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AKTIEBOLAGET VIBRO-VERKEN, résidantà STOCKHOLM.
VIBRATEUR ROTATIF A MASSE EXCENTREE ROULANTE.
La présente.invention est relative à des vibrateurs rotatifs du type comprenant une voie ou partie de roulement pour galet, un corps de galet servant comme masse excentrée du vibrateur et agencée pour rouler sur la portée dans le but de recevoir un mouvement vibratoire qui lui est commu- niqué du fait de son mouvement excentré par rapport au centre de ladite por- tée, et un arbre monté coaxialementà ladite portée et accouplé audit corps de galet pour communiquer, lors d'un mouvement de rotation relatif entre la- dite portée et ledit arbre, une vitesse périphérique au corps de galet à sa surface coopérant avec la portée, qui soit différente de celle produite par un mouvement quelconque de la portée elle-même.
Dans des formes connues antérieurement de tels vibrateurs, le corps de galet a habituellement été accouplé à l'arbre par un pendule monté sphériquement, par un élément élastique ou un arbre flexible, ceci, cependant, provoquant des difficultés de construction et nécessitant une lon- gueur axiale relativement grande du dispositif vibrateur.
On a proposé aus- si d'entraîner le corps de galet magnétiquement, comme rotor à cage d'écu- reuil dans un moteur électrique asynchrone, mais ceci nécessite une forme de construction spéciale pour le dispositif d'entraînement
Le principal objet de la présente invention est de procurer un vibrateur rotatif, qui, si nécessaire, peut avoir une étendue axiale très petite et qui, par conséquent, conviendra pour être combiné à, par exemple, un moteur électrique de commande de type convenable quelconque, pour former un ensemble vibratoire compact mais qui peut être combiné aussi-à un moteur à combustion interne ou analogue. En d'autres termes, les avantages du dit type de vibrateur rotatif peuvent être utilisés quelque soit le dispositif moteur dont on dispose.
Comme il est bien connu, ces avantages consistent principalement en la possibilité d'obtenir pratiquement toute fréquence dési-
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rée de vibration avec une certaine vitesse convenable du dispositif moteur, en proportionnant correctement le corps de galet par rapport à la portée de roulement. En outre, grâce à l'invention, on obtient une liberté accrue dans le choix de la fréquence, du fait que la fréquence peut aussi être char- gée en faisant des changements dans la transmission employée, suivant l'inven- tion, entre l'arbre et le corps roulant et par un choix encore de la relation de diamètre entre le corps de galet et la portée, plus libre encore que ce n'est possible en pratique dans les dispositifs précédemment connus.
L'invention est principalement caractérisée en ce'que l'arbre est rigide et est accouplé au corps de galet par une transmission à engrena- ges ou analogue, en sorte que le corps de galet agira comme roue planétaire se déplaçant autour de l'arbre. La portée est de préférence fixe pendant que l'arbre est entraîné mais l'agencement opposé est convenable aussi comme cela sera montré plus tard. La transmission à roues dentées peut être rem- placée par une transmission à friction ou une transmission à courroie, par exemple, si l'on trouve que de telles formes conviennent mieux. Cependant, en général, une coopération par dents entre l'arbre et le corps de galet est préférée, en raison de l'absence de glissement, lorsqu'on utilise un tel dis- positif.
Le principe de l'invention, et les autres objets et particulari- tés caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement de la descrip- tion subséquente de plusieurs formes de réalisation du vibrateur rotatif sui- vant l'invention, comme montré schématiquement aux dessins ci-annexés,à titre d'exemple. Sur les dessins, toutes les figures montrent des coupes axiales des diverses parties des vibrateurs rotatifs, toutes les dites parties 'étant- généralement de section transversale circulaire.
- Figure 1 montre l'extrémité d'un moteur électrique qui a été combiné à un vibrateur rotatif suivant l'invention; - Figure 2 montre un moteur électrique avec un arbre de rotor tubulaire, ledit moteur étant combiné avec un vibrateur double suivant l'inven- tion.
