FR2468797A1 - Dispositif d'entrainement a arbre precontraint - Google Patents

Abstract

Dispositif d'entraînement à arbre précontraint, en particulier pour l'entraînement de dispositifs de commande de positions pour instruments tels que soupapes ou appareils de manoeuvre. Ce dispositif comporte un moteur d'entraînement, un boîtier pouvant être rendu étanche entre le côté commande et le côté entraînement, et un organe de commande rotatif, dans lequel le dispositif d'entraînement de l'arbre précontraint, activé par le moteur de commande de position, est solidaire d'une roue précontrainte déformable solidaire du boîtier et ayant la forme d'une douille, d'une première couronne dentée qui engrène ladite roue précontrainte et qui est également solidaire du boîtier, et d'une seconde couronne dentée également prise avec ladite roue précontrainte et qui est solidaire de l'organe de commande rotatif.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'entraînement à ar-

bre précontraint, destiné en particulier à l'entraînement de dispositifs de com-

mande mobiles pour instruments ou appareils de manoeuvre ou similaires, nécessi-

tant une démultiplication entre le moteur d'entraînement et le dispositif de commande mobile, ce mécanisme d'entraînement ayant, en plus de sa fonction habi- tuelle, le rôle de rendre étanche un dispositif de commande mobile en rotation, logé dans une chambre dans laquelle règne une pression différente (comme par

exemple à l'intérieur d'un tuyau ou à l'intérieur d'un réservoir).

Le principe d'un tel mécanisme d'entraînement est connu par la de-

mande de brevet allemand publiée après examen no 11.35.259 (fig. 44). Un autre document, concernant les possibilités d'utilisation de ce dispositif, est publié

par Dudley dans "Gear Hand Book" aux éditions McGraw-Hill, première édition 1962.

Le brevet allemand n0 11.35.259 décrit un dispositif utilisant un

roulement à billes comme dispositif d'entraînement de l'arbre précontraint, per-

mettant une réduction du coefficient de frottement et une augmentation de l'effi-

cacité. Dans ce dispositif, on a monté des billes entre une bague de roulement

intérieure et une bague de roulement extérieure. Les billes sont étroitement ser-

rées dans les bagues de roulement, l'écartement de la bague intérieure déforme quelque peu elliptiquement la bague de roulement extérieure. La rotation de la bague de roulement intérieure entraîne la rotation d'un arbre sur le pourtour de la bande de roulement extérieure pour que l'entraînement de l'arbre se fasse impeccablement, le couplage de cet arbre avec le galet d'entraînement étant aussi efficace que possible, on recommande d'utiliser un roulement à billes d'au moins trente-six billes. On constata simultanément que la bague de roulement extérieure de ce roulement à billes devait être suffisamment fine pour que les contraintes

qui s'exercent sur elle ne dépassent pas ses capacités d'élasticité. La déforma-

tion des chemins de roulement engendre également un jeu complémentaire pour

les billes au centre de l'arbre. Le fait qu'une charge s'applique sur les roule-

ments sur deux côtés de l'arbre, fait que la bague de roulement intérieure doit

être soutenue de part et d'autre du point médian.

L'agencement de billes sur la bague de roulement, pour différentes

charges et différents diamètres, a été reconnu de tout temps comme étant problé-

matique. Différentes réalisations ont été proposées pour y trouver une solution.

Toutefois, on a toujours déconseillé l'utilisation de tels dispositifs d'entrai-

nement à arbre précontraint pour des transmissions de puissance importantes, en raisons des contraintes complémentaires qui se font jour, malgré l'amortissement important et la résistance aux chocs élevée de ces dispositifs. C'est ainsi que les dents d'entraînement, qui absorbent les charges et qui ne se trouvent pas exactement au point médian de l'arbre en rotation, ont tendance à distordre ou à décaler l'arbre précontraint, cette distorsion pouvant être accentuée par un 2.

point faible dû à la construction et encore amoindri par des chocs ou un échauf-

fement excessif. Pour cette raison, on a été amené à soutenir également l'arbre précontraint de ce côté. Les billes prévues à cet effet doivent par conséquent

être régulièrement soutenues en raison des déformations importantes et des pres-

sions élevées, le graissage doit être intensif.

