Dispositif pour la transmission de puissance, spécialement dans les navires. La présente invention est relative à des dispositifs pour la transmission de puissance, spécialement dans les navires, du type dans lesquels la transmission a lieu par des rou leaux et chemins de roulement profilés.
Elle se caractérise ente que la puissance est trans mise par le moyen d'une série de rouleaux primaires et d'une série de rouleaux secon- daires, arrangées toutes deux dans une cage commune, la première partie et les parties coopérantes étant arrangées de façon à pro duire une réduction de vitesse entre l'arbre menant et la. -cage, tandis que la, seconde série et les parties coopérantes sont disposées de façon à produire une nouvelle réduction de vitesse entre la cage primaire et l'arbre mené qui est relié il une cage secondaire.
Le dessin ci - annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1. montre une coupe longitudinale d'une première forme d'exécution; La fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-B de la fig. 1; La fig. 3 montre une deuxième forme d'exécution en coupe longitudinale; La fig. 4 représente une variante de la forme d'exécution de la fig. 3.
Les fig. 1 et 2 représentent un dispositif de transmission de force motrice, principale= ment destiné à la transmission de force mo trice d'une turbine marine à grande vitesse ou machine analogue .à un arbre de couche. Le dispositif .prévu est simple et efficace, d'un poids et ,d'un encombrement relative ment faibles, et réalise la démultiplication considérable nécessaire entre la turbine et les arbres de couche.
L'arbre de la turbine 1 pénètre, par un presse étoupe dans un carter cylindrique 2, constituée en deux parties boulonnées l'une à l'autre, comme en 3. La longueur de l'arbre 1 à l'intérieur du carter 2 est telle qu'elle laisse la place suffisante ,pour recevoir la transmission secondaire qui va être décrite ci-après.
L'extrémité intérieure de l'arbre 1 com porte plusieurs portions 5, concaves, qui agis sent comme chemins de roulement primaires pour la transmission de force motrice. Dans le carter 2 et autour de l'arbre 1, est dispo sée une cage creuse 6 qui sera appelée ci- après, la cage primaire. Cette cage a égale ment une plus grande longueur que l'arbre 1 (lui y pénètre et, comprend une portion for mant corps et des pièces d'extrémité, le tout étant assemblé par trois axes 7 et des écrous 8. Sur chacun de ces axes 7 est monté un manchon 9, sur lequel sont fixés rigidement les rouleaux primaires 10.
Les extrémités de ces manchons sont filetées pour recevoir les écrous 11, au moyen desquels les rouleaux sont étroitement serrés contre les bossages 12 faisant corps avec les manchons 9. Les rou leaux primaires 10 possèdent des faces con vexes et ils sont disposés de façon que cha cun d'eux soit en contact avec l'un (les che mins de roulement 5 et tourne à l'extérieure, et autour de ce chemin.
Chaque rouleau 10 est en contact, à sa périphérie extérieure, avec un des chemins de roulement fixes 13 qui sont composés de plusieurs anneaux ayant des faces concaves; ces anneaux sont empêchés de tourner par des boulons 14 et ils sont étroitement tirés contre un épaule ment annulaire 15 dans le carter 2, au moyen d'écrous 16.
Les diamètres relatifs des rouleaux pri maires et des chemins de roulement fixes et mobiles sont choisis de façon à .produire une démultiplication importante de transmission entre l'arbre 1 et le manchon 9 et une autre démultiplication est. réalisée au moyen de la transmission secondaire qui va. être décrite maintenant.
Plusieurs jeux de rouleaux secondaires 17, de même forme .que les rouleaux pri maires 10, mais de plus petit. diamètre que ces derniers, sont montés de façon qu'un jeu de rouleaux corresponde à chaque manchon 9; chaque jeu est rigidement fixé à l'extrémité (lu manchon opposée au .bossage 12 et les rouleaux sont serrés étroitement contre les autres faces du bossage<B>12</B> par le vissage d'écrous. Les rouleaux secondaires 17, étant calés<B>sur</B> les manchons 9, tournent à la. même vitesse que ces manchons et ils transmettent la force motrice à l'arbre de couche ou arbre commandé 19, au moyen de la cage secon daire tournante 20, à. laquelle est fixé l'arbre de couche.
La. cage secondaire, de même que la cage primaire, est un organe cylindrique creux et elle est disposée dans lecarter 2, entre ce carter et l'extrémité secondaire de la. cage primaiie 6, étant libre de tourner dans l'en veloppe et .autour de cette cage 6. Cette cage 20 porte plusieurs chemins de roulement cir culaires 21, montés sur (les boulons 22 et ces anneaux glissant sur ces boulons sont serrés contre l'épaulement annulaire 23, par les écrous 24.
