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APPAREIL POUR SUPPORTER ET ENTRAINER EN ROTATION DES PIECES CYLINDRIQUES.
La présente invention se rapporte à un appareil pour supporter et entraîner des pièces en rotation; elle concerne plus particulièrement un appareil destiné à supporter un tambour ou un réservoir cylindrique ou partiellement cylindrique, ou bien un élément de forme analogue, afin de le faire tourner autour de son axe.
Un problème qui se présente communément dans cette technique lors de la fabrication de tambours ou de réservoirs en tôle de grandes dimensions est celui de leur mode de support au cours des différents stades de fabrication, par exemple lors du soudage transversal ou longitudinal sur la périphérie d'un tambour ou cylindre de ce type. Il est essentiel, en effet que le support assure la rotation du tambour ou du cylindre afin d'amener différen- tes parties de celui-ci dans les zones de travail.
Les parois des pièces cylindriques de ce type sont fréquemment si minces par rapport à leurs dimensions et à leur volume qu'elles sont aisément déformées par bossellement sous l'effet d'une pression localisée. En conséquence, un appareil de support convenable doit tenir compte de ce facteur.
Un moyen usuel pour supporter les tambours ou cylindres de ce genre consiste à prévoir une paire d'arbres horizontaux ou de galets rotatifs parallèles, écartés l'un de l'autre, sur lesquels la périphérie du tambour repose à la manière d'un berceau. Mais dans un grand nombre de cas, cet expédient ne convient pas et provoque le bossellement, la cavitation ou le gauchissement de la pièce.
Il est en fait devenu de pratique commune de prévoir dans un grand nombre de cas un anneau de support et de renforcement rapporté sur le tambour ou sur le cylindre et destiné simplement à fournir une résistance additionnelle évitant le bossellement. Une fois qu'on a travaillé sur le tambour ou cylindre reposant dans l'appareil à galets parallèles usuel précité, on dégage cet anneau de support ou de renforcement. La perte de temps, d'énergie et de matière résultant de ce mode opératoire est évidente.
L'un des buts de l'invention est de permettre la réalisation d'un
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support de cylindre ou de tambour dans lequel le poids de la pièce soit réparti uniformément sur une surface de support importante et dans lequel, en dépit de cette distribution, la pièce rotative soit supportée de manière telle qu'elle ne puisse pas osciller, basculer ou effectuer un mouvement quelconque autre que le simple mouvement de rotation autour de son axe propre ou d'un axe prédéterminé.
Il est prévu suivant l'invention une paire de galets se présentant sous la forme de roues portant des chaînes de roulement spéciales formant une bande ou-courroie articulée, les axes de ces roues à chaîne étant parallèles et alignés horizontalement mais étant réglables afin qu'on puisse faire varier leur écartement. On réalise de cette manière un support permettant de maintenir le tambour ou plus généralement la pièce cylindrique même de dimensions considérables par une zone notable de la partie inférieure de sa périphérie, tout en la retenant positivement comme dans un berceau au moyen de la bande ou courroie articulée, le tambour ou cylindre étant en contact sensiblement tangentiel avec les roues à chaîne.
L'agencement est tel qu'en réglant avec précision l'écartement entre les paires de roues à chaîne les forces exercées sur la paroi périphérique de la pièce soient sensiblement les mêmes au contact des roues à chaîne que dans la partie intermédiaire où seule la boucle formée par la bande articulée elle-même est appliquée contre la périphérie du tambour, de manière à le soutenir.
L'appareil faisant l'objet de l'invention constitue, en outre, un support du type général précité dans lequel les roues à chaîne d'entrai- nement coopérant entre elles peuvent être sélectivement entraînées en rotation ou bloquées angulairement et, dans chaque cas, la commande est imprimée à la bande articulée par son brin inférieur, qui est d'une façon générale rectiligne, de sorte que l'impulsion assurant l'entraînement n'a pas tendance à soulever la pièce par suite de la mise sous tension du brin supérieur de la bande articulée lors de l'application de la force motrice.
L'appareil faisant l'objet de l'invention est tel que des réservoirs de très faible épaisseur peuvent être supportés et usinés sans endom- magement, mais la capacité de l'appareil est en même temps suffisante pour supporter des réservoirs à parois épaisses. La force de traction disponible à la fois pour assurer l'entraînement et le freinage est telle que les charges de déséquilibrage résultant de zones lourdes excentrées ou en porte-àfaux de la pièce, comme cela est souvent le cas, sont compensées sans difficultés. Le support comportant des roues à chaîne et une bande articulée assure un contact périphérique continu avec la pièce atteignant un angle de 105 . Une fois l'appareil réglé pour unepiéce de dimensions particulières, on peut supporter n'importe quel nombre de pièces identiques sans autre réglage.
