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Dispositif de bourrage pour éléments rotatifs.
Dans les accouplements à glissement dans lesquels la matière en poudre ou la matière analogue formant l'agent de transmission de force motrice de l'accouplement est enfermée dans une chambre prévue entre un organe d'accouplement intérieur, pourvu de palettes pour venir en prise avec la matière, et un organe d'accouplement extérieur monté de façon à pouvoir tourner sur l'organe intérieure il est nécessaire d'effectuer une obturation âtanohe entre cet organe et les surfaces de palier des organes d'accouplement, d'une part pour empêcher la matière en poudre de se frayer un chemin de la chambre vers les surfaces de palier pour endommager ces dernières, d'autre part pour empêcher le lubrifiant venant des surfaces de palier de pénétrer
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dans la chambre pour se mélanger avec la matière en poudre,
ce qui rend cette dernière plus ou moins impropre à son but.
Jusqu'à présent, en vue d'obtenir cet effet d'étanchéité, des anneaux de bourrage en feutre ont été généralement employés; ils étaient disposés de façon à présenter des surfaces de fonctionnement situées sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'accouplement et ils étaient dimensionnés de façon à être comprimés axialement dans une certaine mesure lors du montage de l'accouplement. Comme toutefois le feutre est une matière d'élasticité et de densité très variables, il est à remarquer que des anneaux de bourrage ayant des dimensions extérieures égales he préaentent pas toujours la même, ni approximativement la même densité, et il est par conséquent nécessaire, lors du montage des accouplements,
de veiller à ce que des anneaux ayant la densité convenable soient obtenus. Ceci peut être seulement réalisé par une opération d'essai et il peut ainsi arriver que plusieurs anneaux de bourrage doivent être rejetés avant qu'on eentrouve un ayant la densité convenable. Cette méthode implique une perte de temps et une perte de 'matière.
Si l'on suppose que l'on introduit le premier anneau de bourrage qui s'offre et qui, à l'état non comprimé, présente des dimensions convenables, il peut arriver que l'anneau est trop fortement comprimé lors du montage de l'accouplement ou trop faiblement comprimé.Dans le premier cas il en résulterait un grand frottement avec production de chaleur et risque de détériorer l'anneau dont l'action d'étanbhéité disparaîtrait alors, tandis qu'en cas d'anneaux d'étanchéité trop faiblement comprimés, l'effet d'étanchéité serait insuffisant depuis le commencement.
En outre, l'anneau d'étanchéité trop fortement comprimé, spécialement s'il est employé conjointement avec des accouplements destinés à de petitea valeurs de force motrice, pourrait mettre en danger le fonctionnement de l'accouplement et en tout cas une perte relativement grande de force motrice en résulterait. Lorsqu'on
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emploie des bourrages bien connus en feutre, une compression supplémentaire non désirée de l'un ou l'autre des anneaux de bourrage peut se produire par le fait que l'accouplement est soumis à des forces tendant à déplacer un organe d'accouplement axialement par rapport à l'autre, et en pareil cas les mêmes inconvénients que ceux mentionnés ci-dessus peuvent apparaître, même sd les anneaux de bourrage avaient la densité convenable lors du montage.
D'autres dispositifs de bourrage bien connus sont bsés de même sur l'idée de soumettre la matière de bourrage à une pression dirigée axialement ou sensiblement axialement, qui n'est toutefois pas produite par l'action des éléments rotatifs eux-mêmes après le montage, mais est produite par des moyens sé, parés. Ces moyens peuvent fréquemment être établis de façon à permettre un réglage de la pression sur le dispositif de bourrage comme on le désire.
Ceci peut se faire soit en soumettant le bourrage à l'action d'un presse-étoupe qui peut être dépla- cé axialement au moyen d'une vis, ou en soumettant le bourrage à une pression axiale procurée par des ressorts d'un genre approprié quelconque, de préférence des ressorts en hélice, ce qui procure un serrage automatique du bourrage au fur et à mesure que la matière de bourrage s'use. Une combinaison de ces deux dispositifs peut parfois être employée.
