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L'invention se rapporte -a un dispositif fournissant des efforts de poussée au moyen d'un moteur électrique.
Dans les laminoirs et les mines, on trouve toujours des dispositifs nécessitant pour leur fonctionnement des ef- forts de poussée ou de traction qui peuvent atteindre 1000 kg et plus maiq qui ne doivent agir que sur des dis- tances de quelques centaines de millimètres comme par exemple pour aiguiller et'pousser en avant dans les cou- loirs de roulement, pour les poussoirs derrière les scies, et les cisailles, dans les dispositifs de tension pour des scies, dans les dispositifs d'allumage et les éléments de
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guidage des cages de laminoirs, dans les élévateursde tré- mies pour voies continues, dans les systèmes de poussée, dans les dispositifs de raccordement de puits et analogues.
Dans ces dispositifs, les efforts de poussée nécessaires sont le plus souvent produits par des pistons se déplaçant dans des cylindres sous l'action de l'air comprimé ou d'eau sous pression. Comme à cause de la formation d'eau de con- densation ou de glace, de tels dispositifs de poussée doi- vent être évités, on utilise aussi pour les actionner des moteurs électriques. Pour des considérations de prix, on prend le plus souvent des moteurs tournant à la plus grande vitesse possible, qui au moyen d'un engrenage à vis sans fin font tourner une manivelle fixée à la roue de l'engrenage.
On sait déjà au moyen d'un moteur électrique, produire des efforts de poussée ou de traction en reliant à l'arbre du le moteur une tige filetée qui déplace en ligne droite/man- chon-écrou qui l'entoure. De plus, il est connu pour des systèmes d'entraînement qui subissent de fortes sollicita- tions, par exemple les rouleaux des couloirs de laminoirs., que .1'on utilise des moteurs électriques à faible vitesse, capables de rester sous tension à l'arrêt. Il est également de technique courante pour réduire les chocs, d'employer des amortisseurs à air dans les mécanismes de poussée.
Sortant de ces dispositifs et éléments individuels con- nus, un mécanisme de poussée à commande par moteur électri- que dans lequel une tige filetée reliée à l'arbre du moteur déplace d'un mouvement rectiligne un manchon fileté qui l'- entoure, doit suivant l'invention être caractérisé par un moteur triphasé à marche lente, capable de rester sous ten- sion à l'arrêt, actionnant le mécanisme d'entraînement et par un système d'amortisseur à air intercalé entre la pièce qui se déplace et ses éléments de poussée. L'invention con- siste en outre dans la combinaison,.vue dans son entièreté, d'éléments individuels déjà connus en eux-mêmes.
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Aulieu d'un amortisseur à air. on peut Placer également amortisseur hydraulique. Par la compression de l'air dans l'amortisseur à air ou bien par l'amortissement dû au liquide,), le mo.teur sous tens*on peut=être amené douce- ment. à l'arrêt,, et il. suffit= de déconnecter le moteur du
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réseau au moyen; deun. relais, a. temps; dtand,1:'arrét S.'-est produit.
Par la suppression des engrenages, accouplements et fins de course, nécessaires dans les mécanismes de'poussée habituels, le système proposé réalise un dispositif de fonctionnement sûr qui a fait ses preuves dans les usines à service très dur par exemple les laminoirs et les mines.
Des exemples de réalisation de l'invention sont expli= qués à l'aide des dessins: Sur le bout d'arbre normal 10 de l'axe ll d'un moteur µ marche lente, est fixé un arbre 5 pourvu d'un filetage car- ré et dont une extrémité est réalisée en forme de cloche, par laquelle un ressort 9 permet la transmission du couple du moteur. Sur cet arbre fileté, se déplace l'écrou bala-- deur. 5 qui repose dans une embase du tube à collerette 16.
