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La présente invention est relative aux vibra- teurs, en particulier aux vibrateurs à immersion, ayant une grande puissance de sortie, c'est-à-dire une grande force centrifuge et une grande amplitude de vibration, et du genre comportant un moteur d'actionnement ayant un sta- tor et un rotor et un générateur de vibrations actionné par ledit moteur et capable d'engendrer des vibrations de rotation d'une fréquence correspondant directement à la vi tesse du moteur d'actionnement, ledit générateur de vibra- tions étant relié au stator dudit moteur d'une façon telle que ce dernier est forcé de participer aux mouvements os- cillatoires du générateur de vibrations et de transmettre lesdits mouvements à son tour au rotor par les paliers de rotor.
Dans des vibrateurs de ce genre qui d'habitude ont le moteur d'actionnement et le générateur de vibra- tions enfermés dans un carter commun ou supportés par un support commun oscillant plus ou moins librement, il est clair que les paliers de rotor du moteur d'actionnement sont soumis à de sérieux efforts, étant donné que le ro- tor sert de masse amortisseuse de vibrations laquelle en outre par suite de sa rotation, fait.montre d'un effet gyrostatique marqué.
La présente invention a pour objet principal de 'prévoir une diminution de la charge ou pression sur les paliers de rotor dans de tels' vibrateurs, dans lesquels ledit rotor, comme décrit, n'est pas directement influen- cé par les vibrations engendrées, et simultanément une puissance de sortie accrue du vibrateur par-élimination de l'amortissement des vibrations provoquées par le rotor.
Le vibrateur selon l'invention est caractérisé principalement par le fait que le rotor du moteur d'ac-
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tionnement a un centre de gravité excentrique, ce qui est de préférence produit au moyen de poids excentriques sépa- rés réglables montés sur l'arbre du rotor, le déplacement du centre de gravité du rotor étant d'une nature telle que le rotor lui-même sera obligé de vibrer de façon sensible- ment synchrone avec le stator sur lequel agit le générateur de vibrations. En d'autres mots, le rotor est forcé ou obligé d'exécuter un mouvement vibratoire de rotation le- quel est essentiellement en accord avec celui du stator, ce par quoi la pression sur les paliers de rotor sera sen- siblement constante et indépendant des mouvements vibratoi- res.
L'invention revêt une valeur spéciale dans de tels vibrateurs du genre auquel on s'est référé qui sont équipés avec un générateur de vibrations comprenant un or- gane d'actionnement rotatif couplé directement au rotor du moteur d'actionnement, ledit organe, qui peut être équili- bré en lui-même, étant adapté pour imprimer klors de sa rota- tion, à un corps roulant de préférence sphérique, un mou- vement de roulement, le long d'un chemin de roulement cir- culaire qui entoure l'arbre d'actionnement et est relié rigidement au stator du moteur d'actionnement.
L'inven- tion peut cependant être également appliquée dans des cas où le générateur de vibrations comporte un élément vibra- teur rotatoire non équilibré ou déséquilibré qui est relié au rotor du moteur d'actionnement d'une façon telle que des vibrations peuvent à peine être transmises directement à ce dernier, l'élément vibrateur étant dans ce cas monté dans des paliers séparés des paliers de rotor, de telle sorte que les vibrations engendrées sont transmises prin- cipalement à une partie du générateur de vibrations qui est reliée rigidement au stator du moteur d'actionnement.
Afin de faciliter la compréhension de l'inven-
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tion, il va être maintenant décrit un mode de réalisation préféré de celle-ci, l'invention n'étant pas cependant li- mitée à ce mode particulier. La forme de construction qui a été représentée sur le dessin annexé représente un vi- brateur à immersion ayant une grande puissance de sortie et uhe grande amplitude de vibration, ledit vibrateur étant spécialement prévu pour être utilisé pour les gros travaux de béton, telle que la construction de barrages. Dans ce dessin, la figure 1 est une coupe longitudinale par la par- tie active du vibrateur, tandis que les figures 2,3 et 4 montrent des sections transversales faites respectivement selon 2-2,3-3 et 4-4 figure 1.
Le vibrateur représenté consiste en un carter extérieur 1 divisé en un certain nombre de sections et mon- té à l'extrémité d'un long arbre tubulaire 2, dont l'autre extrémité est munie d'une poignée (non représentée). L'ar- bre 2 renferme les conducteurs électriques nécessaires pour alimenter le vibrateur. Contre l'arbre 2 est monté un moteur électrique dans le carter 1, dont le stator 3 est relié rigidement au carter 1, son rotor 4 étant supporté dans des paliers-de, rotor 5 disposés dans le carter.
