FR2532199A1 - Systeme mecanique a bras rotatifs et masse d'equilibrage - Google Patents

Abstract

SYSTEME MECANIQUE A BRAS ROTATIFS ET MASSE D'EQUILIBRAGE. CE SYSTEME EST CARACTERISE PAR LE FAIT QU'IL COMPREND UN BRAS DOUBLE2 FIXE A UN ARBRE4 DE MANIERE A TOURNER DANS DES PALIERS5 AUTOUR D'UN AXE3, CE BRAS DOUBLE2 PORTANT A SON EXTREMITE EXTERIEURE, UN ENSEMBLE1 SOUMIS A ESSAI. UN BRAS7 FIXE A L'ENSEMBLE1 TRAVERSE UN PALIER9 COULISSANT DIAMETRAL SITUE DANS L'ARBRE1 ET PORTE, A SON AUTRE EXTREMITE, UNE MASSE D'EQUILIBRAGE8. LA FORCE MOYENNE QUI S'EXERCE SUR TOUTE LA LONGUEUR DU BRAS DOUBLE2 EST NULLE OU EN TOUT CAS TRES FAIBLE, CE QUI A POUR EFFET D'EMPECHER TOUT ALLONGEMENT FACHEUX DE CE BRAS DOUBLE2 SOUS L'EFFET DE LA ROTATION. APPLICATION DE CE SYSTEME A UN CENTRIFUGEUR.

Description

La présente invention concerne un système mécanique caractérisé par le

fait qu'il comprend une première pièce partant d'un axe géométrique de rotation et qui est située d'un côté dudit axe, des moyens à palier montés sur ladite première pièce de manière à tourner autour dudit axe, et une seconde pièce allant de la zone extrême, extérieure, dans la direction radiale, de ladite première pièce, jusqu'au côté dudit axe géométrique situé à l'opposé du premier côté, ladite seconde pièce étant telle que, lorsque ladite première et seconde pièces tournent ensemble autour de cet axe géométrique, ladite seconde pièce exerce sur ladite zone extrême dans la direction extérieure, une force

dirigée vers ledit axe.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront de la description qui va suivre, faite en

regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif

mais nullement limitatif, une forme de réalisation.

Sur ces dessins, la figure 1 est une vue schématique d'un centrifugeur d'un type classique; la figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, mais représentant un centrifugeur conforme à l'invention et la figure 3 est une coupe longitudinale schématique,

en élévation, du centrifugeur représenté sur la figure 2.

Le centrifugeur tel que représenté sur la figure 1 est un dispositif destiné à faire subir à un ensemble 1 soumis à essai, toute une gamme d'accélérations Etant donné que, lorsqu'un corps se déplace, il continue sa course en ligne droite à moins de subir l'effet d'une force extérieure, il s'ensuit que, l'ensemble 1 étant installé à l'extrémité d'un bras rotatif 2, cet ensemble 1 doit subir l'action d'une force qui l'oblige à se déplacer suivant une trajectoire circulaire On démontre que, pour une vitesse de rotation constante, la force qui s'exerce sur l'ensemble 1 est constante et égale à F = mr 2 t F étant la force m étant la masse, r étant le rayon du cercle décrit par l'ensemble et W étant la vitesse de rotation. L'accélération A pour l'ensemble 1 est donc égale à

A = rw V et dirigée en direction de l'axe de rotation.

Du fait que l'ensemble 1 subit une accélération en direction de l'axe géométrique de rotation 3, accélération produite par la force F, il en résulte que le bras 2 doit exercer la force et, par conséquent, est soumis à une force de traction égale à F. Ce bras 2 est fixé à un arbre 4 monté dans des paliers coaxiaux 5 et entrainé par un moteur 6 Ces paliers 5 seraient soumis à la force F eux aussi, si cette dernière n'était pas annulée par un autre bras 7, de longueur égale

à celle du bras 2, fixé à l'arbre 4 en position diamétrale-

ment opposée à la position de l'arbre 2, ledit arbre 7 portant une masse d'équilibrage 8 de valeur égale à la masse m de l'ensemble 1 La force qui s'exerce sur les paliers 5 est donc véritablement nulle, bien que chacun des bras 2 et 7 continue de subir l'action de la force de traction F. Malheureusement, cette force de traction F qui s'exerce dans le bras 2 provoque un allongement de ce dernier jusqu'à ce que l'effort résultant de cet allongement fasse équilibre à la force de traction F Sous l'effet de l'augmentation de longueur de ce bras 2, il se produit une augmentation de l'accélération appliquée à l'ensemble 1, de telle sorte que

la précision du centrifugeur est moins bonne.