- figure 3, Figure 4 et Figure 5 montrent des formes de varian- tes d'un vibrateur suivant l'invention,dans lesquelles l'arbre est entraîné et engrène avec le corps de galet.
- Figure 6, montre une forme de construction dans laquelle le corps de galet coopère à friction avec l'arbre, - Figure 7 montre un vibrateur dans lequel le corps de galet est entraîné par l'arbre par l'intermédiaire d'une courroie de transmission.
- Figure 8 est une variante du principe de l'invention dans lequel la portée de roulement est entraînée tandis que l'arbre est fixe.
Dans toutes les figures les mêmes lettres de référence sont employées pour les parties qui remplissent la même fonction dans les diffé- rentes formes de construction,et plus particulièrement, A est la portée de roulement ou voie circulaire, B est le corps de galet et C est l'arbre coopé- rant avec le corps de galet.
A la figure 1, l'arbre C est entraîné et comprend l'arbre de rotor d'un moteur électrique 1 à une extrémité duquel est fixé le vibrateur.
Il est évident qu'un vibrateur de ce type peut avantageusement être agencé également à l'autre extrémité du moteur 1. L'arbre C est pourvu à son autre extrémité d'un pignon denté 2 qui engrène avec une roue dentée correspondan- te 3 qui est rigidement attachée au centre du corps de galet B formant un moyeu sur le corps de galet qui prend la forme d'une roue. En vue d'empêcher un glissement entre le corps de galet B et la voie A, le corps de galet est
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pourvu de dents 4 à sa périphérie le long du bord le plus éloigné du moteur, ces dents étant adaptées pour coopérer avec une couronne de préférence inter- changeable à denture interne 5 montée dans le carter du vibrateur.
Lorsque l'arbre C est mis en rotation, le corps de galet B fonctionne comme une roue planétaire se déplaçant autour de l'arbre C, ce qui fait que des vibrations à fréquence autre que celle de l'arbre soient produites.
Dans la forme de construction montrée à la figure 2, le dispo- sitif d'entraînement comprend un moteur électrique 1, mais dans ce cas l'ar- bre de commande C est tubulaire. Le corps de galet B consiste ici en deux disques circulaires ou roues 10 dont chacune est agencée pour rouler sur sa voie A à chaque extrémité du moteur 1, et les roues 10 sont reliées rigide- ment entre elles au moyen d'un arbre de galet 11 qui près de chaque roue por- te un pignon denté 12 qui coopère avec une couronne dentée intérieure 13 à chaque extrémité de l'arbre tubulaire de commande ou arbre du moteur C. Une broche guide circulaire 14 fait saillie sous forme d'un prolongement de l'ar- bre du moteur 11 au delà de chaque roue 10, ladite broche guide étant propre à coopérer avec une broche centrale correspondante 15 à l'extrémité respecti- ve 16 de l'ensemble vibrateur.
Ces broches guides servent à guider le corps de galet lorsque ce dernier est dans une position de repos et à maintenir les pignons 12 en prise avec les couronnes dentées 13. Lorsque l'arbre C tourne pendant le fonctionnement du moteur 1, un mouvement de roulement est communiqué au corps de galet B le long de la voie ou portée A grâce à la tran- mission du mouvement par les couronnes à dents 13 et les pignons dentés 12 en sorte qu'un mouvement planétaire est exécuté par le corps de galet.
Si on le désire, un agencement de vibrateur semblable peut être entraîné par un dispositif de commande séparé, le moteur 1 étant remplacé par une poulie à courroie 17 ou analogue, comme indiqué sur le dessin, et dans ce cas la distance entre les roues 10 peut naturellement être appréciablement réduite et la transmission du mouvement au corps de galet B peut avoir lieu au moyen d'un simple pignon denté 12 et d'une couronne dentée correspondante 13.
A la figure 3, on voit un dispositif vibrateur suivant l'in- vention qui peut être employé avec avantage dans ce qu'on appelle un vibra- teur à immersion. Egalement dans ce cas l'arbre C est entraîné par un mo- teur de commande (non montré) et est monté concentriquement par rapport à la partie A et au vibrateur à immersion en général.