Pour ces diverses raisons, on utilise des dispositifs d'entraî-

nement à arbre précontraint dans des conditions o ils sont soumis à des charges, des températures, des pressions et des durées de travail importantes, comme c'est

par exemple le cas pour des appareils d'asservissement. En outre, la construc-

tion pratique des roulements à billes et des différents chemins de roulement ainsi que celle de la roue précontrainte à parois relativement fines, cause des

problèmes techniques qui renchérissent le coût de fabrication. D'autre part, é-

tant donné que les contraintes qui s'exercent sur le roulement à billes dépas-

sent les normes habituelles tolérées, ce qui diminue leur durée de vie, les uti-

lisateurs ont été confrontés à de nombreux problèmes de remplacement et sont,

dans bien des cas, revenus à des dispositifs d'entraînement conventionnels.

Les propositions faites à ce jour présentent toutes l'inconvénient que la roue précontrainte doit être réalisée en matériau très mince, facilement déformable. La résistance au flambage a été tellement réduite, que pour maintenir les caractéristiques d'étanchéité, ces dispositifs ne sont utilisables que dans des domaines o les différences de pression sont réduites et o la puissance

transmise est faible.

Des dispositifs d'entraînement pour des domaines dans lesquels les

différences de pression et les puissances transmises sont élevées, l'utilisa-

teur ne pouvait recourir qu'à des constructions du type boite à étoupe ou, dans

des cas particuliers, à des réalisations à soufflet. Toutefois, dans ces cons-

tructions se pose le problème de la fente restante et celui de l'encombrement.

La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un dispositif d'entraînement à arbre précontraint, en particulier pour l'entraînement de dispositifs de commande de positions pour instruments

tels que soupapes ou appareils de manoeuvre, comportant un moteur d'entraîne-

ment, un boîtier pouvant être rendu étanche entre le côté commande et le côté

entraînement, et un organe de commande rotatif dans lequel le dispositif d'en-

traînement de l'arbre précontraint, activé par le moteur de commande de position, est solidaire d'une roue précontrainte déformable solidaire du boîtier et ayant la forme d'une douille, d'une première couronne dentée qui engrène ladite roue

précontrainte et qui est également solidaire du boîtier, et d'une seconde cou-

ronne dentée également prise avec ladite roue précontrainte et qui est solidaire

de l'organe de commande rotatif. -

Ce dispositif se propose de répondre aux exigences élevéesen ma-

3.

tière de transmission de puissance, de durée de travail et de température am-

biante. D'autre part, son utilisation comme élément d'étanchéité, dont le prin-

cipe est connu en soi, doit répondre à des normes de sécurité élevées. L'effet

d'étanchéification doit être garanti sans que le dispositif ne nécessite d'en-

tretien. L'encombrement en longueur du dispositif doit être inférieur à celui de dispositifs à soufflet comparables et l'efficacité de l'entraînement doit être

supérieure malgré une démultiplication importante.

En outre, le nombre des pièces nécessaires, ainsi que les fuites,

doivent être réduits. Un autre objet que la présente invention se propose de ré-

soudre consiste à prévoir des moyens permettant le réglage ultérieur de la pré-

contrainte et l'intensité de la lubrification. En particulier, les charges ponc-

tuelles et linéaires des parois minces de la roue précontrainte doivent être remplacées par les organes de soutien régulièrement disposés. De ce fait, il

devient possible d'assurer un fonctionnement des roues dentées exempt de vibra-

tions ou d'autres irrégularités.

L'ensemble de ces objectifs a été particulièrement bien atteint par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe de soutien complémentaire radial disposé sur le côté de commande de la

roue précontrainte et dont la surface périphérique empêche une déformation in-

acceptable.

