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"Perfectionnements aux pompes à engrenages"
Dans la fabrication des fils de soie artificielle par le procédé suivant lequel la solution cellulosique estrefoulée hors de filières à l'aide d'une pàmpe,, il existe dans le métier à filer une série de pompes, une pour chaque filière, et, pour assurer un filage parfait, il est absolument essentiel que chaque pompe débite exac- tement, par unité de temps, la même quantité de solution que l'une quelconque des autres pompes de la série . Il est en outre essentiel que le débit des pompes ne varie @
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pas à toute vitesse donnée .
Lorsque ces conditions ne sont pas remplies, la grosseur des fils obtenus est irré- gulière et donne lieu à des ennuis bien connus de l'homme du métier =, Il s'ensuit que chaque pompe doit être de construction telle et de nature telle qu'elle puisse fonc- tionner pendant un temps considérable sans se détériorer, s'user ou s'obstruer et qu'elle ne doit pas posséder de défauts susceptibles d'occasionner une variation de son débit à une vitesse donnée . Par exemple, sa construction doit être telle qu'elle soit parfaitement lubrifiée et que ses éléments ne soient pas sujets à s'user .
Jusqu'à ce jour, ces conditions n'ont pas été rem- plies complètement dans l'art du filage de la soie arti- ficielle, et la présente invention a précisément pour ob- jet une pompe qui satisfait aux desiderata susmentionnés .
La pompe suivant l'invention est du type à pignons rotatifs et comprend deux pignons droits engrenant entre eux et transférant la solution cellulosique d'un orifice d'admission à un orifice d'échappement en tournant à l'in- térieur d'une boîte ,Ces pignons sont montés sur des ar- bres qui sont exposés à l'extérieur de la boîte . Entre ces pignons et les parties environnantes de la pompe, de même qu'entre les arbres et les coussinets à l'aide des- quels ils sont supportés dans les parois de la boite, on ménage un très petit jeu de façon que, pendant le fonc- tionnement de la pompe, une quantité réglée de la solution passe continuellement autour des pignons en mouvement et le long des arbres et soit refoulée à l'extérieur de la boîte .
Il ne peut par conséquent se déposer sur des piè- ces mobiles aucune solution susceptible de durcir et d'u-
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serainsi les coussinets, les pignons, ou les parois de la boîte .
Les solutions cellulosiques ne sont pas des lubri- fiants efficaces, mais on est obligé de s'en remettre à elles pour lubrifier les pompes de ce genre, Les huiles ou composés lubrifiants sont hors de question car ils corrompraient la solution de filage .
Pour éviter que la solution refoulée autour des coussinets des arbres et à l'extérieur de la boîte de pom- pe ne s'accumule et ne durcisse, des dispositifs de ra- clage sont fixés à la boite de façon que le passage soit maintenu libre en tout temps pour la solution . Ceci cons- titue une caractéristique avantageuse, étant donné que lorsque la pompe est restée au repos pendant quelque temps, toute solution susceptible d'adhérer à l'extérieur de la boîte autour d'un arbre durcirait et obturerait le conduit .
Il est prévu un dispositif spécial permettant d'ac- tionner l'un des arbres de façon flexible, afin que l'ar- bre et son pignon ne soient soumis qu'à un couple de rota.. tion, c'est-à-dire qu'il ne s'exerce pas de pression in- désirable dans d'autres directions .
En outre, pour évi- ter que les arbres soient soumis à des efforts transver- saux comme résultat de l'emprisonnement d'une certaine quantité du fluide entre le sommet d'une des dents d'un pignon et le fond d'un creux séparant deux dents consé- cutives de l'autre pignon au point d'engrènement des deux pignons et éviter que ce fluide soit ainsi soumis à une pression élevée, il est prévu un dispositif spécial, comme il sera expliqué ci-après d'une façon plus détaillée, pour
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permettre l'échappement de ce fluide emprisonné ,
Un mode de réalisation très commode et très pratique de l'invention comportant les détails de construction ap- propriés sera décrit ci-après en se référant au dessin annexé dans lequel :
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une pompe établie suivant l'invention, le plan de coupe étant indi- qué par la ligne 1-1 en figure 2 .