L'arbre C est pourvu à une de ses extrémités d'un pignon denté 2 qui est en prise avec une couronne dentée intérieurement 20 du corps de galet B qui, semblablement au corps de galet de la Figure 1, a la forme d'une roue avec un moyeu 21 faisant saillie du côté opposé à l'arbre C, ce moyeu, qui coopère avec une broche de guidage fixe 22 située centralement par rapport à la voie A, servant à guider le corps de galet B dans ses positions de repos et à maintenir la couronne den- tée 20 en prise avec le pignon denté 2,lorsque le vibrateur est démarré.
Dans l'agencement modifié montré à la figure 4, l'arbre C, comme à la Figure 1, est garni d'un pignon denté 2 à son extrémité, qui engrène avec un pignon 3 qui fait saillie au centre du côté du corps de ga- let B tourné vers l'arbre C. Le corps de galet B est sensiblement en for- me de tasse, en sorte qu'une de ses surfaces intérieures roule contre une portée en forme de broche A faisant saillie à l'intérieur du corps de ga- let, la dite portée étant concentrique avec l'arbre C.
Il est manifeste qu'également dans ce cas le corps de galet B exécutera un mouvement plané- taire autour de l'arbre C, mais du fait des proportions inversées entre la voie et le corps de galet en comparaison avec la forme de construction montrée à la figure 1, le rapport entre le corps de galet et l'arbre de commande sera appréciablement changé par rapport à celui de la figure 1.
Dans la forme de construction suivant la figure 5, la portée A est également en forme de broche tandis que le corps de galet B est en forme de tasse et est pourvu d'un moyeu de guidage central 23 qui coopère avec la portée en sorte que cette dernière fonctionne aussi comme broche de guidage.
Le corps de galet B est garni à sa périphérie extérieure de
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dents d'engrenage 24 et l'arbre C est pourvu à son extrémité d'un prolongement en forme de bol 25 qui entoure le corps de galet et la broche-portée A, la denture intérieure 26 de l'intérieur du prolongement étant propre à coopérer avec les dents 24 et ainsi à entraîner le corps de galet lorsque l'arbre tour- ne
La forme de construction suivant la figure 6 montre un boîtier de vibrateur avec une portée de galet A, à travers laquelle tourne l'arbre de commande C. L'arbre C est muni de deux volants écartés axialement 30 et si- tués de chaque côté de la voie A et ayant une surface de friction convenable.
Le corps de galet B qui est de diamètre assez petit pour pouvoir rouler directement entre la voie A et l'arbre C est pourvu à chaque extrémité d'une broche centrale 31 avec lesquelles broches les volants 30 de l'arbre C font contact, en sorte que le corps de galet B est mis en mouvement planétaire par une rotation relative entre l'arbre et la portée A. Une coopération à dents peut, naturellement, être employée aussi, ici, au lieu d'une coopéra- tion à frottement entre les volants 30 et les broches 31 et semblablement le corps de galet B peut être pourvu de dents qui coopèrent avec les dents cor- respondantes de la portée A, en vue d'empêcher le glissement. Ceci s'appli- que à toutes les formes de construction montrées. L'enveloppe ou l'arbre peuvent naturellement être maintenus immobiles.
A la figure 7, le corps de galet B comprend une roue-volant avec, à chaque extrémité, des broches de guidage faisant saillie au centre, 32, 32', la dernière se prolongeant dans le même sens que l'arbre C et étant reliée à celui-ci par une courroie de transmission 33 qui court autour de la broche 32' et passe sur une poulie de commande 34 de l'arbre C. En vue de maintenir le corps de galet B en contact avec la voie A, la broche de guidage 32 et la partie extérieure de la broche de guidage 32' coopèrent chacun avec les paliers à billes 35 et 36 dont le premier est monté sur l'arbre C. Le mouvement de rotation de l'arbre C est transmis au corps de galet B par la courroie 33 en sorte que le corps de galet est amené à rouler le long de la portée A.
