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Multiplicateur de vitesse à cônes de friction
La présente invention se réfère aux multiplicateurs de vitesse à cônes de friction, et plus spécialement à ceux dans lesquels l'arbre conduit tourne à une vitesse beaucoup plus élevée que celle des moteurs courants. Tel est par exemple le cas pour les broches de certains séparateurs centrifuges.
Des multiplicateurs de ce genre ont été réalisés de diverses manières, mais sans résultats réellement satisfaisants.
Suivant l'invention, deux cônes rigides sont en contact dans un bain d'huile, et le cône menant, susceptible de se déplacer suivant son axe, est poussé contre le cône mené, d'une part, en fonction du couple moteur, par un accouplement à réaction axiale qui le relie à l'arbre moteur, et, d'autre part, en fonction de sa vitesse propre, par une réaction axiale qu'il provoque de la part de l'huile du bain.
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Le surcroît de poussée résultant de la réaction de l'huile assure pendant la marche, l'adhérence des deux cônes. Il est obtenu sans réaction longitudinale sur l'arbre moteur.
Mais, la réaction de l'huile est insuffisante par ellemême pour maintenir l'adhérence entre les cônes. Il s'ensuit que, lorsqu'on interrompt la commande, et que l'accouplement à réaction axiale cesse par suite d'exercer sa part de poussée, l'adhérence cesse d'être suffisante, et le grand cône s'arrête, ainsi que l'arbre moteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, appliquée à la commande du rotor d'une centrifugeuse.
La fig. 1 est une coupe verticale par l'axe.
La fig. 2 montre un détail, en perspective, à une plus grande échelle.
La fig. 3 montre de même un autre détail.
Les fig. 4 et 5 sont deux vues schématiques, se rattachant à la précédente.
Dans l'exemple choisi, la broche 1 de la centrifugeuse doit tourner à 12.000 t/m, sous la commande de l'arbre horizontal 14, qui peut atteindre une vitesse de 2. 800 t/m. La broche 1 est montée élastiquement, dans le sens vertical et dans le sens horizontal, à la manière connue. La broche 2, portant le petit cône mené 3, tourne dans un roulement à aiguilles 4 et repose sur une butée à billes 5'. Elle est accouplée à la broche 1 par l'intermédiaire d'un ressort 6,, qui permet de désolidariser la broche 2 des vibrations de la broche 1.
Le cône 3 est destiné à être entraîné par une surface conique que présente sur le pourtour d'une de ses faces un plateau 7. Tel que représenté, ce plateau est en une seule pièce avec son arbre 8. Celui-ci tourne dans des roulements à aiguilles ou à rouleaux 9. L'ensemble: arbre 8 et plateau 7 peut donc se déplacer axialement. Sur la face opposée à celle qui porte la surface
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conique d'entraînement, le plateau 7 présente une série de surfaces inclinées 7', réparties autour de l'arbre 8 (fig.2). Ces surfaces peuvent être obtenues par exemple par fraisage.
Le cône 3 et le plateau 7 viennent en contact dans un bain d'huile que renferme un carter. Quand le plateau 7 tourne, ses surfaces inclinées 7' provoquent, de la part de l'huile du bain, une réaction axiale, fonction de la vitesse du dit plateau, et qui est dirigée vers le cône 3.
Ltarbre 8 du plateau 7 est relié à l'arbre d'attaque 14 par l'intermédiaire d'un accouplement à réaction axiale. Celui-ci comprend une cage 11', portée par une queue centrale 11 s'engageant dans un alésage axial de l'arbre 8. La cage 11' est liée à l'arbre 8, en ce qui concerne la rotation, par une goupille 12.
L'arbre 14 est monté dans des roulements à billes 15-, à gorge profonde, capables de supporter une certaine poussée axiale.
Le tout est monté dans le flasque 16. Ce dernier est centré et fixé sur le bâti, avec interposition de cales 17, dont l'épaisseur est choisie au montage.
Sur l'extrémité interne de l'arbre 14 est vissée une douille-écrou à collerette 18. Cette douille-écrou est bloquée sur l'arbre 14 par une contre-vis 19. Elle sert à la fois à maintenir en place les roulements à billes 15 et à supporter une pièce annulaire 13. Une pièce identique 130 est fixée au fond de la cage 11'
Comme le montre la fig.3, les pièces 13 et 130 présentent, sur,leur face libre, une série de rampes hélicoïdales 131.
Des billes 20, en nombre égal à celui des rampes hélicoïdales de chacune des pièces 13 et 130, sont interposées entre ces pièces.
Elles sont maintenues par la cage 11' autour de la douille- écrou 18.
A 1 arrêt, les deux pièces 13 et 130 sont rapprochées au maximum, '.'et les billes 20 sont à la naissance des rampes héli- coïdales (fig. 4). Quand on met en route (fig.5), la pièce 13 se déplace d'abord angulairement par rapport à la pièce 130, les billes roulent vers le haut des rampes, elles exercent sur la piè-
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ce 130 un effort axial qui se traduit par une poussée du plateau 7 contre le cône 3. Cette poussée croit avec le couple résistant.
Par l'effet des surfaces 7', la rotation du plateau 7 provoque, de la part de l'huile, une réaction axiale qui se traduit par un surcroît de poussée du plateau 7 contre le cône 3. Ce surcroît de poussée est fonction de la vitesse du plateau 7. Il est obtenu indépendamment de l'arbre d'attaque 14, qui n'a donc à supporter aucune réaction supplémentaire, de ce chef.
Quand on interrompt la commande de la machine, la poussée axiale résultant du couple moteur cesse de s'exercer. La poussée due à la réaction de l'huile sur le plateau 7 est insuffisante pour assurer l'adhérence entre le cône 5 et le plateau 7. Il s'ensuit que celui-ci s'arrête, ainsi que l'arbre 14.
Le roulement supérieur 21 de la broché 1 est graissé par l'huile projetée par le plateau 7. Une collerette 22 empêche l'huile d'aller au-delà. Le niveau du bain d'huile dans lequel le cône 3 et le plateau 7 viennent en contact est maintenu vers la hauteur maximum compatible avec l'absence de fuites autour de l'arbre 14.
Une jauge 23 permet de surveiller ce niveau.
L'arbre 14 pourrait être celui d'un moteur électrique dont la carcasse serait accolée directement au carter de la machine.
D'ailleurs, l'invention n'est nullement limitée à ce qui est décrit et représenté, mais peut donner lieu à des variantes.
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