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la présente invention a pour objet des perfec- tionnements aux joints centrifuges à matière pulvérulente, grenaille métallique ou fluide analogue, ces joints étant destinés à assurer un brassage approprié de cette ma- tière pulvérulente avec un échange thermique régulier pendant le travail des joints de manière à en accroître le rendement et le débit.
On sait que l' des problèmes les plus difficiles à résoudre dans le domaine des joints de torsion constitués par une matière pulvérulente, une grenaille métallique ou analogue, consiste dans la difficulté éprouvée à dissiper la chaleur engendrée par le frottement des différentes particules subissant un meuve mont relatif et, en particulier des particules du fluide utilisé.
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Un autre problème important est constitué par le fait que pour'toute modification relative observée entre le couple moteur et le couple résistant, les organes menants et'les qrganes menés du joint subissent un glisse- ment où un.coulissement relatif qui continue jusqu'à ce que l'on ait retrouvé les conditions d'équilibre, ce glissement donnant lieu à une réduction du rendement du joint en, ce' sens qu'il se produit une réduction de la puissance transmise.
La bonne tenue du fluide à action @écanique à l'intérieur du carter ou .récipient correspondant forme également un problème du fait qu'il ne doit pas sortir de l'espace qui lui est réservé ce qui va souvent jusqu'à endommager les organes de roulement prévus dans l'accou- plement entre les organes menants et les organes menés, tandis que de plus il se produit évidemment une perte et par suite une diminution ultérieure du rendement avec la nécessité d'ouvrir le carter pour y réintroduire un com- plément de matière pulvérulente ou de grenaille métallique et ce problème n'a pas encore été résolu d'une manière satisfaisante.
La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes signalés et par suite d'écarter tous les in- convénients occasionnés par le manque de solution apportés à ces problèmes à ce jour, la solution proposée conformé- ment à l'invention excluant toute complication constructive par rapport aux joints habituels et assurant même une simplification de leur fabrication.
L'invention a pour objet des perfectionnements aux joints centrifuges contenant une matière pulvérulente, de la grenaille métallique ou un fluide analogue, ces perfec- tionnements étant caractérisés par des moyens appropriés entraînés par au mains l'un des organes menés et menants du joint, et susceptibles de produire pendant le déplacement
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relatif de ces organes un ensemble d'impulsions ou de poussées agissant sur la masse du fluide agissant mécani- quement de telle sorte que ce fluide non seulement se tr.ouve bien brasser mais.encore présente une résistance élevée au déplacement de sa masse en limitant ainsi le glissement apparaissant périodiquement entre les organes menants et menés.
Ces moyens sont constitués avantageusement par une paroi convenablement inclinée par rapport à l'axe de rotation du joint, laquelle est noyée partiellement ou complètement dans le fluide à action mécanique contenu ians le carter correspondant et est solidaire d'un organe '[tenant ou mené pendant la rotation relative de cette'paroi 'le manière à produire l'ensemble désiré de poussées dans La masse du fluide et cela non seulement grâce à l'action centrifuge à laquelle est soumis ce fluide à la suite de la rotation du carter correspondantemais encore grâce au déplacement axial relatif ,de la paroi produit au cours de la rotation par l'inclinaison de celle-ci.
Suivant une forme d'exécution d'un tel joint perfectionné, la paroi inclinée est constituée par le rotor lui-même qui se présente sous la forme d'un disque dont le plan médian est convenablement incliné par rapport à l'axe de rotation, l'effoit appliqué par cette paroi sur le fluide,constitué par exemple par une masse pulvérulente) étant le même pour les deux sens -'Le rotation du joint qui se trouve ainsi être réversible
La surface latérale périphérique à développement à peu près circulaire de la paroi inclinée présente en coupe transversale radiale une forme symétrique ou. dissy- métrique, avantageusement polygonale o triangulaire..
L'angle au sommet de la section droite ! ainsi définie peut être tel que sa bissectrice se trouve dans le plan moyen de'la paroi ou à l'extérieur de ce plan, de telle sorte
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qu'il présente un profil symétrique pour cette section droite polygonale dans le premier cas, alors que dans le second-cas le profil est dissymétrique.
,Le plan contenant les sommets en nombre infini de ces sections droites polygonales également en nombre infini peutêtre convenablementdécalé par rapport au plan moyen de la paroi et, suivant que le premier plan considéré a été décalé dans un sensou dans le sens opposé en considérant un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du joint, il est possible d'augmenter ou de diminuer 1 ' importance de l'action que la surface latérale périphérique du disque exerce sur le fluide ou substance pulvérulente par rapport à l'effet exercé par la surface circulaire principale correspondante.
