<Desc/Clms Page number 1>
"Accouplement centrifuge "
Quand il s'agit de transmettre un mouvement rotatoire d'un arbre à un autre et si l'on veut que la transmission soit douce et progressive, on a général ornent recours à un accouplement hy- draulique .
La transmission par accouplement hydraulique a cependant l'inconvénient de nécessiter un temps de mise au régime d'une durée appréciable, d'avoir un faible rendement et de nécessiter, pour des puissances élevées, à cause du faible coefficient de frottement entre le liquide employé et les pièces tournantes solidaires de l'arbre à entraîner, un accouplement de dimensions considérables.
Un autre inconvénient des accouplements hydrauliques con-
EMI1.1
date en ce que les deux éléments de l'accouplement ne sont jamais rendus solidaires entre eux,de sorte que l'élément mené ne peut jamais atteindre la vitesse de l'élément moteur, tandis qu'en régime une partie de la puissance continue à 'être dissipée J.\! .
<Desc/Clms Page number 2>
par frottement pendant tout le fonctionnement.
La présente invention a pour objet un accouplement, de préférence du type centrifuge, semblable aux accouplements hydrauliques pour ce qui ooncerne, dans les très grandes lignes, sa constitution méoanique, ledit accouplement étant caractérisé en ce qu'au lieu d'employer un liquide ou un fluide plus ou moins visqueux pour transmettre le mouvement , on emploie une matière pulvéru- lente ou granulaire.
Dans ses lignes schématiques fondamentales, un accouplement centrifuge selon la présente invention est donc constitué essentiellement d'un élément, de préférence creux, solidaire d'un des arbres (moteur ou mené) et d'un élément solidaire de l'autre,ar- bre, de la matière pulvérulente ou granulaire, par exemple du graphite, étant interposée entre ces deux éléments.
Ladite matière est de préférence choisie de manière que sous l'action de compression exercée par la force centrifuge qui tend à la presser contre les parois périphériques de l'accouplement, elle soit capable de se resserrer, c'est-à-dire de diminuer sensiblement de volume apparent, devenant ainsi plus compacte aux grandes vitesses et offrant de la sorte une résistance de frottement croissant avec la vitesse, de préférence jusqu'au blocage complet de l'accouplement.
Le graphite, qui possède la propriété susdite de se resserrer et de devenir ainsi plus compact lorsqu'il est comprimé, s'est avéré en pratique être une matière particulièrement adéquate; mais l'emploi des autres matières granulaires ou pulvérulentes, au lieu de graphite ou en combinaison avec celui-ci ou mélangées entre elles n'est pas exclu.
Avec l'accouplement selon l'invention, on obtient tous les avantages des accouplements hydrauliques sans cependant en avoir les inconvénients et en obtenant en outre tous les avantages des accouplements rigides pendant le fonctionnement de régime.
La matière pul vérulente ou granulaire peut aussi être mélan- gée avec des liquides.
<Desc/Clms Page number 3>
En pareil cas, le mélange ou suspension peut rester pratique- ment homogène, ou quasiment,à la faible vitesse de démarrage,tandis que la vitesse et la force centrifuge augmentant, le phénomène de précipitation périphérique de la matière solide et son resserre- ment sont renforcées, avec la conséquence que le frottement entre les deux parties de l'accouplement est augmenté jusqu'à leur blo- cage réciproque complet.
Quand l'élément creux est solidaire de 1-'arbre moteur, la ma- tière pulvérulente ou granulaire atteint généralement sa vitesse rotatoire maximum ou son resserrement en un laps de temps rela- tivement court et l'accouplement agira de manière relativement rapide, si, au lieu de cela, l'élém ent creux est solidaire de l'arbre mené, la vitesse de celui-ci augmentera graduellement et par conséquent le démarrage sera plus lent et le blocage sera re- tardé.
