<Desc/Clms Page number 1>
VIBRATEUR.
La présente invention est relative à un appareil vibrant comprenant un corps à surface de révolution monté à l'extrémité d'un arbre moteur flexible et roulant par cette surface à l'intérieur d'une surface de révolution ménagée sur une saillie intérieure d'un manchon qui, d'une part, est fermé à une extrémité et, d'autre part, porte à l'autre extrémité un guide pour un arbre moteur auquel l'arbre flexible susdit est fixé.
Le demandeur a réalisé il y a environ douze ans un vibrateur de ce genre qui, par rapport aux appareils connus comprenant, soit un corps de révolution monté par l'intermédiaire d'un manchon flexible sur un arbre rigide relié lui-même à un arbre moteur par un manchon flexible, soit un corps de révolution monté directement sur un arbre rigide relié à un arbre moteur par une rotule, présentait l'avantage de mieux résister à l'usure et de réaliser une meilleure étanchéité aux lubrifiants que les appareils connus.
Toutefois, les essais ont montré que cet appareil ne fonctionnait pas toujours régulièrement par suite d'une flexion trop grande et désordonnée de l'arbre flexible aux vitesses de rotation élevées.
La présente invention a comme objet un perfectionnement de l'appareil vibrateur à arbre flexible susdit grâce auquel la flexion de l'arbre flexible, même aux grandes vitesses de rotation, ne perturbe pas le fonctionnement régulier de l'appareil.
L'appareil suivant l'invention est caractérisé en ce que le corps de révolution susdit est solidaire à chacune de ses extrémités, d'un corps qui ne peut pas venir en contact avec le manchon et en ce que ces différents corps ainsi que l'arbre flexible ont des masses telles que la somme des moments par rapport au plan perpendiculaire à l'axe et passant a mi-largeur de la surface de révolution de la saillie intérieure susdite, des forces centrifuges auxquelles ces corps et l'arbre flexible susdits
<Desc/Clms Page number 2>
sont soumis par suite du roulement excentré du corps de révolution sur la surface de révolution de la saillie intérieure, soit nulle.
Suivant une forme d'exécution avantageuse, la saillie intérieure susdite est engagée dans une gorge dont le fond constitue la surface de révolution du corps de révolution susdit.
En d'autres termes, le corps de révolution se présente sous la forme d'une partie de section transversale circulaire dont la section est plus faible que celle des deux corps entre lesquels il se trouve et dont il est solidaire.
Cette forme d'exécution est avantageuse notamment par le fait qu'elle permet de réduire la déflection du corps de révolution et, par conséquent, la fatigue du métal constituant l'arbre flexible et d'obtenir cependant une force centrifuge importante par l'augmentation des dimensions des deux corps de part et d'autre du corps de révolution, ce qui est plus avantageux que l'augmentation de la longueur de ces deux corps.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description du dessin annexé au présent mémoire, qui représente schématiquement, et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution de l'appareil vibrateur selon l'invention.
Ce dessin est une coupe longitudinale dans un vibrateur selon l'invention dans une position verticale telle que celle qu'il occupe, par exemple, quand il est plongé dans une masse de béton à tasser.
L'appareil vibrant représenté comprend.un manchon 2 qui est fermé à son extrémité inférieure par une pointe 3 et qui porte à son extrémité supérieure deux roulements à billes 4 et 5 qui servent à guider selon l'axe du manchon une buselure 6 rendue solidaire d'un arbre moteur 7 par vissage. Cette buselure 6 est rendue solidaire de l'extrémité 8 d'un arbre flexible 9 par des broches 10. Sur l'extrémité opposée 11 de cet arbre, est calé, par l'intermédiaire de broches 12, un corps de révolution 13 dont la surface extérieure de révolution 14 peut rouler à l'intérieur d'une autre surface de révolution 15 ménagée sur une saillie intérieure 16 du manchon 2. Celle-ci fait en réalité partie d'une pièce tubulaire 17 vissée sur le manchon 2 et sur laquelle la pointe 3 est vissée à son tour par l'intermédiaire d'un fourreau 18.
