Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La pr~sente invention, est relative ~ une chaîne ciné-
matique modulaire pour la transmission d'un couple, avec glisse-
ment et réduction de vitesse, à un organe entraîné en rotation
et permettant l'utilisation s~lective d'~lements normalisés.
On connait de nombreux dispositifs constituant une
chaîne cinématique et permettant la tran5mission avec glissement
du couple produit par un moteur quelconque, par l'intermediaire
de systèmes réducteurs à un ou plusieurs étages, a une piece menée
en rotation, comme, par exemple, une bobine d'enrouleur. On
utilise, par exemple, des dispositifs comportant des renvois a
chaînes dont le couple est fourni par un moteur-couple, un moteur
à ressort, un moto-coupleur hydraulique ou magnétique, etc... ou
des dispositifs comportant des réducteurs a chaînes ou a engre-
nages, généralement a une seule entrée.
Ces dispositifs classiques présentent divers incon-
vénients. Pour chaque application particulière, on est amené,
le plus souvent, à concevoir des moteurs spéciaux, aussi bien
par leur taille que par leur classe, en fonction des différents
paramètres de service liés à l'organe en rotation à commander,
comme sa vitesse ou son inertie, et il est rarement possible
d'utiliser des éléments normalisés et standardisés qui pourraient
convenir dans tous les cas. De plus, l'adaptation d'un appareil
existant, prévu pour un certain service, a un service différent
conduit généralement à des déboires. Comme il n'est pas toujours
possible, pour des raisons économiques, de créer de toutes pi~ces
de nouveaux éléments, le constructeur en est souvent réduit a
proposer des appareils existants qui sont surdimensionnés quant
aux performances mais dont le coût, et parfois l'encombrement,
sont disproportionnés avec le probleme a résoudre.
On s'est efforcé de remédier a ces inconvénients par
le recours partiel a des éléments polyvalents permettant l'emploi
de pieces standardisées. C'est le cas, en particulier, au niveau
:
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des réducteurs, du dispositif dccrit dans le brevet français n
1 518 964 délivré le 19 février 1968. I1 s'agit d'un r~duc-
teur transformable comportant un carter muni d'un orifice desti-
né au passage d'un arbre de sortie et ae plusieurs lumieres
permettant le montage sélectif d'élcments normalisés tels qu'une
bride de moteur, un flasque excentrc portant un arbre de renvoi,
ou un cache, l'arbre de sortie pouvant être entraîné, par l'inter-
médiaire d'un ou plusieurs étages de réduction a pignons dentés,
par un ou plusieurs moteurs.
Ce dispositif apporte un progres tres important
puisqu'il permet le montage sélectif et modulaire sur le réduc-
teur d'éléments normalisés, mais ce progres n'est que partiel
et il subsiste certains inconvenients.
La modulation de la vitesse de rotation de l'arbre de
sortie se fait uniquement sur le reducteur lui-meme par l'adjonc-
tion d'un flasque excentré portant un arbre de renvoi et permettant
ainsi d'ajouter un ctage de réduction. Mais, de ce fait, on
neutralise obligatoirement l'une des entrées, c'est-à-dire l'une
des lumières, car ce flasque vient se monter en lieu et place
d'une partie motrice ce qui diminue le nombre de moteurs qu'on
peut monter pour un carter d'un encombrement donné. ~insi, pour
monter deux moteurs en parallèle, il faut un reducteur à au moins
trois entrées.
De plus, si ce réducteur permet bien un montage modu-
laire, c'est-à-dire la juxtaposition de plusieurs moteurs iden-
tiques, on n'en est pas moins obligé d'utiliser des moteurs spé~
ciaux adaptés ~ans leur technologie au service demande.
~ nfin, la concentration des ctages de réduction a
l'int~rieur du carter rend indispensable l'entretien et la main-
tenance périodique de tels appareils.
Le but de la presente invention est de permettre laréalisation d'une chalne cinématique modulaire complète avec
--2--
. . .
. .
