Vibrateur. L'objet de la présente invention est un vibrateur du type comportant un bâti et une masse rotative, particulièrement, mais non exclusivement destiné à soumettre une masse agglomérée, telle que du béton, à l'action de vibrations.
Selon l'invention, la masse rotative est librement suspendue dans le bâti par l'inter médiaire d'au moins un couple d'organes cons tituant deux chemins de roulement de périmé- tre différent, l'un interne, l'autre externe, faisant corps, l'un avec le bâti, l'autre avec la masse rotative, l'un des chemins de roule ment étant circulaire, l'autre ne l'étant pas,.
Le dessin annexé représente quelques dia grammes destinés à expliquer le fonctionne ment d'un tel vibrateur.
La fig. 1 montre dans sa partie supérieure un schéma se rapportant à un vibrateur dans lequel les chemins de roulement sont tous circulaires, et ne faisant pas partie de l'in vention, et, dans sa partie inférieure, un dia gramme correspondant à ce vibrateur.
La fig. 2a est un schéma se rapportant à un premier type de profils de chemins de roulement, combinés, circulaire et non circu laire, dont la fi g. 2b montre un diagramme corres pondant.
La fig. 3a est un schéma fse rapportant à un second type de profils de chemins de rou lement, combinés, circulaire et non circulaire, dont la fig. 3b montre un diagramme corres pondant.
La fig. 4 réunit le graphique et le dia gramme d'une disposition différant encore des deux précédentes.
La fig. 5 montre un exemple de deux pro fils pratiquement utilisables à l'établissement des chemins de roulement d'un vibrateur dé terminé.
Le schéma de la fig. 1 montre, en exem- pie, ce qui se passerait dans le cas de chemins de roulement tous circulaires et dont les dia- mètresont le rapport trois à quatre.
Le cercle intérieur 1 est supposé être un pivot solidaire du bâti ou chemin de roule ment interne d'un vibrateur, et le cercle exté rieur 2 la cavité solidaire de la masse rota tive (appelée parla suite rotor ) ou chemin, de roulement externe. On voit que, lé second roulant autour du premier, dans le sens de la flèche 3, ses points a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, <I>k</I> et<I>l</I> entreront successivement en con tact avec les points<I>a', b', c', d', e',<B>f</B>, g', h',</I> s', <I>k' et</I> l' du chemin de roulement in terne, -et qu'enfin,
le point m s'appliquera en a'. A ce moment, le rotor a accompli un quart de tour autour :de son axe, et un tour com plet autour du pivot, re qui signifie qu'à un tour du rotor autour de son axe correspondent .
environ 'quatre .cycles du mouvement vibra toire, lequel sera donc ici de fréquence quatre fois plus élevée que le nombre de tours par seconds du rotor. autour de son axe.
Ce phé nomène est en lui-même connu. Quant à la forme ver la réaction déclen chée par le mouvement vibratoire obtenu, dans le sens vertical (par rapport à la posi tion dessinée), elle sera sinusoïdale dans le temps, selon la courbe 4 du diagramme de la fig. 1, l'axe du rotor accomplissant par rapport au bâti un mouvement de translation circulaire décrivant une surface cylindrique que le cercle 5 en traits mixtes représente vu en bout, en grandeur et position.
Il, est évident que le diamètre de ce cer cle, mesure de l'amplitude du mouvement de la masse vibrante est fonction de la différence du périmètre des chemins de roulement dont dé pendra également le rapport entre la fré quence de vibration et celle de rotation du rotor.
On pleut aussi prévoir que legs cavités soient solidaires du bâti et les pivots du rotor. La disposition connue que l'on vient de décrire est loin de réaliser l'application la plus intéressante d'un vibrateur du genre prévu.
Les f ig. 2a et 2 b montrent un exemple illustrant comment on peut augmenter consi dérablement l'effet obtenu en choisissant des profils de chemins de roulement dont l'un n'est pas circulaire.