La combinaison des galets et de la chaîne formant le support ne subit pas d'allongement appréciable, ce qui modifierait naturellement le réglage.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
Sur les dessins:
La Fig. 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un mode de réalisation possible de l'appareil faisant l'objet de l'Invention.
La Fig. 2 est une vue en coupe par la ligne 2-2 en fig. 1.
La Fig. 3 est une vue en coupe faite d'une façon générale par la ligne 3-3 en fig. 2.
La Fige 4 est une vue en coupe faite d'une façon générale par la ligne 4-4 en fig. 2.
La Fig. 5 est une vue en coupe partielle par la ligne 5-5 en fige 3.
La Figo 6 est un schéma des connexions électriques utilisées pour les circuits de commande de l'appareil.
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Si l'on se reporte à la vue générale en perspective constituant la fig. l, la référence 10 désigne unepièce ou un tambour cylindrique sup- porté vers ses extrémités opposées par une paire de supports désignés d'une façon générale par les références 11 et 12, ces supports étant écartés l'un de l'autre dans la direction de l'axe du réservoir 10. Le support 11 consti- tue le support moteur, et le support 12 tourne librement. Dans le mode de réalisation représenté, le support 11 comporte un dispositif d'entraînement et de freinage servant à imprimer un mouvement de rotation déterminée au ré- servoir 10 ou à bloquer ce dernier dans toute position angulaire désirée. Le support 12 est identique au support 11, sauf que les organes d'entraînement des roues à chaîne ont été supprimés.
Il suffira en conséquence de décrire le support 11. Il n'existe d'ailleurs aucune raison empêchant l'utilisation de plusieurs supports à éléments montés fous conjointement à un support mo- teur dans le cas de réservoirs de grande longueur et, dans certains cas par- ticuliers, l'utilisation de deux supports moteurs peut être désirable.
Le support moteur désigné d'une façon générale par la référence 11 est représenté en détail sur les figs. 2 à 5 ; comprend une paire de roues à chaîne 13 et 14. La roue à chaîne 13 et son dispositif de support sont représentés en détail sur la fige 4, tandis que'la roue à chaîne 14 et son dispositif de support et d'entraînement sont représentés en détail sur la fig. 3.
On a représenté sur la fig. 2 une vue en coupe à travers le dis- positif d'entraînement et de commande de la roue à chaîne 14, mais le dispo- sitif d'entraînement est le même pour les deux roues à chaîne 13 et 14, sauf que la roue à chaîne 14 (que montrent les figs. 2 et 3) et son dispo- sitif d'entraînement sont montés de façon réglable, afin de pouvoir être rapprochés ou écartés de la roue à chaîne 13, tandis qu'il n'est pas néces- saire de monter celle-ci de façon réglable.
Si l'on se reporte aux figs. 2 et 3, on voit que la roue à chaîne 14 est montée sur un arbre d'entraînement 18 tourillonné dans une paire de paliers 19 et 20 montés respectivement sur une paire de profilés 21 et 22 en I reposant sur une paire de fers en U 23 et 24 formant socle.
Les profilés 21 et 22 sont maintenus dans une position parallèle déterminée; ils sont écartés l'un de l'autre par des entretoises 25, et les fers 23 et 24 sont maintenus dans une p osition parallèle déterminée, et sont espacés l'un de l'autre par des traverses extrêmes 27 et 28 constituées par des fers en U et pouvant être soudées sur les précédents.
Un carter de transmission 30 est fixé sur le profilé 21. Le pro- longement de l'arbre 18 pénètre dans ce carter 30, dans lequel il porte un pignon moteur 31. Ce pignon 31 engrène avec un pignon d'entraînement 32 calé sur un bout d'arbre 33. Une roue à denture hélicoïdale 35 est tourillonnée par un palier anti-friction dans une paroi du carter 30 comme indiqué en 36; elle est calée sur un manchon 37 dans lequel le bout d'arbre 33 tourne fou.
L'extrémité de droite du bout d'arbre 33 (en regardant la fig. 2) est touril- lonnée par un palier anti-friction dans la paroi opposée du carter 30 comme indiqué en 38.