L'élément creux ou à boite qui contient la matière pulvéru- lente ou granulaire pourra, enfin, être fixe ou fou, ou d'une maniè- re quelconque, indépendant soit de l'arbre moteur soit de l'arbre mené; dans ce cas, on reliera aux deux arbres deux éléments/de forme convenable quelconque, tournant tous les deux dans ledit élément à botte, qui l'est fixe ou tournera à une vitesse indépen- dante quelconque ou bien sera entraîné par la matière granulaire ou pulvérulllente, qui est entralînée à son tour par les éléments so- lidaires de l'arbre moteur et de l'arbre mené.
Les figures 1 à 15 des dessins ci-annexés .'représentent quelques formes de réalisation préférées de l'accouplement selon l'invention.
La fig. 1 présente schématiquement 9un accuplement selon l'invention dans sa forme la plus simple; dans celle-ci,; 1 est l'arbre moteur : 2. $l'arbre mené; le rotor 3 est solidaire de l'arbre moteur 1, tandis que la boîte cylindrique (carcasse) est solidaire de l'arbre 2; la matière pulvérulente 4 est placée entre les deux. le ;a Par l'effet de la rotation de l'arbre moteur 1, et sous
<Desc/Clms Page number 4>
l'influence de la force centrifuge, la matière pulvérulente 4, par exemple du graphite, se placera à la périphérie de la botte cylindrique 5, en se comprimant au fur et à mesure qu'augmente la vitesse de la bolte; offrant ainsi une résistance de frottement croissant avec la vitesse .
En cela, ladite matière se différencie nettement de toutes les autres matières liquides ou fluides employées dans les accouplements hydrauliques connus, qui ne donnent pas lieu à une augmentation, et même produisent dans quelques cas une diminution du coefficient de transmission.
Pour obtenir une meilleure adhérenceentre les deux parties mobiles, c'est-à-dire la botte et le rotor, la botte peut être munie d'un certain nombre de diaphragmes (fig. 2 à 8) qui sont interposés entre des disques, en nombre correspondant, solidaires de l'autre arbre . De cette manière,il est possible d'augmenter à volonté la superficie de frottement sans exagérer les dimensions totales d'encombrement de l'accouplement.
Toujours selon l'invention, il est encore prévu,dans les disques et dans les diaphragmes (fig. 2 à 5) , des forures ou trous par lesquels la matière pulvérulente qui tend à devenir de plus en plus compacte à mesure qu'augmente la vitesse de rotation est entraînée et retenue par les surfaces forées agissant sur elle, non seulement par frottement superficiel, mais aussi par une espèce d'entraînement de celle-ci, qui tend à se comprimer entre les surfaces intérieures des trous en un seul bloc , renforçant ainsi l'action réciproque d'entraînement des disques et des diaphragmes.
Comme on l'a déjà indiqué plus haut, on se sert de graphite comme étant la matière la plus propre à atteindre le but visé.
Les trous pratiqués dans les disques et dans les diaphragmes seront de préférence évasés en sens contraire l'un de l'autre (fig. 6 et 7) dans le but de pourvoir à un transfert continu du graphite d'une chambre à l'autre, afin d'obtenir une distri- bution uniforme de celui-ci dans toutes les chambres et une
<Desc/Clms Page number 5>
augmentation de la possibilité de transmission du couple.
Cette dernière fonction est renforcée si les trous plutôt que d'avoir la superficie totalement évasée l'ont seulement partiellement, affectant ainsi la forme tronconique sur une certaine distance et cylindrique pour le reste. La partie cylindrique présente une superficie qui s'oppose grandement à la rotation, ce qui est toèt à l'avantage de la transmission du couple.
Les trous et les évasements seront de préférence distribués de manière que leurs effets se compensent; leur nombre, leur diamètre et la grandeur de l'évasement dépendront des caractéristiques que l'on veut obtenir.
Enfin, il est possible, toujours selon l'invention, de réaliser la partie conductrice de l'accouplement par rapport à la partie conduite, de manière qu'elles soient indépendantes l'une de l'autre, en ce sens qu'il leur soit permis de se mouvoir réciproquement, outre dans le sens rotatoire, aussi dans lessens angulaire, radial et axial (fig. 4), tout en laissant cependant la machine à laquelle les deux éléments sont reliés complètement libre et seulement accouplée, avec une certaine élasticité, par le moyen de transmission enfermé (graphite ou autres produits similaires ).
