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Perfectionnements aux vibrateurs
Cette invention se rapporte aux vibrateurs, c'est-à-dire aux appareils destinés à produire des vibrations mécaniques, et son but principal est de créer un vibrateur présentant certaines caractéristiques avantageuses, particulièrement inaptitude à pro- duire des vibrations de fréquences plus élevées que celles obte- nues avec les appareils connus.
Le vibrateur suivant 1'invention comprend un élément interne pourvu à sa périphérie d'une série de protubérances ou d'angles arrondis dirigés vers l'extérieur à partir de l'axe longi- tudinal de cet élément interne, lequel est enfermé librement dans un élément externe creux à la périphérie interne duquel sont asso- ciées une série de protubérances mobiles par rapport à celle-ci et dirigées intérieurement vers l'axe longitudinal de l'élément ex- terne, des moyens étant prévus pour provoquer entre l'élément in-
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terne et l'élément externe un mouvement relatif tel qu'il peut être considéré comte une rotation virtuelle de l'élément interne à ltintérieur de l'élément externe, et la disposition étant telle que pendant ce'mouvement relatif,
il se produit entre l'élément interne et les protubérances associées à l'élément externe, des chocs en succession rapide qui donnent naissance à des vibrations de l'élément externe.
Les protubérances associées à l'élément externe sont aussi appelées ici organes de choc.
De préférence les points les plus extérieurs des protu- bérances de l'élément interne sont disposés en substance circon- férentiellement par rapport à l'axe longitudinal de cet élément interne, et les points les plus intérieurs des protubérances ou organes de choc de l'élément externe sont disposés en substance circonferentiellement par rapport à l'axe longitudinal de cet élément externe.
La circonférence sur laquelle se trouvent ces pointe- les plus extérieurs de l'élément interne peut être légèrement plus grande que celle sur laquelle se trouvent les points les plus intérieurs de l'élément externe.
Suivant un mode d'exécution de l'invention, l'élément Interne est un rotor pourvu d'une série de lobes qui s'étendent radialement par rapport à l'axe du rotor, sont uniformément écar- tés l'un de l'autre et ont la même longueur radiale. L'élément externe est une enveloppe tubulaire fixe, pourvue d'une série d'organes de choc disposés circonférentiellement sur le pourtour de sa surface interne, à égale distance l'un de l'autre, et ne pouvant pas se déplacer radialement par rapport à l'enveloppe tu- bulaire de l'axe longitudinal, de laquelle les surfaces de contact de ces organes de choc sont équidistantes.
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Le rotor peut non seulement tourner par rapport aux organes de choc,mais encore- osciller ou se déplacer en va-et-vient latéralement, c'est-à-dire transversalement à son propre axe lon- gitudinal.
La disposition est telle que lorsqu'on fait tourner le rotor ses lobes viennent frapper en succession rapide les organes de choc, ce qui a pour-effet de faire vibrer l'enveloppe tubulaire.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'une forme d'exécution, donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Figure 1 est une coupe transversale suivant la ligne I-I de la Figure 2, montrant un vibrateur vu en bout,
Figure 2 est une coupe longitudinale de ce même vibra- teur et
Figures 3 et 4 montrent schématiquement des variantes.
Dans le vibrateur suivant la Figure l, l'élément interne affecte la forme d'un rotor 11, consistant en une tige 12, dont une extrémité 13 peut être accouplée à un dispositif convenable susceptible d'actionner le rotor 11, en laissant à ce dernier toute liberté d'osciller latéralement. L'extrémité 13 peut, par exemple, être associée à un accouplement flexible libre, comme un joint universel. A son extrémité opposée,.la tige 12 présente une extrémité travaillante 14 qui dans le cas considéré est approxima- tivement triangulaire et possède trois angles arrondis 15. Ces angles arrondis 15 peuvent être considérés comme des protubérances ou des lobes faisant saillie sur un tronçon de section réduite à l'extrémité du rotor 11.
Dans une forme d'exécution légèrement développée d'un pareil rotor, les angles ou les lobes sont arron- dis de manière à présenter une section semi-circulaire aux extré- mités, tandis que les creux entre les lobes ou arêtes forment des concavités arrondies.