Les cavités de l'axe du rotor étant égale ment cylindriques, ce que représente le cercle extérieur 6, les pivots correspondants 7 pré sentent quatre zonas distinctes. Ce sont les zones A-B, B-C, C-D et D-A, dont la première A-B possède la même courbure que la cavité 6, tandis que les zones B-C et D-A ,ont un même rayon de courbure qui est notablement plus petit que celui de A-B, la zone C - D ayant une courbure intermé diaire, Il en résulte que, si la masse rotative est lancée autour du pivot 7, le chemin de roulement 6 peut parcourir le périmètre B-C-D-A, mais arrivé en ce dernier point qui lui sert de centre momentané de rotation;
la masse dont il dépend viendra subitement s'abattre de tout l'élan acquis contre la zone A-B du pivot, sur laquelle la cavité 6 s'ap- pliïque exactemenut, produisant, pendant un intervalle de temps théoriquement nul, un choc d'où résulte une force théoriquement infinie.
La courbe du diagramme correspondant de la fig. 2b montre comment, dans ce cas, les réactions verticales (toujours par rapport à la position dessinée), seront asymétriques, tantôt théoriquement infinies en 8, tantôt finies et de sens contraire en 9. (Comme il n'est pas possible de représenter par des traits la du rée infiniment petite d'un choc, celle-ci est représentée par deux traits proportionnelle ment trop écartés.) La courbe 10 en traits mixtes de la fig. 2a montre en grandeur et position et comme la courbe 5 de la fig. 1, le chemin décrit par l'axe du rotor vu en bout. Ce chemin présente une pointe à l'endroit correspondant à la réac tion théoriquement infinie.
Entre les deux développements de force opposés que l'on vient de décrire s'interca lent dés portions sinusoïdales 11 et 12. L'aug mentation subite de l'effort en C et sa dimi nution en D, due au passage d'un rayon de courbure à l'autre implique la présence des deux tronçons de raccordement 13 et 14 des sinés en traits interrompus.
La fig. 3a se rapporte à un cals voisin du précédent à cette différence près que des qua tre zones E-F, F-G, G-H et H-E du pivot 15 aucune n'accuse un rayon attei gnant celui de la cavité 16. Le rayon de la zone E-F est légèrement inférieur à .celui de la .cavité 16, les deux zones F <B>-G</B><I>et</I> H-E égales -entre elles ont un rayon notablement plus petit et la zone G-H accuse une cour bure intermédiaire.
La. courbe 17 du diagramme de la fig. 3b montre que, le choc de l'exemple pré cédent étant supprimé, les réactions seront aussi asymétriques, passant à chaque cycle par une valeur très grande dans la région E-F sans toutefois être tb.éoriquement infi nie.
Il est évident que l'-effet obtenu sera d'autant plus violent que le rayon de la zone <B>E</B> -F différera moins du rayon du chemin de- roulement, avec lequel elle sera appelée à coopérer. La courbe en traits mixtes 18 montre de nouveau en grandeur et position le déplace ment de l'axe du rotor.
Comme on le voit, un vibrateur utilisant les chemins de roulement décrits permet d'ob tenir à volonté des vibrations de forme asy métrique de force limitée ou très grande, enfin, de fréquence aussi bien supérieure qu'inférieure au nombre de tours par seconde du rotor.
Il se prête principalement à l'obtention de vibrations ayant momentanément des accé lérations particulièrement fortes, qu'on peut utiliser avec un avantage essentiel dans le traitement de masses agglomérées telles que du béton, voire même jusqu'à l'obtention de chocs équivalents à ceux qu'on réalise, par exemple, avec des marteaux pneumatiques.
On pourrait également, et comme il a été dit plus haut, prévoir une cavité fixe dans laquelle tournerait un pivot supportant une masse, c'est-à-dire l'inverse de ce qui a été admis jusqu'ici.
La fig. 4 montre ce qui s se passerait dans cc cas, par exemple dans le cas d'une cavité 19 dans laquelle roulerait un pivot 20 tour nant dans le sens de la. flèche 21 et présen tant une zone I-J de rayon de courbure voi sin ou égal à celui de la cavité.
Dans la position représentée du pivot, il se produit un choc ou action de pointe ra diale orientée dans l'espace conformément à la courbe 22. Mais par suite de la diffé rence des périmètres entre le pivot et la ca vité, il est clair que ce choc ne fse produira pas régulièrement en 22, mais qu'après avoir provoqué plus ou moins de chocs semblables dans des directions intermédiaires, le pivot en provoquera un en 23, puis encore en 24, en 25, etc., de sorte qu'au lieu d'avoir des vibra tions dirigées, on sec trouvera, au contraire en présence de vibrations ou chocs répartis dans toutes les directions, radialement autour de la, cavité.
