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"Perfectionnements aux accouplements flexibles".
La présente invention est relative aux accouplements d'en- traînement flexibles, et a plus particulièrement pour objet un accouplement flexible permettant l'entratnement, avec des pertes de puissance et une poussée latérale réduites au minimum, d'un organe entraîné dont l'axe peut être légèrement excentré ou même légèrement oblique, par rapport à celui de l'organe menant.
L'in-
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vention se rapporte, d'une manière toute spéciale, à un mécanis- me de commande des bras porte-râteaux ou porte-raclettes des appa- reils de sédimentation ou de décantation dits épaississeurs ou clarificateurs, dans lesquels les bras assurant la progression graduelle des matières solides vers l'orifice central d'évacua- tion de l'épaississeur sont montés sur un tambour(ou une cage) auquel un mécanisme disposé au centre de l'appareil communique des mouvements à la fois de rotation et de translation axiale.
L'accouplement d'entraînement flexible, objet de l'invention, comprend une bague ou couronne motrice, une bague ou couronne en- trainée, et une bague ou couronne intermédiaire d'accouplement, la couronne motrice et la couronne intermédiaire étant réunies par des liaisons d'entraînement, agencées de manière à permettre les mouvements relatifs de ces deux couronnes, suivant un seul diamètre de la couronne intermédiaire, les couronnes intermédiai- re et entraînée étant réunies par des liaisons d'entraînement, agencées de maniérée à permettre les mouvements relatifs entre ces deux couronnes suivant un seul diamètre de la couronne inter- médiaire, diamètre perpendiculaire au premier, chaque liaison d'entraînement présentant au moins une surface de pression réa- lisée en vue d'assurer un contact de roulement.
Dans la commande du tambour portant les bras porte-râteaux ou porte-raclettes d'un appareil de sédimentation, il est néces- saire de prévoir les liaisons d'entraînement entre le réducteur et le tambour porte-bras, de manière que le tambour puisse se dé- placer axialement, pour le soulager en cas de surcharge et pour lui permettre de revenir à sa position normale une fois qu'il a été soulagé, sans interrompre la rotation des bras. Il y a lieu, d'autre part, de prévoir ces liaisons de manière qu'elles puissent absorber de légères excentrations entre l'axe du tambour et ce- lui de l'organe moteur.
Ainsi, l'un des objets de l'invention consiste en un accou- plement flexible entre le tambour et le réducteur de la source de
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force motrice, convenant tout particulièrement aux appareils de sédimentation du type général ci-dessus défini, et permettant un entraînement continu sans perte sensible de puissance ni poussée latérale notable sur le tambour ou l'organe moteur, même au cas d'une légère excentration entre l'axe du tambour et celui de la roue motricet même lorsque ces axes font entre eux de petits angles.
L'invention vise, d'autre part, la réalisation d'un contact de roulement entre le tambour et la roue motrice du mécanisme de commande susvisé, de sorte que, lors des mouvements relatifs axiaux entre le tambour et la roue motrice, et surtout quand ces mouvements se produisent sous des charges de torsion extrêmement fortes, il ne s'exerce de poussées axiales exagérées ni sur le tambour ni sur la roue motrice.
L'invention se-propose aussi d'assurer une lubrification adéquate des pièces de l'accouplement flexible assurant la trans- mission de la puissance de la source de force motrice aux orga- nes entraînés. A cet effet, une caraxtéristique importante de l'invention consiste dans un agencement tel des pièces de l'accou- plement qui sont soumises à des mouvements relatifs, qu'elles se trouvent comprises entre des plans horizontaux, de telle sorte que les pièces conjuguées de l'accouplement puissent avoir leurs surfaces conjuguées immergées dans des bains d'huile contenus dans des évidements ménagés dans les faces supérieures des élé- ments inférieurs.
