"Générateur de vibrations" La présente invention est relative à un générateur
de vibrations pour obtenir une puissance vibratoire énergique.
Les générateurs de vibration classiques, exclusivement
à usages industriels, ont une structure telle que la puissance vibratoire engendrée par les vibreurs. soit concentrée à l'extrémité avant de l'unité vibratoire du type corne et que
la puissance soit transmise à la charge à partir de l'extrémité avant ou soit rayonnée dans le milieu en fixant les vibreurs dont la fréquence naturelle est égale, l'une dans l'autre, à l'extrémité large de l'unité vibratoire du type corne, et
en commandant les vibreurs à l'aide d'une alimentation pour engendrer la puissance vibratoire précitée.
Toutefois, les générateurs de vibrations répondant à
ces structures classiques, ne permettent pas d'obtenir une puissance vibratoire suffisante en raison de leur intensité et du nombre limité de vibreurs à prévoir à l'extrémité large de l'unité vibratoire du type corne, ce qui n'admet pas l'application dans des domaines qui exigent une puissance vibratoire énergique, tels que le travail plastique de différents métaux
et le traitement quantitatif de liquides.
Les inventions des vibreurs décrits aux brevets japonais n[deg.] 2822/64 et 199949/70 sont proposées pour remédier aux effets mentionnés ci-dessus.
Les vibreurs répondant à la structure précitée rendent très difficile la concentration de la puissance vibratoire engendrée par les vibreurs respectifs à un endroit prédéterminé
de façon à intensifier la puissance, car les vibreurs sont
fixés dans une direction inclinée par rapport à la direction axiale du système de vibrations, c'est-à-dire dans une direction diagonale par rapport à la direction de transmission des vibrations. En outre, même dans le cas où la puissance vibratoire des vibreurs respectifs est concentrée, son efficacité /
est très faible, de même que la commande pour transformer le type, le mode et la direction des vibrations ou pour modifier facultativement l'intensité des vibrations, par exemple.
L'appareil de la présente invention a été mis au point en vue de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. Ce générateur de vibrations permet une puissance vibratoire intense des vibrations dans une direction perpendiculaire par rapport à l'axe central, ainsi qu'une puissance dans le sens longitudinal à obtenir à partir de tout endroit possible de la surface périphérique de la plaque en prévoyant une ou plusieurs faces formées de façon à s'adapter à la surface rayonnante vibratoire des vibreurs dont la fréquence naturelle est accordée sur le mode d'ordre primaire ou d'ordre supérieur des plaques, en considérant la direction perpendiculaire de l'axe central par rapport à la surface respective des vibreurs,
et en concentrant intensément la puissance vibratoire engendrée par les vibreurs de commande respectifs sous la forme d'une puissance vibratoire élastique, réalisée selon un mode vibratoire, dans
le sens perpendiculaire de l'axe central, à l'intérieur des plaques, en vue de faire vibrer les plaques intensément,selon le mode d'ordre primaire ou d'ordre supérieur en considérant le sens perpendiculaire de l'axe central.
Le générateur de vibrations de la présente invention
est caractérisé par des vibreurs de commande fixés directement sur la surface périphérqque de la plaque pour accumuler le rendement de puissance vibratoire. Toutefois, conformément à la thérie des vibrations élastiques, le diamètre de la plaque utilisée dans des conditions de résonance mécanique, dépend généralement de l'ordre et du mode des vibrations, de la fréquence, de la constante des matières, etc. Ainsi, l'espace superficiel périphérique de la plaque, sur laquelle les vibreurs de commande doivent être fixés, doit être déterminé nécessairement par les facteurs précités.