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glissement, comportant un réducteur de base de conception
voisine de celui décrit par ledit brevet francais No 1,518,964
et permettant, à partir d'un petit nombre d'elements
standardises de construire une gamme continue d'appareils de
performances etagees quelle ~ue soit l'application envisagee,
avec une très grande variete de montages, et utilisant en
particulier pour la production d'energie des moteurs standard
de type courant dans tous les cas, ce qui permet de standardiser
~- au maximum la partie motrice de la chaîne. : .
Un autre but de l'invention est de permettre, en
groupant sur chaque entree du reducteur de base à la fois un ~ .
élement moteur et un elément réducteur, une utilisation opti-
male de toutes les entrées du réducteur de base pour un encom-
brement donné et de multiplier les possibilités d'adaptation
et de réglage tout en évitant d'avoir, à l'intérieur du carter
du réducteur de base, un systeme mécanique complexe exigeant une
maintenance périodique.
Selon l'invention, une chaine cinématique modulaire
pour la transmission d'un couple, avec glissement et réduction
de vitesse, à un organe entrainé en rotation est constituée:
- d'au moins un groupe moto-coupleur constitué d'un
moteur standard, d'un coupleur à hystérésis à aimants perma-
nents et d'un arbre de sortie;
- d'au moins une cellule réductrice complémentaire
coaxiale à l'arbre de sortie du groupe moto-coupleur corres-
pondant qui l'entraine et ayant un arbre de sortie mené par
l'arbre de sortie du groupe moto-coupleur;
- et d'un réducteur de base transformable comportant un
carter muni d'un orifice pour le passage d'un arbre de sortie
et d'au moins deux lumières pour le montage sélectif d'au moins
un groupe moto-coupleur associé a sa cellule réductrice complé-
mentaire, l'arbre de sortie du réducteur étant ainsi entraîné
-- 3 --
, ~.,
. ~........................ . . .. .
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par, au moins, Ull groupe moto-coupleur et sa cellule réduc-
trice complemelltaire, ceci par l'intermédiaire d'un dispositif
;
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Pour augmenter les possibilités de performance, les
coupleurs à hystéresis comportent de préference un moyen de
reglage permettant de modifier son entrefer et, par la même, la
valeur du couple transmis.
Dans un but de s~curité, les groupes moto-coupleurs
comportent avantageusement un dispositif antidévireur, monté sur
la bride de liaison du moteur et du coupleur, empêchant une ro-
tation inverse de l'arbre moteur.
La bride deliaison ~u moteur et du coupleur peut éga-
- 10 lement être ~unie d'au moins une ouvcrture pe~met~ant dc refroi-
dir le coupleur grâce a la ventilation du ~oteur.
~ne cellule réductrice complementaire coaxiale à un
groupe moto-coupleur est, de preference, constituee d'un corps
muni d'une couronne dentée intérieurement, engrenant sur au moins
un satellite ~ double denture, engrenant lui-même sur le pignon
de l'arbre de sortie du groupe moto-coupleur, chacune des den-
tures du satellite pouvant s'engrener au choix sur la couronne
ou sur le pignon de l'arbre, de mani~re à fournir deux rapports
- de réduction differents.
L'entraînement de l'arbre de sortie du réducteur de
base se fait, par exemple, par une roue dentee port~e par cet
arbre engrenant sélectivement sur au moins un pignon porte par
l'arbre de sortie d'un groupe moto-coupleur.
Selon un mode réalisation particulier, les pignons
du réducteur de base sont côniques et les lumières disposées
radialement sur le carter de manière à permettre un montage en
étoile des groupes moto-coupleurs et des cellules reductrices
complementaires. Dans ce cas, le carter comporte avantageuse-
ment deux embases en équerre permettant sa fixation sur un support
sélectivement dans deux plans perpendiculaires.
La chaîne cinematiquet selon l'invention, est parti-
~ . . . .
.
. ~ : .