Grâce à ce dispositif, on a amélioré la résistance au flambage de la roue précontrainte en forme de douille, fonctionnant à la fois comme organe de transmission de la puissance et comme élément d'étanchéification, au moyen d'organes de soutien complémentaires. La construction selon l'invention permet, grâce à l'amélioration de son étanchéité, une utilisation beaucoup plus étendue

que celle des dispositifs d'entraînement à arbre précontraint de l'art antérieur.

En particulier, grâce aux organes de soutien, la roue précontrainte a une durée

de vie prolongée qui correspond sensiblement à la durée de vie probable de l'ins-

trument auquel le dispositif est raccordé. En outre, la construction compacte du dispositif d'entraînement et le soutien de la paroi particulièrement sollicitée

de la roue précontrainte, en vue d'amoindrir les tensions critiques dues au flam-

bage, permettent d'appliquer des forces de verrouillage spécifiques supérieures

à celles appliquées dans les dispositifs d'entraînement conventionnels compor-

tant des supports de moteurs d'entraînement susceptibles de loger les organes

de soutien de la boite à étoupe, respectivement du soufflet.

La réalisation selon l'invention, dans laquelle les organes de sou-

tien sont disposés du côté entraînement, s'adapte aussi bien à des roues précon-

traintes à entraînement intérieur qu'à des roues précontraintes à entraînement extérieur. La seule obligation consiste à réaliser cette roue sous forme d'une

douille du type presse-étoupe. Selon l'utilisation, le nombre d'organes de sou-

4. tien, symétriquement disposés par rapport à l'axe de rotation, peut être modifié,

de sorte que la surface efficace puisse être légèrement augmentée.

D'autres avantages de la présente invention seront décrits plus en

détail ci-dessous.

Grâce à la réalisation selon laquelle les moyens de soutien sont

solidaires de la roue précontrainte, la construction de cette roue est facilitée.

Lorsque les organes de soutien complémentaires comportent un rétré-

cissement au-niveau du dispositif d'entraînement de l'arbre précontraint, la pa-

roi de la roue précontrainte présente une meilleure résistance au flambage.

Une réalisation, selon laquelle les organes de soutien sont soli-

daires de l'arbre précontraint, facilite le remplacement des pièces. Une réalisa-

tion, dans laquelle les organes de soutien complémentaires comportent un palier

hydrostatique, permet d'assurer un soutien régulier et facilite la lubrification.

Une réalisation, selon laquelle les organes de soutien sont alimen-

tés en fluide sous pression par une chambre sous pression disposée du côté de la commande, garantit une répartition très régulière de la force de pression

et par conséquent une opération uniforme des organes de soutien.

Lorsque le dispositif est équipé d'organes de soutien à compensa-

tion de pression hydrostatique, la charge se répartit uniformément sur toute la périphérie de l'arbre précontraint, la lubrification étant de même intensité sur toute cette périphérie, et ce résultat est obtenu avec un nombre d'éléments restreints. Dans ce cas, aucune vibration ne peut être engendrée par la rotation des billes. Les échauffements dus au frottement et l'usure de la paroi mince de la roue précontrainte sont réduits au-minimum. Grâce à la lubrification utilisée dans le cadre de la présente invention, les méfaits dus à un roulement à sec sont supprimés. En outre, un échange thermique garantit une meilleure diffusion de la chaleur à partir des points chauds. Le raccord des paliers hydrostatiques, à une source de pression dont la valeur est bien supérieure à celle requise à l'intérieur du dispositif, permet également, pour des roues précontraintes du type boite à étoupe, de renforcer la paroi mince contre les charges de flambage

et d'appliquer des pressions de soutien supérieures du côté de l'entraînement.