Si l'arbre C est entraîné dans le même sens à la figure 7 que dans l'exemple montré à la figure 1, le corps de galet tournera autour en sens contraire puisque la courroie lui donnera le même sens de rotation que celui de l'arbre C. La courroie peut, naturellement, être remplacée par une chaîne ou analogue.
La forme de construction suivant la figure 8 diffère des for- mes précédentes principalement par le fait que la voie A est ici mise en mouvement de rotation, tandis que l'arbre C est immobile. La voie A est agen cée à l'intérieur d'une coque tournante 40 montée sur un arbre de commande 41 et le corps de galet B est propre à rouler à l'intérieur de la dite coque et est alors guidé par les broches guides 42 à chaque bout, comme décrit au- paravant. Le corps de galet B est muni d'un pignon denté 43 faisant saillie du côté écarté de l'arbre de commande 41, ce pignon coopérant avec une couron- ne dentée intérieure 44 dans l'arbre fixe C en forme de tasse qui fait partie du carter du vibrateur.
Grâce à la friction entre la voie A et le corps de galet B, ce dernier est mis en rotation par le mouvement de la voie et du fait de la coopération entre le corps de galet et l'arbre C il sera amené a. exécu- ter un mouvement planétaire.
Comme on le verra des exemples donnés ici, le principe de l'in- vention peut être modifié dans de larges limites d'un point de vue construc- tif et en conséquence les exemples auxquels on se réfère ne doivent pas être regardés comme limitant le champ de l'invention. Il sera de suite évident à ceux qui sont au courant de la technique, de quelle manière les formes de construction montrées schématiquement à titre d'exemples peuvent être trans- formées en projets pratiques.
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AKTIEBOLAGET VIBRO-VERKEN, residing in STOCKHOLM.
ROTARY VIBRATOR WITH ROLLING OFFSET MASS.
The present.invention relates to rotary vibrators of the type comprising a track or rolling part for a roller, a roller body serving as an eccentric mass of the vibrator and arranged to roll on the bearing in order to receive a vibratory movement which is therefor. communicated by virtue of its eccentric movement with respect to the center of said bearing surface, and a shaft mounted coaxially with said bearing surface and coupled to said roller body to communicate, during a relative rotational movement between said bearing surface and said bearing. shaft, a speed peripheral to the roller body at its surface cooperating with the bearing, which is different from that produced by any movement of the bearing itself.
In previously known forms of such vibrators, the roller body has usually been coupled to the shaft by a spherically mounted pendulum, by an elastic member or by a flexible shaft, this, however, causing difficulties in construction and necessitating length. relatively large axial length of the vibrator device.
It has also been proposed to drive the roller body magnetically, as a squirrel cage rotor in an asynchronous electric motor, but this requires a special form of construction for the drive device.
The main object of the present invention is to provide a rotary vibrator, which, if necessary, can have a very small axial extent and which, therefore, will be suitable to be combined with, for example, an electric drive motor of any suitable type. , to form a compact vibratory assembly but which can also be combined with an internal combustion engine or the like. In other words, the advantages of said type of rotary vibrator can be used regardless of the motor device available.
As is well known, these advantages consist mainly in the possibility of obtaining practically any desired frequency.
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vibration rea with a certain suitable speed of the driving device, correctly proportioning the roller body in relation to the bearing surface. Further, thanks to the invention, increased freedom in the choice of frequency is obtained, since the frequency can also be loaded by making changes in the transmission employed, according to the invention, between 'shaft and the rolling body and by a further choice of the diameter relationship between the roller body and the bearing, even freer than is possible in practice in the previously known devices.
The invention is mainly characterized in that the shaft is rigid and is coupled to the roller body by a gear transmission or the like, so that the roller body will act as a planetary wheel moving around the shaft. . The reach is preferably fixed while the shaft is driven but the opposite arrangement is also suitable as will be shown later. The gear transmission can be replaced by a friction transmission or a belt transmission, for example, if such shapes are found to be more suitable. However, in general, toothed cooperation between the shaft and the roller body is preferred, due to the lack of slippage, when such a device is used.
