une mécanique à balourd soit flot- tant, soit fixe. Dans ce dernier cas, la mécanique ne

donne aucune réaction sur les paliers et la charpente.

Si toutefois les masses vibrantes devaient changer au cours du travail, on pourrait prévenir des réactions brutales sur la charpente par le montage des paliers sur un châssis, lui-même suspendu sur des ressorts.

Claims

RESUME L'invention a pour objet : 1 ) Un procédé d'entraînement par balourd d'un appareil vibrant comportant au moins deux organes de tra- vail ou d'un groupe d'appareils vibrants, caractérisé par le fait que les directions dedeux au moins des forces exercées par la mécanique d'entraînement sur les organes de travail vibrants forment entreelles un angle autre que 0 ou 180 , les vibrations des organes respectifs étant de ce fait déphasés, la différence des phases de leurs mouvements étant également autre que 0 ou 180 .

2 ) Un appareil ou groupe d'appareils suivant 1 ) comportant des éléments de liaison tels que bielles, lames, ou autres, pour relier la mécanique aux organes de travail, caractérisé par le fait que ces éléments de liaison sont disposés autour de l'arbre de la mécanique en forme d'étoile symétrique ou asymétrique, ou de let- tre V plus ou moins ouverte.

3 ) Un appareil suivant 2 ), caractérisé par le fait que les centres de gravité des organes de travail <Desc/Clms Page number 8> sont situés dans le plan de rotation du centre de gravité du ou des balourds de la mécanique.

4 ) Un appareil suivant 2 ) ou 3 ) caractérisé par le fait que les projections des axes des éléments de liaison sur le plan de rotation du balourd se coupent sur le centre de rotation ou, dans le cas oi? il y a au moins trois organes vibrants, forment un polygone autour de lui 5 ) Un appareil suivant 2 ), 3 ) ou 4 ) caractéri- sé par le fait que les projections des axes des éléments de liaison sur le plan de rotation du balourd passent soit par les centres de gravité des organes vibrants, soit à une distance plus ou moins grande de ces centres de gravi té, en vue d'obtenir des vibrations parallèles ou non.

6 ) Un appareil suivant 2 ), 3 ), 4 ) ou 5 ) carac térisé par le fait que les vibrations des organes de tra- vail sont dirigées suivant les axes des éléments de liai- son.

7 ) Un appareil suivant 6 ) caractérisé par le fait que les masses des organes vibrants sont déterminées en fonction de la disposition angulaire des éléments de liaison autour de l'arbre de la mécanique en vue d'obte- nir pour chaque organe vibrant des vibrations d'amplitu- de voulue.

8 ) Un appareil suivant 6 ) ou 7 ) caractérisé par le fait que les masses des organes vibrants sont dé- terminées en fonction de la disposition angulaire des élé ments de liaison autour de l'arbre de la mécanique de <Desc/Clms Page number 9> telle façon que la résultante de leurs forces d'inertie reprise par l'arbre de la mécanique et équilibrée par la force centrifuge du balourd ne change pas de valeur en fonction de l'angle de rotation de ce dernier.

9 ) un appareil suivant 7 ) caractérisé par le fait que les masses des organes vibrants sont égales,' les angles formés par les projections des axes des éléments de liaison voisins dans le plan de rotation du balourd étant aussi égaux.

10 ) Un appareil suivant 8 ) comportant deux ou quatre organes vibrants de masse égale caractérisé par le fait que les projections des axes des éléments de liaison sur le plan de rotation du balourd sont perpendiculaires.

11 ) Un appareil suivant le) comportant quatre organes de travail de masse égale, caractérisé par le fait que les projections des axes des éléments de liaison forment un rectangle ou un carré dont le centre se confond avec le centre de rotation.

12 ) Un appareil suivant 2 ) à 10 ), caractérisé par le fait que un ou plusieurs organes detravail sont remplacés par un ou plusieurs contrepoids de masse appropriée.

13 ) Un appareil suivant 2 ) à 12 ) caractérisé par le fait que la mécanique ne comporte qu'un seul balourd tournant autour d'un arbre non tournant.

14 ) Un appareil suivant 2 ) à 11 ) ou 12 ), entraîné par une mécanique à balourd tournant avec l'arbre, <Desc/Clms Page number 10> caractérise par le fait que l'arbre est muni de deux excentriques appuyés par l'intermédaire des paliers sur un châssis fixe ou flottant, le rayon d'excentricité étant égal au rayon de vibration de l'appareil.

15 ) Un appareil suivant 3 ) ou 4 ) caractérisé par le fait que le balourd est pourvu de surfaces cylindriques ou de gorges coniques pour l'entraînement par courroies, l'axe de ces surfaces étant déporté par rapport à l'axe de l'arbre vers le centre de gravité du balourd d'une distance égale au rayon de vibration de l'appareil. EMI10.1 - paAç .a.y..a t><-vy.- ¯j3 " 4f<