Boîte de vitesses On est amené, dans. certaines machines rotati ves, et notamment dans les, essoreuses, décanteuses, etc., à utiliser des arbres concentriques, tournant à des vitesses élevées, la différence entre ces vitesses étant toutefois relativement faible par rapport à la vitesse de chacun d'eux.
La présente invention a pour objet de réaliser une boîte de vitesses permettant d'obtenir ces résul tats et qui, tout en ayant les qualités de robustesse exigées par la mécanique à laquelle elle s'applique, ne présente toutefois, qu'un encombrement réduit et peut alors s'intégrer, grâce à sa forme compacte; dans l'appareillage qu'elle entraîne.
La boîte .de vitesses objet de l'invention doit éga lement permettre l'adaptation de n'importe quel dis positif de sécurité limiteur de couple, depuis la gou pille jusqu'aux dispositifs à embrayages, mécaniques, électriques, électromécaniques, centrifuges, etc., qui peuvent se révéler indispensables, dans les. applica tions, notamment dans. le cas des essoreuses centri- fuges où le bol, d'une part, et les racleurs, d'autre part, portés par les arbres qui tournent à des vitesses peu différentes entre elles, risquent parfois de se bloquer sous l'action des substances à essorer.
La boîte de vitesses conforme à la présente inven tion comporte deux paires d'engrenages cylindriques, elle est caractérisée en ce que les engrenages, inter médiaires sont constitués, par des couronnes dentées intérieurement enveloppant les roues dentées faisant corps avec les deux arbres de transmission.
L'ensem ble ainsi constitué peut être logé dans. une boîte cylindrique dont le diamètre excède de peu celui de la couronne la plus grande ; il en résulte que ladite boîte a un encombrement minimum et peut être logée facilement, par exemple dans le cas d'une essoreuse centrifuge, à l'intérieur même du bol.
En outre, et notamment pour améliorer l'esth6ti- que de l'ensemble dans une forme d'exécution parti culière de la boîte, l'enveloppe extérieure est axée non pas sur l'axe des couronnes, mais sur l'axe des arbres ce qui, au prix d'une légère augmentation de diamètre, donnera un aspect de symétrie amélioré.
Enfin, du fait même du montage, on peut assu rer un long guidage des .arbres de sortie, ce qui assure évidemment une meilleure stabilité, - ainsi qu'une meilleure résistance aux vibrations.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution particulière de la boîte de vitesses objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma explicatif du fonctionne ment, et la fig. 2 montre, en coupe longitudinale, ladite forme d'exécution de la boîte de vitesses correspon dant à ce schéma.
Sur la fig. 1, 1 désigne l'axe de rotation de l'un des arbres, l'arbre de commande par exemple, sur lequel est calé le pignon de commande 2. 3 désigne le second arbre de commande creux, tournant coaxia- lement autour du premier, et qui est entraîné par le pignon 4.
5 et 6 désignent des couronnes dentées solidaires l'une de l'autre, et portées par des tourillons creux tournant librement autour d'un même axe 7, indi qué en pointillé mixte et parallèle à l'axe des arbres 1 et 3, dans des, paliers 8 et 9 montés à l'intérieur d'une boîte 10. Dans cette boîte 10 sont, par ail leurs, tourillonnés en 11 et 12 les arbres 1 et 3.
Les couronnes. 5 et 6 engrènent intérieurement: res pectivement la couronne 5 avec la roue dentée 2, et la couronne 6 avec la roue dentée 4. Le système 2, 4, 6, 5 a, par conséquent, pour effet d'assurer l'en traînement de l'arbre 3 par l'arbre 1 ou inversement, avec une démultiplication qui ne dépend pas du dia mètre ou du nombre de dents de ces engrenages.
Voici comment seront choisies les. caractéristi ques de ces couples à denture interne externe. On désignera ci-après par D les diamètres, primitifs, par N le nombre de dents et par M les modules, des dif férents engrenages en jeu.
Ainsi, D2, N2, <I>m</I><U>.,</U> désigne ront les caractéristiques en question du pignon, 2, D4, N4, m4, celles du pignon 4, D5, N5, m5 celles de la couronne 5, et<B>D6,</B> No et mG celles, de la cou ronne 6.