Par conséquent, le nombre de vibreurs de commande
possibles à prévoir sur la surface périphérique de la plaque
doit être limité,ce qui doit en outre donner une limitation
aux valeurs de la force de commande vibratoire et de la puissance vibratoire. Ces valeurs limites supérieures dépendent
de l'ordre des vibrations de la plaque, c'est-à-dire que le diamètre de la plaque, dont l'ordre du mode des vibrations
est supérieur, est plus grand que celui d'une plaque dont
l'ordre du mode des vibrations est inférieur. En bref, le générateur de vibrations pourvu de la plaque dont l'ordre du
mode des vibrations est supérieur, fait usage d'un esapce superficiel périphérique plus grand que celui prévu pour la plaque dont l'ordre du mode des vibrations est inférieur. Par conséquent, le générateur de vibrations faisant usage de la plaque caractérisée par un mode des vibrations d'un ordre supérieur, permet une force de commande vibratoire et un rendement maximal de puissance vibratoire, suffisants pour un rayonnement
dans le milieu et l'apport du facteur de charge, plus grands
que si l'on utilise la plaque d'un ordre inférieur, car le nombre de vibreurs de commande possibles à prévoir sur la surface périphérique de la plaque est plus grand dans le cas d'une
plaque dont le mode des vibrations est d'un ordre supérieur.
D'autre part, un appareil et un procédé pour fixer
un plus grand nombre de vibreurs de commande, accumulant le rendement de la puissance vibratoire et la force de commande vibratoire des vibreurs de commande respectifs, avec une haute efficacité, et fournissant une force de commande vibratoire beaucoup plus intense et une puissance vibratoire en tant que
somme totale de ces rendements respectifs, sont nécessaires en
vue d'engendrer une puissance vibratoire et une force de commande vibratoire plus intenses, lesquelles n'ont pas été obtenues par le générateur de vibrations classique ou par un générateur équipé d'une plaque présentant un espace superficiel périphérique total limité, comme mentionné ci-dessus.
Pour la raison précitée, l'appareil pour fixer un plus grand nombre de vibreurs de commande et pour accumuler et intensifier le rendement des vibreurs de commande respectifs,
avec une haute efficacité, doit être mis au point. En réponse
à l'exigence de cette mise au point, un second type de générateur de vibrations a été développé et ce second type de générateur
de vibrations, conforme à la présente invention, a permis d'atteindre les buts mentionnés ci-dessus. Ainsi, le générateur de vibrations de l'invention procure une puissance vibratoire
et une force de commande vibratoire plus intenses, lesquelles
ne peuvent pas être obtenues par le générateur du type classique n'utilisant qu'une plaque et qui sont engendrées aisément en accouplant les dispositifs du générateur en étages multiples directement ou par l'intermédiaire d'un élément de transmission
de puissance vibratoire pour former un générateur de vibrations
et en commandant un plus grand nombre de vibreurs de commande fixés sur la surface périphéirque de la plaque. L'invention
est décrite en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une vue frontale d'un mode d'exécutuon d'un générateur de vibrations conforme à la présente invention; la figure 2 est une courbe caractéristique du générateur de vibrations de la figure 1;
les figures 3 à 5 sont des vues frontales montrant d'autres modes de conception du générateur de vibrations conforme à l'invention;
les figures 6 à 8 représentent une forme de réalisation du générateur de vibrations utilisant un disque plat perforé;
les figures 9 et 10 sont une autre forme de réalisation
du générateur de vibrations utilisant une plaque polygonale; et les figures 11 et 12 reproduisent une autre forme de réalisation du générateur de vibrations utilisant une plaque polygonale perforée.
Une forme de réalisation du générateur de vibrations de la présente invention est donnée à la figure 1, où 1 dé-
<EMI ID=1.1>
symbolise un ou plusieurs vibreurs de commande fixés sur la
<EMI ID=2.1>
dessins. Dans cet exemple de réalisation, les vibreurs de contrainte électriques d'une forme allongée, dont la fréquence naturelle est accordée sur la fréquence naturelle d'ordre pri-
<EMI ID=3.1>
fixés sur la surface du disque plat 1 par des boulons de serrage (non représentés).
