Dispositif étanche de transmission entre un arbre moteur et un arbre récepteur La présente invention a pour objet un dispositif étanche de transmission entre un arbre moteur et un arbre récepteur. Un but de l'invention est de fournir un tel dispositif qui isole hermétiquement l'un de l'autre les deux milieux dans lesquels se trouvent les deux arbres. Par<B>e</B> arbre<B> </B> il convient d'entendre dans le présent exposé toute pièce tournante qu'elles qu'en soient la forme et la fonction. Une transmission pri maire de mouvement se fait entre l'arbre moteur et un organe de tranfert tandis qu'une transmission secondaire de mouvement se fait entre ledit organe de transfert et l'arbre récepteur.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une première pièce qui tourne autour d'un axe fixe par rapport<B>à</B> un bâti sous la commande<B>de</B> l'arbre moteur et qui est liée<B>à</B> un organe de transfert de mouvement par un pivot d'axe excentré par rapport audit axe fixe pour engen drer une première excentricité, au moins une seconde pièce guidée par rapport au bâti et par rapport au dit organe de transfert et engendrant une deuxième excentricité égale<B>à</B> la première, de telle sorte que l'organe de transfert se déplace en translation circu laire lorsque l'arbre moteur tourne,
un organe d'étan chéité fixé par une de ses extrémités au bâti et par l'autre extrémité<B>à</B> l'organe<B>de</B> transfert pour isoler l'un de l'autre les milieux dans lesquels les deux arbres évoluent respectivement, et une liaison entre l'organe de transfert et l'arbre récepteur pour entrail- ner l'arbre récepteur en rotation lorsque l'arbre mo teur tourne et que l'organe de transfert se déplace en translation circulaire.
Le dispositif étant réversible, l'arbre moteur peut devenir récepteur et inversement.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, des formes d'exécution du dispositif objet de l'inven tion et des variantes. Les fig. <B>1 à 3</B> sont des vues schématiques d7une première, seconde et troisième forme d'exécution, respectivement, la fig. 4 est une coupe de la troisième forme d'exécution conforme au schéma de la fig. <B>3</B> et selon IV-1V de la fig. <B>5,</B> la fig. <B>5</B> est une vue en plan correspondant<B>à</B> la fig. 4, le couvercle étant enlevé, la fig. <B>6</B> est une coupe schématique d'une va riante,
la fig. <B>7</B> est une coupe schématique montrant un montage pratique des moyens de guidage représentés <B>à</B> la fig. <B>6,</B> la fig. <B>8</B> est une coupe de la variante conforme aux schémas des fig. <B>6</B> et<B>7,</B> les fig. <B>9, 10, 11,</B> 12,<B>13</B> sont des vues en pers pective, avec arrachements de diverses pièces repré sentées<B>à</B> la fig. <B>8,</B> la fig. 14 est une coupe d'une autre variante, la fig. <B>15</B> est une coupe schématique d'une qua trième forme d'exécution,
la fig. <B>16</B> est une vue en plan correspondant<B>à</B> la fig. <B>15,</B> la fig. <B>17</B> est une coupe schématique d'une cin quième forme d'exécution, la fig. <B>l 8</B> est une vue en plan correspondant<B>à</B> la fig. <B>17,</B> la fig. <B>19</B> est une coupe de cette forme d'exécu tion, conforme aux fig. <B>17</B> et<B>18,</B> les fig 20 et 21 sont des vues schématiques, dans deux positions différentes, d'une variante d'un méca nisme d'entraînement,
la fig. 22 est une coupe partielle de la variante conformément aux fig. 20 et 21 et selon XXII-XXII de la fig. <B>23,</B> la fig. <B>23</B> est une vue en plan correspondant<B>à</B> la fig. 22, le couvercle étant enlevé. Le dispositif représenté schématiquement<B>à</B> la fig. <B>1</B> comprend un parallélogramme articulé ABCD dont les points B et<B>D</B> sont fixes. Les points<B>C</B> et<B>D</B> sont les centres de deux roues, qui engrènent entre elles.
Le côté AC est lié<B>à</B> la roue de centre<B>C.</B> Lors que le côté AB est animé d'un mouvement de rota tion autour du point B, le côté AC se déplace tou jours parallèlement<B>à</B> lui-même en entramant le pi gnon de centre<B>C</B> dans une translation circulaire sans rotation autour de<B>C</B> mais avec entraînement du pi gnon de centre<B>D.</B> Dans cette construction, les côtés AB et CD ont pour valeur la somme des rayons des deux roues, soit R<B>+</B><I>r.</I>
Le dispositif de la fig. 2 est un dispositif plané taire<B>à</B> translation circulaire comprenant le même parallélogramme articulé que précédemment et une roue<B>à</B> engrenages intérieurs de centre<B>C</B> et de rayon R, entraînant un pignon de centre<B>D</B> et de rayon r. Comme dans la fig. <B>1,</B> les points B et<B>D</B> sont fixes. La roue enveloppante est taillée dans une pièce<B>1,</B> laquelle est réunie par le côté AB au point fixe B. Les côtés articulés AB et CD sont parallèles et d!égale valeur, soit X<B>=</B> R<B><I>-</I></B> r.
Comme<B>à</B> la fig. <B>1,</B> lorsque AB est animé d'un mouvement de rotation autour de B, le côté AC se déplace toujours parallè lement<B>à</B> lui-même, en faisant ainsi subir<B>à</B> la roue enveloppante une translation circulaire sans rotation autour de son centre<B>C</B> mais avec entraînement du pignon de centre<B>D.</B> Dans cette translation circulaire, chacun des points de la pièce<B>1</B> décrit une circonfé rence de rayon X<B>=</B> R<B><I>-</I></B><I> r.</I>
Le dispositif de la fig. <B>3</B> est analogue<B>à</B> celui de la fig. 2, mais la pièce<B>1,</B> est entraînée en translation circulaire par la rotation synchronisée des points<B>A</B> et A# autour des points fixes B et B'.
Dans ce but on rend solidaires les points<B>A</B> et A# de deux pignons identiques 2 et<B>3</B> engrenant avec un pignon central 4 de centre<B>D.</B> La pièce<B>1</B> constitue un organe de trans fert de mouvement entre l'organe moteur constitué par le pignon 4 et l'organe récepteur de centre<B>D.</B> L'extrémité mobile d'un organe élastique qui isole les deux milieux est fixée de façon étanche sur la pièce<B>1.</B> La transmission primaire entre l'organe mo teur et l'organe de transfert est constituée par le pignon central 4 et les deux pignons 2 et<B>3</B> qui por tent les manetons<B>A</B> et A# excentrés d'une valeur X<B>=</B> R<B><I>-</I></B><I> r</I> par rapport<B>à</B> leurs centres fixes B et B'.
La transmission secondaire entre l'organe de transfert et l'organe récepteur peut être constituée par une manivelle de centre<B>D</B> dont le maneton est centré au point<B>C</B> dans un alésage de la pièce de transfert. Dans ce cas, lorsque l'organe de transfert aura accompli un cycle correspondant<B>à</B> un tour com plet des pignons 2 et<B>3,</B> la manivelle de centre<B>D</B> et de rayon<B>DC =</B> X aura également tourné d'un tour complet dans le même sens que l'organe de trans fert.