Une autre caractéristique importante de l'invention consiste en ce que l'accouplement flexible est construit de telle sorte que la puissance motrice puisse être transmise à l'une des piè- ces mobiles de l'accouplement, par l'intermédiaire d'une couron- ne à denture intérieure, cette disposition permettant, d'autre part, de loger une partie importante de l'engrenage réducteur à l'intérieur de l'accouplement lui-même.
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Une autre caractéristique importante consiste en ce que l'ac- couplement flexible, dont le principe général de fonctionnement est celui du joint Oldham, comprend trois éléments de forme annu- laire, de telle sorte que l'ensemble de l'accouplement puisse entourer l'engrenage réducteur ainsi que d'autres éléments de la transmission servant à transmettre le couple moteur de la source de force motrice à l'organe ou aux organes à conduire.
D'autres objets, caractéristiques importantes et avantages de l'invention ressortiront de la. description qui suit, faite en se référant au dessin annexé sur lequel: la fig.l est une élévation de profil, avec arrachement par- tiel, d'un mécanisme de commande de tambour conforme à l'in- vention, appliqué à un appareil de sédimentation ou épaississeur;- la fig.2 est une vue, en plan, partiellement en coupe, par 2-2 de la fig.l; la fig.3 est une coupe axiale à plus grande échelle du méca- nisme de commande comprenant l'accouplement ou joint flexible re- présenté au centre de la fig.l; la fig.4 est une coupe par 4-4 de la fig.3;
la fig.5 est une vue de détail, à plus grande échelle, d'une partie du dispositif représenté sur la fig.4; enfin la fig.6 est une coupe verticale de la partie représentée sur la fig. 5, par 6-6 de la fig.4.
L'invention a été représentée dans son application à un méca- nisme de transmission de la puissance motrice d'une source de force motrice, telle qu'un moteur électrique 26, à un tambour 52a sur lequel sont montés les bras porte-râteaux ou porte-raclettes d'un appareil de sédimentation ou épaississeur. Ces épaississeurs sont, en général, de grandes dimensions,la cuve où tournent les bras pouvant avoir 50 mètres de diamètre, et l'on comprend donc que le couple nécessaire pour entraîner les bras à travers la cuve et pour assurer ainsi la progression graduelle des dépôts solides vers l'orifice central d'évacuation doit être relative- ment important.
On comprendra aussi que les moments dus aux réac-
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tions du couple de torsion sur ces bras de grande longueur sont relativement grands, et que ces moments, s'exerçant autour de l'axe de rotation, joints à ceux pouvant provenir d'obstructions éventuelles, et pouvant avoir pour effet de provoquer une légè- re inclinaison de l'axe du tambour, exerceront des effets impor- tants.
L'engrenage réducteur et l'accouplement ou joint flexible sont montés à l'extrémité supérieure d'un pylône dans lequel peut se mouvoir verticalement un bâti 62 monté sur un vérin ou élévateur hydraulique disposé à la base du pylône, le bâti 62 comprend des poutres en 1 horizontales 63 traversant des fentes 64 pratiquées dans le pylône 14. Un chemin de roulement 60 por- té par les poutres en 1 63 à l'extérieur du pylône 14 sert de support au tambour 52a qui peut tourner autour de son axe ainsi qu'autour du pylône central 14.
Des bouts d'arbres 54 et 55 sont montés sur la paroi périphérique intérieure du tambour 52a et portent des galets 58 et 59 ; galets supérieurs à flasque 58 roulent sur le chemin de roulement 60 et les galets inférieurs 59 portent contre la face inférieure du rebord 61, pour empêcher le système racleur de quitter le chemin 60 vers le haut, ou in- versement pour empêcher le chemin 60 de quitter le galet 58 vers le bas, lors de l'abaissement du système élévateur.