Sur la collerette de ce tube est vissé un couvercle 17 qui porte dans deux douilles un boulon 18 sur lequel repose la tige de poussée 19. Le tube à collerette 16 est guidé dans un tube 20 et est empêché de tourner par un ressort 21. Le tube 20 muni d'un épaulement est fixé par vis au contre é- paulement prévu sur le bâti du palier 13.
L'effort de réaction du déplacement axial produit, a- gissant dans les deux directions, est transmis (par la sur-, face frontale de l'anneau 1 dont la cloche de l'axe fileté est munie) d'une part à la surface d'appui 2 du tube à bir- de 20 et d'autre part est reprise par une surface d'appui de l'anneau de fixation 3 dans le support de palier 13. La cloche de l'arbre fileté 5 repose avec un faible jeu sur le bout d'arbre, de telle façon qu'elle peut se déplacer dans la direction axiale. On obtient ainsi qu'aucune
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transmission de la poussée axiale ne se fasse sur l'axe du. moteur et par conséquent sur ses paliers.
Le graissage des surfaces de glissement des deux côté( de la ceinture de sup port 1 se fait au moyen de graisse ou d'huile qui du palier
13 par une rainure - dans l'anneau de fixation 3 arrive sur ces surfaces. On peut donc renoncer à reprendre la poussée axiale par un système de palier à rouleaux car l'arbre ne @ fait le plus souvent que moins de vingt tours à chaque opé- ration et à vrai dire avec une vitesse de rotation si fai- ble que l'on dépasse à peine des vitesses de glissement de
1,5 m par seconde..Les conditions de glissement à cet en-.
drpit sont à peine plus défavorables que pour l'crou bala- deur sur l'arbre fileté, dont le graissage des surfaces de glissement est réalisé de même au moyen de graisse ou d'- huile amenée par le conduit 14. Pour prévenir les chocs au moment de l'arrêt du moteur quand les positions extrêmes sont atteintes et par cela un blocage par frottement de l'- écrou baladeur dans ces positions, on a intercalé entre les pièces qui glissent 5 ou 15 et leur élément de poussée'19 ,.un élément amortisseur élastique à air 6 ou 16. A l'extré- mité libre de l'arbre fileté 5 est fixé dans ce but un pis- ton 6 au moyen d'une vis 8 de telle façon qu'il puisse tour' ner par rapport à l'arbre fileté. Sur ce piston se déplace. le tube à collerette 16.
La figure 2 représente le disposi- tif dans la position moyenne du.tube à bride 16. Lors du dé' placement du tube vers le moteur, l'espace entre le piston et le couvercle de fermeture 17 diminue. Pour que, par la compression de l'air dans cet espace aucune résistance inu- tile n'apparaisse, un conduit 22 est découpé dans le creux du cylindre ; ce conduit, l'air peut fuir de l'autre cô- té du piston. Quand l'extrémité de droite du conduit a at- teint l'arête droite du piston, la compression de l'air en- fermé commence et sous cette action, le moteur est par sur- charge, amené doucement à l'arrêt cependant que l'air com-
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primé s'échappe peu à peu par le défaut d'ebanchéité entre le piston et la paroi du tube 16.
La figure 1 montre au- dessus de la ligne médiane-A - B la position extrême at- teinte vers la gauche. Lors du déplacement vers la droite du tube à bride à partir de la position moyenne, après a- voir atteint l'extrémité gauche du conduit d'équilibre, l'air est comprimé entre le piston et la paroi frontale de l'écrou baladeur et de cette façon, le moteur est.douce- ment amené à l'arrêt. Dans la figure l, la position à l'- extrême droite est représentée en dessous de la ligne mé- diane A - B.
L'air enfermé dans l'espace à gauche de l'écrou bala- deur peut, quand le tube a bride se déplace vers la gau- che, s'échapper par des trous,23 prévus dans le tube de guidage 20', Dans le mouvement vers la droite, l'air est as- piré par ces trous.