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Le rotor 11 est logé à l'intérieur d'une enveloppe tu- bulaire 16 à laquelle sont associés des organes de choc. Dans l'exemple considéré, les organes de choc sont constitués par qua- tre rouleaux 17 susceptibles de rouler sur un manchon en acier trempé 18 ajusté rigidement à l'intérieur de l'enveloppe 16. Les quatre rouleaux 17 sont maintenus à égale distance l'un de l'autre et leurs axes sont maintenus parallèles à l'axe du rotor 11 par deux bagues 19 ; chaque rouleau est pourvu aux deux extrémités --d'un petit tourillon 20 engagé' dans un trou de support 21 d'une 'Dague 19 pour pouvoir y tourner, chacune de ces bagues 19 étant pourvue en conséquence de quatre trous de support équidistants 21.
L'enveloppe 16 est fermée à l'extrémité travaillante par un fond conique 22 qui peut être venu d'une pièce avec lien- veloppe 16, comme cJest représenté, ou y être fixé de toute manié- re convenable. Dans l'exemple représenté l'enveloppe estfermée à l'extrémité de commande par un roulement à billes auto-centreur 23 qui supporte la tige 12 de telle manière que celle-ci peut non seulement tourner librement mais encore se déplacer en s'écartant légèrement du parallélisme à l'enveloppe 16 suivant les oscilla- tions de l'extrémité travaillante 14.
La disposition est telle que lorsque le rotor 11 tourne et que l'un ou l'autre des angles ou lobes 15 heurte un organe de choc ou rouleau 17, le rotor peut rebondir de manière à heurter un autre rouleau 17 au côté opposé de l'enveloppa tubulaire 16.
Suivant une autre forme d'exécution du vibrateur qui vient d'être décrit, l'élément externe peut comporter des billes susceptibles de tourner dans des sièges fixes établis dans la sur- face interne de l'enveloppe tubulaire 16, ou des rouleaux suscepti- bles de tourner dans des sièges fixes établie dans la surface interne.
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Toutefois, une disposition dans laquelle les billes ou rouleaux sont susceptibles non seulement de tourner mais encore d'exécuter un mouvement de révolution autour de l'axe du rotor 11 est plus avantageuse. La disposition représentée sur les Figu- res 1 et 2 et décrite ci-dessus est un exemple où les rouleaux sont susceptibles de tourner et simultanément d'exécuter un mouve- ment de révolution. Une disposition où des billes. sont suscepti- bles de tourner et simultanément d'exécuter un mouvement de ré- volution est représentée schématiquement sur la Figure 3.
Quatre billes 24 sont disposées pour rouler sur la surface interne de l'enveloppe tubulaire 16, chacune d'elles étant maintenue à la même distance de la suivante par une cage 25, qui dans le cas con- sidéré est constituée par un cylindre creux percé radialement de quatre trous légèrement plus .grands que les billes 24. Le ro- tor 14 est exactement semblable à celui des Figures l et 2 et il peut tourner et osciller de la même façon. Dans une vue en bout, comme celle de la Figure 3, si le rotor 14 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre,comme indiqué, les billes 24 tournent en sens inverse des aiguilles d'une montre, et en roulant sur lien- velmppe 16 elles font tourner la cage 25 dans le sens des aiguil- les d'une montre.
Il peut être utile de commander par force motrice les rouleaux qui constituent les organes de choc.
L'invention n'est pas limitée à liemploi d'un rotor n'ayant que trois lobes ou d'un élément externe comportant qua- tre organes de choc. Ainsi, le rotor peut avoir une section trans- versale approximativement carrée et peut coopérer soit avec trois, soit avec cinq organes de choc.
Il est possible d'employer un ro- tor comportant un nombre quelconque .'de lobes, pourvu que ce nombre soit plus ou moins élevé que le nombre d'organes de chocs utilisés.
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a Figure 4 représente S,Cl1él1lcltiqu8ll1Gnt une forme de construction où un rotor à deux lobes 26 est susceptible de coo- pérer avec trois rouleaux 17 maintenus en place Par des bagues 27 qui correspondent d'une façon générale aux bagues 19 des Fi- gures 1 et 2 mais ne présentent que trois trous de support 21 pour les tourillons 20 des rouleaux 17.