Sur la fig. 2, la référence 40 désigne un embrayage ou accouple- ment qui peut être un embrayage à sec à disque simple usuel, du type utilisé habituellement sur les véhicules automobiles. L'arbre 33 et le manchon 37 pé- nètrent dans le carter de l'embrayage et sont reliés positivement aux élé- ments moteur et menés de celui-ci. Ce type d'embrayage est d'ailleurs bien connu des mécaniciens. Il n'est donc pas nécessaire de le représenter plus en détail. Sur la fige 2, la référence 41 désigne la fourchette de commande d'embrayage usuelle. Un levier de commande 42 de la fourchette 41 est touril- lonné par un palier anti-friction dans un prolongement du carter de transmis- sion 30 comme indiqué en 43.
Une vis sans fin 50 commandant la roue à denture hélicoïdale 35 est calée sur un arbre d'entraînement 51 tourillonné dans des paliers 52 et 53 fixés dans le carter 30. Cet arbre s'étend vers l'extérieur par rapport à ce carter 30 (comme montré sur la fig. 3) et est relié à un élément d'un joint de cardan 55 dont l'autre élément est relié à une extrémité d'un tube
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560 Ce tube 56 contient un collier ou manchon 57 à clavettes internes. Un arbre 58 cannelé extérieurement peut y coulisser axialement. Cet arbre 58 s'étend vers la gauche (en regardant les fige. 3 et 4) pour se terminer par un joint de cardan 59 par lequel il est relié à un arbre 60 portant une vis sans fin.
Sur la fig. 4, la référence 62 désigne un carter de transmission pour le mécanisme d'entraînement et de freinage de la roue à chaîne 13, qui est identique au carter de transmission 30 que montrent les figs.
2 et 3, sauf qu'il comporte en outre un palier anti-friction 63 dans lequel est tourillonné un arbre 64 portant une roue à chaîne 65. Une roue à chaîne correspondante 66 est fixée sur l'arbre 60, et une chaîne d'entrainement 67 relie les deux roues à chaîne. Sur la fige 4 la commande, qui comprend la vis sans fin 50 et les autres organes de transmission aboutissant à la roue à chaîne 13, est identique à ce qui est décrit en regard de la fig. 2, et des chiffres de référence identiques ont été utilisés pour désigner les mêmes organes.
Une plaque de support 70 est soudée ou rendue solidaire de toute autre manière désirée de la traverse extrême 28 (Figo 4) et, de préférence, également de l'un ou des deux fers 23 et 24, afin de supporter le dispositif d'entraînement qui comprend un moteur électrique 71 et une botte de vitesse réductrice 72 à variation progressive. Cette dernière peut renfermer une transmission à variation progressive de type bien connu dans cette technique, par exemple une transmission du type Graham. Suivant la fige 4, l'arbre de commande 64 forme l'arbre de sortie de cette transmission Graham. On comprendra d'après ce qui précède que l'une ou l'autre des roues à chaîne 13 ou 14 ou bien ces deux roues peuvent être entraînées à partir du moteur 71 lorsque l'embrayage 40 est au travail.
Si l'on se reporte aux figs. 2 et 3, on voit qu'un ressort héli- coïdal 75 travaillant à la traction est interposé entre l'extrémité inférieure du levier 42 de commande de l'embrayage et une partie fixe du carter de transmission 30, et sollicite le levier 42 dans le sens anti-horaire (en regardant la fige 2) ou vers une position de repos de l'embrayage. Sur la fig. 2, on a représenté le levier 42 dans une position dans laquelle l'embrayage 40 est au travail, position qui est obtenue à l'aide d'un électroaimant 77 (fige 3) dont l'armature 78 peut attaquer l'extrémité inférieure d'une chaîne de transmission souple 79 passant sur une roue à chaine montée folle 80, supportée par le carter 30.
L'autre extrémité de la chaîne 79 est reliée à l'extrémité supérieure du levier 42. L'excitation de l'électroaimant 77 déplace par traction vers la droite l'extrémité supérieure du levier 42 de commande de l'embrayage (en regardant la figo 2) ce qui assure l'embrayage et établit une liaison positive entre la roue à denture hélicoïdale 35 et le pignon 32 d'entraînement de la roue à chaîne.