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culicrement bie~ adaptee à l'entraîncment d'une bobine d'enrouleur
de câble, ass~ciee par exemple ~ un engin de levage ou de manuten-
tion. Dans ce cas, l'arbre de sortie du réducteur est creux pour
assurer le passage du cable et l'adaptation d'un collecteur.
On décrit, ci-après et avec reférence aux dessins
annexés, des modes de réalisation particuliers, non limitatifs,
selon l'invention.
La figure 1 represente en coupe par un plan passant
par l'axe de révolution un gro~pe moto-coupleur, élément de la
chaine cinematique selon l'invention.
Les figures 2 et 3 representent respectivement en cou-
pe suivant les plans A-A et B-B une cellule réductrice coaxiale
à un groupe moto-coupleur.
Les figures 4 et 5 representent respectivement en vue
de face et en coupe suivant C-C le reducteur de base sur lequel
viennent se monter les autres elements.
Les figures 6 et 7 representent respectivement en vue
de cote et en vue de face un montage en etoile de groupes moto-
coupleurs munis de cellules reductrices sur le reducteur de base
et servant à l'entraînement d'un enrouleur de câbleO
Le groupe moto-coupleur, tel que represente a la fi-
gure !. 1, comprend un moteur a~ynchrome triphase du commerce 1 sans
particularite sp~ciale, fixe sur un flasque bride 2 servant de
support principal à un carter 3 en forme de cloche, qui est lui-
même le support de l'ensemble coupleur. Le flasque bride 2 per-
met egalement de monter eventuellement une bague antidevireur 4
destinée à empêcher une rotation inverse de l'arbre, celle-ci
etant maintenue en position laterale par un chapeau 5 et angulai-
rement par une goupille 6, le tout ~tant rendu étanche. Ainsi
placée, la bague 4 se trouve mieux protegée qu'à llarrière du
moteur et, de plus, elle n'obère pas le caractère standard du
moteur.
_5_
" ~ . ' ':
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Le flasaue bride 2 comporte une ou plusieurs ouver-
tures 7 permettant de capter la ventilation du moteur et d'en
béneficier ainsi pour amener de l'air frais sur les ailettes du
boitier du coupleur, en supprimant l'effet de peau. A l'extré-
` mité de l'arbre moteur 8 vient se fixer un moyeu 9 servant d'élé-
ment d'accouplement pour l'entralnement de la~partie primaire du
coupleur, par l~intermédiaire de plots d'accouplements 10 en
matériau résistant à la chaleur.
Le coupleur proprement dit e~tun coupleur magnétique
à hystéresis composé de deux éléments coaxiaux susceptibles d'être
en rotation l'un par rapport ~ l'autre.
Le primaire 11 contient un inducteur à aimants perma-
nents développant un champ multipolaire alterné et le secondaire
12 comprend un élément induit en materiau ferromagn~tique dur,
mais non préalablement aimanté.
Le réglage de l'entrefer du coupleur se fait par l'in-
; termédiaire d'une bague filetée 13 dont la rotation provoque la
translation du secondaire 12 sur l'arbre principal de sortie 14
du groupe moto-coupleur, cette rotation étant verrouillée par une
vis 15 d'indexage et de blocage. Ce réglage s'e~fectue moteur
et vis de blocage déposés grâce à une clef permettant la rotation
de la bague, ce qui modifie l'entrefer du coupleur et, de ce fait,
la valeur nominale du couple transmis.
Le coupleur est placé dans un boîtier étanche 16,pour
l'isoler de l'atmosphere extérieure qui peut être polluée, ce
boitier comportant des ailettes 17 pour accélérer la diffusion
des calories produites lorsque le glissement est important.
L'utilisation d'un tel groupe moto-coupleur à hyst~-
resis permet de transmettre des couples plus importants à des
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vitesses angulaires plus ~lev~es (~ue, par exemple, un moteur-couple
de même encombrement et de même poids. ~insi, un groupe moto-
coupleur à hysteresis permet de transmettre, en service permanent,
un couple de 0,7 mkg à la vitesse de 1500 T/mn, soit une puissan-
ce de 1 000 W, alors qu'un moteur-couple d'encombrement identique
transmet au calage 0,4 mk~ à 300 T/~n 0,35 ~kg (puissancc ma~ima-
le 100 W) et arrlve à un couple nul à 500 T/mn.