On comprendra que si l'on emploie un rotor à trois lo- bes dans une enveloppe externe comportant quatre organes de choc, ces derniers étant fixes, un seul tour complet du rotor donne lieu à douze chocs distincts entre le rotor et les organes de choc. Si ceux-ci tournent conjointement avec le rotor, le nombre de, chocs par toux du rotor est un peu moindre;
mais en déterminant, convenablement les dimensions dos différents éléments on peut obtenir dix impulsions vibratoires par tour du rotor. Comme les vibrateurs généralement employés ne produisent qu'une seule im- pulsion vibratoire par tour de l'arbre, il s'ensuit que la fre- quence vibratoire réalisable est décuplée par l'application ae
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lt1J:lv(nt1on .
Ainsi, sillon actionne à 1 ' al de ¯ à ' ui'i moteur élec- trique surmultiplié le rotor d'un vibrateur suivant l'invention à la vitesse réalisable d'environ 6000 tours par minuta, l'appa- reil produira des vibrations à une fréquence de l'ordre de 60.000 environ pan minute.
On peut, dans certains cas, trouver avantageux (le faire de l'élément Interne une pièce fixe au lieu d'un rotor et de fai- re tourner l'élément externe autour de cet élément interne,
L'invention est particulièrement applicable aux vibra- taure employés pour le vibrage du béton, des vibrations de haute
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fréquence étant éminemment d;131 raol':1fJ dans ce cas.
Sous ce rap- port une Cd,I'act3J:'i3 iqul:: favorable du vibrateur suivant l'irven- tion réside dans le fait que les vieratione produites prennent
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la forme d'impulsions brusques ou de senousses, et qu'à cette particularité rajoute une accélération extrêmement élevée.
Pour une application de ce genre, l'élément externe peut être établi sous la forme connue d'un tube fermé à une ex- trémité, en substance connne c'est représenté sur les Figures 1 et 2, l'autre extrémité étant pourvue de poignées rigides ou se- mi-rigides et d'un dispositif pour actionner l'arbre vibrateur.
Toutefois, au lieu d'établir l'appareil de manière que l'arbre porte la masselotte excentrique usuelle susceptible de donner naissance à des vibrations en venant frapper 1''élément externe, on relie cet arbre par un joint universel à un élément interne ou rotor du genre décrit ci-dessus et isolément externe au lieu de présenter intérieurement une forme cylindrique est pourvu/ corme c'est décrit, des protubérances dont il a été fait mention.
Le rotor peut avoir toute longueur appropriée, et les protubéran- ces peuvent être disposées soit d'une manière continue soit à des intervalles convenables par rapport à la longueur de l'enveloppe externe.
Un avantage important que progure une telle application est quten raison de la disposition flottante du rotor, lequel est raccordé à l'arbre de commande par un accouplement flexible libre, les roulements à billes qui supportent 1 marbre ne sont pas soumis aux efforts destructeurs des chocs, comme dans le cas des types connus de vibrateurs de béton ci-dessus mentionnés.
Si l'on emploie des billes ou des rouleaux comme organes de choc, on peut leur donner un:plus grand diamètre et leur nombre ou leur longueur peuvent être déterminés de manière que les efforts qui s'y exercent soient plus largement répartis que dans le cas des billes ou rouleaux employés dans les roulements de 1'arbre de commande. Il en résulte que, comparativement, un vibrateur suivant
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l'invention est extrêmement économique d'entretien et possède en outre l'avantage spécial de donner lieu à des vibrations de fré- quences considérablement plus élevées.
REVENDICATIONS S ---------------------------
1.- Vibrateur comportant un élément interne pourvu sa périphérie d'une série de protubérances ou d'angles arrondis dirigés vers l'extérieur à partir de l'axe longitudinal de cet élément interne, lequel est enfermé librement dans un élément externe creux à la périphérie interne duquel sont associées une série de protubérances mobiles par rapport à celle-ci et diri- gées intérieurement vers l'axe longitudinal de cet élément ex- terne, des moyens étant prévus pour produire entre l'élément interne et l'élément externe un mouvementrelatif tel qu'il peut être considéré comme constituant un mouvement de rotation virtuel de l'élément interne à l'intérieur de l'élément externe,
et la disposition étant telle que pendant ce mouvement relatif il se produit entre isolément interne et les protubérancee associées à l'élément externe des chocs en succession rapide qui donnent naissance à des vibrations de isolément externe.