Comme<B>à</B> la fig. 2, la transmission secondaire peut être constituée par un pignon de centre<B>D</B> et de rayon primitif r engrenant avec la denture inté rieure de l'organe de transfert, cette denture ayant un rayon primitif R et un centre<B>C.</B> Dans ce cas, lorsque l'organe de transfert<B>1</B> aura accompli un cycle correspondant<B>à</B> un tour complet des engre nages 2 et<B>3,</B> le pignon entraîné par la denture intérieure de l'organe de transfert aura tourné en sens inverse d'une valeur proportionnelle<B>à</B>
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On voit que cette transmission secondaire par organe de tranfert <B>à</B> denture intérieure en transla tion circulaire et pignon de centre fixe<B>D</B> est favo rable aux démultiplications.
On a, en effet, avantage <B>à</B> réduire la valeur X et l'on peut choisir le diamètre du pignon<B>à</B> volonté.
Pour les rotations continues<B>à</B> vitesse notable, on peut, avec une telle transmission secondaire, ad mettre une multiplication limitée. Par exemple, pour obtenir le rapport deux, il faut que l'excentricité X soit égale<B>à</B> deux fois le rayon du pignon.<B>Il</B> faut alors des soufflets assez longs et d'un diamètre con venable, lesquels avec cette multiplication double ne supportent qu'un seul cycle de translation circulaire pendant que le pignon tourne de deux tours.
On se référera maintenant aux fig. 4 et<B>5</B> qui montrent une construction fonctionnant conformé ment au schéma de la fig. <B>3.</B> Aux fig. 4 et<B>5</B> la trans mission primaire comporte,<B>à</B> titre d'exemple, trois éléments disposés<B>à</B> 1200 et ayant une égale excentri cité d'entraînement de valeur X.
Ce dispositif (fig. 4 et<B>5),</B> comprend un corps<B>5</B> d'un joint tournant fixé avec interposition de joints d'étanchéité sur la face extérieure de l'enceinte dans laquelle pénètre l'arbre secondaire<B>9</B> guidé par un canon<B>8</B> et isolé du milieu extérieur par un soufflet d'étanchéité<B>6.</B> Ce soufflet est soudé d'une part sur une bague<B>7,</B> elle-même soudée sur le canon<B>8</B> et, d'autre part, sur un organe de transfert 12.
L'arbre de transmission secondaire<B>9</B> dont l'axe passe par le centre<B>D,</B> se termine par un pignon de rayon r dont la denture<B>10</B> engrène avec une denture intérieure<B>13</B> de rayon R et de centre<B>C</B> de l'organe de transfert 12. La différence des rayons des den tures<B>13</B> et<B>10</B> est R<B><I>-</I></B><I> r</I><B>=</B> X.
L'organe de transfert 12 comporte trois alésages 14 dispersés<B>à</B> 1200 et de centre<B>A,</B><I>K</I> et<B>A",</B> qui reçoivent avec interposition de roulements<B>à</B> aiguilles <B>1.5</B> des excentriques<B>16</B> dont la partie supérieure en dehors des alésages constitue des pignons<B>17</B> de centre B. L'excentricité entre<B>A</B> et B est égale<B>à</B> X. L'un des pignons<B>17</B> constitue la première pièce du dispositif qui comprend deux secondes pièces cons- tiuées par les deux autres pignons<B>17.</B>
L'ensemble<B>16-17</B> tourne autour d'un axe<B>18</B> pas sant par le centre B, avec interposition des roule ments<B>à</B> aiguilles<B>19.</B>
Les trois pignons<B>17</B> engrènent avec un pignon central 20 dont l'axe est celui de l'arbre de trans mission secondaire<B>9</B> passant par le point<B>D.</B> Lorsque le pignon 20 de la transmission primaire tourne sous l'action de son arbre 22, il entraîne les pignons<B>17</B> et leurs excentriques<B>16.</B> Les mouvements synchro nisés des excentriques<B>16</B> impriment<B>à</B> Forgane de transfert 12 une translation circulaire exacte, donc exempte de toute rotation possible autour de son propre centre<B>C.</B>
La transmission secondaire est entraînée en rota tion<B>à</B> partir de cette translation circulaire par l'ac tion de la denture<B>13</B> sur la denture<B>10.</B> Le soufflet <B>6</B> solidaire<B>à</B> sa partie supérieure de l'organe 12 ne supporte, lors de la rotation des transmissions pri maire et secondaire, qu'une inclinaison de transla tion exempte de toute sollicitation en torsion. Dans cette construction, l'arbre primaire 22 et l'arbre secondaire<B>9</B> sont coaxiaux, ils tournent dans le même sens et peuvent avoir des vitesses égales ou différentes suivant les rapports des engrenages des transmissions primaire et secondaire.
Pour fonctionner<B>à</B> des vitesses notables, le joint tournant demande un équilibrage dynamique non représenté sur les fig. 4 et<B>5.</B> De même, les butées<B>à</B> billes pour absorber les sollicitations de l'organe de transfert dues aux différences de pression entre l'inté rieur et l'extérieur du soufflet ne sont pas figurées afin de ne pas surcharger les dessins.
On remarquera aux fig. 4 et<B>5</B> qu'une partie<B>23</B> du corps<B>5</B> sur laquelle se fixe le canon<B>8</B> ainsi que la base de celui-ci sont crénelées, ceci pour per mettre le montage qui doit s'effectuer par la partie supérieure du corps<B>5</B> lorsque le soufflet est soudé sur l'organe de transfert 12 et sur la bague<B>7</B> soli daire du canon<B>8.</B> Les dentures,des pignons<B>17</B> et <B>2-0</B> sont de préférence hélicoïdales et sont exécutées soigneusement de façon que l'entraînement se fasse avec le minimum de jeu.
On a vu (fig. <B>3),</B> que le côté AA' est mis en translation circulaire lorsqu'il se déplace parallèle ment<B>à</B> lui-même et tous ses points décrivent une cir conférence de rayon X. Ce résultat peut être obtenu par l'action synchronisée des deux manivelles AB et AU de rayon X.
En variante (fig. <B>6),</B> on peut obtenir la mise en translation circulaire de AA' en supprimant l'action de la manivelle AU et en adaptant au côté AC un coulisseau 24 pouvant se déplacer dans une rainure <B>25</B> orientée parallèlement<B>à</B> BB',
cette rainure<B>25</B> étant ménagée dans une pièce mobile<B>26</B> pouvant elle-même coulisser librement dans des guides fixes <B>27</B> et suivant une direction fixe choisie de préférence perpendiculaire<B>à</B> BB. Sous l'action de la seule ma nivelle AB et du fait des guidages imposés au cou- lisseau 24 par la rainure<B>25</B> et les déplacements de la pièce<B>26</B> dans les guides<B>27,</B> on obtient la mise en translation circulaire du côté AC lorsque la manivelle AB tourne autour de son centre B.
On voit<B>à</B> la fig. <B>7</B> qu'un seul élément d'entraîne ment d'excentricité X a pour centre le point<B>D</B> et pour point d'application le centre<B>C</B> de l'organe 12 <B>à</B> entraîner en translation circulaire. Cet organe 12 comporte diamétralement le coulisseau mâle 24, qui se déplace dans la rainure<B>25</B> de la pièce mobile<B>26</B> laquelle peut se déplacer suivant les guides fixes<B>27</B> coulissant dans sa rainure<B>28</B> dans une direction perpendiculaire<B>à</B> l'axe de la rainure<B>25.</B>
La rotation autour de<B>D</B> de rélément d'entraî nement de rayon CD <B>=</B> X appliqué au centre<B>C</B> de l'organe de transfert 12 impose<B>à</B> celui-ci, grâce aux guidages de la pièce mobile<B>26,</B> un mouvement de translation circulaire exacte. L'orientation de l'organe de transfert 12 reste fixe et tous ses points décrivent une même circonférence de rayon X.