L'ar- bre de rotor 6 présente une forme de.ciseau à son extrémi- té éloignée de l'arbre 2 et pénètre à l'intérieur d'une rainure diamétrale 7 pratiquée dans l'extrémité d'un arbre d'actionnement $ attenant lequel est disposé dans le pro- longement de l'arbre de rotor 6 et supporté par des pa- liers de l'organe d'actionnement 9 séparés des paliers de rotor 5. L'extrémité en forme de ciseau de l'arbre de ro- tor 6 constitue ur genre d'accouplement à griffes avec la rainure diamétrale 7 de l'arbre d'actionnement 8, ce qui permet au rotor 4 d'actionner l'arbre d'actionnement 8 di- rectement, mais en général empêche la transmission de tous - autres que des mouvements purement rotatoires entre les
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deux arbres 6 et 8.
L'arbre d'actionnement 8 est formé d'un organe ou accessoire ayant sensiblement !une forme de coupe appro- ximativement au milieu de sa longueur lequel organe entou- re une lourde boule 11 roulant le long d'un chemin de rou- lement circulaire 12 lors de la rotation de l'arbre d'ac- tionnement. Le chemin de roulement 12 est relié rigide- ment au carter 1 et par suite du mouvement de roulement de la boule 11, à la fois le chemin de roulement et le carter 1, et par conséquent le stator 3 du moteur d'actionnement, sont mis en mouvement oscillant rotatoire ou vibration.
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L'organe 10 peut être équilibré par rapport à l'arbre d'actionnement 8 mais!afin d'augmenter l'ampli- tude des vibrations engendrées il a été trouvé préférable de munir les deux extrémités dudit organe de poids excen- triques réglables 13 et de construire l'organe 10 de telle façon qu'il soit déséquilibré en , .lui-même ! et qu'il ait son centre de gravité déplacé vers le point sur le chemin de roulement contre lequel repose la boule ll(voir figure 2).
Au moyen des poids excentriques réglables 13, lesquels peuvent être bloqués en différentes positions angulaires grâce aux vis 14 ou analogues, il est possible de modifier le déséquilibre de tout l'organe d'actionnement somme dési- ré, de telle façon que l'amplitude du vibrateur peut être changée à l'intérieur de certaines limites.
Il est clair que dans la forme de construc- tion représentée, le rotor 4 du moteur d'actionnement exer- cera un effet amortisseur sur le travail du vibrateur, dû pour sa plus grande partie à son effet gyrostatique, étant donné que par suite de la liaison rigide du stator 3 avec le chemin de roulement 12 vibrant fortement et les paliers 9 pour l'organe d'actionnement déséquilibré ou non équilibré, les parties vibrantes tendront également
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à imprimer au rotor 4 un mouvement vibratoire correspon- dant. Il en résultera une sérieuse charge ou pression sur les paliers de rotor 5, si l'on ne prenait pas de précau- tions spéciales et en conséquence l'arbre de rotor 6 du mo- teur d'actionnement est muni, comme représenté, de poids excentriques réglables 15 et 16 à ses deux extrémités.
Grâce aux poids excentriques réglables qui peuvent être mutuellement bloqués dans les positions désirées au moyen des vis 17 ou organes de blocage analogues, il est égale- ment possible d'imprimer un mouvement vibratoire au rotor 4 synchrone de celui ou stator 3 et du mouvement vibratoi- re des autres parties du vibrateur. De cette façon, non seulement la charge ou pression sur les paliers de rotor 5 est diminuée, mais en même temps la propriété d'amortis- sement de vibration du rotor est éliminée de sorte que la puissance de sortie vibratoire totale est augmentée.
Il est clair que les poids excentriques 15 et 16 peuvent également être utilisés pour répartir l'ampli- tude sur toute la longueur du vibrateur à immersion. Par suite du déséquilibrage de l'organe d'actionnement dans la partie génératrice de vibrations du vibrateur, on ob- tient également une diminution similaire de la pression sur les paliers 9, naturellement, mais cela ne ressort pas de la même façon, étant donné que dans l'effort pour obte- nir des amplitudes élevées en général, il est préférable de surdimensionner considérablement les poids excentriques 13 de l'organe d'actionnement et d'augmenter ainsi l'ampli- tude de vibration maximum du vibrareur considéré comme un tout. La répartition de l'amplitude dans le vibrateur peut également être modifiée à l'aide des poids excentri- ques 13.