Fig. 2 est une coupe longitudinale faite suivant la ligne 2-2 le la figure 1, c'est-à-dire perpendiculai- rement à cette dernière figure .
Fig. 3 est une élévation fragmentaire de la roue dentée motrice et représente l'accouplement prévu entre cette roue et le pignon commandé interne de la pompe .
Fig. 4 est une élévation de la pompe, en regardant de la droite de la figure 1 .
Fig. 5 est une coupe transversale suivant 5-5 (Fig.
2).
Fig. 6 est une vue de côté à plus grande échelle d'une variante du dispositif permettant au liquide em- prisonné entre les dents engrenantes des pignons complé- mentaires de la pompe de s'échapper .
Fig. 7 est une vue de profil fragmentaire du pi- gnon de la figure 6 .
La-.boîte de la pompe représentée est composée de deux plaques externes 5 et 6, préférablement en fonte, et d'une plaque intermédiaire 7 en acier trempé ou cémen- té . Ges plaques sont juxtaposées et fixées de telle ma- nière que des joints hermétiques sont établis entre leurs faces contiguës . La plaque 7 présente des creusures des-
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tinées à recevoir les deux pignons et 9 ainsi que des ouvertures 10 et 11 servant respectivement à l'entrée et à la sortie de la solution .
Les deux plaques 5 et 6 pré- sentent aussi de préférence près des ouvertures de la pla- que intermédiaire 7 des creusures dont l'étendue est un peu plus grande que l'étendue totale desdites ouvertures et à l'intérieur desquelles sont adaptées des plaques d'u- sure 13 et 14 recouvrant les oreusures de la plaque in- termédiaire . Ces plaques d'usure peuvent être faites d'a- cier trempé ou cémenté (de même que les pignons) et leur rôle est de diminuer l'usure Elles ne sont, du reste, pas absolument essentielles .
La plaque 6 présente une lumière externe 15 de laquel- le part un conduit incliné 16 aboutissant à l'ouverture d'admission 10, ce conduit débouchant dans ladite ouver- ture par un conduit 17 qui traverse aussi la plaque d'usu- re 14 ; la plaque latérale 5 présente une lumière analogue 18 reliée par des conduits 19 et 20 à l'ouverture d'échap- pement 11 .De préférence,les lumières 15-18 sont des conduits qui traversent entièrement les plaques latérales 5 et 6, sont isolés l'un de l'autre par la plaque inter- médiaire 7 (Fig.
1) et sont reliés à des tuyaux d'amenée et d'évacuation du fluide hermétiquement et de toute ma- nière commode ,
Les pignons 8 et 9 sont adaptés aux arbres 21 et 22 qui sont supportés dans les plaques latérales 5 et 6, et ces pignons peuvent, si on le désire, être clavetés en 23 et 24, comme représenté , Des coussinets 25-25 et 26-26 sont préférablement prévus dans les plaques latérales, ces coussinets étant faits d'une matière ayant un faible coef-
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ficient de frottement à l'égard de l'acier, par exemple de métal imprégné d'une grande proportion de graphite .
Les arbres et leurs coussinets traversent les plaques la- térales de part en part et débouchent sur les surfaces externes de ces plaques, constituant ainsi des orifices pour l'échappement et l'écoulement continus de la solu- tion refoulée entre les surfaces contiguës des arbres et des coussinets par l'action de la pompe ,
Les pièces qui sont en contact avec la solution peu- vent être faites d'un alliage d'acier résistant à son action corrosive ou encore garnies d'un revêtement de chrome ou autre métal pour posséder des surfaces résis- tantes , Toutefois, la fonte de fer fine donne d'excel- lents résultats pour la fabrication des plaques latérales 5 et 6, et il en est de même de l'acier à outil ayant su- bi un traitement thermique convenable .