Comme indiqué précédemment, la roue à chaîne 14 et l'ensemble de sa transmission, y compris l'embrayage 40 sont montés de manière à permettre un réglage longitudinal le long de fers 23 et 24. A cet effet, les ailes inférieures desprofilés 21 et 22 portent des rails de guidage internes 84 et 85 et des barres de retenue à bride 86 et 87 s'engagent sous les ailes supérieures des fers 23 et 24 pour empêcher tout déplacement vers le haut du mécanisme de commande des roues à chaîne tendant à l'écarter des fers 23 et 24,
et pour assurer le guidage de ce mécanisme le long de ces fers en Ua
Ce mouvement de réglage est obtenu grâce au dispositif représenté par la figo 3 et comportant un flasque 90 qui peut être soudé sur les faces inférieures de barres de guidage 84 et 850 Une vis 91 est tourillonnée par des paliers anti-friction à ses extrémités opposées dans des pattes de montage 93 et 94 solidaires du flasque 90., les paliers anti-friction étant alésés (comme montré) pour empêcher tout déplacement axial de la tige filetée 91 par rapport au flasque 90. Une patte taraudée 95 est fixée sur un flasque 96 qui à son tour est rendu solidaire du fer en U extrême 27 de l'infrastructure.
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La tige filetée 91 porte une tête 97 permettant l'adaptation d'une clef ou d'une manivelle, et on comprendra d'après ce qui précède que la rotation de la vis 91 par commande de la tête 97 provoque le déplacement longitudinal de cette vis 91 par rapport à la patte fixe 95, et règle en conséquence la position des profilés 21 et 22 le long des butées des fers
23 et 24. Ce réglage longitudinal ne gêne pas la commande des deux roues à denture hélicoïdale des roues à chaîne 13 et 14 par suite du clavetage cou- lissant entre l'arbre 58 et le tube 56 comme décrit précédemment. Un régla- ge longitudinal de 10 cm. environ semble suffisant pour la réception d'une gamme de réservoirs cylindriques dont le diamètre varie entre 1,5 et 3 mè- tres.
La bande ou courroie articulée qui supporte directement le ré- servoir est représentée en coupe transversale sur la fig. 5 et de profil sur la fig. 3. La chaîne est formée de rouleaux 100 de type usuel et de mail- lons latéraux 101 articulés par leurs extrémités. Entre les maillons 101 et les rouleaux 100 sont articulés des flasques angulaires 102 dont la position correspond d'une façon générale à celles des rouleaux 100 longitudinalement à la chaîne. Les parties supérieures des flasques 102 divergent de manière à former une paire de sièges disposés dans un même plan pour un sabot en caoutchouc 103 qui peut être fixé sur ces sièges par rivetage comme le montre la fige 5.
Les sabots 103 ont une élasticité suffisante pour éviter le bossellement ou tout autre endommagement de la pièce et fournir un degré élevé d'entraînement par traction et de freinage par friction.
Comme visible sur la fig. 2, une plaque 110 est soudée entre les fers 23 et 24 et s'étend entre ceux-ci sur une distance correspondant sensiblement à l'écartement entre les centres des roues à chaîne 13 et 14, afin de supporter le brin inférieur de la bande articulée, les extrémités opposées de la plaque 110 étant inclinées vers le bas pour permettre aux sabots 103 de la bande articulée de venir progressivement en contact avec la face supérieure de cette plaque 110. La face supérieure de la plaque 110 porte, de préférence, une épaisseur de toile munie d'un revêtement de graphite pour réduire le frottement.
On se reportera maintenant à la fig. 6, qui montre schématiquement les circuits de commande électriques du moteur d'entraînement 71 et les solénoides d'actionnement des embrayages. On utilise ici un moteur à courant alternatif triphasé réversible. Le solénoïde d'actionnement de l'embrayage 40 de la roue à chaîne 14 est désigné par la référence 77 comme indiqué précédemment. Sur la fig. 6, le solénoide actionnant l'embrayage de la roue à chaîne 13 est désigné par la référence 1120
Les références 113, 114 et 115 en Fig. 6 désignent les trois conducteurs d'une source de courant alternatif triphasé de type usuel. L'alimentation des commandes et du moteur électrique 71 s'effectue d'une façon générale par un commutateur à tambour rotatif comportant des positions de marche avant,d'inversion et une position intermédiaire de repos.
Pour plus de clarté, ce commutateur à tambour rotatif est montré schématiquement par la fig. 6 comme s'il comprenait une tige de commutation 120 commandant deux groupes formés chacun de quatre commutateurs ou interrupteurs. Les commutateurs d'un groupe sont désignés par 121, 122, 123 et 124 sur la fig. 6 et les commutateurs du second groupe par 125, 126, 127 et 128.
Quand la barre de commutation se trouve dans la position inter médiaire de repos qui est représentée sur la fig. 6, les huit commutateurs précités sont ouverts. Quand elle est déplacée vers la gauche (en regardant la fig. 6) les commutateurs 121 à 124 sont fermés, et quand elle est déplacée vers la droite (en regardant la f ig. 6) les commutateurs 125 à 128 sont fermés. Les trois conducteurs aboutissant au moteur sont désignés sur cette fig. 6 par 130,131 et 132.