Le nombre de chemins de roule ment 21 correspond an nombr(# de face; exis tant sur les rouleaux secondaire. 17 et ces chemins de roulement possèdent des faces concaves, disposée; de façon que -chaque rou leau 17 vient en contact et tourne avec une des faces de ces chemins de roulement ?1. Il existe en .outre, un chemin (le roulement ou rouleau monté librement, central, 25 avant le même nombre de faces ou concaves, qui est simple ment destiné à recevoir la pression de liaison ,des divers jeux de, rouleaux secondaires. de sorte que les rouleaux 17 tournent entre les chemins de roulement 25 et 91.
Afin d'assurer les résultats les plus satis faisants, on s'arrange pour -que les rouleaux et chemins de roulement. soient conformés de façon que les angles faits par les lignes, re présentant les normale, aux surfaces en con tact sous pression, passant par les centres des aires (le contact avec un plan perpendiculaire n. l'axe principal de la transmission soient petits et n'excèdent dans aucun cas 10 , ces angles étant de préférence inférieurs à cette valeur (voir brevet suisse no 106599).
Ceci s'applique a, toulus les formes d'exécution décrites ici.
Les diamètres relatifs des rouleaux pri maires et secondaires sont déterminés par la démultiplie ation désirée entre les arbres 1 et 19, car la vitesse de rotation de l'arbre 19 dépend de la différence entre ces deux, dia mètres. On verra que plus le diamètre des rouleaux secondaires 17 se rapprochera; de celui des rouleaux primaires 10, plus la ré duction de vitesse de l'arbre 19 sera grande.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: Aussitôt que l'arbre de commande 1 com mence à tourner, la poussée de l'hélice est transmise, au moyen de l'arbre 19, aux diffé rentes parties, produisant entre les rouleaux et les chemins de roulement la pression de liaison qui est nécessaire à la transmission de la force motrice. Cette poussée est trans mise de l'arbre 1.9, au moyen de la cage se condaire 20 et des chemins de roulement se condaires 21 aux rouleaux secondaires 17, de là, au manchon 9 et aux rouleaux primaires 10 et au moyen des chemins de roulement fixes 13 et du carter 2, à la coque du navire.
Il apparaîtra que la démultiplication est réa lisée en deux phases: la première démultipli cation .allant de la vitesse de l'arbre 1 à celle de la cage primaire 6 et: la seconde phase allant de la cage primaire 6 à celle de la cage secondaire 20. Les nombres des chemins de roulement et des rouleaux coopérant avec ces chemins -de roulement, -respectivement primaires et secondaires, peuvent varier sui vant la force motrice à transmettre; plus la force motrice est grande, plus le nombre de chemins de roulement et de rouleaux est grand et par suite le nombre de surfaces de contact qu'il est utile d'employer, et il appa raîtra que des démultiplications très considé rables peuvent efficacement être réalisées, avec un dispositif relativement petit.
Le dispositif, représenté sur les fig. 1 et 2, est destiné à la marine, lorsque la poussée de l'hélice peut être employée pour fournir la pression de liaison nécessaire et -lorsqu'il n'est pas nécessaire de réaliser, dans le même dispositif, un changement de marche, c'est-à- dire une marelle autre que la marche avant. Les fig. 3 et 4 représentent des formes d'exé cution dans lesquelles peuvent s'obtenir les marches avant et arrière.
Dans la forme d'exécution de la fig. 3, l'arbre -de commande 1, qui peut être un arbre de turbine, péri être dans le carter 2 et il porte, sur son extrémité intérieure, plu sieurs chemins de roulement concaves 5. Une cage primaire 25, semblable, en beaucoup de points, à la cage 6 des fig. 1 et 2, est placée autour @de l'extrémité de l'arbre 1 et cette cage a une longueur suffisante pour recevoir la transmission secondaire de marche .avant et de marche arrière qui va être décrite, cette cage étant, comme il a été dit ci-dessus, libre de tourner autour de l'arbre 1 et à l'intérieur du carter 2.