Les moteurs utilisés pour le dispositif de poussée sont d'un type dont la vitesse en charge ne dépasse pas 250 t/ minute. Comme ces moteurs peuvent toujours rester sous ten- sion à l'arrêt pendant plusieurs minutes sans inconvénient,, on peut supprimer les interrupteurs de fin de course de mi- se hors circuit. Comme pour chaque cycle de travail le temps de parcours est fixé d'une manière invariable, la mi- se hors circuit se fait par un simple relais à temps de l'- installation de commande. Ce relais est réglé de telle fa- çon que le déclenchement se produise seulement quand le tu- be coulissant occupe avec certitude une de ses positions extrêmes et que le moteur est déjà à l'arrêt.
Comme les mo- teurs à roulements sont construits de telle façon qu'ils travaillent librement dans chaque position de l'axe, le dispositif de poussée peut chaque fois être agencé comme l'exige la direction dans laquelle l'effort de poussée doit agir. Dans le cas oule système peut être disposé de telle façon que le tube coulissant, vu du côté moteur, soit dirigé vers le bas, on peut,au lieu de'provoquer l'ar-
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rêt du moteur par de d'air, @ @nir par un systeme hydrau- lique par exemple de l'huile * Le conduit d'équilibre à l'in- térieur du tube à bride est alors réalisé comme indiqué en
7 sur la fig. 1.
En face des positions extrêmes, sa section devient toujours plus petite et ainsi le moteur s'arrête, par suite de l'étranglement croissant du fluide.
En général pour la réalisation des mouvements de déplace- ment dans les dispositifs mentionnés au début, on dispose d'- un temps de quelques secondes de telle sorte que l'arbre fi- leté est réalisé avec un filet à une entrée de faible incli- naison. Comme ces systèmes sont toujours à autoblocage, le mo' teur peut sans plus être déconnecté après que la. position ex- trême est atteinte même si la charge à vaincre pendant le mou-' vement reste appliquée après l'arrêt. Si le travail de poussée doit être effectué dans un temps plus court on réalise l'ar- bre fileté avec un filet.à plusieurs entrées dont l'inclinai- son est plus forte.
Comme ces systèmes à vis n'ont le plus souvent aucun effet d'autoblocage, si la charge doit être maii. tenue après avoir atteint la position extrême, on laisse alor le moteur sous tension. Les moteurs supportent ce traitement sans dommage pendant plusieurs minutes. Si la charge doit ê- tre maintenue plus longtemps, on commute l'enroulement du mo- @ teur de triangle en étoile ou l'on prend un moteur dont l'ai- plus mantation est relativement/faible.
Les moteurs envisagés pour la construction d'arbres de pous sée sont exclusivement réalisés dans le type à flasque-bride, sur laquelle on fixe le dispositif de poussée. Ces machines monoblocs formant ainsi un tout fermé, peuvent par conséquent être facilement munies de contre-flasques sur lesquels sont boulonnés les dispositifs à'actionner; le montage se présente ainsi très simplement.
Suivant l'invention, l'utilisation du dispositif de pous- sée ne se limite pas aux laminoirs, bien que là, à cause de l'utilisation en plus grande quantité de moteurs à roulement de rouleaux à faible vitesse, son emploi doit être, considéré
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comme spécialement facile à concevoir. Le dispositif peut' trouver avec avantage son emploi partout où l'on demande de plus grands efforts de poussée sur de courtes distances.
REVENDICATIONS.
1) Poussoir à moteur électrique dans lequel une tige fi- letée reliée à l'arbre du moteur fait avancer d'un mouve- ment rectiligne le manchon-écrou qui l'entoure, caractérisé par un'moteur triphasé à marche lente,' pouvant rester sous tension à l'arrêt et actionnant le mécanisme d'entraînement et' par un amortisseur élastique, à air ou hydraulique (6,16) intercalé entre les pièces de poussée ()),(5)et les élé- ments à mouvoir (19).
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The invention relates to a device providing thrust forces by means of an electric motor.
