Dispositif d'accouplement Les accouplements, utilisés, par exemple, pour des arbres destinés à l'entraînement de rouleaux de laminoirs, des machines à niveler ainsi qu'à des con casseurs, supportent des efforts très, importants, et comme l'arrêt d'un laminoir est très onéreux, les accouplements doivent résister pendant de longues périodes de fonctionnement de façon à éviter ainsi des frais élevés d'entretien.
On a proposé de créer de tels accouplements dans lesquels une série annulaire de dents dans un organe d'accouplement s'engage dans une série de rainures d'un autre organe d'accouplement, mais de telles dents sont d'une forme tout à fait spéciale afin de permettre un d'ésalignement des axes. et par suite sont quelque peu compliquées. à dessiner et chères à fabriquer.
De plus, dans de tels accouplements, les flancs des dents des pivots ne donnent qu'un contact linéaire dans les rainures des manchons moteurs. ou entraînés, causant ainsi un effort très concentré et une action de frottement provoquant une usure qui entraîne de fréquents déplacements des parties.
On utilise communément dans les, grands lami noirs des arbres du type dit à glissières 5>, ces arbres consistant en un axe incliné portant à chaque extré mité une languette engagée dans des glissières qui comportent des surfaces cylindriques tronquées s'en gageant dans les extrémités en fourchette de boîtes ou de manchons d'accouplement de forme similaire. Une des languettes est goupillée sur la boîte d'accou plement et les glissières pour assurer la position axiale de l'arbre, et l'autre est pourvue d'une fente pour lui permettre de glisser librement sur une cheville retenant les glissières par suite de la variation de l'angle d'inclinaison de l'arbre.
Malgré la variation de vitesse inhérente à ce genre d'arbres, ils fonction nent parfaitement bien, mais il est difficile de main tenir le lubrifiant sur les glissières, ce qui entraîne le fréquent remplacement des guides, et une tension excessive est souvent la cause d'un début de rupture ou d'une rupture totale des extrémités en fourchette de la boîte d'accouplement ou de l'arbre, ce qui entraîne des frais d'entretien très élevés. Pour effec tuer cette réparation, il faut enlever les goupilles et les glissières doivent être démontées séparément.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et a pour objet un dispositif d'accouplement pour la transmission de puissance entre deux arbres ou orga nes semblables, capable de supporter un désaligne- ment axial angulaire d'au moins deux degrés, com prenant une couronne de billes logées entre un organe de pivotement et un organe formant manchon qui entoure l'organe de pivotement, lesdites billes étant placées à frottement doux dans des alvéoles en forme de sphères tronquées dans l'organe pivotant,
des rai nures parallèles servant de chemin de roulement pour les billes étant façonnées dans le manchon. Le dis positif selon l'invention est caractérisé en ce que les dites rainures ont un rayon de courbure plus grand que le rayon des billes pour permettre l'entraînement sous l'angle maximum désiré de désalignement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue partielle en élévation et partiellement en coupe illustrant l'entraînement d'un laminoir au moyen d'une forme d'exécution du dis positif d'accouplement selon l'invention.
La fig. 2 est une vue semblable en partie à la fig. 1, mais montrant une deuxième forme d'exécu tion du dispositif.
La fig. 3 montre un détail qui est décrit, et la fig. 4 est une vue géométrique illustrant le principe de fonctionnement du dispositif. Dans la fig. 1, un arbre incliné 10 est prévu pour transmettre l'entraînement d'un manchon d'accouple ment 8 du dispositif d'accouplement à un autre man chon d'accouplement 9 du dispositif. Le manchon 9 est relié au prolongement 6 de l'arbre d'un rouleau de laminoir ou au prolongement de l'arbre du tambour d'un concasseur par exemple. Le manchon 8 est fixé sur un arbre d'entraînement 7.
La partie terminale de l'arbre 10 porte un pivot 13 portant sur sa surface périphérique une série annulaire d'alvéoles 14 de coupe sphérique tronquée, dans lesquels sont logées des billes en acier durci 15 capables de supporter une très forte charge, par exemple 300 tonnes pour des billes de 76 mm. Ces alvéoles ne présentent qu'un faible jeu de l'ordre de 1/looo du diamètre de la bille, par exemple, de 0,7 à 1,4 millième, de façon que la bille y soit logée à frottement doux.