Plusieurs arbres 27 portant des rouleaux sont montés, de façon à pouvoir tourner, dans des paliers 26, à l'intérieur de la cage 25, et ces arbres règnent sur toute la. longueur de cette cage. Les rouleaux .pri- maires 28, qui comportent plusieurs faces convexes, sont clavetés ou rigidement figés sur l'extrémité de commande des arbres 27 et ces rouleaux sont en contact avec les :che mins de roulement mobiles 5 et les chemins de roulement fixes 29, concaves et tournent entre .ces deux jeux de chemins;
les chemins de roulement fixes sont empêchés de tourner au moyen de boulons et écrous 30, grâce aux quels ils sont également étroitement tirés contre un épaulement @du carter 2. En outre, vers l'extrémité commandée des arbres 27, sont rigidement fixés sur eux, les rouleaux secondaires -de marche avant 31 et les rouleaux secondaires -de marche arrière 32.
Les rouleaux 31 tournent entre les chemins de roulement ex- tÉrieurs 33 et un rouleau central monté libre ment 34, possédant des chemins de roule ment convenablement conformés et disposés, tandis que les rouleaux 32 tournent entre ,des chemins ,dé roulement extérieurs 35 et -les rouleaux centraux 36. les rouleaux 34 et 36 étant simplement prévus pour, recevoir, la pression de liaison nécessaire.
Les chemins de roulement 33 et 35 sont montés rigidement sur la cage secondaire 37 qui est-libre de tourner dans un sens ou dans l'autre, entre la cage primaire 25 et le carter 2; l'arbre commandé 19 ou arbre de couche est fixé à l'extrémité de la -cage<B>37.</B>
Les chemins dé roulement 33 sont formés par des anneaux ayant des faces -de contact 53 incurvées, susceptibles de former un con- tact de liaison avec les rouleaux secondaires 31, ces faces incurvées 53, se terminant par des faces coniques 54 et les chemins de rou lement 35 sont également composés d'an neaux ayant des faces de contact incurvées 55 et des faces coniques 56, les cônes 56 étant, toutefois, dirigés en sens opposé à celui des faces 54, ces parties étant assemblées et disposées de façon que, lorsque les chemins de roulement 33 sont en conta-et avec les rou- leauxr 31, les chemins de roulement 35 ne sont pas en contact avec les rouleaux 33 et vice-versa.
un mouvement longitudinal de la cage 37 et de l'arbre 19 dans l'une ou l'au tre direction sera seule nécessaire pour amener l'un ou l'autre des jeux de chemins de roule ment à venir en contact avec leurs rouleaux respectifs et laisser l'autre jeu de rouleaux en liberté.
Les rouleaux 28 et 31 avec leurs che mins de roulement respectifs ont des dimen sions relatives telles qu'elles produisent la démultiplication désirée entre les arbres 1 et 19. tandis .que les rouleaux 32 ont un dia mètre plus grand -que les uns ou les autres des rouleaux 28 et 31, .ce -qui permet, par suite, d'obtenir un changement de marche.
Des dispositifs non représentés, et qui peu vent être actionnés soit à. la main soit pas une force motrice sont prévus pour déplacer les parties, de façon à les amener soit dans la, position de marche avant, soit dans la. po sition de marche arrière, et l'arbre 19 est monté de façon à coulisser dans un palier 38 formé dans l'extrémité commandée de l'en veloppe 2, afin de permettre à,ce mouvement de s'effectuer.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: Les parties se trouvant dans la position représentée sur la fig. 3, le dispositif est en marche avant, c'est-à-dire que l'arbre de l'hé lice 19 tourne dans le même sens que l'arbre de commande ou arbre de la turbine 1, mais à une vitesse plus faible. La poussée de l'hé lice fournit la pression nécessaire pour la transmission de la force motrice, cette pous sée étant transmise au moyen de la. cage 37, des chemins de roulement 33, des rouleaux 31, de la -cage 25, des rouleaux \?8, des che mins de roulement 29, du :carter 2, à la. coque du navire.
Lorsqu'il y a lieu -de changer le sens -de marche, on arrête le moteur et la cage 3 7 .est déplacée longitudinalement de telle façon que les chemina de roulement 35 vien nent en contact avec les rouleaux 3?, les che mins de roulement 33 étant par suite séparés des rouleaux 31. Ce mouvement est effectué par tout dispositif convenable, pouvant être actionné à la main ou par une force motrice, non représenté sur les dessins et. qui évidem ment, peut, également, être employé lorsque cela est nécessaire, pour placer les parties dans la position voulue polir le démarrage. En remettant en marche le moteur, l'arbre 19 tournera dans la direction opposée à celle de l'arbre 1, la pression de liaison étant de nouveau fournie par la poussée .de l'hélice.
Sur la fig. 4. on a représenté une autre variante agencée de façon à pouvoir effec tuer le changement de marche sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le moteur.