La cellule reductrice complementaire representee aux
figures 2 et 3 comporte un corps 18 servant de carter qui main-
tient en position 1aterale et angulaire une couronne 19 denteeinterieurement sur laquelle viennent engrener un ou plusieurs
satellites 20 comportant une double denture, une petite 21 et
une grande 22. Les satellites 20 sont mont~s sur une pièce porte-
satellite 23 comportant un flasque support demontable recevant
le ou les satellites et une partie arbree 24 sur laquelle vient
se monter le pignon d'attaque 25 du reducteur de base.
Chaque satellite peut se monter de deux manières. Dans
un premier montage, la denture 22 du satellite comportant le plus
grand nombre de dents est entrainee par le pignon de sortie 26
porté par l'arbre de sortie 14 du groupe moto-coupleur, la den-
ture 21 comportant le plus petit nombre de dents engrenallt avec
la couronne 18. Mais on peut egalement inverser le sens du mon-
tage et engrener la denture 22 avec la couronne 18 et la denture
21 avec le pignon 2~ de l'arbre de sortie du groupe moto-coupleur,
ce qui permet de modifier le rapport de reduction tout en utili-
sant le même porte-satellite. Chaque satellite 20 est monté sur
une bague autolubrifiante.
On peut utiliser également, en position intermcdiaire,
un satellite à simple denture donnant une reduction moyenne tout
en conservant les mêmes elements recepteurs.
La conception du montage permet a l'arbre 24 d'être
immediatement centre. Un roulement 27 solidaire de cet arbre par
- ,
~- ~ 7
, - . . . .
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sa ba~ue int~rieure vient se loqer dans un alésage prevu sur la
sortie du palier du moto-coupleur.
Le réducteur de base rePr~sent~ aux ~ig. 4 et S est
conforme a celui decrit au brevet français 1 518 964 précit~.
Il comprend un carter 28 constitue par une pièce de fonderie
ménageant une chambre int~rieure 29 fermée à sa partie supérieure
par un couvercle 3~. Ce carter comporte sur une face deux lumières
31 et 32 pouvant recevoir sélectivement soit un qroupe moto-
coupleur, muni ou non d'une cellule réductrice c~mplémentaire
fixée par sa bride! soit simplement un cache 33 de fermeture si
l'une des deux luminères n'est pas utilisée et si l'entraînement
de l'arbre de sortie 34 du réducteur se fait à partir d'un seul
élément moteur.
Le carter présente, en outre, dans ses parois opposés,
des orifices coaxiaux 35 et 36 pour le montage de l'arbre de
sortie 34 au moyen de roulements à billes. Un chapeau borgne 37
assure l'obturation étanche de l'orifice 35 oppos~ a celui par
lequel l'arbre de sortie 34 fait saillie hors du carter. Ce car-
ter 28, muni d'une embase 38 fixée à un support approprié, sert ~`
d'élément de maintien à la fois pour les groupes moto-coupleurs
d'entrainement et pour l'organe entrainé et peut cooperer avec
les él~ments fixes en vue de l'absorption du couple de r~action.
Dans le montage représenté a la fig. 5, l'arbre de
sortie est entraîné par un seul groupe moto-coupleur 39 auquel
on a adjoint une cellule réductrice complémentaire coyxiale 40,
montc ~ar l'intermédiaire d'une bride sur la lumière 31. La lu-
mière 32 est fermée par le cache 33. L'arbre de sortie 24 de
l'ensemble groupe moto-coupleur-cellule reductrice comporte, à
sa partie terminale, un pignon 25 engrenant sur une roue dent~e
41 mont~e sur l'arbre de sortie 34 entraînant l'organe en rota-
tion. Il y a lieu, bien entendu, de prévoir des moyens ~'étan-
chéité a la sortie du réducteur pour l'arbre 34.