Quand on déplace la barre 120 vers la gauche, elle se trouve dans la position d'entraînement vers l'avant, l'embrayage de la roue à chaîne 13 étant au travail, cette roue à chaîne 13 étant entrainée dans le sens horaire (en regardant la fig. 1) de manière à faire tourner le tambour 10 dans le sens anti-horaire.
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Dans cette position de la barre de commutation 120, le conducteur d'alimentation 113 est connecté au conducteur 132 aboutissant au moteur par le commutateur 121, le conducteur d'alimentation 114 est connecté au conducteur 131 aboutissant au moteur par le commutateur 123 et le conducteur d'alimentation 115 est connecté au conducteur 130 aboutissant au moteur par le commutateur 122.En même temps, le conducteur d'alimentation 114 est connecté à une borne de 1'électro-aimant 112 par le commutateur 124, et l'autre borne de l'électro-aimant est connectée directement de façon permanente au conducteur d'alimentation 115, de sorte que l'embrayage de la roue à chaine 13 est alors au travail.
Au cours d'une utilisation normale, l'embrayage de la roue à chaîne 14 est, dans cesconditions, au repos,
Si l'on inverse la position de la barre de commutation 120, en fermant les commutateurs 125 à 128, le conducteur 113 est alors connecté au conducteur 130 aboutissant au moteur par le commutateur 126, le conducteur 114 est connecté au conducteur 131 aboutissant au moteur par le commutateur 127, et le conducteur 115 est connecté au conducteur 132 aboutissant au moteur par le commutateur 1250 En même temps, l'électro-aimant 77 de commande de l'embrayage 40 de la roue à chaîne 14 est excité par le conducteur 114 et le commutateur 128, l'autre borne de l'électro-aimant 77 étant de même connectée directement de façon permanente au conducteur d'alimentation 115.
Sur la fig. 6, les électro-aimants 77 et 112 ont des circuits d'excitation différents, de sorte que tous deux peuvent être excités simultanément indépendamment de la direction de fonctionnement du moteur 71, même si ce dernier est au repos, puisque la barre de commutateur 120 se trouve alors dans la position représentée sur la fig.
60 Le conducteur 114 qui est connecté aux commutateurs 123, 124, 127 et 128, comporte également une dérivation formée par le conducteur 135, qui se divise en deux conducteurs 136 et 137 aboutissant aux bornes situées d'un côté d'un commutateur bipolaire à lames 1380
Les bornes situées de l'autre côté de ce commutateurportent des conducteurs 139 et 140 qui aboutissent à l'une des bornes des électroaimants 77 et 112 dont l'autre borne est, comme indiqué précédemment, reliée de façon permanente au conducteur d'alimentation 115 par un conducteur 141 alimentant des électro-aimants 77 et 112, que ceux-ci soient excités par les commutateurs 124 et 128 ou par le commutateur à commande manuelle 138.
On remarquera d'après ce qui précède que quand le commutateur à lames 138 est ouvert, l'excitation du moteur 71 afin d'assurer l'entrai- nement de la roue à chaîne 13 dans le sens horaire provoque automatiquement l'engagement de son embrayage par l'excitation de l'électro-aimant 112, l'embrayage 40 de la roue à chaîne 14 étant alors au reposo L'excitation du moteur 71 dans la direction opposée afin d'entraîner la roue à chaîne 14 en rotation dans le sens anti-horaire provoque automatiquement l'engagement de son embrayage 40 par l'électro-aimant 77, l'embrayage de la roue à chaîne 13 demeurant au repos.
Si les deux embrayages sont actionnés simultanément par la fermeture du commutateur 138 alors que la barre de commutation 120 se trouve dans une position neutre et que le moteur 71 est désexcité, ces embrayages servent alors de freins de blocage par suite de la liaison irréversible en- tre ces embrayages et les vis sans fino Si les deux embrayages sont actionnés simultanément alors que le moteur 71 tourne dans l'une ou l'autre direction, les deux roues à chaîne sont alors entraînées en synchronisme, ce qui fournit une force d'entraînement additionnelle..
Le freinage et le double entraînement sont tous deux importants pour supporter et faire tourner de façon convenable des réservoirs comportant de lourdes masses montées en porte-à-faux ou excentrées, qui tendent à produire une rotation indésirable ou à résister à la rotation que l'on désire appliquer au réservoir.
Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'inventiono