The principle of the invention, and the other objects and features characteristic of the invention will emerge more clearly from the subsequent description of several embodiments of the rotary vibrator according to the invention, as shown schematically in the accompanying drawings. - appended, by way of example. In the drawings, all of the figures show axial sections of the various parts of the rotary vibrators, all of said parts being generally of circular cross section.
- Figure 1 shows the end of an electric motor which has been combined with a rotary vibrator according to the invention; FIG. 2 shows an electric motor with a tubular rotor shaft, said motor being combined with a double vibrator according to the invention.
FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 show alternative forms of a vibrator according to the invention, in which the shaft is driven and meshes with the roller body.
- Figure 6 shows a form of construction in which the roller body co-operates in friction with the shaft, - Figure 7 shows a vibrator in which the roller body is driven by the shaft via a belt of transmission.
- Figure 8 is a variant of the principle of the invention in which the bearing seat is driven while the shaft is fixed.
In all the figures the same reference letters are used for the parts which fulfill the same function in the different forms of construction, and more particularly, A is the running surface or circular track, B is the roller body and C is the shaft cooperating with the roller body.
In Figure 1, the shaft C is driven and comprises the rotor shaft of an electric motor 1 at one end of which the vibrator is fixed.
It is obvious that a vibrator of this type can advantageously also be arranged at the other end of the motor 1. The shaft C is provided at its other end with a toothed pinion 2 which meshes with a corresponding toothed wheel 3. which is rigidly attached to the center of the roller body B forming a hub on the roller body which takes the form of a wheel. In order to prevent slipping between the roller body B and the track A, the roller body is
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provided with teeth 4 at its periphery along the edge furthest from the motor, these teeth being adapted to cooperate with a preferably interchangeable ring with internal teeth 5 mounted in the housing of the vibrator.
When the shaft C is rotated, the roller body B functions as a planet wheel moving around the shaft C, so that vibrations at a frequency other than that of the shaft are produced.
In the form of construction shown in FIG. 2, the drive device comprises an electric motor 1, but in this case the control shaft C is tubular. The roller body B here consists of two circular discs or wheels 10 each of which is arranged to roll on its track A at each end of the motor 1, and the wheels 10 are rigidly connected to each other by means of a roller shaft. 11 which near each wheel carries a toothed pinion 12 which cooperates with an internal toothed ring 13 at each end of the tubular control shaft or motor shaft C. A circular guide pin 14 protrudes in the form of an extension of the motor shaft 11 beyond each wheel 10, said guide pin being able to cooperate with a corresponding central pin 15 at the respective end 16 of the vibrator assembly.
These guide pins serve to guide the roller body when the latter is in a rest position and to keep the pinions 12 in engagement with the toothed rings 13. When the shaft C rotates during the operation of the motor 1, a rolling movement is communicated to the roller body B along the track or bearing A by the transmission of the movement by the toothed rings 13 and the toothed pinions 12 so that planetary movement is performed by the roller body.
If desired, a similar vibrator arrangement can be driven by a separate controller, the motor 1 being replaced by a belt pulley 17 or the like, as shown in the drawing, and in this case the distance between the wheels 10 can of course be significantly reduced and the transmission of movement to the roller body B can take place by means of a single toothed pinion 12 and a corresponding ring gear 13.
In FIG. 3 a vibrating device according to the invention is seen which can be employed with advantage in what is called an immersion vibrator. Also in this case the shaft C is driven by a control motor (not shown) and is mounted concentrically with respect to the part A and to the immersion vibrator in general.
The shaft C is provided at one of its ends with a toothed pinion 2 which engages an internally toothed ring 20 of the roller body B which, similar to the roller body of Figure 1, has the shape of a wheel with a hub 21 protruding from the side opposite to the shaft C, this hub, which cooperates with a fixed guide pin 22 located centrally with respect to the track A, serving to guide the roller body B in its rest positions and maintaining the ring gear 20 in engagement with the toothed pinion 2, when the vibrator is started.