Selon donc que l'on fait tourner ce qui constitue le chemin de roulement intérieur au pivot, ou au contraire le chemin de roule- ment extérieur ou cavité des éléments en co opération, on obtiendra à volonté des vibra tions dirigées ou des vibrations rayonnant dans toutes les directions, ceci toujours avec la possibilité d'en régler la, puissance d'une manière précise, en correspondance avec les matériaux et le genre de construction utilisiés.
Alors que dans la description ci-dessus il a été admis qu'un pivot non circulaire coopère avec une cavité circulaire, il est évident qu'il est aussi possible de faire coopérer un pivot circulaire avec une cavité qui ne l'est pals.
Dans ce cas, les divers rayons de cour bure du profil de la cavité seront tous plus grands ou tout au plus égaux à ceux du pivot, les vibrations dirigées étant alors ob tenues par rotation du pivot dans la cavité lui servant de palier, tandis que les chocs radialement éparpillés correspondront à la marche contraire.
Les exemples représentés jusqu'ici étaient purement schématiques, tout en reflétant d'une manière précise ce qui se passe prati quement et à quelles possibilités conduit la présente invention.
La fig. 5 donne un exemple concret, c'est- à-dire indique des mesures applicables à une construction bien détermfinée d'un appareil vibrateur répondant aux conditions de la pré sente invention.
Etant admis un pivot 26 présentant un. rayon de courbure uniforme de 60 mm., la e.avité 27 avec laquelle il coopère présente successivement un rayon de 64 mm de K à L, sur un arc de 194 54, un rayon de<B>72,7</B> mm die L à M, sur un arc de 37 33', un rayon de 60,5 men de 111 à N, sur un ;arc de 90 e, enfin, un rayon de 72,7 mm de N à K, sur un arc de 37 33'.
La zone M-N, de 60,5 mm. de rayon, a un rayon très proche de ceWi du pivot, dont elle ne diffère que de 0,5 mm.
Il est intéressant .de voir comment les centres des divers rayons de courbure sont placés les uns par rapport aux autres, dans le but d'obtenir une courbe continue, exempte de tout passage ;anguleux, Etant admis le centre 28 pour le rayon de l'arc K-L et le centre 29 de l'arc L-M, ces deux centres sont en alignement avec le point de raccordement L. Le centre 30 de l'arc M-N, faisant suite à l'arc L-M de centre 29 est à son tour en alignement avec 29 et M et le centre 31 de l'are N-K en alignement avec les points 30 et N, tandis qu'enfin, 31, 28 et K seront aussi sur une ligne commune.
Etant admis un sens de rotation du pivot 26 correspondant à la flèche 32, celui-ci est représenté au moment où la masse qu'il cons titue ou qui lui est adjointe prend appui con tre le point<I>N</I> et se prépare à rouler de<I>N</I> à Ml, ce qui, en raison de la similitude des rayons, nécessite un temps très court, celui que le pivot met pour passer de la position 26 à la position 26'.
C'est à ce moment que l'appareil muni des éléments représentés, et dont la cavité 27 sera reliée à son châssis, développera une énergie particulièrement grande en direction de la flèche 33 et pourra la transmettre à tel outil ou organe que l'on voudra, servant à faire vibrer une matière ou un objet donné, selon les caractéristiques exprimées par le dia gramme de la fig. 3b.
On pourrait naturellement aussi prévoir le cas symétrique où, par exemple, les portions E-F et G-H du pivot de la fig. 3a au raient même rayon, en sorte que les portions 8 et 9 du diagramme de la fig. 2b seraient égales et opposées. Toute disposition inter médiaire est également possible.
Le vibrateur décrit, de quel type qu'il soit, pourrait comporter une masse rotative, elle- même déséquilibrée, par exemple excentrée par rapport aux chemins de roulement faisant corps avec le rotor. Il en résulterait des vi brations supplémentaires se combinant à celles déjà obtenues.