La faculté que possède un fluide de pression, contrairement à des roulements à rouleaux, de s'adapter parfaitement au contour constamment variable de la roue précontrainte, plutôt que d'appuyer ponctuellement ou linéairement sur ce contour, augmente sensiblement la durée de vie du dispositif. Par la mise en

place de poches de pression réparties sur toute la surface périphérique du-géné-

rateur de tension de l'arbre précontraint, ces poches étant séparées les unes

des autres par des bourrelets d'isolation, et étant reliées, par l'intermédiai-

re d'au moins un canal de liaison par poche de pression, à une source de fluide

sous pression, on obtient un arrosage régulier de l'ensemble du dispositif d'en-

5. trainement au moyen d'un fluide de refroidissement et de lubrification. Par ce moyen, on réduit les effets dus au frottement, et l'usure ainsi que les pertes

de puissance sont réduites au minimum.

Un tel dispositif d'entraînement peut par conséquent transmettre des puissances plus élevées pendant une durée de travail plus importante et dans

des conditions de température plus élevées que les dispositifs selon l'art an-

térieur. Il est de ce fait possible de réaliser un générateur de tension de l'ar-

bre précontraint, caractérisé en ce qu'il comporte deux parties proéminentes

diamétralement opposées sur sa périphérie et coopérant avec des organes de sou-

tien complémentaires de section réduite du côté éloigné du générateur de tension de l'arbre précontraint, réalisé d'une seule pièce. Cette réalisation facilite

le montage et les réparations.

-L'avantage d'une répartition uniforme du fluide sous pression peut également être utilisé, selon la réalisation de la présente invention, pour rendre optimal l'engrenage des roues dentées qui dépendent de l'élasticité de

la paroi de la roue précontrainte, par un réglage ultérieur de la contrainte en-

gendrée sur la roue par le dispositif d'entraînement, sans nécessiter un rempla-

cement de pièces de ce dispositif. Grâce à la réalisation selon l'invention,

l'utilisation de ce dispositif d'entraînement pour différents appareils ne né-

cessite que quelques mesures élémentaires d'adaptation. D'autre part, ce dispo-

sitif se prête également à des constructions particulières nécessaires sur des dispositifs de haute sécurité, ces constructions prévoyant des presse-étoupes

de sécurité avec réservoir de contrôle de fuites pour des dispositifs de sécu-

rité.

Lorsque l'organe de soutien comporte des paliers radiaux à compen-

sation hydraulique de la pression, et lorsque les gicleurs sont constitués par des alésages capillaires provenant d'un canal principal ménagé dans l'axe du dispositif d'entraînement de l'arbre précontraint, on réalise une construction simple et sûre, garantissant une répartition uniforme de la pression sur tous les canaux de liaison, pour un réduction minimale de la section de l'arbre. Si

un réglage fin s'avère nécessaire, il suffit d'introduire des buses sur le dis-

positif. Lorsque le dispositif comporte des prolongations disposées de part et d'autre en direction axiale du générateur de tension de l'arbre précontraint, dont le contour extérieur est égal au contour intérieur, respectivement extérieur de la roue précontrainte, ce dispositif remplit des fonctions annexes de soutien contre d'éventuelles forces de flambage. En outre, l'accroissement de la surface efficace du palier radial amoindrit la charge spécifique appliquée à la surface entre la roue contrainte et son générateur de tension. En outre, une plus grande

surface devient disponible pour opérer une diffusion de la chaleur.

6. Les avantages selon la présente invention sont également atteints

lorsque les chambres de pression, en direction axiale, sont divisées entre el-

les, de telle manière que malgré une augmentation de la longueur des paliers ra-

diaux-et indépendamment de leur position, toutes les chambres de pression sont alimentées en permanence avec de l'huile sous pression.

Dans ce cas, il est sans importance que les bourrelets d'6tan-

chéité soient fixes, reliés au générateur de tension de l'arbre précontraint ou

constitués par des bourrelets repliés.

Si les canaux de retour, ménagés dans les bourrelets d'étanchéité pour ramener le fluide vers le collecteur, ont une extrémité libre, la chute de

pression, dans les bourrelets d'étanchéité, est la même et l'écoulement de l'hui-

le chauffée peut s'effectuer très rapidement.