Afin d'assurer une répartition sensiblement égale des char- ges entre les deux trains réducteurs 154-28a-30a-38a, l'arbre moteur 158 est relié à ces engrenages par l'intermédiaire d'un différentiel qui comprend une cage centrale 160 clavetée sur un arbre 161 et portant plusieurs pignons coniques fous 162. Des pi- gnons coniques 163 et 164,montés fous sur l'arbre 161 fixé posi- tivement à l'arbre 15$,engrènent avec les pignons coniques 162.
Une roue menante 166, solidaire du pignon conique supérieur 163, est en prise avec la roue intermédiaire 158, en vue d'entraîner le train d'engrenage représenté à droite de la fig.3. La roue inférieure 164 du différentiel est clavetée directement à une roue menante 168 qui commande la roue 155 et, par l'intermédiaire
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de celle-ci, le train d'engrenage représenté à gauche sur la fig-3.
Le dernier pignon 38a de chacun de ces deux trains est en prise avec une couronne à denture intérieure 42a. Cette couronne à denture annulaire constitue l'un des trois éléments mobiles du joint d'entraînement flexible que l'on va maintenant décrire.
Ce joint ou accouplement comprend, outre la couronne 42a, deux autres couronnes ou bagues 176 et 152 ayant, de préférence, le même diamètre hors tout que la bague ou couronne 42a et étant normalement concentriques à celle-cio La bague inférieure 42a, sur la face interne de laquelle est taillée ladite denture annu- laire porte, à sa partie supérieure, un galet 180 monté sur un axe court ou poteau 181, et un basculeur ou culbuteur 182 monté sur un autre axe court ou poteau 184; un galet 180 et un culbu- teur 182 sont prévus aux deux extrémités d'un diamètre de la couronne 42a. Le bras 186 s'étendant depuis la partie inférieure de la couronne intermédiaire 176 s'engage entre le culbuteur 182 correspondant et le galet 180 qui lui est -associé.
Ces bras 186 sont disposés en des points diamétralement opposés de la couron- ne 176; de préférence, leurs faces portant contre le galet et le culbuteur sont sensiblement parallèles à ce diamètre de la couronne 17é, dans un but qui apparaîtra plus loin.
Chacun des galets 180, ainsi que le culbuteur 182 associé, s'engage dans un évidement 188 ménagé dans la face supérieure de la couronne dentée 42a. D'autres évidements 190 sont pratiqués en des points régulièrement répartis autour de la circonférence de la couronne et reçoivent des poteaux de portée 192 s'étendant de haut en bas depuis la couronne intermédiaire 176, chacun de ces poteaux ayant un diarètre un peu inférieur à la largeur de 1'évidement 190 dans lequel il pénètre afin de permettre une certaine amplitude limitée de jeu horizontal entre les deux cou- ronnes ou bagues 176¯et 42a.
On voit de même que la dimension transversale maximum de chacun des bras 186 est quelque peu in-
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férieure à la largeur de l'évidement 188 afin de permettre un jeu relatif entre les bagues 176 et 42a suivant une direction qui, coïncide avec le diamètre de la bague 176 sur lequel se trouvent les deux bras 186. Chacun des évidements 188 et 190 peut être rempli d'huile, de telle sorte que les surfaces de portée, c'est- à-dire, les surfaces conjuguées des diverses pièces mobiles les unes par rapport aux autres, puissent recevoir un graissage adé- quat pendant de longues périodes de temps.
La couronne intermédiaire 176 représentée en coupe sur la fig.3,et dont un fragment est également vu en plan à gauche de la fig.4 comporte ainsi qu'on l'a vu plus haut, à sa partie infé- rieure, les poteaux de support 192 et les bras d'entraînement 186 faisant corps avec elle. Sur la face supérieure de la couronne 176 sont formés ou rapportés des poteaux 198 et 199 qui corres- pondent aux poteaux 181 et 184 de la couronne 42a et qui sont, de même,pourvus, de galets 180 et de culbuteurs ou basculeurs 182 en des positions décalées de 90 par rapport aux bras 18$.