La flexibilité propre des disques et des diaphragmes permet l'élasticité des divers mouvements quand les disques ou diaphragmes s'appuient sur les couches de graphite en exerçant une compression latérale qui absorbe le graphite en excès d'un coté des chambres ou des creux pour le faire passer de l'autre. pendant la rotation, la force centrifuge projette à la périphérie le graphite, qui, en se comprimant, constitue, par frottement,un lien de solidité variable entre les disques et les diaphragmes, de sorte qu'il s'établit une transmission du couple en fonction de la vitesse, du diamètre et du nombre des disques.
Des expériences et des réalisations pratiques ont démontré que l'accouplement centrifuge à graphite ouà autre matière simi @
<Desc/Clms Page number 6>
laire peut fonctionner pendant des périodes de temps très pro- longées avec un glissement encore notable entre l'arbre conduit et l'arbre conducteur.
Dans un accouplement diamens@onné et taré pour la transmis- sion d'un couple donné, à une vitesse donnée, un ralentissement jusqu'à une vitesse minime . de l'arbre conduit donne lieu à une diminution plus grande (fonction non linéaire) de la valeur du couple transmis , ce qui fait qu'en appliquant à l'arbre conduit une résistance relativement petite on peut le freiner totalement et obtenir ainsi la condition que l'arbre conducteur soit en mouvement et que l'arbre conduit soit arrêté.
L'accouplement acquiert ainsi la propriété de fonctionner. par friction, ce qui rend possible l'accouplement entre la machine motrice et la machine conduite, avec une extrême douceur et d'une façon progressive.
En effet, le ralentissement du moteur à un quart, ou un cinquième de sa vitesse de régime, affaiblit dans l'accouplement la structure en anneau circulaire périphérique du graphite, de sorte que le glissement entre les deux parties de 1'accouplement provoque la rupture de l'anneau, le rétablissement de son état pulvérulent et la diminution de la résistance de frottement comme lien de transmission du couple.
Toutefois, le glissement provoque une certaine production de chaleur qui est dispersée à travers les surfaces rayonnantes dont est constitué le corps externe de l'accouplement .
Toujours selon l'invention, pour favoriser la dispersion de la chaleur, le corps externe de l'accouplement est muni d'ai- lettes (fig. B) qui constituent des surfaces d'irradiation effi- caces de la chaleur mais ne créant pas une résistance excessive à la rotat ion.
Un autre perfectionnement,objet de la présente demande de brevet, est constitué par l'application d'ailettes centrifugean-
EMI6.1
tes sur les disques (fig. 10 à 15). En effet, si un p2vreil aacouplement est monté sur la machine de manière que la botte soit j Il
<Desc/Clms Page number 7>
reliée à l'arbre conducteur , tandis que les disques sont reliés à l'arbre conduit, la transmission de la puissance s'effectue en un temps plus court, c'est-à-dire avec un glissement moindre, parce que la botte a en général une action centrifugeante plus grande que les disques, ce qui favorise le resserrement du graphite vers la périphérie.
Vice versa, si l'on relie les disques à l'arbre moteur et la botte à l'arbre conduit, les disques ayant une action oentri- fugeante moindre, le glissement est plus grand et, par consé- quent, il faut plus de temps pour que l'arbre conduit atteigne la vitesse de régime.
Pour éviter cet inconvénient, il est prévu, selon le perfectionnement, d'appliquer des ailettes centrifugessees sur les disques, ailettes qui pourront avoir un profil quelconque,par exemple rectiligne, spiral etc.
En particulier, chaque disque pourra affecter la forme d'un rotor pour pompe centrifuge.
Pour plus de clarté, ce qui a été dit en termes généraux va être mieux illustré ci-après avec référence aux diverses formes de réalisation représentées sur les dessins ci-annexés.