La source de fluide sous pression, pour le palier hydrostatique, et la commande de l'arbre précontraint, ontde préférence un moteur d'entraînement commun, de sorte que la pompe d'alimentation du palier hydrostatique soit liée au générateur de tension de l'arbre précontraint. Dans ce cas, le dispositif ne nécessite ni une pompe ni un dispositif de commande d'entraînement séparé. De même, le régulateur d'amenée et le régulateur de retour du palier hydrostatique devraient être montés sur les conduits d'amenée et les conduits de retour, qui maintiennent le fluide sous pression dans les poches de pression pendant l'arrêt

du générateur de tension de l'arbre précontraint, de sorte que, même en posi-

tion d'arrêt, le palier hydrostatique reste sous pression en engendrant une

protection permanente du dispositif contre les effets de flambage.

En outre, par des régulateurs de pression, les forces de flambage,

engendrées à l'intérieur de l'instrument, peuvent être partiellement compensées.

Un réservoir de fluide sous pression, qui peut également consti-

tuer le boîtier d'une transmission intermédiaire, devrait être monté sur la

sortie du générateur de tension de l'arbre précontraint, de sorte qu'un réser-

voir d'huile séparé ne soit plus nécessaire lorsque la transmission intermédiaire utilise la même huile que le palier hydrostatique. L'avantage réside, dans ce

cas essentiellement, dans une simplification de la construction.

On prévoit de préférence un radiateur dans le circuit de retour-

collecteur pour le réservoir d'huile sous pression, de sorte que lors d'un fonc-

tionnement de longue durée, l'huile chaude, provenant de l'instrument, soit ra-

pidement régénérée. Selon les cas, il serait possible de prévoir un ventilateur de refroidissement couplé au moteur d'entraînement pour augmenter l'efficacité

du radiateur.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la des-

cription d'un exemple de réalisation et du dessin annexé, dans lequel:

La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un mon-

7. tage de principe d'un entraînement selon l'invention, comportant des organes de soutien purement mécaniques du côté de commande et du côté d'entraînement du générateur de tension de l'arbre précontraint,

La figure 2 représente une vue en coupe transversale selon la li-

gne I/I du générateur de la fig. 1, La figure 3 représente une variante de la fig. 1, comportant des paliers hydrostatiques annexes contre la roue à précontrainte et le manchon, La figure 4 représente une vue en coupe selon la ligne II/II,

La figure 5 représente une vue de principe d'une forme de réali-

sation préférentielle d'un dispositif d'entraînement à arbre précontraint avec paliers hydrostatiques, La figure 6 représente une vue en coupe en travers du générateur de tension de l'arbre précontraint, qui illustre la déformation permanente de la roue à précontrainte due à la forme quelque peu elliptique du générateur de tension de l'arbre précontraint, La figure 7 représente une vue en perspective d'un générateur de tension de l'arbre précontraint pourvu aux deux extrémités de prolongements, respectivement organes de soutien, La figure 8 représente en coupe le profil du générateur de tension de l'arbre précontraint, et La figure 9 représente le profil des prolongements aux extrémités

de ce générateur.

Selon la fig. 1, un flasque de montage 2 est fixé sur le côté ex-

térieur d'un boîtier d'instrument 1. Sur sa face frontale 3, est montée la roue à précontrainte 4 ayant la forme d'une douille à paroi mince, et le collier 5

d'un organe de soutien 6 disposé du côté de l'entraînement. Cet organe de sou-

tien 6 sert de préférence comme boîtier de palier pour un palier 7 de l'arbre d'entraînement 8, dont l'extrémité libre 9 pénètre à l'intérieur de la roue à précontrainte 4 entraînée par le moteur d'entraînement 10 (non représenté). Un organe de soutien 11, monté du côté de la sortie, est engagé à l'intérieur de

la roue à précontrainte 4, à proximité immédiate du fond 12. A une distance sen-

siblement égale des organes de soutien 6, 11 est monté un axe de rotation concen-