<EMI ID=4.1>
ou liée étroitement à la surface de rayonnement vibratoire des vibreurs de commande 2 et est soumise à un traitement de finition similaire. Aux dessins, 3 et 4 désignent des électrodes
<EMI ID=5.1>
Dans le générateur de vibrations réalisé de la manière décrite ci-dessus, si le disque plat 1 est alimenté en une puissance d'une haute fréquence accordée sur la fréquence naturelle
<EMI ID=6.1>
en maintenant simultanément l'état de pulsation d'ordre primaire ou d'ordre supérieur, bien qu'ayant été réglé en ce qui concerne sa phase et sa polarité de manière à vibrer davantage selon le même ordre des vibrations par l'intermédiaire des
<EMI ID=7.1>
naturelle, la phase des vibrations, la polarité et la vitesse des vibrations ont été réglées, cette puissance haute fréquence est transformée en une puissance vibratoire aux vibreurs de <EMI ID=8.1>
Ensuite, la puissance vibratoire engendrée par les vibreurs de commande respectifs 2 est accumulée à l'intérieur du disque plat 1 pour devenir une puissance vibratoire plus
<EMI ID=9.1>
ment son état vibrant selon une pulsation d'ordre primaire ou d'ordre supérieur.
D'après les résultats expérimentaux, on a constaté
<EMI ID=10.1>
augmente proportionnellement à l'accroissement du nombre de vibreurs de commande fixés sur la surface périphérique du disque plat. On a en outre confirmé par l'expérience que la puissance ondulatoire intense est rayonnée selon un cercle concentrique,
<EMI ID=11.1>
disque plat est immergé dans le milieu.
Conformément au générateur de vibrations de cette forme de réalisation de la présente invention, la formule suivante est obtenue par les résultats expérimentaux, dans la mesure où le nombre de vibreurs de commande fixés sur la surface
<EMI ID=12.1>
vibratoire des vibreurs de commande respectifs est Wi, la perte entière des vibrations consommée par le disque plat est Lo
et la puissance vibratoire rayonnée dans le milieu périphérique à partir de la surface périphérique du disque plat ou celle transmise à la charge vibratoire et consommée par celle-ci est L :
<EMI ID=13.1>
La puissance vibratoire L et � Wi ont une valeur
i=l
élevée dans la mesure où le disque plat est constitué d'une matière d'une perte vibratoire extrêmement basse Lo, par exemple, des éléments d'alliage de titane, et en outre, le rapport de charge électrique, mécanique et acoustique est amélioré et
<EMI ID=14.1> ment faible, la puissance vibratoire L devient un rendement très intense correspondant approximativement au rendement total de la puissance vibratoire des vibreurs de commande respectifs. La figure 2 donne un exemple de la relation observée entre le nombre N de vibreurs de commande de contrainte électriques du type allongé, à serrer par des boulons, et le rapport <EMI ID=15.1>
coefficient de tension d'un vibreur de commande et A n 'est le coefficient de tension total obtenu lorsque le nombre N de vibreurs de commande, qui sont tous connectés en parallèle,
sont mis en action dans le générateur de vibrations représenté
à la figure 1.
Conformément à ces résultats expérimentaux, la force
de commande vibratoire engendrée par le générateur de vibrations de la présente invention augmente approximativement en proportion du nombre N de vibreurs de commande fixés sur la surface périphérique du disque.plat- D'après ce qui précède, il est visible qu'un plus grand nombre de vibreurs de commande sont fixés sur la surface périphérique du disque plat 1 jusqu'à la limite supérieure; la force de commande vibratoire plus élevée peut être obtenue par le générateur de vibrations de l'invention.
En d'autres termes, le rendement de tolérance maximale de la force de commande vibratoire et de la puissance vibratoire du générateur de vibrations de l'invention augmente linéairement en proportion approximative du nombre N de vibreurs de commande, ce qui accroît ainsi l'amplitude de déplacement maximale du
<EMI ID=16.1>
à même d'être fourni à la charge de la même façon.