Un anneau de retenue 17 est fixé de façon amovible sur le pivot par des boulons 18 et la périphérie extérieure de l'anneau 17 porte des doigts 19 (fig. 3) placés tout contre les billes de façon à maintenir celles-ci dans les alvéoles non seulement pendant le fonctionnement sous un angle de désalignement, pouvant aller jusqu'à 150, mais encore durant le montage ou le démontage du manchon d'accouplement.
Les billes s'engagent dans des rainures ménagées dans une bride intérieure 20 du manchon 8, ces rainures étant parallèles à l'axe du manchon. Le pivot 13 présente une surface sphérique tronquée 23 contre laquelle s'appuie une bague de joint 24 mobile axia- lement, comportant une surface de forme correspon- dante et pressée contre la surface 23 par des ressorts 26 maintenus par un couvercle 21 boulonné par des boulons 22 au manchon 8 de façon à retenir le lubri fiant dans le manchon (dans l'espace 25) tout en permettant son désalignement angulaire.
Le rayon de la rainure peut être calculé en fonc tion du rayon du cercle primitif R. C. P. (par exemple de l'axe de l'arbre au centre de la bille), de l'angle maximum d'inclinaison A et du rayon R de la bille, comme suit Rayon de la rainure
EMI0002.0030
Par exemple, pour un R. C.
P. de 127 mm avec un diamètre de 31,75 mm de la bille et 15 degrés maxi mum d'inclinaison, Rayon de la rainure
EMI0002.0033
qui est d'environ 14-% supérieur au rayon de la bille (15,87 mm).
Les billes sont faites d'acier dur, par exemple 1 % de carbone, 1 % de chrome, le manchon peut être de la même qualité d'acier et en tous les cas les rainures doivent avoir la même dureté que les billes et leur surface doit être par conséquent durcie. Les pivots n'ont pas besoin d'être aussi durs, ils peuvent être en acier à 0,5 /o de carbone et leur surface n'a pas besoin d'être durcie.
Ainsi l'assemblage complet des billes du pivot, des anneaux de retenue et des pièces accessoires peut être monté sur l'arbre 10 et démonté d'une seule pièce et en tout temps pour vérification, après démon tage préalable du couvercle de fixation 21.
L'autre extrémité de l'arbre 10 porte un pivot 40 qui comporte des alvéoles 41 semblables aux alvéoles 14 de coupe sphérique tronquée, contenant des billes 42 qui sont retenues par un anneau 43 et s'engagent dans des rainures ménagées dans une bride intérieure 44 du manchon 9. Le pivot 40 comporte une surface sphérique tronquée 47 contre laquelle s'engage la surface de forme identique d'un anneau de retenue 48 combinant la mise en place et le graissage, et qui est boulonné au pivot par des boulons 49, ledit cou vercle formant un joint lubrifiant étanche sur la sur face sphérique 47 du pivot.
L'arbre 10 avec les pivots est maintenu axialement par la butée contre les sur faces sphériques du pivot 40 et de l'anneau de rete nue 48 grâce à la pression d'un ressort central 63 et celle des ressorts 26 agissant par l'anneau flottant 24 sur le pivot 13, le ressort 63 et les ressorts 26 agissant tous deux dans la même direction,
la seule liberté dans le mouvement axial consistant dans celle du pivot 13 dans le manchon 8 pour permettre le mouvement en avant du pivot 13 lorsque l'angle d'in clinaison est réduit ou inversement pour permettre le retrait du pivot dans le manchon chaque fois qu'il se présente une augmentation de l'angle d'inclinaison durant le fonctionnement.
Un plateau de butée 56 est fixé par des boulons 57 dans l'évidement et porte un alvéole de butée conique central 65 recevant une bille d'acier 60 tenue par un piston 61 pouvant glisser dans un alésage ménagé dans l'arbre et poussé vers l'extérieur par le ressort 63.
Le ressort assure à la fois un joint étanche pour le lubrifiant et une compensation d'usure entre les surfaces sphériques tronquées et, dans le cas où le manchon d'accouplement 9 est monté de façon à pouvoir glisser sur le prolongement du rouleau (au lieu de l'arbre d'entraînement), maintient ledit man chon 9 dans l'alignement axial avec l'arbre pendant le remplacement du rouleau.