Dans tous les dispositifs décrits ci-dessus, la pression axiale est employée à la fois lorsque la surface utile du bourrage est située dans un plan perpendiculaire à l'axe de ltaccouplement et lorsque la surface utile est placée coaxialement. Tous ces dispositifs de bourrage bien connus qui exercent une pression d'étanchéité définie au réglable ont toutefois l'inconvénient qu'ils nécessitent un espace relativement grand et, en règle générale, peuvent rendre étanche seulement dans une direction.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif de bourrage du type exerçant une pression d'étanchéité définie, qui n'exige pas un plus grand espace de celui nécessai-
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re pour un autre bourrage du type usuel et qui en outre agit efficacement dans les deux directions d'étanchéité. Le dispo- sitif de bourrage suivant la présente invention diffère en principe de ceux déjà. connus par le fait que dans le premier dispositif mentionné, la matière de bourrage est soumise à une pression de ressort agissant radialement qui est automa- tiquement maintenue sensiblement constante, jusqu'à ce que la matière de bourrage soit usée dans une mesure telle qu'elle nécessite le remplacement.
Spécialement dana le cas d'accou- plements à glissement utilisant une matière pulvérisée comme agent de transmission de force, le dispositif de bourrage sui- vant la présente invention permet l'emploi d'une matière de bourrage qui, contrairement aux bourrages de feutre mention- nés, n'est pas affecté par un échauffement intense auquel la matière de bourrage peut être soumise. Un autre avantage du dispositif de bourrage suivant la présente invention consiste en ce qu'un déplacement axial relatif des éléments rotatifs entre lesquels le bourrage est inséré ne provoque aucune aug- mentation de compression de la matière de bourrage et par con- séquent ne produit pas d'augmentation de frottement.
Le dispositif de bourrage suivant la présente invention comprend un anneau de bourrage et anneau élastique fendu venant en prise avec l'anneau de bourrage pour soumettre celui-ci à une pression radiale dirigée vers l'intérieur ou vers l'exté- rieur, en vue de presser l'anneau de bourrage contre les sur- faces de bourrage des éléments rotatifs respectifs, l'anneau de bourrage ayant, du coté opposé à l'anneau élastique, deux surfaces actives formées comme des parties annulaires de sur- faces coniques qui se rencontrent par leurs bords inférieurs suivant une ligne circulaire située dans un plan perpendiculai- re à l'axe de rotation des éléments rotatifs.
Le dispositif de bourrage suivant la présente invention va maintenant être décrit sous une de ses formes préférées avec référence aux dessins annexés dans lesquels le bourrage
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est représenté appliqué à un accouplement . glissement utili- sant un agent de transmission de force pulvérisé. Il est à re- marquer toutefois que l'invention n'est pas limitée à cet em- ploi mais peut être appliquée partout où il est désiré d'ef- fectuer une étanchéité entre des éléments rotatifs au moyen d'un dispositif exigeant peu de place et capable de rendre é- tanche dans une direction, lorsqu'on désire empêcher une aug- mentation de compression de la matière de bourrage telle qu'el le se produirait autrement par suite d'un déplacement axial relatif des éléments rotatifs l'un par rapport à l'autre.
Dans les dessins, la fig. I est une coupe axiale d'un accouplement à glissement du type spécifié ci-dessus, pourvu de deux dispositifs de bourrage suivant l'invention. La fig.
2 est une vue en élévation de côté d'un dispositif de bour- rage. La fig. 3 est une vue de détail perpendiculairement à l'axe de l'accouplement d'une partie de l'anneau élastique d'un dispositif de bourrage de grandes dimensions. La fig. 4 montre la fabrication d'un anneau de bourrage.
Sur la fig. I, le chiffre I désigne un moyeu destiné à être attaché à l'arbre de commande. Ce moyeu porte un certain nombre de palettes 2 qui sont représentées aux dessins comme des barres s'étendant axialement, reliées par des bras ra- diaux à une paire de brides annulaires 3 du moyeu. Les par- ties d'extrémité du moyeu, au-delà, des brides 3, forment des surfaces de palier 4 pour recevoir les surfaces de palier cor- respondantes d'une enveloppe en forme de tambour enfermant le moyeu et les palettes, les parois d'extrémité 5 de cette enveloppe étant montées sur les surfaces de palier 4 au moyen de 'marchons 6.