In rolling mills and mines, one always finds devices requiring for their operation of the thrust or traction forces which can reach 1000 kg and more but which must act only on distances of a few hundred millimeters as per example for steering and pushing forward in runners, for pushers behind saws, and shears, in tensioning devices for saws, in ignition devices and
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guiding of rolling mill stands, in continuous track hopper elevators, in pushing systems, in well connecting devices and the like.
In these devices, the necessary thrust forces are most often produced by pistons moving in cylinders under the action of compressed air or pressurized water. As due to the formation of condensate or ice, such pushing devices should be avoided; electric motors are also used to drive them. For reasons of price, we usually take motors rotating at the highest possible speed, which by means of a worm gear turn a crank attached to the wheel of the gear.
It is already known, by means of an electric motor, to produce thrust or traction forces by connecting to the shaft of the motor a threaded rod which moves in a straight line / sleeve-nut which surrounds it. In addition, it is known for drive systems which are subjected to high stresses, for example the rollers of rolling mills, that low speed electric motors are used, capable of remaining under voltage at low speed. 'stop. It is also common technique for reducing shock to employ air dampers in the thrust mechanisms.
Coming from these known devices and individual elements, a thrust mechanism controlled by an electric motor in which a threaded rod connected to the motor shaft moves in a rectilinear motion a threaded sleeve which surrounds it, must according to the invention be characterized by a three-phase slow-running motor, capable of remaining under tension when stationary, actuating the drive mechanism and by an air shock absorber system interposed between the moving part and its parts. thrust elements. The invention also consists in the combination, seen in its entirety, of individual elements already known in themselves.
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Instead of an air shock absorber. it is also possible to place hydraulic shock absorber. By compressing the air in the air shock absorber or by damping due to the liquid,) the motor under tension can be brought up smoothly. stationary ,, and there. just = disconnect the motor from the
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network through; deun. relay, a. time; dtand, 1: 'stop S .'- is produced.
By eliminating the gears, couplings and limit switches, necessary in the usual thrust mechanisms, the proposed system achieves a safe operating device which has proved its worth in very heavy-duty factories such as rolling mills and mines.
Examples of embodiments of the invention are explained with the aid of the drawings: On the normal shaft end 10 of the axis II of a slow running motor µ, is fixed a shaft 5 provided with a thread. square and one end of which is made in the shape of a bell, by which a spring 9 allows the transmission of the engine torque. The balancer nut moves on this threaded shaft. 5 which rests in a base of the flanged tube 16.
On the collar of this tube is screwed a cover 17 which carries in two sockets a bolt 18 on which rests the push rod 19. The flanged tube 16 is guided in a tube 20 and is prevented from rotating by a spring 21. The tube 20 provided with a shoulder is fixed by screws to the counter-shoulder provided on the frame of the bearing 13.
The reaction force of the axial displacement produced, acting in both directions, is transmitted (by the front surface of the ring 1 with which the bell of the threaded axle is provided) on the one hand to the bearing surface 2 of the bir- de tube 20 and on the other hand is taken up by a bearing surface of the fixing ring 3 in the bearing bracket 13. The bell of the threaded shaft 5 rests with a small play on the shaft end, so that it can move in the axial direction. We thus obtain that no
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transmission of the axial thrust is done on the axis of. motor and therefore on its bearings.
Lubrication of the sliding surfaces on both sides (of the support belt 1 is carried out by means of grease or oil which from the bearing
13 through a groove - in the fixing ring 3 arrives on these surfaces. It is therefore possible to dispense with taking up the axial thrust by a roller bearing system because the shaft usually only makes less than twenty revolutions in each operation and, in fact, with a rotation speed so low that we barely exceed sliding speeds of
1.5 m per second..The sliding conditions at this in-.
drpit are hardly more unfavorable than for the bal- ante nut on the threaded shaft, the sliding surfaces of which are lubricated in the same way by means of grease or oil supplied by the duct 14. To prevent shocks when stopping the engine when the extreme positions are reached and thereby locking by friction of the sliding nut in these positions, it is interposed between the parts which slide 5 or 15 and their thrust element'19, a resilient air damping element 6 or 16. At the free end of the threaded shaft 5 is fixed for this purpose a piston 6 by means of a screw 8 so that it can turn. ner with respect to the threaded shaft. On this piston moves. the flanged tube 16.