L'ensemble cinématique est alors régi par la formule
EMI0002.0022
En outre, il faut avoir
EMI0002.0023
D,; = m" X N,; et D2=m5XN, et - D,; = % X N,;
et <B>Dl</B> =mu X N.1 d'où m5 (N., - N2) = mu (No - N.4) c'est-à-dire
EMI0002.0036
La vitesse de l'arbre annulaire sera alors
EMI0002.0038
La fig. 2 est une forme d'exécution d'une boîte de vitesses basée sur le système qui vient d'être décrit. Cette boite de vitesses est notamment destinée à une essoreuse centrifuge à axe vertical et où, par conséquent, les divers arbres sont verticaux.
Cette boîte comporte l'enveloppe proprement dite 10, destinée à être montée par l'intermédiaire d'un plateau 13 sur un socle non représenté. A l'intérieur de cette boîte peut tourner librement, grâce à des roulements à billes 14 et 15, un manchon 16, por tant les couronnes dentées intérieurement 5 et 6.
Ce manchon est décalé axialement par rapport à l'axe de la boîte 10, de telle sorte que les arbres 1 et 3 puissent être axés sur l'axe de l'enveloppe 10, ce qui donne extérieurement, à l'ensemble, un aspect de symétrie autour de cet axe. Par ailleurs, dans la boîte 10 est disposé axiale ment l'arbre primaire 1, destiné à être entraîné à sa partie inférieure par une poulie à courroies 17, elle-même commandée d'une manière en soi connue par un moteur approprié quelconque.
Sur cet arbre est claveté un manchon 18 qui sert, d'une part, à tourillonner .l'arbre 1 dans la boîte 10 au moyen d'un roulement à billes 19 et qui porte, d'autre part, le pignon d'engrenage primaire 2 qui engrène avec la couronne 5.
A sa partie supérieure, l'arbre 1 est entouré libre ment d'un long manchon 20 constituant en fait l'arbre de sortie 3 dont l'extrémité supérieure a une forme appropriée à recevoir le panier de l'essoreuse par exemple, et qui peut tourner dans la boîte 10 grâce aux roulements 21 et 22. Ce long manchon porte, à sa partie inférieure, le pignon 4 engrenant avec la couronne 6. Un roulement à billes 23 est intercalé entre le manchon 20, faisant corps avec l'arbre 3 et l'arbre 1.
On assure ainsi la liberté des, différents mouvements, de même que l'entraînement des deux arbres par l'intermédiaire de la chaîne cinématique décrite.
On se rend compte facilement que la boîte de vitesses décrite peut avoir un diamètre réduit qui permet de la loger dans le corps de l'appareil et que les différents arbres ont un très long guidage.
On voit également que l'on peut monter facile- ment sur le dispositif n'importe quel appareil limi teur de couple entre les deux arbres rotatifs, cet appareil limiteur de couple pouvant être réduit à de simples goupilles, telles que celle indiquée par exem ple en 24.
Gearbox We are brought in. certain rotary machines, and in particular in spinners, decanters, etc., to use concentric shafts, rotating at high speeds, the difference between these speeds being however relatively small compared to the speed of each of them.
The object of the present invention is to provide a gearbox making it possible to obtain these results and which, while having the qualities of robustness required by the mechanism to which it is applied, however, has only a reduced bulk and can then be integrated, thanks to its compact form; in the equipment it drives.
The gearbox which is the subject of the invention must also allow the adaptation of any torque limiting safety device, from the pin to the clutch, mechanical, electrical, electromechanical, centrifugal devices, etc. ., which may prove to be essential, in. applications, especially in. the case of centrifugal wringers where the bowl, on the one hand, and the scrapers, on the other hand, carried by the shafts which rotate at speeds not very different from each other, sometimes risk becoming blocked under the action of the substances to wring out.
The gearbox in accordance with the present invention comprises two pairs of cylindrical gears, it is characterized in that the intermediate gears are constituted by toothed rings internally enveloping the toothed wheels forming one unit with the two transmission shafts.
The assembly thus formed can be accommodated in. a cylindrical box whose diameter slightly exceeds that of the largest crown; the result is that said box has minimum bulk and can be accommodated easily, for example in the case of a centrifugal wringer, inside the bowl itself.