La pièce mobile<B>26</B> des fig. <B>6</B> et<B>7</B> joue le rôle d'un joint croisé<B>à</B> coulisseaux. radiaux. On appré ciera la simplicité, la robustesse et la sécurité de fonctionnement d'un tel montage.
Dans la variante représentée<B>à</B> la fig. <B>8,</B> compor tant le montage représenté<B>à</B> la fig. <B>7,</B> rarbre moteur 22 et l'arbre récepteur<B>9</B> sont rendus solidaires de l'organe de transfert 12 par deux manivelles d'égale excentricité X. Les manetons<B>11</B> de ces manivelles sont placés en regard dans les alésages borgnes cor respondants 14 ménagés dans ledit organe de trans fert 12. On voit en<B>5</B> le corps du joint tournant, en <B>6</B> le soufflet qui isole l'arbre récepteur<B>9</B> du milieu extérieur, en<B>8</B> un canon de guidage. Les fig. <B>9,</B> <B>10, 11,</B> 12 et<B>13</B> donnent en perspective les diffé rents éléments de ce joint tournant.
Un couvercle fixe 21 (fig. <B>9)</B> comporte l'élément mâle de guidage<B>27</B> qui s'engage dans la rainure cor respondante<B>28</B> (fig. <B>11)</B> du joint croisé<B>26.</B> Perpen diculairement<B>à</B> la rainure<B>28</B> et sur la face opposée du joint croisé<B>26</B> se trouve la rainure<B>25</B> dans la quelle coulisse l'élément mâle 24 (fig. 12) solidaire de la partie supérieure de l'organe de transfert 12. Ledit organe 12 comporte les deux alésages borgnes 14 qui reçoivent les manetons<B>11</B> de l'arbre moteur 22 (fig. <B>10)</B> et de l'arbre récepteur<B>9</B> (fig. <B>13).</B>
Dans la construction représentée aux fig. <B>8 à 13,</B> les arbres moteur et récepteur sont coaxiaux et tour nent<B>à</B> la même vitesse et dans le même sens. Le nombre de cycles de translation circulaire de l'or gane 12, auquel est fixé le soufflet<B>6,</B> est égal au nombre de tours des arbres moteur et récepteur.
La variante de la fig. 14 concerne un joint tour nant étanche susceptible d'utilisation dans des instal lations de vide moléculaire.
Le corps du joint<B>5</B> se fixe avec l'interposition d'un joint statique d'étanchéité<B>29</B> et par rintermé- diaire des boulons<B>30</B> sur la partie inférieure du canon de guidage<B>8.</B> Cette partie inférieure<B>8</B> est elle-même fixée par les boulons<B>31</B> sur la face externe d'un appareil<B>33 à</B> l'intérieur duquel un arbre <B>36</B> doit être entraîné en rotation en maintenant une étanchéité absolue entre le fluide qui l'entoure et le milieu extérieur.
Le serrage de la pièce<B>8</B> sur la face externe de l'appareil<B>33</B> se fait avec interposition de deux joints statiques d'étanchéité 34 et<B>35.</B> L'arbre <B>36</B> est rendu solidaire de l'arbre de transmission secondaire<B>9</B> par un brochage<B>37.</B> Cet arbre<B>9,</B> dont l'axe passe par le centre<B>D,</B> se termine par un pignon de rayon r dont la denture<B>10</B> engrène avec la den ture intérieure<B>13</B> de rayon R et de centre<B>C</B> de l'or gane de transfert 12.
La différence des rayons des dentures<B>13</B> et<B>10</B> est R<B><I>-</I></B><I> r<B>=</B></I> X. Le soufflet<B>6,</B> par exemple en acier inoxydable, est soudé, d'une part,<B>à</B> la bague<B>7</B> elle-même soudée au canon<B>8</B> et, d'autre part,<B>à</B> la partie inférieure de l'organe de transfert 12 par l'intermédiaire d'une bague<B>38.</B> Les arbres<B>9</B> et<B>36</B> de la transmission secondaire se trouvent ainsi par le soufflet<B>6</B> entièrement isolés du milieu extérieur. L'organe de transfert 12 est en- traffié en translation circulaire exacte par l'action combinée de l'élément d'entraffieinent excentrique<B>11</B> et du joint croisé<B>26 à</B> coulisseaux radiaux.
Dans cette construction, l'élément d'entramenient <B>11</B> est constitué par un excentrique périphérique dont la partie extérieure qui tourne dans le corps<B>5</B> est cen trée sur l'axe<B>D</B> alors que l'alésage intérieur qui reçoit l'organe de transfert 12 est lui-même centré sur l'axe<B>C.</B> On voit que l'entraînement de l'organe de transfert 12 par l'excentrique périphérique<B>11</B> se fait par interposition de roulements de centrage et de butée axiale<B>39</B> dont le montage permet d'absorber les réactions provoquées sur l'organe 12 par les diffé rences de pression entre l'intérieur et l'extérieur du soufflet étanche<B>6. A</B> sa partie externe la roue<B>11</B> comporte un filet hélicoïdal avec lequel s'engage une vis de commande 40.
Comme sur les figures précé dentes, on voit l'élément mâle<B>27</B> de guidage soli daire du couvercle fixe 21 et l'autre élément mâle 24 de l'organe de transfert 12. Ces deux éléments mâles sont coiffés par les rainures<B>28</B> et<B>25</B> ménagées de chaque côté et suivant des diamètres perpendicu laires dans le joint croisé<B>26.</B>
La mise en rotation de la vis 40 entraîne l'excen trique périphérique<B>Il</B> qui, avec le joint croisé<B>26.</B> imprime<B>à</B> l'organe de transfert 12 une translation circulaire exacte qui provoque par l'engrènement des dentures<B>10</B> et<B>13</B> l'entrainement en rotation des ar bres<B>9</B> et<B>36</B> alors que le soufflet qui les isole ne supporte qu'un faible travail d'inclinaison sans que le couple<B>à</B> transmettre puisse le solliciter en rotation sur lui-même.
On remarquera que la transmission primaire est isolée du milieu extérieur du soufflet par des joints d'étanchéité 41 et 42, cette disposition permettant la lubrification de toute la transmission primaire sans risque de contact avec l'enceinte extérieure du souf flet dont l'étanchéité peut être contrôlée par une prise 43 située sur le corps<B>5.</B>
En raison de la grande réduction entre la vis de commande 40 et les arbres secondaires<B>9</B> et<B>36,</B> cette construction convient spécialement pour la transmis sion<B>à</B> faible vitesse de couples notables.
Dans une transmission avec des couples très im portants, les coulissements dans le joint croisé<B>26</B> peuvent être réalisés avec interposition de patins<B>à</B> aiguilles.
Dans les joints des fig. 4,<B>8</B> et 14, l'organe récep teur peut avoir une course de rotation aussi grande qu'on le veut et accomplir par exemple des tours complets successifs en nombre aussi important qu'on le veut, la disposition permettant précisément une très grande résistance<B>à</B> la fatigue de l'organe d'étan chéité. Dans certaines applications industrielles, il peut cependant se présenter le cas d'un organe tour nant récepteur devant accomplir seulement une course de rotation limitée.<B>Il</B> en est ainsi, par exem ple, pour des vannes dont l'obturateur, qui peut être un papillon, doit accomplir sous la commande de l'organe récepteur une course faible correspondant par exemple<B>à</B> un quart de tour ou moins dudit organe tournant récepteur.