Il n'est naturellement pas nécessaire d'em- ployer des poids excentriques réglables comme représenté,
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car le déplacement désiré du centre de gravité du rotor du moteur d'actionnement peut naturellement être obtenu en construisant le rotor lui-même déséquilibré, et pour autant que l'organe d'actionnement soit équilibré, il peut évidemment être relié de façon rigide au rotor 4 du moteur d'actionnement, de telle sorte que, avec le rotor, il for- me un ensemble rotatoire rigide lequel est supporté seu- lement dans deux paliers. Egalement dans de tels cas, l'organe d'actionnement peut être muni de petits poids ex- centriques, de telle sorte qu'il est obligé de vibrer syn- chroniquement avec le rotor intentionnellement déséquili- bré.
REVENDICATIONS 1 Un vibrateur, particulièrement un vibràteur à immersion, du genre comprenant un moteur d'actionnement ayant un stator et un rotor et un générateur de vibrations actionné par ledit moteur et capable d'engendrer des vi- brations rotatoires d'une fréquence correspondant directe- ment à la vitesse du moteur d'actionnement, ledit généra- teur étant relié au stator dudit moteur de telle façon que ce dernier soit forcé de participer au mouvement oscilla- toire du générateur de vibrations et de transmettre les- dits mouvements à son tour au rotor par les paliers de rotor, caractérisé en ce que le rotor du moteur d'action- nement a un centre de gravité excentrique, ce qui est de préférence obtenu au moyen de poids excentriques réglables séparés montés sur l'arbre de rotor,
'le déplacement du centre de gravité du rotor étant d'une nature telle que le rotor lui-même sera obligé de vibrer sensiblement synhhro- niquement avec le stator sur lequel agit le générateur de vibrations.
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The present invention relates to vibrators, in particular to immersion vibrators, having a great output power, that is to say a great centrifugal force and a great amplitude of vibration, and of the kind comprising a motor of vibration. actuation having a stator and a rotor and a vibration generator actuated by said motor and capable of generating rotational vibrations of a frequency corresponding directly to the speed of the actuating motor, said vibration generator being connected to the stator of said motor in such a way that the latter is forced to participate in the oscillatory movements of the vibration generator and to transmit said movements in turn to the rotor through the rotor bearings.
In vibrators of this kind which usually have the driving motor and the vibration generator enclosed in a common housing or supported by a common support oscillating more or less freely, it is clear that the rotor bearings of the motor actuation are subjected to serious stresses, since the rotor serves as a vibration damping mass which furthermore, as a result of its rotation, exhibits a marked gyrostatic effect.
The main object of the present invention is to provide a decrease in the load or pressure on the rotor bearings in such vibrators, in which said rotor, as described, is not directly influenced by the vibrations generated, and simultaneously increased output power of the vibrator by eliminating vibration damping caused by the rotor.
The vibrator according to the invention is characterized mainly by the fact that the rotor of the acceleration motor
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operation has an eccentric center of gravity, which is preferably produced by means of separate adjustable eccentric weights mounted on the rotor shaft, the displacement of the rotor center of gravity being of such a nature that the rotor itself. even it will be forced to vibrate substantially synchronously with the stator on which the vibration generator acts. In other words, the rotor is forced or forced to perform a rotational vibratory movement which is essentially in accord with that of the stator, whereby the pressure on the rotor bearings will be substantially constant and independent of the pressure. vibratory movements.
The invention has special value in such vibrators of the kind referred to which are equipped with a vibration generator comprising a rotary actuator directly coupled to the rotor of the actuating motor, said member, which can be balanced in itself, being adapted to impart kduring its rotation, to a preferably spherical rolling body, a rolling movement, along a circular raceway which surrounds the 'actuating shaft and is rigidly connected to the stator of the actuating motor.
The invention can however also be applied in cases where the vibration generator has an unbalanced or unbalanced rotary vibrating element which is connected to the rotor of the actuating motor in such a way that vibrations can hardly be transmitted directly to the latter, the vibrator element being in this case mounted in bearings separate from the rotor bearings, so that the vibrations generated are transmitted mainly to a part of the vibration generator which is rigidly connected to the stator of the actuating motor.
In order to facilitate the understanding of the invention
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tion, there will now be described a preferred embodiment thereof, the invention not however being limited to this particular embodiment. The form of construction which has been shown in the accompanying drawing represents an immersion vibrator having a large output power and a large amplitude of vibration, said vibrator being specially designed to be used for large concrete works, such as construction of dams. In this drawing, Figure 1 is a longitudinal section through the active part of the vibrator, while Figures 2, 3 and 4 show cross sections made respectively according to 2-2,3-3 and 4-4 in Figure 1.