In addition, and in particular to improve the aesthetics of the assembly in a particular embodiment of the box, the outer casing is centered not on the axis of the crowns, but on the axis of the shafts. which, at the cost of a slight increase in diameter, will give an improved aspect of symmetry.
Finally, due to the very fact of the assembly, it is possible to ensure a long guiding of the output shafts, which obviously ensures better stability, - as well as better resistance to vibrations.
The appended drawing shows, by way of example, a particular embodiment of the gearbox which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an explanatory diagram of the operation, and FIG. 2 shows, in longitudinal section, said embodiment of the gearbox corresponding to this diagram.
In fig. 1, 1 designates the axis of rotation of one of the shafts, for example the control shaft on which the control pinion is wedged 2. 3 designates the second hollow control shaft, rotating coaxially around the first , and which is driven by pinion 4.
5 and 6 denote toothed rings integral with one another, and carried by hollow journals rotating freely around the same axis 7, indicated in mixed dotted lines and parallel to the axis of shafts 1 and 3, in , bearings 8 and 9 mounted inside a box 10. In this box 10 are, by their own, journaled at 11 and 12 the shafts 1 and 3.
Crowns. 5 and 6 mesh internally: respectively the crown 5 with the toothed wheel 2, and the crown 6 with the toothed wheel 4. The system 2, 4, 6, 5 has, consequently, the effect of ensuring the dragging of the shaft 3 by the shaft 1 or vice versa, with a reduction which does not depend on the diameter or the number of teeth of these gears.
Here is how they will be chosen. characteristics of these pairs with internal external teeth. The pitch diameters will be designated hereafter by D, by N the number of teeth and by M the moduli, of the various gears in play.
Thus, D2, N2, <I>m</I> <U>., </U> will denote the characteristics in question of the pinion, 2, D4, N4, m4, those of pinion 4, D5, N5, m5 those of crown 5, and <B> D6, </B> No and mG those, of crown 6.
The kinematic set is then governed by the formula
EMI0002.0022
In addition, one must have
EMI0002.0023
D ,; = m "X N ,; and D2 = m5XN, and - D ,; =% X N ,;
and <B> Dl </B> = mu X N.1 hence m5 (N., - N2) = mu (No - N.4) that is to say
EMI0002.0036
The speed of the annular shaft will then be
EMI0002.0038
Fig. 2 is an embodiment of a gearbox based on the system which has just been described. This gearbox is intended in particular for a centrifugal wringer with a vertical axis and where, consequently, the various shafts are vertical.
This box comprises the actual casing 10, intended to be mounted by means of a plate 13 on a base, not shown. Inside this box can rotate freely, thanks to ball bearings 14 and 15, a sleeve 16, carrying the internally toothed rings 5 and 6.
This sleeve is offset axially with respect to the axis of the box 10, so that the shafts 1 and 3 can be centered on the axis of the casing 10, which externally gives the whole an appearance of symmetry around this axis. Furthermore, in the box 10 is axially disposed the primary shaft 1, intended to be driven at its lower part by a belt pulley 17, itself controlled in a manner known per se by any suitable motor.
On this shaft is keyed a sleeve 18 which serves, on the one hand, to journal .l'shaft 1 in the box 10 by means of a ball bearing 19 and which carries, on the other hand, the gear pinion primary 2 which meshes with crown 5.
At its upper part, the shaft 1 is freely surrounded by a long sleeve 20, in fact constituting the output shaft 3, the upper end of which has a shape suitable for receiving the basket of the wringer for example, and which can rotate in the box 10 thanks to the bearings 21 and 22. This long sleeve carries, at its lower part, the pinion 4 meshing with the crown 6. A ball bearing 23 is interposed between the sleeve 20, forming one body with the shaft 3 and shaft 1.
This ensures the freedom of the various movements, as well as the drive of the two shafts by means of the kinematic chain described.
It is easy to see that the gearbox described can have a reduced diameter which allows it to be housed in the body of the device and that the various shafts have a very long guide.
It can also be seen that any torque limiting device can be easily mounted on the device between the two rotating shafts, this torque limiting device being able to be reduced to simple pins, such as that indicated for example. in 24.