Bien entendu, les disposi tions décrites précédemment conviennent a fortiori<B>à</B> de telles applications qui entraînent des conditions de travail moins sévères que lorsque la rotation de l'organe tournant récepteur est continue. Les fig. <B>17,</B> <B>18</B> et<B>19</B> montrent une disposition avantageuse appli cable lorsque les rotations de l'arbre secondaire du type manivelle sont inférieures ou égales<B>à</B> un quart de tour. La construction de la fig. <B>19</B> permet une des rotations illimitées ou limitées et comprend deux emboîtements successifs des transmissions primaire et secondaire, l'organe tournant moteur coiffant une partie de l'organe de transfert qui lui-même coiffe une manivelle de l'organe tournant récepteur.
Le dispositif représenté aux fig. <B>15</B> et<B>16</B> se rap porte au montage du soufflet pour des rotations illi mitées. On voit que la base du soufflet<B>6</B> est soudée en<B>7</B> sur la pièce de guidage<B>8,</B> laquelle est elle-même centrée suivant l'axe des arbres<B>9</B> et 22. La partie supérieure du soufflet<B>6</B> est soudée en<B>38</B> sur ror- gane de transfert 12 qui est centré sur l'axe des manetons<B>11</B> montés en regard dans les alésages bor gnes de l'organe 12.
La partie supérieure du soufflet <B>6</B><U>lié</U> en<B>38 à</B> l'organe de transfert 12 (fig. <B>16)</B> se trouve toujours décalée d'une valeur X par rapport<B>à</B> sa base<B>7.</B> Lors d'un cycle complet de l'organe de transfert, le déplacement en translation circulaire de la partie supérieure du soufflet s'inscrit dans la courbe enveloppe 44 de centre<B>0</B> et de rayan <B>E<I>=</I></B><I> e</I><B>+</B> X,<I>e</I> étant le rayon du soufflet.
Revenons aux fig. <B>17</B> et<B>18</B> qui, concernant un montage du soufflet lorsque la rotation de l'organe récepteur est limitée<B>à</B> l'angle<B>MON</B> choisi<B>à</B> titre d'exemple égal<B>à 900,</B> avec üt <B>=</B> 45".
Pour la position des manetons<B>11</B> suivant le plan vertical bissecteur passant par l'axe GH, on voit<B>à</B> la fig. <B>17</B> que la base<B>7</B> et la partie supérieure<B>38</B> du soufflet<B>6</B> sont centrées sur la ligne des arbres co axiaux<B>9</B> et 22. La base<B>7</B> est soudée sur la pièce de guidage<B>8,</B> toujours elle-même centrée (comme <B>à</B> la fig. <B>15)</B> sur l'axe<B>9-22</B> des arbres coaxiaux. La partie supérieure est soudée en<B>38 à</B> l'organe de transfert 12.
Si l'on considère le plan vertical bissecteur de l'angle de travail passant par GH, on voit que le soufflet ne subit qu'une petite contrainte de travail. Lorsque les deux manetons<B>Il</B> viennent après une rotation de<B>a =</B> 45o suivant l'alignement OM, le centre de la partie supérieure du soufflet passe de <B>0</B> en<B>01,</B> en décrivant<B>1/8</B> de circonférence de rayon X et de centre<B><U>0..</U></B> Cette partie supérieure du soufflet se déplace de la position<B>38 à</B> la position<B>38,</B> La valeur de ce déplacement<B> </B> P<B> </B> en translation circu laire est donnée en fonction<B>de</B> l'angle de rotation et de la valeur X d'excentricité par la relation
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Pour a<B>=</B> 45o, P<B>= 0,765</B> X Pour<B>a =</B> 3011,
P # <B>0,517</B> X Pour des rotations égales ou inférieures<B>à</B> 1/4 de tour, la construction selon les fig. <B>17</B> et<B>18</B> a donc pour avantage supplémentaire d'assurer un déplace ment de la partie supérieure du soufflet nettement inférieur<B>à</B> l'excentricité X. On peut ainsi, pour des vannes quart de tour et pour une valeur admissible du déplacement P, obtenir une excentricité X relati vement importante et par<B>là</B> favorable<B>à</B> la trans mission des couples. Plus avantageusement encore, ce genre de construction s'applique<B>à</B> la vanne papil lon lorsqu'elle est employée pour un réglage.
En général, dans ces utilisations, le papillon a un angle total de rotation de l'ordre de 6011, ce qui donne un déplacement maximum de soufflet égal<B>à</B> environ la moitié de l'excentricité X. De plus, tous les déplace ment du papillon dans la zone voisine de la bissec trice de l'angle total de rotation n'imposent qu'un très faible déplacement P de la partie supérieure du soufflet. On peut ainsi construire, pour cette appli cation, des joints tournants étanches dont le soufflet est capable d'une très grande durée de fonctionne ment.
La construction représentée<B>à</B> la fig. <B>19</B> con cerne un joint tournant étanche construit avec les dispositions qui viennent d'être décrites. Une pièce 45 est centrée extérieurement sur l'axe de Parbre <B>9</B> dans une pièce fixe 46 avec interposition d'un double roulement 47.
Cette pièce 45 comporte un alésage 48 d'excentricité X, lequel par l'interposition d'un rou lement<B>à</B> aiguilles 49 vient coiffer la partie de l'or gane de transfert 12 dans laquelle s'engage le mane- ton <B>11.</B> Les deux manivelles 48 et<B>11</B> ainsi reconsti tuées, au lieu d'être en regard, pénètrent l'une dans l'autre, ce qui donne l'avantage de ramener les ef forts dans le plan du joint croisé<B>26.</B> Celui-ci est<B>à</B> coulisseaux radiaux comme<B>déjà</B> décrit. Les parties 24 sont les éléments mâles de l'organe 12 qui cou lissent dans l'une des rainures de la pièce<B>26.</B> L'autre rainure perpendiculaire de la pièce<B>26</B> non visible sur le dessin reçoit les éléments mâles rattachés<B>à</B> la pièce fixe 46.
Le soufflet est soudé<B>à</B> sa partie inférieure sur l'embase<B>7</B> recevant le canon<B>8</B> lequel est toujours dans l'axe de l'arbre<B>9.</B>
<B>A</B> sa partie supérieure, le soufflet est soudé en<B>38</B> sur la partie en collerette de l'organe de transfert 12, cette partie étant centrée dans la position de la figure sur l'axe de l'arbre<B>9.</B> La pièce 45 est entraînée en rotation par un tambour<B>50</B> dont l'axe de rotation coïncide avec celui de l'arbre<B>9</B> et celui de la surface extérieure de rotation de la pièce 45. Ce tambour<B>50</B> comporte un levier réglable<B>51</B> dont le maneton<B>52</B> peut être accouplé directement<B>à</B> la tige de com mande d'un servo-moteur <B>à</B> air comprime, par exem ple. Les roulements 47 et<B>53</B> absorbent les pous sées axiales pouvant résulter des différences de pres sion entre l'intérieur et l'extérieur du soufflet<B>6.</B>
Dans les constructions précédemment décrites comportant un seul élément excentrique d'entraîne ment, on a utilisé des excentriques classiques<B>:</B> mani velles avec manetons en regard, excentriques péri phériques, excentriques<B>à</B> emboîtements l'un coiffant l'autre avec interposition de l'organe de transfert. On peut aussi (fig. 22 et<B>23)</B> utiliser comme élément excentrique d'entraînement tout autre dispositif et par exemple la pièce centrale coulissante d'un joint dont les deux arbres plateaux décalés d'une valeur Y<B>=</B> 2X sont attaqués par un même arbre primaire. La mise en translation circulaire exacte de l'organe de transfert est toujours obtenue dans ce cas par l'ac tion du joint croisé<B>à</B> coulisseaux radiaux précédem ment décrit.