A chacune de ses extrémités, le corps de révolution 13 est solidaire d'un corps dont les dimensions sont telles qu'il ne puisse pas venir en contact avec le manchon 2. Les deux corps dont le corps de révolution 13 est solidaire sont désignés par 19 et 20.
Dans la forme d'exécution représentée, ceux-ci s'éloignent davan- tage de l'axe de révolution que le corps de révolution 13. En d'autres termes, ils laissent subsister entre eux une gorge 21 dans laquelle la saillie intérieure 16 est engagée et dont le fond constitue la surface de révolution 14.
Les corps 19 et 20, qui ne doivent pas être des corps à surface de révolution parce qu'ils ne sont jamais en contact avec le manchon 2 ou le fourreau 18 peuvent cependant présenter une telle surface. On a in- térêt à utiliser des corps 19 et 20 à grande section transversale afin d'obtenir une force centrifuge importante sans grande longueur de ces corps et avec un faible diamètre pour le corps de révolution 13.
Pour permettre l'engagement de la saillie 16 entre les deux corps 19 et 20, il faut évidemment que l'un de ceux-ci puisse être désolidarisé du corps de révolution 13. On voit sur le dessin que ce dernier corps est constitué par une partie de section réduite du corps 19 situé entre lui et l'arbre flexible 9 et que cette partie de section réduite 13 s'emboîte par- tiellement dans un logement du corps 20 qui se trouve du côté opposé à ce- lui où se trouve l'arbre flexible 9. Les corps 13 et 20 sont appliqués fer-
<Desc/Clms Page number 3>
mement l'un contre l'autre grâce à un boulon 22.
Si on fait tourner rapidement l'arbre moteur 7, par exemple à une vitesse de 3.000 tours par minute, et si on incline tres légèrement l'appareil de façon que le corps de révolution 13 vienne en contact avec la surface de révolution 15, ce corps se met à rouler sur celle-ci dans une position excentrée par rapport à l'axe horizontal du tube 2. Son axe décrit dcnc, en plus d'une rotation sur lui-même qui lui est communiquée par l'arbre moteur 7, une rotation autour de l'axe du manchon 2 et de la surface de révolution 15 qui est coaxiale à ce manchon.
Cette rotation en position excentrée donne lieu à une force centrifuge sur les corps 19,13 et 20 ainsi que sur le câble flexible 9 dans sa position déviée par rapport à l'axe du manchon 20
Considérons un plan 23 perpendiculaire à l'axe du manchon 2 et passant à mi-largeur de la surface de révolution 15 (donc dans le cas de la figure, où l'appareil est placé verticalement, ce plan est à mi-hauteur de la surface 15).
On peut imaginer que les forces centrifuges auxquelles sont soumis les différents corps en rotation qui sont situés d'un côté de ce plan 23 tendent à faire basculer l'ensemble de tous les corps en rotation dans un sens autour d'une arête située dans ce plan tandis que les forces centrifuges auxquelles sont soumis les différents corps en rotation qui sont situés de l'autre côté de ce plan tendent à faire basculer l'ensemble de tous les corps en rotation autour de la même arête mais dans le sens opposé à celui considéré en premier lieu.
L'inventeur a imaginé que si ces deux tendances s'équlibraient, l'ensemble des corps en rotation ne basculerait pas par rapport à ce plan 23 et que l'arbre flexible en rotation ne se déformerait approximativement que dans la mesure où il se déforme quand il ne tourne pas mais que le corps de révolution 13 est amené au contact de la surface 15.
L'expérience qu'il a faite avec un appareil réalisé dans ces conditions a montré qu'il en était bien ainsi et que l'appareil fonctionnait très régulièrement.