trique 13, solidaire de l'arbre de commande 8 et disposé à l'intérieur de la roue à précontrainte 4, cet axe tournant dans le sens opposé à la rotation du générateur de tension de l'arbre précontraint 14. Sur le côté extérieur de la

paroi de la roue à précontrainte 4, est prévue une denture extérieure 15 paral-

lèle à l'axe de rotation 13. Cette denture se trouve, sur au moins deux de ses côtés opposés, en prise permanente avec une première couronne16, qui est montée

de façon fixe du côté de l'entraînement dans le flasque de montage 2 et qui com-

porte le même nombre de dents que la denture extérieure 15. La denture extérieure a. 2468797 est par ailleurs en prise permanente avec au moins deux côtés opposés de la seconde couronne dentée 17, qui comporte un nombre de dents différent de celui

de la première couronne 16, et qui est solidaire et montàeà l'intérieur d'une-

cloche de couplage 18, entourant la roue à précontrainte 4 en forme de douille de son extrémité libre, jusqu'à une hauteur correspondant approximativement au

milieu du générateur de tension de l'arbre précontraint 14. La cloche de coupla-

ge 18 est d'autre part solidaire de l'axe de commande de positions, qui transmet

la force nécessaire pour activer l'instrument correspondant. Des paliers ra-

diaux 20 peuvent être montés dans les organes de soutien 6, 11, à la fois sur

le côté de commande et sur le côté d'entraînement, pour protéger l'arbre d'en-

traînement contre des forces latérales dues à des déformations alternatives de la paroi de la roue à précontrainte 4. En plus des organes de soutien 6, 11 ayant

une symétrie de rotation, le dispositif peut comporter d'autres supports dispo-

sés entre le générateur de tension de l'arbre précontraint 14 et chacun des organes de soutien à symétrie de rotation 6, 11, ces supports étant constitués par des éléments rotatifs 21 à symétrie axiale. Selon une forme de réalisation

préférée, on utilise des rouleaux 22, qui prennent appui sur la surface périphé-

rique des supports rotatifs à symétrie axiale 21. La déformation de l'arbre est

représentée par la fig. 2.

Pour diminuer encore les pertes dues au frottement, il est possi-

ble de recourir à une variante représentée par la fig. 3, selon laquelle des pa-

liers hydrostatiques 29, connus en soi, permettent le montage des organes de soutien. L'amenée d'huile sous pression 50 s'effectue, comme le montre la fig.

4, par l'intermédiaire d'un alésage central, à partir duquel dérivent radiale-

ment les eaux d'écoulement individuelles 5len direction des poches de pression 29.

Le retour en direction du collecteur 52 s'effectue par exemple par l'intermédiai-

re de canaux particuliers ménagés dans les bourrelets d'étanchéité.

De façon similaire, le générateur de tension de l'arbre pré-

contraint 14 coopère avec des rouleaux 23 disposés entre la paroi intérieure de la roue précontrainte 4 et la surface périphérique du générateur de tension 14, de sorte qu'au moment de la rotation du générateur de tension de l'arbre

précontraint 14, les valeurs nominales des forces de frottement restent relati-

vement-bassesmalgré une déformation radiale marquée de la paroi de la roue précontrainte. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est décrit en référence aux figures 1 et 2 et s'effectue comme suit: Comme mentionné dans l'état de la technique, l'axe d'entraînement 8

est rotatif dans une direction au choix, par rapport à la roue précontrainte 4.

A chaque rotation, cette roue entraîne le générateur de tension 14, l'arbre pré-

contraint qui a de préférence un profil elliptique. Du fait que la roue pré-

9. contrainte 4, de section circulaire, est enfilée par-dessus le générateur de

tension de l'arbre précontraint 14, la paroi de la roue 4 se déforme en el-

lipse et repousse deux côtés diamétralement opposés de sa denture extérieure 15,

simultanément en prise dans les dentures intérieures des deux couronnes den-

5. tées 16, 17, rotatives en sens inverse. Du fait que le nombre de dents de la couronne dentée16, disposée du côté de l'entraînement, est différent de celui des dents de la denture extérieure 15, on obtient une démultiplication. La cloche de couplage 18, solidaire de la seconde couronne dentée, est reliée à l'axe de

commande de positions 19, tourne à une vitesse de rotation différente, c'est-

à-dire avec un couple différent.