La fig. 20 représente deux arbres plateaux paral lèles 54 et<B>55</B> dont les axes sont décalés de Y et dont la liaison en rotation est assurée par une pièce cou lissante de centre<B>56,</B> l'ensemble constituant un joint.
Lorsque (fig. 21) chacun des arbres plateaux 54 et<B>55</B> a tourné d'un angle<B>a,</B> on voit que le centre<B>56</B> du croisillon mobile a lui-même tourné de 2 a,<B>sui-</B> vant une circonférence de diamètre Y<B>=</B> 2X.
La transmission secondaire des figures 22 et<B>23</B> est identique<B>à</B> celle décrite fig. 14. L'organe de transfert 12 est entramé par le croisillon mobile<B>56</B> qui est la pièce centrale coulissante d'un joint dont l'arbre inférieur<B>55</B> de centre T tourne suivant un alésage<B>57</B> et dont l'arbre supérieur 54 de centre<B>S</B> tourne suivant un alésage<B>58.</B> La valeur TS est égale <B>à</B> Y<B>=</B> 2X. Les deux arbres plateaux 54 et<B>55</B> com portent une partie dentée qui engrène avec un pi gnon<B>59</B> solidaire d'un arbre de commande<B>60</B> axé suivant<B>U.</B>
Chaque face de la pièce<B>56</B> (fig. <B>23)</B> comporte suivant un diamètre deux éléments mâles<B>61,</B> les éléments d'une face étant perpendiculaires<B>à</B> ceux de l'autre face. Ces éléments mâles coulissent dans les rainures correspondantes des arbres plateaux 54 et <B><I>55.</I></B> On voit le joint croisé<B>26</B> dont les rainures<B>25</B> et<B>28</B> reçoivent les éléments mâles 24 et<B>27.</B> Dans cette construction, on notera que 1?on <B>dé-</B> veloppe un couple avec une faible valeur de X et sans risque de coincement.
Quand les arbres pla teaux 54 et<B>55</B> ont tourné d'un tour, le centre du croisillon mobile<B>56</B> aura décrit deux fois la circon férence de diamètre TS et l'organe de transfert 12 aura effectué deux cycles de translation circulaire.
Sealed transmission device between a drive shaft and a driven shaft The present invention relates to a sealed transmission device between a drive shaft and a driven shaft. An object of the invention is to provide such a device which hermetically isolates the two environments in which the two trees are located. By <B> th </B> shaft <B> </B> it is appropriate to understand in the present description any rotating part, whatever their form and function. A primary transmission of motion takes place between the drive shaft and a transfer member while a secondary transmission of motion takes place between said transfer member and the receiver shaft.
The device forming the subject of the invention is characterized in that it comprises a first part which rotates about an axis fixed relative to <B> to </B> a frame under the control <B> of </ B> the motor shaft and which is linked <B> to </B> a movement transfer member by a pivot axis eccentric relative to said fixed axis to generate a first eccentricity, at least a second part guided by relative to the frame and relative to said transfer member and generating a second eccentricity equal to <B> to </B> the first, such that the transfer member moves in circular translation when the motor shaft turns,
a sealing member fixed by one of its ends to the frame and by the other end <B> to </B> the <B> transfer </B> member to isolate the environments in which the two shafts move respectively, and a connection between the transfer member and the receiver shaft to cause the receiver shaft to rotate when the motor shaft rotates and the transfer member moves in circular translation.
Since the device is reversible, the motor shaft can become a receiver and vice versa.
The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, embodiments of the device which is the subject of the invention and of the variants. Figs. <B> 1 to 3 </B> are schematic views of a first, second and third embodiment, respectively, FIG. 4 is a section of the third embodiment according to the diagram of FIG. <B> 3 </B> and according to IV-1V of fig. <B> 5, </B> fig. <B> 5 </B> is a plan view corresponding <B> to </B> FIG. 4, with the cover removed, FIG. <B> 6 </B> is a schematic section of a variant,
fig. <B> 7 </B> is a schematic section showing a practical assembly of the guide means shown <B> to </B> in FIG. <B> 6, </B> fig. <B> 8 </B> is a section of the variant conforming to the diagrams in fig. <B> 6 </B> and <B> 7, </B> figs. <B> 9, 10, 11, </B> 12, <B> 13 </B> are perspective views, with cutouts of various parts shown <B> in </B> in fig. <B> 8, </B> fig. 14 is a section of another variant, FIG. <B> 15 </B> is a schematic sectional view of a fourth embodiment,
fig. <B> 16 </B> is a plan view corresponding <B> to </B> FIG. <B> 15, </B> fig. <B> 17 </B> is a schematic section of a fifth embodiment, fig. <B> l 8 </B> is a plan view corresponding <B> to </B> FIG. <B> 17, </B> fig. <B> 19 </B> is a cross section of this embodiment, in accordance with fig. <B> 17 </B> and <B> 18, </B> figs 20 and 21 are schematic views, in two different positions, of a variant of a drive mechanism,
fig. 22 is a partial section of the variant according to FIGS. 20 and 21 and according to XXII-XXII of fig. <B> 23, </B> fig. <B> 23 </B> is a plan view corresponding <B> to </B> FIG. 22 with the cover removed. The device shown schematically <B> to </B> in FIG. <B> 1 </B> comprises an articulated parallelogram ABCD whose points B and <B> D </B> are fixed. Points <B> C </B> and <B> D </B> are the centers of two wheels, which mesh with each other.
The AC side is linked <B> to </B> the center wheel <B> C. </B> When the AB side is rotated around the point B, the AC side moves always parallel <B> to </B> itself by entraining the center pin <B> C </B> in a circular translation without rotation around <B> C </B> but with driving of the pin gnon of center <B> D. </B> In this construction, the sides AB and CD have for value the sum of the spokes of the two wheels, that is to say R <B> + </B> <I> r. </ I >
The device of FIG. 2 is a planetary device <B> with </B> circular translation comprising the same articulated parallelogram as above and a wheel <B> with </B> internal gears of center <B> C </B> and radius R , resulting in a pinion with center <B> D </B> and radius r. As in fig. <B> 1, </B> points B and <B> D </B> are fixed. The enveloping wheel is cut from a part <B> 1, </B> which is joined by the side AB to the fixed point B. The articulated sides AB and CD are parallel and of equal value, that is to say X <B> = < / B> R <B> <I> - </I> </B> r.
As <B> to </B> in fig. <B> 1, </B> when AB is rotated around B, the AC side always moves parallel <B> to </B> itself, thus subjecting <B> to </B> the enveloping wheel a circular translation without rotation around its center <B> C </B> but with drive of the center pinion <B> D. </B> In this circular translation, each of the points of part <B> 1 </B> describes an X-ray circumference <B> = </B> R <B> <I> - </I> </B> <I> r. </I>
The device of FIG. <B> 3 </B> is similar <B> to </B> that of fig. 2, but the part <B> 1, </B> is driven in circular translation by the synchronized rotation of the points <B> A </B> and A # around the fixed points B and B '.