La condition à réaliser pour obtenir ce résultat est donc que les corps 20,13 et 19 ainsi que l'arbre flexible 9 aient des masses telles que la somme des moments par rapport au plan 23 des forces centrifuges auxquelles les corps 20,13 et 19 ainsi que l'arbre flexible 9 sont soumis par suite du roulement excentré du corps de révolution 13 sur la surface 15, soit nulle.
La figure ci-jointe montre également qu'un collecteur de lubrifiant constitué par une rainure annulaire 24 est ménagée dans la face supérieure de la saillie 16 afin de recueillir le lubrifiant qui pourrait parfois couler le long de la face intérieure du manchon 2 à partir du roulement à billes 5. Ce lubrifiant ainsi recueilli est évacué à un niveau inférieur à celui de la surface de révolution 15 par un canal 25 creusé dans la saillie 16. Cette particularité'évite que les conditions de fonctionnement de l'appareil soient modifiées par glissement du corps de révolution 13 sur la surface 15 dans le cas où du lubrifiant provenant du roulement à billes 5 parviendrait sur cette surface.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme d'exécution représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
<Desc / Clms Page number 1>
VIBRATOR.
The present invention relates to a vibrating device comprising a body with a surface of revolution mounted at the end of a flexible motor shaft and rolling by this surface inside a surface of revolution formed on an internal projection of a sleeve which, on the one hand, is closed at one end and, on the other hand, carries at the other end a guide for a motor shaft to which the aforesaid flexible shaft is fixed.
The applicant produced about twelve years ago a vibrator of this type which, compared to known devices comprising, either a body of revolution mounted by means of a flexible sleeve on a rigid shaft itself connected to a shaft motor by a flexible sleeve, or a body of revolution mounted directly on a rigid shaft connected to a motor shaft by a ball joint, had the advantage of better resistance to wear and of achieving better sealing against lubricants than known devices.
However, tests have shown that this device does not always operate smoothly due to excessive and disorderly bending of the flexible shaft at high rotational speeds.
The object of the present invention is an improvement of the aforesaid flexible shaft vibrator apparatus, thanks to which the bending of the flexible shaft, even at high rotational speeds, does not disturb the regular operation of the apparatus.
The apparatus according to the invention is characterized in that the aforesaid body of revolution is integral at each of its ends, with a body which cannot come into contact with the sleeve and in that these different bodies as well as the flexible shaft have masses such as the sum of the moments with respect to the plane perpendicular to the axis and passing halfway through the surface of revolution of the aforesaid inner projection, centrifugal forces at which these bodies and the aforesaid flexible shaft
<Desc / Clms Page number 2>
are subjected as a result of the eccentric bearing of the body of revolution on the surface of revolution of the inner projection, ie zero.
According to an advantageous embodiment, the aforesaid inner projection is engaged in a groove whose bottom constitutes the surface of revolution of the aforesaid body of revolution.
In other words, the body of revolution is in the form of a portion of circular cross section, the section of which is smaller than that of the two bodies between which it is located and with which it is integral.
This embodiment is advantageous in particular by the fact that it makes it possible to reduce the deflection of the body of revolution and, consequently, the fatigue of the metal constituting the flexible shaft and yet to obtain a significant centrifugal force by the increase the dimensions of the two bodies on either side of the body of revolution, which is more advantageous than increasing the length of these two bodies.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawing appended hereto, which schematically represents, and by way of example only, one embodiment of the vibrator apparatus according to the invention.
This drawing is a longitudinal section through a vibrator according to the invention in a vertical position such as that which it occupies, for example, when it is immersed in a mass of concrete to be compacted.
The vibrating apparatus shown comprises a sleeve 2 which is closed at its lower end by a point 3 and which carries at its upper end two ball bearings 4 and 5 which serve to guide along the axis of the sleeve a nozzle 6 made integral of a motor shaft 7 by screwing. This nozzle 6 is made integral with the end 8 of a flexible shaft 9 by pins 10. On the opposite end 11 of this shaft, is wedged, by means of pins 12, a body of revolution 13 whose outer surface of revolution 14 can roll inside another surface of revolution 15 provided on an inner projection 16 of the sleeve 2. The latter actually forms part of a tubular part 17 screwed onto the sleeve 2 and on which the point 3 is screwed in turn by means of a sleeve 18.