Les figures 2 à 5 représentent un accouplement articulé à diaphragmes et disques multiples. Sur ces figures, la botte 5 reliée à l'arbre 2 présente le diaphragme 5' interposé entre les deux disques 3 et 3' reliés à l'arbre 1. Une pareille disposition disques multiples et à diaphragmes interposés permet une plus grande adhérence des deux parties en contact mutuel (du fait que la superficie de friction est plus grande) sans exagérer les dimensions de l'accouplement.
Naturellement, le nombre des diaphtagmes 5' et celui des disques 3,3 ' pourront être augmentés à volonté. Les disques et les diaphragmes sont en outre perforés (trous 6 et 7) , et les trous, comme représenté aux figures 6 et 7, sont évasés dans la partie 83 et cylindriques dans la partie 8'. Les evasements 8 sont situés alternativement d'un côté et de l'autre du diaphragme ou du
<Desc/Clms Page number 8>
disque, pour favoriser le passage du graphite d'une chambre à l'autre. Depareils évasements peuvent s'étendre à toute la largeur du trou , comme le montre la fig. 7, ou bein se limiter à une partie de celui-ci, comme le représente la fie. 6.
Aux figures 2 à 5, l'accouplement est constitué de manière que l'arbre 1 soit complètement indépendant de l'arbre 2, dans le sens que ces arbres peuvent se mouvoir , outre dans le sens rotatoire l'un par rapport à l'autre (fig. 2), également dans les sens angulaire (fig. 4) et axial (fig. 5), en laissant les machines auxquelles les deux éléments du transmetteur sont reliés,complètement libres, c'est-à-dire qu'ils réalisent un accouplement à la cardan mobile aussi axialement (fig. 4). La , garniture à soufflet 9 évite l'échappement du graphite au de- hors.
Les fig. 8 et 9 représentent respectivement les coupes longitudinale et transversale de l'accouplement perfectionné, c'est-à-dire pourvu d'ailettes de refroidissement.
L'arbre conducteur 1 est relié à la bride 5, laquelle , au moyen des tirants 11 et des organes d'espacement (distanceurs) 10, maintient les gaines ou enveloppes 5' munies d'ailettes 5".
Les disques perforés 3 sont solidaires de l'arbre conduit 2 et sont immergés dans le graphite 4. L'arbre conduit 2 est freiné au moyen d'un frein quelconque 13. Les ailettes 5" dispersent la chaleur produite soit dans l'air contenu en 14, soit dans un fluide quelconque qui les baigne extérieurement .
Les fig. 10 à 15 se rapportent au cas où les disques sont pourvus d'ailettes centrifugeantes propres à favoriser le res- serrement périphérique du graphite.
Les fige 10 et 11 représentent la vue deface et la coupe d'un disque pourvu d'ailettes centrifugeantes rectilignes; les fig. 12 et 13, des vues correspondantes d'un disque pourvu d'ailettes à développante; les fig. 14 et 15, des vues correspon- dantes d'un disque pourvu d'ailettes spirales*
La forme et le nombre des ailettes peuvent être choisi s
<Desc/Clms Page number 9>
à volonté sans sortir du cadre de protection de la présente demande de brevet.
Il est évident que, toujours dans le cadre de la présente demande de brevet, on peut modifier d'une manière quelconque la forme et la disposition de la botte cylindrique et de la partie tournante 3.
Leur surface p eut affecter une forme quelconque et être expressément rendue rugueuse au moyen de cannelures, cavités ou d'une autre manière quelconque , REVENDICATIONS.
@
1. Accouplement centrifuge pour la transmission de mouvements rotatoires d'un arbre à un autre, caractérisé par un élément solidaire d'un des arbres, par un élément solidaire de l'autre arbre et par de la matière pulvérulente ou granulaire placée entre l'un et l'autre des dits éléments.
2. Accouplement centrifuge pour la transmission de mouve- ments rotatoires d'un arbre à un autre,caractérisé par un élé- ment creux solidaire d'un des arbres et contenant , outre un élément solidaire de l'autre arbre, de la matière pulvérulente ou granulaire, . Accouplement selon l'une ou l'autre des revendications précédentes,caractérisé en ce que ladite matière est compressi- ble.