Entre ces galets 180 et ces culbuteurs 182 de la face supérieure de la cou- ronne 176 pénètrent des bras d'entraînement 200, analogues aux bras 186 de la couronne 176, mais s'étendant vers le bas à partir de la face inférieure de la couronne la plus élevée 162, c'est-à- dire la couronne d'entraînement du tambour.
Des évidements 202 et 204 sont ménagés dans la face supérieure de la couronne intermédiaire 176, ces évidements correspondant aux évidements 188 et 190 pratiqués dans la face supérieure de la couronne 42a. Ces évidements servent aussi au maintien d'un bain de lubrifiant pour les pièces conjuguées mobiles de la couronne supérieure 152 et de la couronne intermédiaire 176.
Des poteaux de poussée 208, analogues aux poteaux de poussée 192 prévus à la partie inférieure de la couronne 176, s'étendent à partir de la face inférieure de la couronne 152 et pénètrent dans les évide- ments 204 de la face--supérieure de la couronne 176 reposant sur le fond de ces évidements 204, et constituant ainsi des paliers
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de butée verticaux, semblables à ceux existant entre les cou- ronnes 176 et 42a aux points où les poteaux 192 partant de la face inférieure de la couronne 176 portent contre le fond des évidemente 190.
Des plaques de portée ou d'usure 193 et 205 en bronze ou autre métal d'usure, convenablement polies, peuvent être rapportées au fond des évidements 190 et 204 respectivement, afin de constituer des surfaces de portée planes et bien de ni- veau pour les mouvements de glissement latéral des poteaux 192 et 206. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, les évidements 202 et 204 ménagés dans la face supérieure de la couronne intermédiaire 176, ainsi que les évidements 188 et 190 ménagés dans la face supérieure de la couronne 42a peuvent être remplis d'huile pour baigner constamment les parties conjuguées, mobiles entre elles, des différentes couronnes, et en assurer le graissage convenable, en vue d'un mouvement relatif pratiquement exempt de frottement pendant des périodes prolongées.
Un tablier 208 solidaire de la couronne 152 et dirigé de haut en bas, ainsi que des joints en feutre à la périphérie du bâti 22a, disposés sur le pourtour inférieur de la couronne 42a et sur le pourtour supérieur de la couronne 152, achèvent la fer- meture étanche du carter contenant le joint d'entraînement flexi- ble et le protège contre les poussières, les projections de li- quides, etc..
En fonctionnement, le couple provenant de l'arbre moteur 158 est, ainsi qu'on l'a signalé, réparti également par le différen- tiel monté sur l'arbre 161 et appliqué, par l'intermédiaire de deux trains d'engrenages, en des points diamétralement opposés de la couronne dentée 42a. Le couple d'entraînement est transmis par les poteaux ou arbres 181 et 184, les galets 180 et les culbu- teurs ou basculeurs 182 aux bras 186 situés en des points dia- métralement opposés de la couronne intermédiaire 176, assurant ainsi la rotation de la couronne intermédiaire 176, qui transmet à son tour le couple par les poteaux 198 et 199, les basculeurs
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ou culbuteurs 182 et les galets 180 montés à la partie supérieure de la couronne 176,
aux bras 200 faisant saillie en deux points diamétralement opposés de la partie inférieure de la couronne 152 supérieure, qui est ainsi entraînée en rotation.
Les liaisons d'entraînement entre l'accouplement flexible décrit et le tambour 52a comprennent un prolongement du tambour vers le haut, au delà de ses galets de support 52, prolongement dans lequel sont pratiquées des fentes verticales munies de rails de roulement 48a, à section en U, sur lesquels roulent des ga- lets de roulement 150 portés par des axes 151. Les axes 151 sont fixés à la couronne supérieure 152 de l'accouplement flexi- ble décrit ci-dessus. Il ressort de la description qui précède que le couple transmis de la couronne dentée 42a par la couronne ou bague d'accouplement intermédiaire 176 à la couronne ou bague supérieure 152 du dispositif, est ensuite transmis par les axes 151 et les galets 150 au tambour 52a et, ainsi, aux bras porte- râteaux ou porte-raclettes non représentés, montés sur le tam- bour 52a.