Dans la forme d'exécution de la fig. 2, on a représenté un arbre qui convient spécialement bien pour entraîner des rouleaux de laminoirs entre les éléments de laminoirs multiples fonctionnant sous un angle d'inclinaison relativement réduit, par exemple 40 maximum. Dans cet arbre, la disposition normale indiquée dans la fig. 1 est inversée vu que les pivots 8' et 9' (manchons 8, 9) sont ajustés (de préférence de façon permanente) sur un prolongement 6, 7 des rouleaux de laminoir et que les manchons d'accou plement 11 sont montés de façon à pouvoir glisser dans l'axe des arbres par l'intermédiaire de rainu res 51.
En fonctionnement le maintien dans l'axe de cha que manchon d'accouplement 11 est effectué par un anneau rainuré 52 engagé dans une rainure circulaire 103 fraisée dans les rainures 51, cet anneau étant fixé par plusieurs boulons 53 avec rondelles de blo cage. Deux anneaux 50 en matière élastique ont pour but de constituer un joint étanche pour retenir le lubrifiant contenu dans l'espace 104 et pour maintenir la position axiale de l'arbre et du manchon qui sont libres de se déplacer entre les butées 100, 101 des pivots.
Pendant la rotation, chaque bille effectue succes sivement l'entraînement et supporte ou aide à sup porter la charge sur une petite fraction de la révo lution complète, et durant cette fraction la bille roule sur la surface de la rainure pour répartir la charge régulièrement sur toute la surface de la rainure. Une ou plusieurs billes diamétralement opposées peu vent se partager la charge à chaque moment.
Dans les alvéoles hémisphériques, le coefficient de frotte ment est faible par rapport aux grandes surfaces d'engagement, mais dans les rainures, il existe un important coefficient de frottement d'où il résulte que les billes tendent à ne pas glisser dans les, surfaces des rainures mais qu'elles peuvent glisser dans les alvéoles. En conséquence, le dispositif d'accouple ment décrit a l'avantage de réduire à un minimum l'usure soit dans les alvéoles ou dans les rainures.
Lorsqu'il est nécessaire de remplacer chacun des rouleaux, l'anneau 52 est enlevé et le manchon 11 peut être retiré axialement à l'aide de broches enfon cées dans un trou 102, jusqu'à ce qu'un espace de dégagement suffisant apparaisse entre le manchon et l'anneau de retenue des billes, après quoi le rouleau peut être retiré entièrement avec le pivot et remplacé par un autre rouleau complet avec le pivot et ses accessoires, le pivot étant ajusté sur le prolongement du rouleau, qui est pourvu de méplats.
La fig. 4 montre les rainures 70, les alvéoles 71 et seize billes 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 et 87. Les billes sous tout angle d'inclinaison, se déplacent dans un chemin 89 elliptique lorsqu'il est vu dans le sens de l'axe. Toutes les billes sont complètement engagées dans les alvéo les 71. Les billes 72, 73 ne sont pas en contact avec les rainures et ne supportent pas d'efforts d'entraî nement dans cette position.
Tournant dans le sens des aiguilles d'une montre, la bille 74 vient juste de prendre contact en 94 avec la rainure et lorsque la bille se déplace de 74 en 75 la bille roule de 94 en 95, glissant dans les alvéoles pour permettre qu'une poussée rotative soit maintenue entre la bille et la rainure. La bille 76 est en contact avec la rainure 76 en 96, où elle cesse de supporter un effort. Les billes 77, 78, 79, 80, 81, ne supportent pas d'effort mais par contre dès 82, 83 reçoivent à nouveau un effort d'entraînement et maintiennent à nouveau une poussée rotative sur la rainure.
Les billes 84, 85, 86, 87,à nouveau ne supportent pas d'effort. Les zones de contact des billes et des rainures sont indiquées en 90et91.
Lorsque les pivots et les manchons sont en ali gnement sans qu'un couple quelconque soit transmis, les billes sont en contact avec toutes les rainures avec un faible jeu ne dépassant pas environ 1 à 2 milliè mes du diamètre de la bille (par exemple 0,025 à 0,050 mm), et quand le couple est transmis toutes les billes transmettent et supportent un effort égal.