For this purpose, the points <B> A </B> and A # of two identical pinions 2 and <B> 3 </B> meshing with a central pinion 4 of center <B> D. </B> part <B> 1 </B> constitutes an organ for transferring movement between the motor organ constituted by the pinion 4 and the receiving organ of center <B> D. </B> The movable end of a elastic member which isolates the two media is tightly fixed to the part <B> 1. </B> The primary transmission between the motor member and the transfer member is formed by the central pinion 4 and the two pinions 2 and <B> 3 </B> which carry the crank pins <B> A </B> and A # eccentric by a value X <B> = </B> R <B> <I> - </ I > </B> <I> r </I> with respect to <B> </B> their fixed centers B and B '.
The secondary transmission between the transfer member and the receiver member can be constituted by a crank with center <B> D </B> whose crank pin is centered at the point <B> C </B> in a bore of the transfer piece. In this case, when the transfer unit has completed a cycle corresponding to <B> to </B> a complete revolution of the pinions 2 and <B> 3, </B> the center crank <B> D </ B> and radius <B> DC = </B> X will also have turned one full turn in the same direction as the transfer member.
As <B> to </B> in fig. 2, the secondary transmission may consist of a pinion with center <B> D </B> and pitch radius r meshing with the internal toothing of the transfer member, this toothing having a pitch radius R and a center < B> C. </B> In this case, when the transfer unit <B> 1 </B> has completed a cycle corresponding <B> to </B> a complete revolution of gears 2 and <B> 3, </B> the pinion driven by the internal teeth of the transfer member will have turned in the opposite direction by a value proportional to <B> to </B>
EMI0002.0019
It can be seen that this secondary transmission by means of transfer <B> with </B> internal teeth in circular translation and pinion of fixed center <B> D </B> is favorable to the gear ratios.
We have the advantage <B> in </B> reducing the value X and we can choose the diameter of the pinion <B> at </B> as you wish.
For continuous rotations <B> at </B> notable speed, one can, with such a secondary transmission, ad put a limited multiplication. For example, to obtain the ratio two, the eccentricity X must be equal to <B> </B> twice the radius of the pinion. <B> It </B> then needs fairly long bellows and a suitable diameter, which with this double multiplication support only one cycle of circular translation while the pinion turns two turns.
Reference will now be made to FIGS. 4 and <B> 5 </B> which show a construction operating in accordance with the diagram of fig. <B> 3. </B> In fig. 4 and <B> 5 </B> the primary transmission comprises, <B> to </B> by way of example, three elements arranged <B> to </B> 1200 and having an equal drive eccentricity of value X.
This device (fig. 4 and <B> 5), </B> comprises a body <B> 5 </B> of a rotating joint fixed with the interposition of seals on the outer face of the enclosure in which penetrates the secondary shaft <B> 9 </B> guided by a barrel <B> 8 </B> and isolated from the external environment by a sealing bellows <B> 6. </B> This bellows is welded on the one hand on a ring <B> 7, </B> itself welded to the barrel <B> 8 </B> and, on the other hand, on a transfer member 12.
The secondary transmission shaft <B> 9 </B> whose axis passes through the center <B> D, </B> ends with a pinion of radius r whose teeth <B> 10 </B> meshes with an internal toothing <B> 13 </B> of radius R and center <B> C </B> of the transfer member 12. The difference in the radii of the toothings <B> 13 </B> and <B> 10 </B> is R <B> <I> - </I> </B> <I> r </I> <B> = </B> X.
The transfer member 12 has three bores 14 dispersed <B> to </B> 1200 and with centers <B> A, </B> <I> K </I> and <B> A ", </ B > which receive with the interposition of bearings <B> with </B> needles <B> 1.5 </B> eccentrics <B> 16 </B> whose upper part outside the bores constitutes pinions <B> 17 < / B> of center B. The eccentricity between <B> A </B> and B is equal to <B> to </B> X. One of the pinions <B> 17 </B> constitutes the first part of the device which comprises two second parts constituted by the two other pinions <B> 17. </B>
The assembly <B> 16-17 </B> turns around an axis <B> 18 </B> not through the center B, with the interposition of the bearings <B> with </B> needles <B > 19. </B>
The three pinions <B> 17 </B> mesh with a central pinion 20 whose axis is that of the secondary transmission shaft <B> 9 </B> passing through point <B> D. </ B> When the pinion 20 of the primary transmission turns under the action of its shaft 22, it drives the pinions <B> 17 </B> and their eccentrics <B> 16. </B> The synchronized movements of the eccentrics <B> 16 </B> print <B> to </B> the transfer unit 12 an exact circular translation, therefore free from any possible rotation around its own center <B> C. </B>
The secondary transmission is rotated <B> from </B> from this circular translation by the action of the teeth <B> 13 </B> on the teeth <B> 10. </B> The bellows <B> 6 </B> integral <B> to </B> its upper part of the member 12 supports, during the rotation of the primary and secondary transmissions, only a translation inclination free of any torsional stress. In this construction, the primary shaft 22 and the secondary shaft <B> 9 </B> are coaxial, they rotate in the same direction and can have equal or different speeds depending on the gear ratios of the primary and secondary transmissions.
To operate <B> at </B> significant speeds, the rotary joint requires dynamic balancing, not shown in fig. 4 and <B> 5. </B> Likewise, the <B> ball bearing </B> stops to absorb the stresses of the transfer member due to the pressure differences between the inside and the outside of the bellows are not shown so as not to overload the drawings.
It will be noted in fig. 4 and <B> 5 </B> than a part <B> 23 </B> of the body <B> 5 </B> on which the barrel <B> 8 </B> and the base are fixed of the latter are crenellated, this to allow the assembly which must be carried out by the upper part of the body <B> 5 </B> when the bellows is welded on the transfer member 12 and on the ring <B > 7 </B> solid of the barrel <B> 8. </B> The teeth, pinions <B> 17 </B> and <B> 2-0 </B> are preferably helical and are executed carefully so that the training takes place with the minimum amount of play.
We have seen (fig. <B> 3), </B> that the side AA 'is put in circular translation when it moves parallel <B> to </B> itself and all its points describe a X-ray conference cir. This result can be obtained by the synchronized action of the two X-ray cranks AB and AU.
As a variant (fig. <B> 6), </B> it is possible to obtain the circular translation of AA 'by eliminating the action of the crank AU and by adapting to the AC side a slide 24 capable of moving in a groove <B> 25 </B> oriented parallel <B> to </B> BB ',
this groove <B> 25 </B> being formed in a movable part <B> 26 </B> which itself can slide freely in fixed guides <B> 27 </B> and in a fixed direction preferably chosen perpendicular <B> to </B> BB. Under the action of only my level AB and because of the guides imposed on the slide 24 by the groove <B> 25 </B> and the movements of the part <B> 26 </B> in the guides < B> 27, </B> we get the circular translation on the AC side when the crank AB turns around its center B.
We see <B> in </B> in fig. <B> 7 </B> that a single eccentricity drive element X has the point <B> D </B> as its center and the center <B> C </B> as its application point of the member 12 <B> to </B> driven in circular translation. This member 12 comprises diametrically the male slide 24, which moves in the groove <B> 25 </B> of the movable part <B> 26 </B> which can move along the fixed guides <B> 27 </ B> sliding in its groove <B> 28 </B> in a direction perpendicular <B> to </B> the axis of the groove <B> 25. </B>
The rotation around <B> D </B> of CD radius drive element <B> = </B> X applied to the center <B> C </B> of the transfer member 12 imposes < B> to </B> the latter, thanks to the guides of the moving part <B> 26, </B> an exact circular translational movement. The orientation of the transfer member 12 remains fixed and all its points describe the same X-ray circumference.