The vibrator shown consists of an outer casing 1 divided into a number of sections and mounted at the end of a long tubular shaft 2, the other end of which is provided with a handle (not shown). Shaft 2 contains the electrical conductors necessary to power the vibrator. Against the shaft 2 is mounted an electric motor in the housing 1, the stator 3 of which is rigidly connected to the housing 1, its rotor 4 being supported in bearings, rotor 5 arranged in the housing.
The rotor shaft 6 has the shape of a chisel at its end remote from the shaft 2 and penetrates inside a diametral groove 7 made in the end of an actuating shaft $ adjoining which is disposed in the extension of the rotor shaft 6 and supported by bearings of the actuator 9 separated from the rotor bearings 5. The chisel-shaped end of the shaft rotor 6 constitutes a kind of claw coupling with the diametral groove 7 of the actuator shaft 8, which allows the rotor 4 to actuate the actuator shaft 8 directly, but in general prevents the transmission of all - other than purely rotary movements between
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two shafts 6 and 8.
The actuating shaft 8 is formed from a member or accessory having substantially a cross-sectional shape approximately in the middle of its length which member surrounds a heavy ball 11 rolling along a rolling path. circular 12 during rotation of the drive shaft. The raceway 12 is rigidly connected to the housing 1 and as a result of the rolling movement of the ball 11, both the raceway and the housing 1, and therefore the stator 3 of the actuating motor, are set in rotary oscillating motion or vibration.
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The member 10 may be balanced with respect to the actuating shaft 8, but in order to increase the amplitude of the vibrations generated it has been found preferable to provide both ends of said member with adjustable eccentric weights 13. and to construct the organ 10 in such a way that it is unbalanced in itself! and that it has its center of gravity moved to the point on the raceway against which the ball 11 rests (see figure 2).
By means of the adjustable eccentric weights 13, which can be locked in different angular positions by means of the screws 14 or the like, it is possible to modify the imbalance of the entire actuator as desired, so that the amplitude vibrator can be changed within certain limits.
It is clear that in the form of construction shown, the rotor 4 of the actuating motor will exert a damping effect on the work of the vibrator, due for the most part to its gyrostatic effect, since as a result of the rigid connection of the stator 3 with the raceway 12 vibrating strongly and the bearings 9 for the unbalanced or unbalanced actuator, the vibrating parts will also tend
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to impart to the rotor 4 a corresponding vibratory movement. Serious load or pressure will result on the rotor bearings 5, if special precautions are not taken and consequently the rotor shaft 6 of the operating motor is provided, as shown, with adjustable eccentric weights 15 and 16 at both ends.
Thanks to the adjustable eccentric weights which can be mutually locked in the desired positions by means of screws 17 or similar locking members, it is also possible to impart a vibratory movement to the rotor 4 synchronous with that or stator 3 and the vibratory movement. - re other parts of the vibrator. In this way, not only the load or pressure on the rotor bearings 5 is decreased, but at the same time the vibration damping property of the rotor is eliminated so that the total vibratory output power is increased.
It is clear that the eccentric weights 15 and 16 can also be used to distribute the amplitude over the entire length of the immersion vibrator. As a result of the unbalance of the actuator in the vibration-generating part of the vibrator, a similar decrease in the pressure on the bearings 9 is also obtained, of course, but this does not appear in the same way, given that in the effort to obtain high amplitudes in general, it is preferable to considerably oversize the eccentric weights 13 of the actuator and thus to increase the maximum vibration amplitude of the vibrator considered as a all. The distribution of the amplitude in the vibrator can also be modified using the eccentric weights 13.
It is of course not necessary to use adjustable eccentric weights as shown,
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because the desired displacement of the center of gravity of the rotor of the actuating motor can naturally be obtained by constructing the rotor itself unbalanced, and as long as the actuator is balanced, it can obviously be rigidly connected to the rotor 4 of the actuating motor, so that together with the rotor it forms a rigid rotary assembly which is supported only in two bearings. Also in such cases, the actuator can be provided with small eccentric weights, so that it is forced to vibrate synchronously with the intentionally unbalanced rotor.
CLAIMS 1 A vibrator, particularly an immersion vibrator, of the kind comprising an actuating motor having a stator and a rotor and a vibration generator actuated by said motor and capable of generating rotary vibrations of a direct corresponding frequency. at the speed of the actuating motor, said generator being connected to the stator of said motor in such a way that the latter is forced to participate in the oscillating movement of the vibration generator and to transmit said movements in turn to the rotor by the rotor bearings, characterized in that the rotor of the drive motor has an eccentric center of gravity, which is preferably achieved by means of separate adjustable eccentric weights mounted on the rotor shaft,
the displacement of the center of gravity of the rotor being of such a nature that the rotor itself will be forced to vibrate substantially synchronously with the stator on which the vibration generator acts.
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