--8--
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L'organe entraîné en rotation peut être, par exemple,
une bobine d'enrouleur de câbles éventuellement associée à un
enqin de levage. Dans ce cas, l'arbre 34 est creux et peut
recevoir coaxialement un arbre de collecteurs.
Dans le cas où on monte sur le réducteur plusieurs
groupes moto- coupleurs, ceux-ci sont, suivant le sch~ma de la
figure 5, à prises parallèles, c'est-à-dire que les arbres de
sortie 24 des moto-coupleurs sont parallèles, Le montage est
dit facial en ce sens que les lumières 31 et 32 du carter du ré-
ducteur de base sont situées sur une face de ce carter.
On peut prévoir également un montage à prises angulai-
res, ou montage en ~toile, où les lumières sont disposées sur le
carter dans des plans différents, ce qui fait que les arbres de
sortie 24 font entre eux un certain angle. La conception est la
même que pour le montage facial, à celà près que les pignons~
au lieu d'être droits, sont coniques. Les figures 6 et 7 donnent
un exemple de ce type de montage à quatre entrées, mais le nombre
des entr~es peut, bien entendu, être superieur ou inf~rieur.
; :
Le carte~ 28 présente alors la particularité d'avoir
deux embases 38 en équerre, ce qui permet de basculer le réduc- ;
teur pour l'adapter au mieux aux encombrements disponibles.
~e fait de n'employer, aussi bien dans le réducteur
de base limité à un seul étage de r~duction ~ue dans les cellules
complémentaires, qu'un petit nombre de pièces mécaniques standar-
disées au maximum, permet de faire subir à ces pièces, dans des
conditions économiques acceptables, un traitement de surface tel,
que, par exemple, une carbonitrosulfuration à haute temp8rature
qui, jointe à l'utilisation d'un lubrifiant appropri~, permet
de supprimer la maintenance périodique contraignante qui était
- 30 nécessaire dans les montages de l'art antérieur.
L'invention est illustrée également par l'exemple
suivant :
'
,,, _g_
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EXEMPLE :
On utilise pour l'entra;nement d'un enrouleur de câ-
ble ayant une charge totale en porte ~ faux sur la bobine de
5.000 Kg une chaîne cinématique selon l'invention comportant un
réducteur de base ayant un rapport de reduction de 15 par pignon
cônique et cinq entr~es en étoile~
Sur ces cinq entrées sont montés de 1 à 5 groupes
moto-coupleurs associés à des cellules réductrices complémentai-
res ayant, au choix, comme rapports de reduction 9,81 et 4,77.
Chaque groupe moto-coupleur permet d'obtenir, en
service permanent, un couple de 0,7 mkg pour l'entrefer le plus
étroit, (0,8 mm) le réglage de l'entrefer permettant de réduire
ce couple jusqu'a 0,35 mkg, l'entrefer étant de 3,5 mm.
Suivant le nombre de groupes moto-coupleurs montés
et les cellules utilisées, on obtient en sortie les 1~ valeurs
de couple suivants en mkg, les moto-coupleurs étant réglés au
maximum.
.' . I "
20NOMBRE DE CELLULE REDUCTRICE
MOTO-COUPLE~RS l
r = 4,77 r = 9,81
' . .. ,,. .
1 47 93
2 94 186
3 141 279
4 188 372
~35 465
Par le réglage des entrefers des moto-coupleurs, on
peut obtenir toutes les valeurs comprises entre le couple maxi-
mum et la moitié de ce couple. Les différentes plages se recou-
-10- ,
:'
,.; .: ~:
lOS~397
vrant, on a donc la possibilit~ d'obtenir toutes les valeurs du
couple comprises entre 10 et 465 mk~ en n'employant que des élé-
ments standardis~s.
- 10
:
~,
':
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--11--
. - , . .. .. - .: . ~.
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