Dans les pompes rotatives du type à engrenage, il est usuel de monter les pignons dans les creusures en se reposant sur leur ajustement précis pour assurer leur maintien en position, des précautions étant prises pour assurer l'étanchéité des arbres de façon que la solution ne puisse pas s'échapper , Aussi l'usure est-elle très rapide et très grande en raison du pouvoir de lubrifica- tion médiocre de la solution ainsi que de l'action d'usu- re qu'elle exerce lorsqu'elle durcit aprèsune période d'inactivité de la pompe , On empêche ici le contact frot- tant des pignons avec les pièces environnantes et, en ré- alisant cet avantage de la suppression du frottement, on obtient aussi une lubrification idéale,
savoir l'écoule- ment continu et réglé de la solution sur des pièces qui
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doivent être graissées par elle .
Toutes les pièces sont fabriquées par des méthodes de précision de façon qu'elles soient ajustées exactement et qu'il ne reste que les très faibles jeux qui sont es- sentiels pour ne permettre que l'écoulement de la quanti- té de solution destinée au graissage .
Les pignons reçoivent une épaisseur légèrement in- férieure -de préférence égale à 0,005 m.m- à celle de la plaque intermédiaire, cette différence pouvant même ne pas excéder 0,0025 mm. Bien que les pignons tournent à une faible vitesse, un jeu de ce genre, tout en assu- rant le courant de solution nécessaire pour le graissage, ne peut pas, sous la pression élevée de la pompe, déter- miner une fuite indésirable, ce qui pourtant ne l'empêche pas de prévenir la stagnation et le durcissement de la solution en tout point atteint par elle .
L'imprégnation des garnitures d'étanchéité par la solution dans les pompes ordinaires et le durcissement qui en résulte des garnitures sont des phénomènes courants , four actionner la pompe, une roue motrice externe 27 est accouplée à l'un des arbres, par exemple à l'ar- bre 21, de façon à actionner le pignon 8 qui engrène avec le pignon 9 et actionne ce pignon . La roue 27 est fixée à un moyeu 28 fait de métal imprégné de graphite et est montée pour tourner autour d'un bossage externe 29 fixé à la plaque 5 smivant l'axe du coussinet de l'arbre 21 .
La teneur en graphite du moyeu 28 rend inutile un grais- sage spécial .
La liaison entre la roue 27 et 1 arbre 21 est éta- blie par un accouplement 30 adapté de façon à pouvoir
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tourner dans le coussinet de l'arbre et présentant, à son extrémité interne, une rainure transversale qui reè çoit un tenon 31 de l'arbre et, à son extrémité externe, un tenon 32 disposé perpendiculairement à la rainure et s'engageant dans une rainure complémentaire d'une bride de clavetage 33 . Cette bride croise l'extrémité daccou- plement, et ses extrémités 34 sont coudées, traversent la roue et sont rivées ou rabattues contre sa face arriè- re . Cette roue est maintenue sur le bossage 29 par une plaque 36 fixée à l'aide de vis 37 à son extrémité et recouvrant le moyeu de la roue . Un trou prévu au centre de cette plaque reçoit l'accouplement 30 .
De cette façon, la roue motrice tourne autour de son propre coussinet rigide mais est accouplée à l'arbre porte-pignon 21 de façon flexible et de telle manière qu'elle exerce sur cet arbre un couple de rotation sans qu'il en résulte aucune tendance à faire dévier l'arbre et le pignon de pompe mon- té sur lui . four empêcher l'accumulation de la solution qui suin- te des extrémités des arbres par suite du traitement de graissage décrit, on prévoit des épaulements 3b, 39 qui embrassent étroitement les extrémités saillantes des ar- bres et qui essuient et raclent leurs surfaces de façon à les débarrasser de toute parcelle de solution suscepti- ble de s'y déposer , Ces épaulements sont appliqués, dans cet exemple, aux extrémités de l'arbre 22 et à la plaque 6 à l'une des extrémités de l'arbre 21 .
uant à l'autre extrémité de cet arbre, c'est la bride de clavetage de la commande flexible représentée qui joue le même rôle en raclant constamment la solution qui suinte du prolongement
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du coussinet situé à l'intérieur du bossage 29 .