Le maintien du joint par rapport au fluide à action mécanique est obtenu par une série de bagues élastiques mon- tées de préférence concentriquement à l'intériouer -.le gorges ou de sièges coaxiaux convenables ménagés en regard les uns des autres, tant dans les zones correspondantes du carter que dans les zones correspondantes du rotor, cette série de bagues coopérant librement avec ces évidements de manière à isoler complètement et d'une manière de plus en plus énergique la chambre en forme de tore contenant le fluide par rapport au reste du joint lui-même et, plus exactement à l'accouplement m@tre l'arbre mentant et l'arbre mené, ces bagues se .dilatant sous l'effet de la force cen- trifuge pendant les périodes de travail du joint.
Ces caractéristiques ainsi que d'autres apparai- tront à la lecture de la description suivante se référant aux dessins-ci-joints, cette description et ces dessins étant donnés à simple titre indicatif sans limiter pour cela la portée de l'invention. Sur ces dessins :
La fig. 1 est une vue en coupe vertical diamétrale d'une forme d'exécution particulière d'un joint perfectionné conformément à l'invention.
La fig. 2 représente schématiquement et à plus
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grande', échelle la paroi ou disque incliné utilisé dans le: joint- de' la fit.1, cette figure permettant de mieux comprendre les forces agissant sur le fluide et par uite le comportement du joint à 'la suite de l'inclinaison du disque par rapportà l'axe de rotation.
Les figs. 3 et 4 sont des vues, analogues à celle de la fig. 2, de deux variantes du disque incliné dont la surface latérale polygonale n'est plus symétrique.
Si l'on se référé plus particulièrement à la, fig.
1, le joint de torsion A est constitué par un carter ou enveloppe B constitué par deux coquilles 10-12 solidarisées l'une avec l'autre et présentant une forme sensiblement symétrique, creuse et circulaire. L'assemblage de ces deux coquilles forme une chambreintérieure 14 pour le fluide à action mécanique C constitué dans le cas considéré par une grenaille, métallique à particules sphériques par exemple, ce qui permet une utilisation particulièrement intéressante du dispositif perfectionné que l'on va décrire.
La chambre B présente une forme voisine de selle d'un. tore grâce à la présence des éléments centraux d'accouple- ment entre les organes manants et menés du joint A. La coquille 10 porte une cage ou douille D qui est fixée à la zone centrale 16de cette coquille etcela de manière que la tubulure 18 de cette douille pénètre dans 1' alésages circulaire de la couronne 20 formée, directement sur ladite coquille 10 suivant l'axe de celle-ci)
La tubulure 18 comporté une rainure 22 longitu- dinale.en prise avec une clavette correspondante 24 en prise elle-même avec une autre rainure longitudinale ménagée à la périphérie d'un tourillon formant l'extrémité 26 de l'arbre moteur F lequel,
une fois introduit par cette extrémité 26 dans la tubulure 18, se trouve calé angulai- rement grâce à la présence de la clavette 24. La zone centrale 28 de l'autre coquille 12 faisant face à la zone centrale de la première coquille porte la plaquette 30
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dont l'ouverture centrale 32 laisse passer la partie 34 de l'arbre mené G qui peut être relié de toute manière appropriée à tout organe désiré, par exemple la machine à entraîner.
-La partie 34 de l'arbre mené passe également dans l'alésage de la couronne 36 ménagée solidairement à @ -'rieur de la coquille 12, l'extrénité 38 de cet arbre mené présentant un évidement axial' 40 dans lequel est logée la tubulure' 1b mentionnée ci-dessus.
L'arbre mené G présente, dans une partie @ @trale par rapport au plan vertical moyen du joint A qui coïncide pratiquement av.' le plan suivant lequel les coquille.-, 10 12 sont reliées l'une à l'autre et avec le plan de rotation Y-Y,un moyeu H qui porte le rotor R solidaire de ce moyeu et, par. suite, de l'arbre mené G.
Ce rotor comporte une paroi ou disque à peu près circulaire dont le plan moyen est indiqué par sa trace M et qui est convenablement incliné par rapport à l'axe de rotation x-x en formant un angle Of avec le plan de, rotation Y-Y, cet angle étant évidemment positif dans la zone supérieure du joint et négatif dans l sone inférieure ou inversement.