La relation décrite ci-dessus est également appliquée au coefficient d'ampérage total obtenu lorsque les vibreurs
de contrainte magnétiques sont fixés sur la surface périphérique du disque plat et que les bobines de commande des vibreurs respectifs sont connectées en ligne.
La figure 3 reproduit une autre forme de réalisation du générateur de vibrations conforme à la présente invention,
<EMI ID=17.1> puissance vibratoire du type corne, et 6 symbolise un élément de transmission de puissance vibratoire du type barre. La forme de réalisation de la figure 3 est différente de celle de la figure 1, en ce sens que l'élément de transmission de puissance vibratoire du type corne 5 et l'élément de transmission de puissance vibratoire du type barre 6 sont prévus.
Dans le générateur de vibrations construit de la manière mentionnée ci-dessus, si les vibreurs de commande res-
<EMI ID=18.1>
cordée à la fréquence naturelle des vibreurs de commande respectifs, la puissance vibratoire engendrée par les-vibreurs de commande respectifs 2 est accumulée et intensifiée dans le disque plat 1. Ainsi, une puissance vibratoire intense engendrée
est fournie à la charge ou au système vibratoire à étages suocessifs par l'intermédiaire de l'élément de transmission vibratoire du type corne 5 ou de l'élément de transmission de puis-
<EMI ID=19.1>
Dans ce cas, la puissance vibratoire L fournie à la charge ou au système vibratoire à étages successifs par l'intermédiaire de l'élément de puissance vibratoire, est donnée par la même formule que la formule (1) mentionnée ci-dessus et
N
<EMI ID=20.1> <EMI ID=21.1>
devient négligeablement petit et ainsi L a de grandes valeurs correspondant à la valeur totale approximative du rendement
de puissance vibratoire des vibreurs de commande respectifs.
La figure 4 est une forme de réalisation du second type de générateur de vibrations de la présente invention, où les pièces et parties identiques à celles de la figure 3 sont désignées par les mêmes références. Cette forme de réalisation est différente de celle de la figure 3, en ce sens que les dis- <EMI ID=22.1>
Les disques plats la et lb sont accouplés face à face directement et les disques plats lb et lc sont accouplés par l'élément de transmission de puissance vibratoire du type barre 6. Cette construction en étages multiples des disques plats permet à la puissance vibratoire engendrée aux vibreurs respectifs 2 d'être accumulée et intensifiée dans plusieurs disques plats et la puissance vibratoire intense ainsi engendrée peut être fournie à l'élément de rayonnement ondulatoire, tel que les disques plats ld et le ou autres, dont la fréquence naturelle est identique
<EMI ID=23.1>
de l'élément de transmission de puissance vibratoire du type corne 5 ou de l'élément de transmission de puissance vibratoire
<EMI ID=24.1>
Dans le générateur de vibrations conforme à l'invention, caractérisé par de multiples disques plats accouplés, la polarisation électrique des vibreurs respectifs fixés sur la surface périphérique des disques plats la à lc, doit être déterminée en considération de la phase de tension de la puissance haute fréquence fournie entre les électrodes des vibreurs respectifs et
de la phase vibratoire des disques plats, de façon que les disques plats la à lc puissent vibrer selon une pulsation d'ordre primaire ou d'ordre supérieur conservant la direction perpendiculaire
par rapport à l'axe central, et ce à l'état accouplé en multipla. Il est prouvé par l'expérience que la détermination précitée est requise pour ce générateur de vibrations, en vue
de prévoir un rendement de puissance vibratoire intense accumulé à partir de chaque rendement des disques plats respectifs. La forme de réalisation préférée de l'invention est expliquée plus concrètement ci-après.