In the modified arrangement shown in figure 4, the shaft C, as in figure 1, is fitted with a toothed pinion 2 at its end, which meshes with a pinion 3 which protrudes in the center of the body side of the shaft. roller B facing the shaft C. The roller body B is substantially cup-shaped, so that one of its interior surfaces rolls against a spindle-shaped bearing A protruding inside the sheave body, the said bearing being concentric with the shaft C.
It is evident that also in this case the roller body B will execute a planetary motion around the shaft C, but due to the reversed proportions between the track and the roller body in comparison with the construction form shown at. Figure 1, the ratio between the roller body and the drive shaft will be significantly changed compared to that of Figure 1.
In the form of construction according to Fig. 5, the seat A is also spindle-shaped while the roller body B is cup-shaped and is provided with a central guide hub 23 which cooperates with the seat so that the latter also functions as a guide pin.
The roller body B is lined at its outer periphery with
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gear teeth 24 and the shaft C is provided at its end with a bowl-shaped extension 25 which surrounds the roller body and the bearing spindle A, the internal teeth 26 of the interior of the extension being specific to to cooperate with the teeth 24 and thus to drive the roller body when the shaft turns
The construction form according to Figure 6 shows a vibrator housing with a roller seat A, through which the drive shaft C. rotates. The shaft C is provided with two axially spaced flywheels and located on each side. track A and having a suitable friction surface.
The roller body B which is of small enough diameter to be able to roll directly between the track A and the shaft C is provided at each end with a central pin 31 with which the pins the flywheels 30 of the shaft C make contact, in so that the roller body B is put into planetary motion by a relative rotation between the shaft and the seat A. A toothed cooperation can, of course, also be employed here instead of a frictional cooperation between the flywheels 30 and the pins 31 and similarly the roller body B may be provided with teeth which cooperate with the corresponding teeth of the seat A, in order to prevent slipping. This applies to all forms of construction shown. The envelope or the tree can of course be kept stationary.
In figure 7, the roller body B comprises a flywheel with, at each end, guide pins projecting in the center, 32, 32 ', the last extending in the same direction as the shaft C and being connected to this by a transmission belt 33 which runs around the spindle 32 'and passes over a control pulley 34 of the shaft C. In order to keep the roller body B in contact with the track A, the guide pin 32 and the outer part of the guide pin 32 'each cooperate with the ball bearings 35 and 36, the first of which is mounted on the shaft C. The rotational movement of the shaft C is transmitted to the body of roller B by belt 33 so that the roller body is caused to roll along the bearing surface A.
If the shaft C is driven in the same direction in Figure 7 as in the example shown in Figure 1, the roller body will rotate around in the opposite direction since the belt will give it the same direction of rotation as that of the shaft C. The belt can, of course, be replaced by a chain or the like.
The form of construction according to FIG. 8 differs from the preceding forms mainly in that the track A is here set in a rotational movement, while the shaft C is stationary. Track A is arranged inside a rotating shell 40 mounted on a control shaft 41 and the roller body B is able to roll inside said shell and is then guided by the guide pins 42 at each end, as described above. The roller body B is provided with a toothed pinion 43 projecting from the spaced side of the drive shaft 41, this pinion cooperating with an inner toothed crown 44 in the fixed cup-shaped shaft C which forms part. of the vibrator housing.
Thanks to the friction between the track A and the roller body B, the latter is rotated by the movement of the track and because of the cooperation between the roller body and the shaft C it will be brought to a. perform a planetary movement.
As will be seen from the examples given here, the principle of the invention can be modified within wide limits from a construction point of view and accordingly the examples referred to should not be regarded as limiting the scope of the invention. scope of the invention. It will be immediately obvious to those who are acquainted with the art, in which way the construction forms shown schematically by way of example can be transformed into practical projects.