En se référant aux figures 2 et 3, le bras 2 se présente sous la forme d'un bras 2 ', tandis que l'on a allongé le -bras 7 de la figure 1 de manière à obtenir un bras 7 ' qui traverse un palier coulissant diamétral 9 situé dans l'arbre 4 et allant jusqu'a l'ensemble 1 De la sorte, étant donné que l'arbre 7 ' est relié à l'extrémité extérieure du bras 2 ' au lieu de l'être à l'extrémité intérieure de ce dernier, des forces analogues à celles de la figure 1 se présentent, mais leur point d'application est différent, ce qui a pour effet d'annuler la force qui s'exerce dans le bras 2 '. Théoriquement, cela n'est vrai que si les bras 2 et 7 ont

une masse négligeable; mais, en pratique, la masse d'équi-

librage 8 est telle que la force moyenne qui s'exerce sur toute la longueur du bras 2 ' est nulle De plus, il n'est pas impératif que la force soit véritablement annulée, et il suffit de la ramener à une valeur suffisamment faible pour que l'allongement subi par le bras 2 ' puisse demeurer inférieur à toutes tolérances données On remarquera que la

force qui s'exerce sur les paliers 5 demeure nulle.

Le palier 9 a pour rôle d'empêcher le bras 7 ' et la masse 8 de tourner autour de l'ensemble l comme indiqué par

les lignes en trait mixte 7 " et 8 " sur la figure 3.

L'invention s'applique à toute une vaste gamme de systèmes mécaniques renfermant des bras rotatifs et dans lesquels toute augmentation de la longueur des bras aurait

pour effet de diminuer la précision ou de diminuer le rende-

ment.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 Système mécanique caractérisé par le fait qu'il comprend une première pièce partant d'un axe géométrique de rotation et qui est située d'un côté dudit axe, des moyens à palier montés sur ladite première pièce de manière à tourner autour dudit axe, et une seconde pièce allant de la zone extrême, extérieure, dans la direction radiale, de ladite première pièce, jusqu'au côté dudit axe géométrique situé à l'opposé du premier côté, ladite seconde pièce étant j telle que, lorsque ladite première et seconde pièces tournent ensemble autour de cet axe géométrique, ladite seconde pièce exerce sur ladite zone extrême dans la direction extérieure,

une force dirigée vers ledit axe.

2 Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite seconde pièce est guidée dans un trou

de guidage pratiquement perpendiculaire audit axe géométri-

que et qui tourne en même temps que ladite première et ladite

seconde pièces, de manière à traverser ledit axe perpendi-

culairement à celui-ci.

3 Système selon l'une des revendications l ou 2,

caractérisé par le fait qu'il comprend une troisième pièce qui va, parallèlement à ladite première pièce et sur toute la longueur de celleci, dudit axe dudit premier côté de

manière à tourner avec lesdites première et seconde pièces.

4 Système selon l'une quelconque des revendications 1

à 3, caractérisé par le fait que chacune desdites pièces consiste en un bras ( 2 ') orienté perpendiculairement audit

axe ( 3).

Système selon l'une quelconque des revendications

l à 4, caractérisé par le fait que ladite seconde pièce, dans la direction perpendiculaire audit axe ( 3), a une longueur pratiquement double de celle de ladite première pièce.

6 Système seln l'une quelconque des revendications

l à 5, caractérisé par le fait qu'une première masse (m)

est montée dans la zone extrême, extérieure dans la direc-

tion radiale de ladite première pièce-et qu'une masse d'équilibrage ( 8) est montée dans la zone extrême opposée

de ladite seconde pièce.

7 Système selon la revendication 6 installé dans un centrifugeur, caractérisé par le fait que ladite première

masse est un ensemble soumis à essai.

e.