The moving part <B> 26 </B> of fig. <B> 6 </B> and <B> 7 </B> play the role of a cross-joint <B> with </B> slides. radials. We will appreciate the simplicity, robustness and operating safety of such an assembly.
In the variant shown <B> to </B> in FIG. <B> 8, </B> comprising the assembly shown <B> in </B> in fig. <B> 7, </B> the motor 22 and the receiver shaft <B> 9 </B> are made integral with the transfer member 12 by two cranks of equal eccentricity X. The crankpins <B> 11 </B> of these cranks are placed opposite in the corresponding blind bores 14 formed in said transfer member 12. We see in <B> 5 </B> the body of the rotating joint, in <B> 6 < / B> the bellows which isolates the receiver shaft <B> 9 </B> from the external environment, in <B> 8 </B> a guide bush. Figs. <B> 9, </B> <B> 10, 11, </B> 12 and <B> 13 </B> give the various elements of this rotating joint in perspective.
A fixed cover 21 (fig. <B> 9) </B> comprises the male guide element <B> 27 </B> which engages in the corresponding groove <B> 28 </B> (fig . <B> 11) </B> of the cross joint <B> 26. </B> Perpen dicularly <B> to </B> the groove <B> 28 </B> and on the opposite face of the cross joint <B> 26 </B> is the groove <B> 25 </B> in which the male element 24 (FIG. 12) slides secured to the upper part of the transfer member 12. Said member 12 comprises the two blind bores 14 which receive the crankpins <B> 11 </B> of the motor shaft 22 (fig. <B> 10) </B> and of the receiver shaft <B> 9 </B> (fig. <B> 13). </B>
In the construction shown in Figs. <B> 8 to 13, </B> the motor and receiver shafts are coaxial and rotate <B> at </B> the same speed and in the same direction. The number of circular translation cycles of the organ 12, to which the bellows <B> 6, </B> is attached, is equal to the number of revolutions of the motor and receiver shafts.
The variant of FIG. 14 relates to a sealed rotating seal capable of use in molecular vacuum installations.
The body of the seal <B> 5 </B> is fixed with the interposition of a static seal <B> 29 </B> and through bolts <B> 30 </B> on the lower part of the guide bush <B> 8. </B> This lower part <B> 8 </B> is itself fixed by the bolts <B> 31 </B> on the external face of a apparatus <B> 33 </B> inside which a shaft <B> 36 </B> must be driven in rotation while maintaining absolute tightness between the fluid which surrounds it and the external environment.
The clamping of the part <B> 8 </B> on the external face of the device <B> 33 </B> is done with the interposition of two static seals 34 and <B> 35. </ B > The <B> 36 </B> shaft is made integral with the secondary transmission shaft <B> 9 </B> by pinning <B> 37. </B> This shaft <B> 9, < / B> whose axis passes through the center <B> D, </B> ends in a pinion of radius r whose teeth <B> 10 </B> mesh with the internal toothing <B> 13 < / B> with radius R and center <B> C </B> of the transfer organ 12.
The difference in the radii of the teeth <B> 13 </B> and <B> 10 </B> is R <B> <I> - </I> </B> <I> r <B> = </ B> </I> X. The bellows <B> 6, </B> for example in stainless steel, is welded, on the one hand, <B> to </B> the ring <B> 7 </ B > itself welded to the barrel <B> 8 </B> and, on the other hand, <B> to </B> the lower part of the transfer member 12 by means of a ring <B > 38. </B> The shafts <B> 9 </B> and <B> 36 </B> of the secondary transmission are thus located by the bellows <B> 6 </B> entirely isolated from the external environment. The transfer member 12 is engaged in exact circular translation by the combined action of the eccentric entrainment element <B> 11 </B> and of the cross joint <B> 26 with </B> radial slides .
In this construction, the driving element <B> 11 </B> is constituted by a peripheral eccentric whose outer part which rotates in the body <B> 5 </B> is centered on the axis <B > D </B> while the internal bore which receives the transfer member 12 is itself centered on the axis <B> C. </B> It can be seen that the drive of the transfer member 12 by the peripheral eccentric <B> 11 </B> is made by interposing centering and axial stop bearings <B> 39 </B>, the mounting of which makes it possible to absorb the reactions caused on the member 12 by the pressure differences between the inside and the outside of the sealed bellows <B> 6. At </B> its outer part, the wheel <B> 11 </B> has a helical thread with which a control screw 40 engages.
As in the previous figures, we see the male element <B> 27 </B> for solid guide of the fixed cover 21 and the other male element 24 of the transfer member 12. These two male elements are capped. by the grooves <B> 28 </B> and <B> 25 </B> made on each side and following perpendicular diameters in the cross joint <B> 26. </B>
The setting in rotation of the screw 40 drives the peripheral eccentric <B> Il </B> which, together with the cross seal <B> 26. </B> prints <B> to </B> the transfer 12 an exact circular translation which causes, by the meshing of the teeth <B> 10 </B> and <B> 13 </B>, the rotation of the shafts <B> 9 </B> and <B > 36 </B> whereas the bellows which isolates them can only support a slight tilting work without the torque <B> to </B> transmitting being able to request it to rotate on itself.
It will be noted that the primary transmission is isolated from the external environment of the bellows by seals 41 and 42, this arrangement allowing the lubrication of the entire primary transmission without risk of contact with the external enclosure of the bellows, the sealing of which may be possible. be controlled by a plug 43 located on the body <B> 5. </B>
Due to the large reduction between control screw 40 and secondary shafts <B> 9 </B> and <B> 36, </B> this construction is especially suitable for transmission <B> to </B> low speed of notable torques.
In a transmission with very high torques, the slides in the <B> 26 </B> cross joint can be made with the interposition of <B> needle </B> pads.
In the joints of fig. 4, <B> 8 </B> and 14, the receiving member can have as large a rotational travel as desired and, for example, complete successive full revolutions in as large a number as desired, the arrangement precisely allowing very great resistance to <B> to </B> fatigue of the sealing member. In certain industrial applications, however, there may be the case of a receiving rotating member having to accomplish only a limited rotational stroke. <B> This is the case, for example, for valves whose shutter, which may be a butterfly, must accomplish under the control of the receiving member a short stroke corresponding for example <B> to </B> a quarter of a turn or less of said receiving rotary member.
Of course, the arrangements described above are a fortiori suitable <B> to </B> such applications which lead to less severe working conditions than when the rotation of the receiving rotary member is continuous. Figs. <B> 17, </B> <B> 18 </B> and <B> 19 </B> show an advantageous arrangement applicable when the rotations of the crank-type secondary shaft are less than or equal <B> at </B> a quarter turn. The construction of FIG. <B> 19 </B> allows one of the unlimited or limited rotations and includes two successive interlocking of the primary and secondary transmissions, the motor rotating member covering part of the transfer member which itself covers a crank of the receiving rotating member.
The device shown in FIGS. <B> 15 </B> and <B> 16 </B> refer to mounting the bellows for unlimited rotations. It can be seen that the base of the bellows <B> 6 </B> is welded at <B> 7 </B> on the guide piece <B> 8, </B> which is itself centered along the axis shafts <B> 9 </B> and 22. The upper part of the bellows <B> 6 </B> is welded at <B> 38 </B> on the transfer shaft 12 which is centered on the axis of crank pins <B> 11 </B> mounted opposite in the terminal bores of component 12.