La paroi ou disque incliné R présente évidemment des surfaces circulaires opposées 42-44 et une surface périphérique latérale à développement circulaire, le bord de cette paroi présente une section droite transversale polygonale symétrique dans le cas représenté en fig.2 où cotte section droite est en forme de triangle isoscèle symétrique par rapportau plan moyen M de la paroi inclinée R.
Dans les zones 50 et 52 d'une part se faisant face sur la couronne 20 et sur le moyeu H et les zones 54-56 d'autre part se faisant face sur ce moyeu H et sur la deuxième couronne 36 sont ménagés des évidements en regard .. se faisant face après montage du joint A, ces évidements présentant une forme annulaire autour de l'axe x-x.
Dans chacune des paires d'évisementsen regard :.isont montées desbagues élastiques P au nombre de trois dans le cas
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représenté, tantd'un côté que de l'autre du moyeu H et cela, comme on l'a déjà dit et comme il sera expliqué ci- après ? pour assurer un meilleur maintien du fluide C à l'intérieur de la chambre B dont la forme est voisine de celle d'un tore. ' .Le joint A est complété par des roulements à billes Q et S montés sur l'arbre mené G et reposant sur des sièges- ménagés entre la couronne 20 et la douille D d'un côté du plan Y-Y d'une part et de l'autre côté de ce plan entre la deuxième couronne 36, et la plaque de fermeture 30 d'autre part.
Ces roulements Q et S peuvent être porteurs et en même temps absorber les poussées longitudinales.
Il est évident que la partie menée, dans le cas actuel, l'arbre G avec le disque R et les éléments qui en sont solidaires, rouleraient fous par rapport à la partie motrice, o.à.d. à' l'arbre menant F et aux organes qui en sont solidaires tels que E,D,10 et 12 en l'absence de tout à fluide C action mécanique.
Le fonctionnement du joint perfectionné A résulte clairement non seulement de la description qui vient d'être faite, mais encore des considérations ci-après :
Dans la masse métallique pulvérulente C formant le fluide à action mécanique se trouve partiellement noyé le disque incliné R suivant une zone périphérique annulaire qui s'étend à partir du sommet extérieur de la périphérie polygonale 46 sur une distance dépendant des conditions de remplissage de la chambre B et de sa vitesse de rotation.
Lorsque l'arbre mentant commence à tourner autour de l'axe x-x avec les différents organes entraînés avec lui, le fluide à action mécanique C subit l'action centrifuge due à cette rotation, ce qui détermine une compression de ce fluide au contact des parois intérieurs du carter B et des surfaces 42'iL 44, 46 de l'ailette ou disque R.
L'action centrifuge se développe progressivement avec l'augmentation de la vitesse de rotation du carter B
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et peut être représentée par une courbe de type parabolique.
Etant, donnée l'inclinaison d'un angle de l'ailette ou disque R par rapport au plan vertical de rotation Y-Y per- pendiculaire à l'axe X-X, le mouvement des surfaces 42-44 du disque engendre un système de poussées axiales agissant al- ternativement dans les deux sens opposés diamétralement, ces poussées égales et opposées étant produites dans le fluide C contenu dans le carter B et qui se trouve comprimé au contact de la périphérie du carter sous l'effet de l'action centri# fuge Sous-mentionnée.
L'effet des pous.sées axiales en sens opposés sur le fluide C produit une résistance de la part de, celui-ci, résistance qui croît avec l'action centrifuge s'opposant au déplacement axial de la masse de fluide qui tendrait à se produire sous l'action de la pression exercée par le disque incliné Ro On obtient ainsi une translation continue dans la masse fluide C dans le sens circulaire et cela sous l'action des composantes radiales par rapport à la.axe de rotation du jointe des composantes axiales le long de l'axe et des composantes tangentielles, :La résultante de ce système de composantes assurant le déplacement parti- cules mécaniques du fluide et par suite un brassage parfait de ce dernier.
En particulier la poussée axiale produite par l'effet mécanique de la rotation du disque R et la poussée radiale assurée par l'effet centrifuge agissant sur chaque particule isolée constitutive de la masse fluide' s'opposent l'une à l'autre et se substituent continuellement l'une à l'autre en produisant des poussées et des impulsions en sens opposés et à chaque poussée il se produit un dé- placement correspondant de la masse fluide et par suite un brassage progressif et continu;
ceci entraîne un échange de ohaleur entre les couches pulvérulentes en contact glis- sant avec les surfaces du disque R et du carter B et les couches immédiatement adjacentes qui viennent se substituer à chaque pulsation et pour chaque tour aux couches occupant
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précédemment la position considérée* Tout transfert partiel de la masse fluide provoqué par le système pulsatoire de poussées engendré dans le sein de la masse complexe du fluide tournant avec le carter à une vitesse d'ensemble unique pro- duit une série périodique d'accélérations positives et néga- tives qui augmente notablement l'effet résistant opposé à la rotation du disque R à l'intérieur de la masse fluide en favorisant ainsi la réaction qu'il oppos au souple moteur et par suite,la transmission du couple moteur du carter D à ce disque R et à l'arbre mené G.