At each of its ends, the body of revolution 13 is integral with a body whose dimensions are such that it cannot come into contact with the sleeve 2. The two bodies of which the body of revolution 13 is integral are designated by 19 and 20.
In the embodiment shown, these move further away from the axis of revolution than the body of revolution 13. In other words, they leave between them a groove 21 in which the internal projection 16 is engaged and whose bottom constitutes the surface of revolution 14.
The bodies 19 and 20, which must not be bodies with a surface of revolution because they are never in contact with the sleeve 2 or the sheath 18, may however have such a surface. It is advantageous to use bodies 19 and 20 with a large cross section in order to obtain a large centrifugal force without great length of these bodies and with a small diameter for the body of revolution 13.
To enable the projection 16 to engage between the two bodies 19 and 20, it is obviously necessary that one of these can be detached from the body of revolution 13. It can be seen in the drawing that the latter body is formed by a portion of reduced section of the body 19 located between it and the flexible shaft 9 and that this portion of reduced section 13 fits partially into a housing of the body 20 which is located on the side opposite to that where the flexible shaft 9. The bodies 13 and 20 are applied firmly
<Desc / Clms Page number 3>
against each other thanks to a bolt 22.
If the motor shaft 7 is rotated rapidly, for example at a speed of 3,000 revolutions per minute, and if the device is tilted very slightly so that the body of revolution 13 comes into contact with the surface of revolution 15, this body begins to roll on it in a position eccentric with respect to the horizontal axis of the tube 2. Its axis describes dcnc, in addition to a rotation on itself which is communicated to it by the motor shaft 7, a rotation around the axis of the sleeve 2 and the surface of revolution 15 which is coaxial with this sleeve.
This rotation in the eccentric position gives rise to a centrifugal force on the bodies 19, 13 and 20 as well as on the flexible cable 9 in its deflected position with respect to the axis of the sleeve 20
Let us consider a plane 23 perpendicular to the axis of the sleeve 2 and passing halfway through the surface of revolution 15 (therefore in the case of the figure, where the device is placed vertically, this plane is halfway up the surface 15).
One can imagine that the centrifugal forces to which the various rotating bodies which are located on one side of this plane 23 are subjected tend to cause the set of all the rotating bodies to tilt in one direction around an edge located in this plane. plane while the centrifugal forces to which the various rotating bodies which are located on the other side of this plane are subjected tend to cause the set of all the rotating bodies to tilt around the same edge but in the opposite direction to that considered in the first place.
The inventor imagined that if these two tendencies were balanced, the set of rotating bodies would not tilt relative to this plane 23 and that the flexible rotating shaft would only deform approximately to the extent that it was deformed. when it does not rotate but the body of revolution 13 is brought into contact with the surface 15.
The experience he made with a device made under these conditions showed that this was indeed the case and that the device worked very regularly.
The condition to be achieved to obtain this result is therefore that the bodies 20, 13 and 19 as well as the flexible shaft 9 have masses such as the sum of the moments with respect to the plane 23 of the centrifugal forces at which the bodies 20, 13 and 19 as well as the flexible shaft 9 are subjected as a result of the eccentric bearing of the body of revolution 13 on the surface 15, ie zero.
The attached figure also shows that a lubricant collector consisting of an annular groove 24 is provided in the upper face of the projection 16 in order to collect the lubricant which could sometimes flow along the inner face of the sleeve 2 from the ball bearing 5. This lubricant thus collected is evacuated at a level below that of the surface of revolution 15 by a channel 25 hollowed out in the projection 16. This particularity prevents the operating conditions of the apparatus from being modified by sliding. of the body of revolution 13 on the surface 15 in the event that lubricant from the ball bearing 5 reaches this surface.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiment shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications are not inconsistent with the purpose of each of the following claims.