Au cas où les électrodes respectives de tous les vibreurs de commande sont connectées de telle sorte qu'elles reçoivent la puissance haute fréquence de la phase de tension identique et, en outre, au cas où le disque plat la, comportant les vibreurs de commande polarisés dans la direction positive sur la surface périphérique, est commandé, la phase vibratoire des disques plats lb et lc est inversée par rapport
à celle du disque plat la, conformément à la théorie des vibrations élastiques. Par conséquent, les vibreurs de commande polarisés dans la direction négative doivent être fixés sur la surface périphérique des disques plats lb et lc. La polarisation des vibreurs de commande à fixer sur la surface périphérique doit être déterminée en se basant sur la considération précitée. Dans le cas de vibreurs de contrainte magnétiques, elle est déterminée d'une manière similaire, en tenant compte du fait
que la phase vibratoire d'un vibreur dépend de la relation de phase entre la direction magnétique haute fréquence, fixée par la direction de liaison des bobines de commande, et la direction magnétique de polarisation en courant continu.
D'après ce qui précède, lorsque les disques plats respectifs la à lc, équipés de vibreurs de commande à polarité réglée sur la surface périphérique, sont accouplés en étages multiples, comme le montre la figure 4, pour former un générateur de vibrations, la puissance vibratoire engendrée par les vibreurs /
de commande fixes sur le disque plat est accumulée dans les disques plats la à lc vibrant selon une pulsation d'ordre primaire ou d'ordre supérieur au moyen des vibreurs, en conservant la direction perpendiculaire par rapport à l'axe central, et est ensuite davantage intensifiée par l'intermédiaire de l'accumulation successive dans les coupleurs. Ainsi, la puissance vibratoire intensifiée rayonne dans la direction indiquée par les flèches à partir des disques plats la et le.
Dès lors, le générateur de vibrations est réalisé en étages multiples en utilisant plusieurs disques plats vibrant selon une pulsation d'ordre primaire ou d'ordre supérieur dans la direction perpendiculaire de l'axe central et où de nombreux vibreurs de commande peuvent être fixés sur la surface périphérique. Par conséquent, ce type de générateur de vibrations conforme à l'invention procure une force de commande vibratoire et une puissance vibratoire plus intenses que celles qui ont jamais été obtenues par le générateur de vibrations mentionné ci-dessus, pourvu d'un seul disque plat.
Dans ce cas, le générateur de vibrations de la présente forme de réalisation se conforme également à la formule (1).
N
<EMI ID=25.1>
i=l
ment petit. Le générateur de vibrations de la présente invention donne uneccurbe caractéristique similaire à celle représentée à la figure 2, la force de commmande vibratoire entière engendrée par celui-ci donnant de grandes valeurs correspondant approximativement à la somme totale de la force de commande vibratoire respectivement engendrée par plusieurs vibreurs de commande prévus dans cet appareil.
<EMI ID=26.1>
et le, représentés à la figure 4, sont des éléments vibrants dont la fréquence naturelle est accordée sur celle du générateur de vibrations. Par conséquent, chaque forme des radiateurs d'onde exerce des effets égaux dans les générateurs de vibrations de la présente invention.
La figure 5 représente un autre mode d'exécution du générateur de vibrations conforme à l'invention et, dans ce dessin, les pièces ou parties identiques à celles de la figure 4 sont désignées par les mêmes références. Cette forme de réalisation est différente de celle de la figure 4, en ce sens que le disque plat le est .supprimé et que les disques plats
<EMI ID=27.1>
l'un en face de l'autre. Cette construction en étages multiples permet l'addition d'un rendement respectif engendré par les disques plats la à ld et permet en outre l'obtention d'un rendement intensifié par l'intermédiaire de l'élément de transmission de
<EMI ID=28.1>
la surface périphéirque extérieure du disque plat ld.