Figure 2 shows the device in the middle position of the flanged tube 16. As the tube is moved towards the motor, the space between the piston and the closure cover 17 decreases. So that, by the compression of the air in this space, no unnecessary resistance appears, a duct 22 is cut in the hollow of the cylinder; this duct, air can leak from the other side of the piston. When the right end of the duct has reached the right edge of the piston, the compression of the closed air begins and under this action the engine is overloaded, gently brought to a standstill while air com
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prize-winner escapes little by little through the lack of tightness between the piston and the wall of the tube 16.
Figure 1 shows the extreme left position above the center line-A - B. When moving the flanged tube to the right from the middle position, after reaching the left end of the balance duct, air is compressed between the piston and the front wall of the sliding nut and in this way the motor is gently brought to a standstill. In figure 1, the position at the far right is shown below the midline A - B.
The air trapped in the space to the left of the balancing nut can, when the flanged tube moves to the left, escape through holes, 23 provided in the guide tube 20 '. movement to the right, air is sucked in through these holes.
The motors used for the thrust device are of a type whose speed under load does not exceed 250 rpm. As these motors can always remain under voltage when stopped for several minutes without inconvenience, the off-circuit limit switches can be omitted. As for each work cycle the travel time is fixed in an invariable manner, switching off is done by a simple time relay from the control system. This relay is set in such a way that tripping occurs only when the sliding tube occupies one of its extreme positions with certainty and the motor is already stopped.
As rolling bearing motors are constructed in such a way that they work freely in each position of the axis, the pushing device can each time be arranged as required by the direction in which the pushing force is to act. In the case where the system can be arranged in such a way that the sliding tube, seen from the motor side, is directed downwards, it is possible, instead of 'to bring about the ar-
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stopping the engine by air, @ @nir by a hydraulic system, for example oil * The balance duct inside the flanged tube is then made as indicated in
7 in fig. 1.
In front of the extreme positions, its section becomes ever smaller and so the motor stops, as a result of the increasing throttling of the fluid.
In general, for the realization of the displacement movements in the devices mentioned at the beginning, there is a time of a few seconds so that the threaded shaft is produced with a thread at a low inclination entry. naison. As these systems are always self-locking, the motor can no longer be disconnected after the. extreme position is reached even if the load to be overcome during movement remains applied after stopping. If the pushing work has to be carried out in a shorter time, the threaded shaft is made with a thread with several entries, the inclination of which is greater.
As these screw systems usually have no self-locking effect, so the load must be reduced. held after reaching the extreme position, the motor is then left under tension. The engines endure this treatment without damage for several minutes. If the load is to be maintained longer, switch the motor winding from delta to star or take a motor with relatively / low magnetization.
The motors envisaged for the construction of thrust shafts are exclusively produced in the flange-flange type, on which the thrust device is fixed. These monobloc machines thus forming a closed whole, can consequently be easily provided with counter-flanges on which the devices to be actuated are bolted; the assembly is thus presented very simply.
According to the invention, the use of the pushing device is not limited to rolling mills, although there, due to the increased use of low speed roller bearing motors, its use must be, considered
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as especially easy to design. The device can be used with advantage wherever greater pushing efforts are required over short distances.
CLAIMS.
1) Electric motor pusher in which a threaded rod connected to the motor shaft advances in a rectilinear motion the sleeve-nut which surrounds it, characterized by a 'slow-running three-phase motor,' capable of remain under tension when stationary and actuating the drive mechanism and 'by an elastic, air or hydraulic shock absorber (6,16) interposed between the thrust pieces ()), (5) and the elements to be moved (19).