La paroi cylindrique 7 de l'enveloppe peut être établie sous la forme d'une poulie de courroie pour permettre la transmission de force motrice à partir de l'enveloppe, qui représente l'orgahe mené de l'accouplement.
Des passages 8 aboutissant aux surfaces de palier 4 sont prévus pour fournir le lubrifiant. L'enveloppe 5,7 est desti-
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née à être remplie partiellement d'une matière pulvérisée ou. ahalogue, destinée à agir comme agent de transmission de force motrice entre les palettes et l'enveloppe, d'une manière bien connue. En vue d'empêcher la poudre de passer par écrasement de l'intérieur de l'enveloppe vers les surfaces de palier 4, et en vue d'empêcher le lubrifiant de passer des surfaces de palier 4 dans l'enveloppe, on a prévus un bourrage 9 entre chaque bride 3 et la surface d'extrémité opposée de la paroi terminale respective 5 ou, comme le montre le dessin, sur le manchon respec- tif 6.
Par ce moyen les surfaces de palier sont positivement mises à l'abri des détériorations causées par la matière en poudre, et la matière en poudre est de son côté maintenue positivement séparée du lubrifiant, de sorte que ce dernier ne peut pas se mélanger à la poudre et rendre celle-oi plus ou moins impropre à son usage. Cet anneau de bourrage 9 est de section transversale triangulaire ou sensiblement triangulaire, avec sa pointe dirigée vers l'extérieur, de sorte que l'anneau présente deux surfaces actives coniques destinées à venir en prise avec des surfaces coniques correspondantes de la bride 3 et du manchon 6.
Les anneaux de bourrage 9 sont maintenus en prise avec ces surfaces au moyen d'anneaux élastiques fendus 10 placés chacun entre la surface de palier 4 et la surface intérieure cylindrique de l'anneau de bourrage respectif 9.
Le diamètre de l'anneau de bourrage 9 et celui de l'anneau élastique 10 sont choisis de telle façon l'un par rapport à l'autre que l'anneau élastique, lorsqu'il est dans sa position libérée, s'adapte exactement dans l'anneau de bourrage avant que le bourrage ait été introduit dans l'accouplement, de sorte que les deux anneaux forment une construction unitaire, comme le montre la fig. 2, maintenue assemblée par le contact de frottement. Dans cet état, le diamètre de l'anneau de bourrage est un peu plus grand que celui des surfaces coniques de bourrage des organes de l'accouplement, et de même, l'anneau élastique présente un diamètre légèrement plus grand que celui de la surface
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de palier 4.
Il est donc évident que les anneaux élastiques avec les anneaux de bourrage qui les entourent peuvent être places aisément sur les surfaces de palier 4 du moyeu et poussés jusque dans leur position convenable sur celles-ci. Après que ceci a été fait, les parois d'extrémité 5 de l'enveloppe avec leurs manchons 6 sont montées sur les surfaces de palier 4 et poussées vers 1 intérieur sur celles-ci. Dans leur position finale, les manchons 6 comprimeront les anneaux de bourrage dans une mesure telle qu'ils obligeront les anneaux élastiques à se fermer complètement ou à peu près complètement jusqu'à ce qu'ils entourent les surfaces 4 avec un certain jeu suffisant pour permettre au moyeu I de tourner indépendamment des anneaux élastiques, si les anneaux de bourrage 9 étaient obligés de tourner avec le manchon 6 par frottement.
Les anneaux élastiques- fermas 10 exercent dans l'accouplement complet une pression radiale agissant vers l'extérieur sur les anneaux de bourrage, ce qui presse effectivement les surfaces actives de ceux-ci contre les surfaces respectives des brides 3 et des manchons 6. A mesure que les anneaux de bourrage s'usent, les anneaux élastiques s'élargissent, ce qui maintient constamment un bon effet d'étanchéité jusqu'à ce que les anneaux élastiques s'approchent de leur état libéré. C'est seulement lorsque cet état est réalisé qu'un remplacement des anneaux de bourrage doit avoir lieu.