Le fait que la paroi de la roue précontrainte 4 peut être entiè-

rement fermée, et qu'une introduction de cette dernière dans le flasque de mon-

tage 2 se fasse sans jeu, c'est-à-dire sans possibilité de rotation respective

des deux éléments, permet une liaison au flasque parfaitement étanche.

Grâce aux organes de soutien 6, 11, 21, à symétrie-de rotation età

symétrie axiale, par un fluide sous pression, et grâce à la rigidification ob-

tenue par le générateur de tension de l'arbre précontraint 14 au moyen des rou-

leaux 23, la pression intérieure dans le boîtier d'instrument 1 ne peut pas en-

gendrer un effet de flambage sur la paroi relativement fine de la roue précon-

trainte, en raison des différences de pression. En outre, le flasque de monta-

ge 2 et la cloche de couplage 18 protègent la roue précontrainte 4 contre les

agressions intérieures ou extérieures du boîtier d'instrument 1.

Pour protéger le dispositif contre un encrassement par le fluide

en circulation, il est finalement également possible de prévoir une bague glis-

sante 24 disposée entre le flasque de montage et la cloche de couplage 18, sus-

ceptible d'éviter que des impuretés grossières ne viennent s'introduire dans la

denture 15 par la fente ménagée à cet endroit. Pour une garantie absolue que d'é-

ventuelles fissures dans la paroi de la roue précontrainte 4 puissent être dé-

tectées à temps, il est encore possible de ménager, sous le palier de l'axe d'en-

traInement 7, un joint de sécurité 25, afin de surveiller la chambre de pression 26, intérieure à la roue précontrainte, par des alésages capilaires traversant la paroi du flasque de montage 2. Cette chambre de pression 26 peut bien entendu

être mise sous pression élevée par l'extérieur, de sorte que l'effet de raidis-

sement puisse être absorbé par les différents moyens de soutien, par exemple sou- tenu par des moyens hydrauliques ou pneumatiques par l'intermédiaire du

palier

hydrostatique 29.

Par ce moyen, (voir fig. 4) le fluide sous pression, amené du cô-

té commande par un alésage central 51, est uniformément réparti dans des canaux

latéraux 52, par exemple au moyen d'étranglements,de telle manière que les po-

ches de pression 29 alimentent en excédent les paliers hydrostatiques, l'excé-

dent étant restitué à un collecteur par l'intermédiaire des bourrelets d'étan-

10. chéité ou d'alésagesséparés, le collecteur étant disposé avant la pompe de circulation. Une construction particulièrement compacte pour l'entraînement de soupapes ou de coulisses, est réalisé lorsque la cloche de couplage 18 est simultanément façonnée en écrou pour engendrer le déplacement longitudinal de l'axe de commande de positionsl9. Le même principe de base s'utilise également pour la commande des organes réglables en position, o le déplacement ne s'effectue non longitudinalement mais en rotation. Du fait que dans les deux cas, l'entrée et la sortie sont directement proportionnelles, aucune indication de

position n'est nécessaire, dont une dérivation provient de la chambre de pres-

sion.