Le dessin montre que les poteaux 181 et 199 sur lesquels sont montés les galets 180 des bagues 42a et 176 respectives sont dis- posés de manière à maintenir sans jeu les bras 186 et 200 res- pectivement qui font saillie à la face inférieure des couronnes 176 et 152, contre les basculeurs 182, de manière à éviter les dépassements de course et les chocs que pourraient imposer des surcharges aux liaisons d'entraînement.
On remarquera, d'autre part, qu'ainsi qu'on l'a signalé, les bras 186 sont disposés aux deux extrémités d'un même diamètre de la couronne 176 et que les bras 200 se trouvent aux deux extrémités d'un même diamètre de ladite couronne 176, diamètre perpendiculaire au premier, lorsque les couronnes sont concentriques et que les basculeurs 1$2 ainsi que les galets 180 sont établis de manière à permettre à ces bras de se déplacer le long de ces diamètres respective- ment, mais non de s'en écarter.
Ainsi; toute excentration éven-
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tuelle pouvant exister entre le tambour 52a et le chemin de rou- lement fixe de la couronne 42a, se trouvera librement absorbée de la même façon que le ,joint Oldham, bien connu, permet l'ab- sorption des excentrations entre les axes des arbres moteur et rené, et cela sans qu'il s'exerce d'efforts nuisibles sur les éléments en question. Etait donné que la présence de toute excen- tration de ce genre exige un rajustement continuel de la posi- tion relative des trois couronnes 42a, 176 et 152 au cours de leur rotation, il importe de disposer de surfaces de poussée de bonne qualité et bien graissées entre les couronnes.
A cet ef- fet, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, sont prévus les puits 190 et 204 à huile lubrifiante dans lesquels pénètrent les poteaux de support 192 et 206 et au fond desquels sont rapportées des plaques d'usure polies 193 et 205.
Comme le montre la fig.', chacun des basculeurs 182 est muni d'un ressort 210 fixé à un talon 212 du basculeur. L'action du ressort 210 est limitée entre des tiges de butée 214 également fixées au basculeur et des tiges 216 fixées respectivement au bras 186 et au bras 200 au-dessus de chaque basculeur, sur la couronne qui se trouve immédiatement au-dessus. Le basculeur peut ainsi toujours rappeler le ressort 182 à une position intermé- diaire par rapport au milieu du bras d'entraînement 186 ou 200, chaque fois que la charge est supprimée. Le ressort s'oppose ain- si à toute tendance què pourrait présenter le basculeur à fran- chir l'un ou l'autre bord de l'évidement de la couronne dans lequel il est logé.
Il est à remarquer que la coupe de la fig.4 est faite à un niveau plus élevé à gauche qu'à droite de cette figure, comme l'indique la ligne 4-4 de la fig. 3, et que la coupe des couron- nes 42a, 176 et 152, ainsi que celle du tambour 52a, sont faites par le segment supérieur de la ligne 3-3 de la fig.4 tandis que les autres parties représentées sur la fig.3 sont coupées suivant le serment inférieur de la ligne 3-3 de la fig.4.
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On remarquera enfin que pour simplifier la représentation, la coupe de la partie supérieure de la fig. 4 a été faite à un niveau un peu supérieur à celui de la coupe de la partie infé- rieure de cette figure, le plan de la première coupe passant par la partie du bras 186 qui porte les axes 216, tandis qu'en bas de la fig.4, les axes 216 ( ainsi que l'indique également la ligne 5-5 de la fig. 6) sont coupés à un niveau inférieur à celui de la pièce dans laquelle ils sont fixés.