Dans cette variante, l'arbre de commande 1 ou arbre de la turbine pénètre dans le car ter 2, au moyen du presse-étoupe ou organe analogue 4. La, cage primaire 39, fixée à l'extrémité intérieure de l'arbre 1 possède plusieurs axes longitudinaux 40. sur lesquels peuvent tourner les rouleaux de commande; ceut-ci consistent en îles rouleaux primaires 41, des rouleaux secondaires 42 de marche avant et des rouleaux 43 de marche arrière.
Chacun des rouleaux comporte une face in curvée vers l'intérieur, mais lorsque le dis positif doit être employé pour la transmission de forces motrices élevées, on peut employer des rouleaux composés dont chacun possède plusieurs faces, comme il est représenté, par exemple, sur les fi-. 1 et 3, auquel cas les clhemins de roulement auraient évidemment un nombre de faces correspondant.
Les rouleaux primaires 41 sont en contact avec le chemin de roulement 44 fixe, à face concave, empê ché de tourner et maintenu .contre un épaule ment dans le carter 2, au moyen de boulons 45. LTn rouleau monté librement 46, destiné à recevoir la pression est disposé centralement entre les divers rouleaux primaires, avec les quels il est en contact. Des anneaux 52 et 47 qui ont des faces concaves intérieures, sont disposés autour .des jeux de rouleaux 42 et 43, de façon à être en contact avec ces rou leaux et à être libres de tourner avec eux.
Les autres faces de ces anneaux sont coni ques en direction opposée et un second rou leau monté librement 48 ayant une face con cave convenablement conformée, est disposé centralement entre les rouleaux 42.
La cage secondaire ou commandée 49, à laquelle est fixé l'arbre commandé 19 ou arbre de couche, .affecte la forme d'un em brayage à :double cône et comporte des gar nitures de frottement annulaires 50 -et 51 u moyen ,desquelles l'un ou l'autre des an .<B>a</B> neaux ou chemins de roulements 52 ou 47 peut être saisi, à volonté, au moyen du mou vement longitudinal de l'embrayage.
Lorsque le dispositif est employé pour transmettre de petites forces motrices seulement, ce mouve ment peut généralement être effectué au moyen d'un levier à "main, ou organe .analo= gue, mais, si on le désire, on peut employer dans ce but, d'autres .moyens susceptibles d'être actionnés par une force motrice.
Dans la position représentée sur la fig. 4, l'arbre 19 est commandé dans la même direc tion que l'arbre 1, mais à une vitesse moin dre, le rouleau 43 et les anneaux 47 tournant librement. Si la. cage 49 est déplacée dans la direction du propulseur ou hélice, ce qui peut être fait sans arrêter le moteur, l'organe de frottement 50 sera dégagé de l'anneau 52, qui tournera, alors librement avec les rouleaux 42 et lors d'un nouveau mouvement dans la même direction, l'anneau 47 sera saisi par l'organe de frottement 51 et comme les rou leaux 43 ont un diamètre plus grand que celui des rouleaux primaires 41, la cage 49 et avec elle l'arbre 19 seront commandés en sens inverse.
Comme ci-dessus, la poussée ,de l'hélice fournit la pression de liaison néces saire dans l'une et l'autre direction.
Il y a lieu de noter que lorsque la cage a saisi l'un ou l'autre des chemins de roule- ment, elle l'antraine solidement avec elle eu égard à la poussée de l'hélice, tandis que, en même temps, les anneaux en mouvement, tournent toujours, qu'ils commandent ou non.
Dans ce qui précède, les rouleaux ont été décrits comme ayant des faces convexes, tour nant dans des chemins de roulement à face concave, mais il sera clair que, si on le dé sire, les rouleaux pourront être disposés avec des faces concaves, en contact avec des an neaux ou chemins de roulement intérieurs et extérieurs à face convexe, l'angularité des surfaces de contact restant,. évidemment, comme i1 a été décrit ci-dessus.
Les formes d'exécution sus-décrites réali sent un dispositif de transmission, simple, efficace et -compact, de dimensions et de poids relativement faibles, permettant de transmettre la force motrice d'un arbre de turbine marine ou analogue à un -arbre de couche, la transmission agissant d'elle-même comme un bloc de poussée d'hélice à, faible frottement.
Les parties en contact peuvent être cons truites avec des surfaces en acier durci et poli et on supprime complètement l'emploi de res sorts ou organes analogues pour réaliser la pression de liaison nécessaire, étant donné que cette pression de liaison nécessaire est effectuée par la poussée de l'hélice dans une direction ou dans l'autre.