Les niveaux intérieurs 58-60 atteints par la masse fluide du coté gauche et du coté droit respectivement de la chambre 14 présentent une forme circulaire qui n'-est pas la même pour cas deux niveaux, ces niveaux étant exentri- ques par rapportà l'axe de rotation x-x du joint et les axes horizontaux excentriques de ces niveaux tournant ainsi autour de l'axe x-x à une vitesse égale à la différence entre la vitesse.du carter et la vitesse du rotor, oetta différence étant égale à la vitesse de glissement propre du joint pendant la phase caractéristique de mise en marche de la machine entrainée par le joint.
La différence entre les niveaux 58 et 60 est due à des raisons évidentes et, comme on la voit en se référant à la fig. 1, l'orientation prise par le disque R au dessus de la zone 62 du fluide comprime ce dernier dans la partie supérieure, ce qui entraîne un relèvement du niveau tandis que la zone opposée 64 est soumise à une dépression et présente un niveau moins élevé, le contraire se produisant pour les zones opposées inférieures 66 et 68. Les diffé- rences de niveau alternent pour les masses diamétralement opposées du fluide et sont égales et opposées et elles se produisent à la fréquence des poussées que la masse fluide reçoit sous l'action de la rotation du disque R.
Si l'on se reporte plus particulièrement aux figures
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2, 3 et 4, on remarquera l'allure prisa par la surface latérale périphérique à développement sensiblement circu- laire du disque oblique 46, 46', ou 46". Cette surface latérale présente toujours une section droite formant un élément de polygone, bien qu'elle puisse aussi bien être plane, par exmple, cylindrique, conique ou de toute autre forme appropriée.
Alors que sur la fig.2, le plan moyen M du disque R coincide avec le plan contenant les sommets n nombre infini des sections droites polygonales en nombre égale- ment infini de la périphérie de ce disque, le plan moyen M'. du disqus R' de la fig.3 ne ooinoido pas avec le plan M, contenant les dits sommets, ces deux plans se coupant le long d'un diamètre T du disque R';
étant donné que le plan M est décale d'un angle ss vers l'avant dans la di- rection de la flèche Z, par rapport au plan M', cette inclinaison j9 s'ajoute à l'inclinaison propre du disque R et avance en la renforçant l'effet de la surface annulaire inclinée 47 Par rapport à l'action de la surface 44' du corps du disque et, de même, l'action de la surface annu- laire inclinée 49 agit de même par rapport à la surface 42' du corps du disque.
Sur la fig. 4, le plan moyen M" du disque R" ne coinoide pas avec le plan M2 des sommets, ce dernier plan étant décalé d'un angle / vers l'arrière dans le lirection de la flèche Z" par rapport au plan M". L'inclinaison [gamma] se retranche de l'inclinaison [alpha]et, par suite, elle retarde la poussée exercée par la surface annulaire 51 par rapport à celle exercée par la surface 44" du corps du disque et il en est de même de la surface annulaire 53 par rapport à la surface annulaire 42" du corps du disque.
La disposition des bagues élastiques P qui sont repoussées par la force centrifuge au contact de la surface extérieure des évidements N est telle que le labyrinthe aboutissant aux roulements Q S et, par suite, aux extrémités
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des arbres S et G montés l'un sur 1? autre} se trouve fermé en permanence, en isolant ainsi parfaitement les dits organes et en empêchant, en même temps, la matière pulvérulente C de sortir du carter B.
Il est clair que, sans sortir du domaine de l'in- vention, de nombreuses variantes peuvent être apportées à ce joint pour le modifier ou le perfectionner. Par-exemple, la surface inclinée peut être reportée sur le moyeu et, de même on peut prévoir des parties creuses appropriées dont la forme est calculée pour faciliter le Lissage ultérieur de la substance pulvérulente*
L'une maniera générale, les détails et les va- riantes de l'invention peuvent être modifiés librement sui- vant les applications prévues et cela sans sortir du domaine de l'invention.