The upper part of the bellows <B>6</B> <U> linked </U> at <B> 38 to </B> the transfer member 12 (fig. <B> 16) </B> is is always offset by a value X with respect to <B> at </B> its base <B> 7. </B> During a complete cycle of the transfer member, the displacement in circular translation of the part upper bellows is part of the envelope curve 44 with center <B> 0 </B> and rayan <B>E<I>=</I></B> <I> e </I> <B > + </B> X, <I> e </I> being the radius of the bellows.
Let us return to figs. <B> 17 </B> and <B> 18 </B> which, concerning mounting of the bellows when the rotation of the receiving member is limited <B> to </B> the angle <B> MON < / B> chosen <B> to </B> as an example equal to <B> to 900, </B> with üt <B> = </B> 45 ".
For the position of the crankpins <B> 11 </B> along the bisecting vertical plane passing through the axis GH, we see <B> to </B> fig. <B> 17 </B> that the base <B> 7 </B> and the upper part <B> 38 </B> of the bellows <B> 6 </B> are centered on the line of the coaxial shafts <B> 9 </B> and 22. The base <B> 7 </B> is welded to the guide piece <B> 8, </B> itself always centered (like <B> to </ B> fig. <B> 15) </B> on the axis <B> 9-22 </B> of the coaxial shafts. The upper part is welded at <B> 38 to </B> the transfer member 12.
If we consider the vertical bisecting plane of the working angle passing through GH, we see that the bellows is only subjected to a small working stress. When the two crankpins <B> Il </B> come after a rotation of <B> a = </B> 45o following the OM alignment, the center of the upper part of the bellows changes from <B> 0 </ B > in <B> 01, </B> by describing <B> 1/8 </B> of circumference of X-ray and of center <B> <U> 0 .. </U> </B> This part upper bellows moves from position <B> 38 to </B> position <B> 38, </B> The value of this displacement <B> </B> P <B> </B> in translation circular is given as a function <B> of </B> the angle of rotation and the value X of eccentricity by the relation
EMI0005.0001
For a <B> = </B> 45o, P <B> = 0.765 </B> X For <B> a = </B> 3011,
P # <B> 0.517 </B> X For rotations equal to or less <B> than </B> 1/4 turn, the construction according to fig. <B> 17 </B> and <B> 18 </B> therefore has the additional advantage of ensuring that the upper part of the bellows moves significantly less <B> than </B> the eccentricity X. can thus, for quarter-turn valves and for an admissible value of displacement P, obtain a relatively large eccentricity X and therefore <B> there </B> favorable <B> to </B> the transmission of torques. More advantageously still, this kind of construction applies <B> to </B> the butterfly valve when it is used for adjustment.
In general, in these uses, the throttle has a total angle of rotation of the order of 6011, which gives a maximum bellows displacement equal to <B> </B> about half of the eccentricity X. In addition , all the movements of the throttle in the zone close to the bisector of the total angle of rotation require only a very small displacement P of the upper part of the bellows. It is thus possible to construct, for this application, sealed rotary joints, the bellows of which is capable of a very long operating life.
The construction shown <B> to </B> in fig. <B> 19 </B> relates to a sealed rotating joint constructed with the arrangements which have just been described. A part 45 is externally centered on the axis of Parbre <B> 9 </B> in a fixed part 46 with the interposition of a double bearing 47.
This part 45 comprises a bore 48 of eccentricity X, which by the interposition of a <B> needle bearing </B> bearing 49 covers the part of the transfer member 12 in which the handle <B> 11. </B> The two cranks 48 and <B> 11 </B> thus reconstituted, instead of being opposite, penetrate one into the other, which gives the The advantage of bringing the forces back to the plane of the cross joint <B> 26. </B> This is <B> with </B> radial slides as <B> already </B> described. The parts 24 are the male elements of the member 12 which run smoothly in one of the grooves of the part <B> 26. </B> The other perpendicular groove of the part <B> 26 </B> no visible in the drawing receives the male elements attached <B> to </B> the fixed part 46.
The bellows is welded <B> to </B> its lower part on the base <B> 7 </B> receiving the barrel <B> 8 </B> which is always in the axis of the shaft < B> 9. </B>
<B> A </B> its upper part, the bellows is welded at <B> 38 </B> on the flanged part of the transfer member 12, this part being centered in the position of the figure on the 'axis of the shaft <B> 9. </B> The part 45 is driven in rotation by a drum <B> 50 </B> whose axis of rotation coincides with that of the shaft <B> 9 </B> and that of the outer surface of rotation of the part 45. This drum <B> 50 </B> has an adjustable lever <B> 51 </B> including the crankpin <B> 52 </B> can be directly coupled <B> to </B> the control rod of a compressed air <B> </B> servo motor, for example. Bearings 47 and <B> 53 </B> absorb the axial thrusts which may result from pressure differences between the inside and the outside of the bellows <B> 6. </B>
In the constructions described above comprising a single eccentric drive element, classic <B>: </B> crank eccentrics with facing crank pins, peripheral eccentrics, <B> with </B> interlocking eccentrics have been used. one capping the other with the interposition of the transfer member. It is also possible (fig. 22 and <B> 23) </B> to use as an eccentric drive element any other device and for example the central sliding part of a joint, the two plate shafts of which are offset by a value Y < B> = </B> 2X are attacked by the same primary shaft. The exact circular translation of the transfer member is always obtained in this case by the action of the cross joint <B> to </B> radial slides previously described.
Fig. 20 shows two parallel plate shafts 54 and <B> 55 </B> whose axes are offset by Y and whose connection in rotation is ensured by a sliding part with center <B> 56, </B> the assembly constituting a joint.
When (fig. 21) each of the plate shafts 54 and <B> 55 </B> has turned at an angle <B> a, </B> we see that the center <B> 56 </B> of the cross mobile itself has rotated by 2 a, <B> following- </B> a circumference of diameter Y <B> = </B> 2X.
The secondary transmission of figures 22 and <B> 23 </B> is identical <B> to </B> that described in fig. 14. The transfer member 12 is driven by the movable spider <B> 56 </B> which is the sliding central part of a joint whose lower shaft <B> 55 </B> of center T turns according to a bore <B> 57 </B> and whose upper shaft 54 with center <B> S </B> turns according to a bore <B> 58. </B> The value TS is equal to <B> to < / B> Y <B> = </B> 2X. The two plate shafts 54 and <B> 55 </B> com carry a toothed part which meshes with a pin <B> 59 </B> integral with a control shaft <B> 60 </B> centered along <B> U. </B>
Each face of the part <B> 56 </B> (fig. <B> 23) </B> comprises two male elements according to a diameter <B> 61, </B> the elements of one face being perpendicular < B> to </B> those on the other side. These male elements slide in the corresponding grooves of the plate shafts 54 and <B><I>55.</I> </B> We see the cross joint <B> 26 </B> whose grooves <B> 25 < / B> and <B> 28 </B> receive the male elements 24 and <B> 27. </B> In this construction, it will be noted that 1? We <B>- </B> develop a couple with a low value of X and without risk of jamming.
When the plate shafts 54 and <B> 55 </B> have turned by one turn, the center of the movable spider <B> 56 </B> will have described twice the circumference of diameter TS and the transfer 12 will have performed two cycles of circular translation.