Il est à remarquer que les anneaux élastiques 10 doivent également être dimensionnés en vue de fournir un jeu axial appro prié entre eux et les manchons 6 et les brides 3 de façon qu'avec les organes d'accouplement dans leur position intermédiaire l'un par rapport à l'autre, les anneaux élastiques soient seulement en contact avec les anneaux de bourrage.
Si l'accouplement doit être soumis à des forces tendant à déplacer les orgahes d'accouplement axialement l'un par rapport à l'autre, un des anneaux élastiques 10 agira comme palier de butée après qu'a eu lieu un déplacement qui correspond à ce jeu axial entre les anneaux élastiques et les surfaces de contact
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correspondantes dee manchons et des brides du moyeu.
Comme ces jeux axiaux peuvent évidemment être faits très petits, le déplacement axial relatif des organes d'accouplement n'augmentera pas de façon perceptible le frottement entre ces organes et les anneaux de bourrage.
Dans des accouplements de grandes dimensions, l'intervalle entre les extrémités coupées de l'anneau élastique doit être fait tellement grand qu'il peut se faire que par suite de la compression se produisant à cause du montage du dispositif de bourrage, l'anneau de bourrage soit refoulé dans l'intervalle de manière à rendre le bourrage inutilisable. En vue d'éviter ceci, l'intervalle peut être couvert par une pièce II, représentée à. la fig. 3, qui est attachée à l'anneau 10 d'un côté. de l'intervalle et peut glisser par son extrémité libre sur la surface extérieure cylindrique de l'anneau ou sur une partie entaillée de celui-ci, comme on l'a représenté.
Comme matière pour les anneaux de bourrage on peut employer une matière appropriée résistant à la chaleur, par exemple de l'asbeste convenablement imprégnée ou une matière analogue. A partir de ces matières qui peuvent être obtenues sous la forme de tresses ou de fils, des ébauches pour les anneaux de bourrage peuvent être fabriquées de préférence de la manière représentée à la fig. 4. Au moyen d'un fil d'une épaisseur appropriée, on enroule d'abord un anneau d'un diamètre qui dépend du diamètre de l'anneau de bourrage à fabriquer et autour (le cet anneau, qui est indiqué par le chiffre 12 à la fige 4, le fil est alors enroulé transversalement et l'on veille à ce que les différentes spires soient jointives.
En soumettant cet anneau façonné au préalable à une forte pression dans un moule, on le fait passer de la forme circulaire en coupe transversale, représentée à la fig. 4, à la section transversale triangulaire désirée, par exemple celle représentée à la fig. I.
On a décrit ci-dessus une forme de bourrage dans laquelle
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les surfaces actives coniques des anneaux de bourrage se rencontrent suivant un bord annulaire dirigé vers l'extérieur, l'anneau élastique étant placé à l'intérieur de l'anneau de bourrage. Il est à remarquer toutefois que la disposition peut également être renversée, c'est à dire que le bord de l'anneau de bourrage peut être dirigé vers l'intérieur et que l'anneau élastique peut entourer l'anneau de bourrage.
Dans ce dernier cas, l'anneau élastique peut être mis sous tension par élargissement de celui-ci sous l'action de la pression exercée par l'anneau de bourrage lorsque ce dernier est mis en place définitive.
R e v e n d'i cations .
- ;-;-;-;-;-;-;-;-;-;-;I/ Un dispositif de bourrage pour éléments rotatifs, caractérisé en ce que le dispositi¯f de bourrage comprend un anneau de bourrage et un anneau élastique fendu venant en prise avec cet anneau de bourrage pour exercer une pression radiale dirigée vers l'extérieur ou vers l'intérieur sur celuiai, en vue de presser les surfaces actives de l'anneau de bourrage contre les surfaces correspondantes de ces élé mehts, l'anneau de bourrage ayant, sur son côté opposé à l'anneau élastique, deux surfaces actives formées comme des parties annulaires de surfaces coniques qui se rencontrent avec leurs bords inférieurs suivant une ligne circulaire située dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation des àléments rotatifs.