La figure 6 reproduit un autre mode d'exécution du générateur de vibrations conforme à la présente invention et, dans ce dessin, les pièces ou parties identiques à celles de la figure 1 sont désignées par le'3 mêmes références. En se référant au dessin, cette forme de réalisation est différente de celle de la figure 1, en ce sens qu'on utilise un disque <EMI ID=29.1>
vue de vibreurs de commande (non représentés). Même dans le cas où un disque plat perforé est utilisé, ce générateur permet
<EMI ID=30.1>
(1) mentionnée ci-dessus. Eu égard à la relation entre le nombre de vibreurs de contrainte électriques 2 et le rapport du coefficient de tension An/Al, la forme de réalisation du disque plat perforé procure des effets similaires à ceux obtenus par la forme de réalisation du disque plat représenté à la figure
7. En outre, la figure 8 montre une construction en étages multiples des disques plats perforés qui sont accouplés directement ou par l'intermédiaire de l'élément de transmission de puissance vibratoire du type corne ou de l'élément de transmission de puissance vibratoire cb type barre. Dans ce cas, on obtient des effets similaires à ceux de la construction de la figure 4. La figure 9 est un autre mode d'exécution de la présente invention, où les pièces ou parties identiques à cellesde la figure 1 sont désignées par les mêmes références. En se référant à ce dessin, cette forme de réalisation est différente de celle de la figure 1, en ce sens qu'on utilise une plaque polygonale 1^ et qu'on obtient également les mêmes résultats que ceux définis par la formule (1) précitée.
La construction en étages multiples des plaques polygonales accouplées directement ou par l'intermédiaire de l'élément de transmission de puissance vibratoire
<EMI ID=31.1>
procure une autre puissance vibratoire intense.
La figure 11 est une autre forme de réalisation du générateur de vibrations de l'invention, où les pièces ou parties identiques à celles de la figure 1 sont désignées par les mêmes références. Cette forme de réalisation est différente de celle de la figure 1, en ce sens qu'on utilise une plaque polygonale perforée, dont la surface périphérique intérieure est équipée de vibreurs de commande (non reproduits); la formule (1) précitée est également adaptée à ce mode de construction. Le générateur de vibrations de cette forme de réalisation permet d'obtenir une puissance vibratoire plus intense grâce à la construc- <EMI ID=32.1> <EMI ID=33.1>
Tel que ceci se dégage du texte qui précède, le générateur de vibrations de la présente invention exerce de grands effets pour l'obtention du plus grand rendement qui ait jamais été produit par l'un quelconque des générateurs de vibrations classiques, à partir de l'une quelconque des parties possibles de l'appareil. Ce rendement intense est obtenu en rassemblant la totalité de la force de commande vibratoire et de la puissance vibratoire des vibreurs de commande respectifs par la fixation d'un nombre de vibreurs de commande aussi grand que possible sur l'espace superficiel entier des disques plats, c'est-à-dire sur la surface périphérique des disques plats vibrant selon une pulsation d'ordre primaire ou d'ordre supé-
<EMI ID=34.1>
commande respectifs pour faire vibrer un ou plusieurs des disques plats en maintenant le mode des vibrations d'ordre primaire ou d'ordre supérieur dans la direction perpendiculaire à l'axe central.
Conformément à la présente invention, les disques plats d'un mode de pulsation-d'ordre primaire ou d'ordre supérieur maintenant la direction perpendiculaire de l'axe central, peuvent être accouplés en étages multiples et être pourvus d'un nombre de vibreurs de commande aussi grand que possible sur l'espace superficiel périphéiique de ces disques plats accouplés. Ainsi, le générateur de vibrations construit en étages multiples exerce de grands effets pour engendrer aisément, à partir de tout endroit possible de l'appareil, un rendement correspondant à l'ensemble de la force de commande vibratoire et de la puissance vibratoire des vibreurs de commande respectifs et plus intense que celui qui ait jamais été produit par les générateurs de vibrations classiques ou le générateur précité n'utilisant qu'un "ni disque plat.
REVENDICATIONS
1.- générateur de vibrations,, caractérisa en ce qu'un
<EMI ID=35.1>
sance vibratoire élastique à l'intérieur du disque plat, de façon à prévoir une puissance vibratoire plus énergique.