Pour permettre l'échappement de toute solution qui serait emprisonnée entre deux dents consécutives d'un pi- gnon et qui serait normalement comprimée par le sommet d'une dent (de l'autre pignon) engrenant avec les deux sus- dites dents au point où les dents des pignons respectifs engrènent complètement, on peut adppter le dispositif des figures 2 et 5 . Des cavités 40 et 41 sont pratiquées dans les faces adjacentes des plaques de la boite de pom- pe ou dans les plaques d'usure, lorsque celles-ci sont prévues, ces cavités débouchant dans la chambre de laquel le part le conduit de refoulement et s'étendant presque jusqu'au point où les dents engrènent complètement .
La solution emprisonnée entre les dents est ainsi refoulée latéralement et contrainte de pénétrer dans les cavités, et comme ces cavités ne vont pas aussi loin que l'admis- sion, on ne court pas le risque que la solution revienne à cette admission . En fait, les cavités se terminent à un point tel que les dents d'engrenage, après qu'elles ont dépassé les cavités, engrènent entièrement et se com- portent à la façon d'un obturateur pour empêcher la solu- tion de revenir à l'admission . De préférence, ces cavités se terminent aussi en deçà du point auquel les dents ont pénétré au maximum, de sorte que, indépendamment de la contre-pression, le liquide emprisonné sera encore soumis à une pression suffisante pour pénétrer dans les jeux des coussinets en vue du graissage .
Un autre procédé permettant de libérer les dents d'engrenage de la solution emprisonnée est représenté dans les figures 6 et 7 . Chaque pignon présente ici des canaux
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inclinés 42 dont chacun part d'une chambre 43 située sur une des faces du pignon et débouchent par une lumière 44 dans un creux de la denture, ce canal s'étandant, de là, dans une direction inclinée, jusqu'à une chambre analogue prévue sur la face opposée du pignon et débouchant dans le creux suivant .
Le liquide emprisonné dans un creux peut ainsi se rendre, par l'intermédiaire du creux suivant, à la chambre de refoulement, avant que celui-ci ait été ob- turé par la dent qui s'y engage..!Jans chaque pignon, ces canaux communiquent avec des creux alternants prévus sur sa même face, et les deux pignons conjugués de la pompe sont disposés de telle sorte que la solution emprisonnée dans les creux intermédiaires s'échappe par des cana.ux analogues de l'autre pignon .
Les plaques externes 5 et 6 doivent être strictement alignées entre elles et rigides et, à cet effet, peuvent être reliées par des barres ou goupilles massives 46 et 47 fixées dans la plaque 6 et s'emboîtant de façon démontable mais précise dans des trous alignés de la plaque 5, ou vice-versa . Lies goupilles et leurs trous sont parallèles aux coussinets, comme peprésenté par la ligne 1-1 de la figure .
ils alignent les coussinets des deux plaques de sorte qu'on ne dépend plus des arbres pour préserver cet alignement , Des vis 48 sont engagées àtravers une des plaques vissées dans des trous taraudés de l'autre plaque pur tirer les plaquer l'une contre l'autre et cons- tituer un joint hermétique entre les plaques externes et intermédiaire . Quand la pompe est assemblée, la disposi- tion des goupilles, des arbres et des coussinets simplifie la mise en position des divers organes selon les jeux dé-
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terminés , Gomme représenté, les extrémités des plaques latérales sont prolongées au delà des extrémités de la plaque intermédiaire, et ces prolongements sont utilisés pour l'adaptation des goupilles ,
Grâce à la construction précédemment décrite, et en apportant des soins et de la précision à la fabrication et au réglage des pièces, on peut établir en série des pompes telles que, après une longue période d'activité, la variation constatée entre les pompes d'une même série montées dans un métier à filer et recevant un mouvement de rotation à la même vitesse soit inférieure à % .
Cette variation est négligeable dans l'art du filage de la soie artificielle et, en outre, la dépense et la perte de temps qu'entraînant les réglages et les essais sont entièrement évités.
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