L'exemple de fig. 5 représente une application possible d'un en-

* traînement d'appareils, o un boîtier d'appareil 1 contient, adapté sur la face frontale 3 du flasque du montage, l'ensemble du générateur de tension de l'arbre précontraint. La roue précontrainte 4 est montée de façon étanche sur la face

frontale 3 du flasque de montage 2, par l'intermédiaire de l'anneau 5. Un or-

gane de soutien 6 (prolongement du générateur de tension de l'arbre), est dispo-

sé du côté entraînement et sert, grâce à son extrémité cylindrique, à protéger l'extrémité ouverte de la roue précontrainte contre les forces de flambage ou

de pliage. L'entraînement s'effectue par l'intermédiaire d'un arbre d'entraîne-

ment 8 monté sur un palier conventionnel 7, l'extrémité de l'arbre 9 étant re-

liée à un moteur d'entraînement 10. L'organe de soutien 11, disposé du côté de la sortie à l'avant du fond de la roue précontrainte 12 et comportant un axe de rotation commun 13 avec le générateur de tension de l'arbre précontraint 14,

possède également une extrémité libre de section circulaire et une section quel-

que peu elliptique du côté dudit générateur 14. La denture extérieure 15 qui engrène, aux deux extrémités proéminentes du générateur de tension de l'arbre d'entraînement 14, les dentures des première et seconde couronnes dentées 16 et 17, est soumise à une dimension de la vitesse de rotation connue en soi, qui

est transmise à la cloche de couplage 18 vers l'axe de commande de positions 19.

Le palier radial hydrostatique 30, prévu pour le générateur de tension de l'ar-

bre précontraint 14, est alimenté par une source de fluide sous pression 31 se présentant sous la forme d'une pompe à engrenage ou similaire. Le régulateur de pression d'amenée 32 permet de maintenir une pression constante dans le conduit

d'alimentation 33, respectivement dans le conduit de collecteur 34.

Pour l'alimentation du palier radial hydrostatique 30, un canal

principal 35 est ménagé dans l'arbre d'entraînement 8 qui est fermé par le pro-

longement du générateur de tension de l'arbre précontraint 14, prolongement dis-

posé du côté entraînement. Au canal principal 35 sont raccordés des canaux de liaison 36 connectés aux poches de pression 37, 38, pour relier ces dernières,

sous une même résistance à la circulation du fluide, avec le conduit d'alimen-

tation 33, respectivement le collecteur 34. Les poches de pression sont séparées par des bourrelets d'étanchéité 39, montés sur et en-rotation avec le générateur de tension de l'arbre précontraint 14, de manière à ménager une fente minimale 40 par rapport à la paroi de la roue précontrainte 4.

Des canaux de retour 44 sont ménagés dans les bourrelets d'étan-

chéité 39, ces canaux s'évacuant dans le collecteur 45. Par un équilibrage per-

manent de la pression entre les poches de pression individuelles et les canaux 44, on obtient l'étanchéité 41 sans contact entre la paroi intérieure de la roue

précontrainte 4 et le générateur de tension de l'arbre précontraint 14. L'excé-

dent de fluide sous pression, qui est présent en permanence, engendre, par l'in-

termédiaire des canaux de liaison capillaires 36, respectivement par leurs étran-

glements 43, un'e chute de pression sensible au niveau des canaux de retour 44 connectés au collecteur 45, et une distribution régulière avec lubrification et effet de soutien permanent s'exerçant sur la surface totale du dispositif. Le fluide sous pression est ramené au réservoir 48 par un régulateur de pression 46 et, le cas échéant, un radiateur 47. Selon une forme de réalisation préférée, le réservoir 48 est contenu dans le boîtier 49 du dispositif de transmission intermédiaire. Ce dispositif de transmission intermédiaire 49 est, dans ce cas,

constitué par la console 50 et le boîtier 1 de l'instrument.

Les avantages manifestes de la présente invention sont bien in-

tendu également mis en évidence si la roue précontrainte n'a pas la forme d'une douille, et si l'écoulement du fluide sous pression se fait dans le sens de

l'axe entraîné en direction d'un carter.

La fig. 6 illustre une réalisation selon laquelle les poches de pression 37, 38, ménagées sur le générateur de tension de l'arbre précontraint 14, ainsi que les canaux de liaison capillaires 36 et le canal principal 35,

sont disposés sur l'axe du générateur 14.

La fig. 7 représente une vue en perspective d'une forme de réali-

sation du générateur de tension de l'arbre précontraint 14 et des organes de soutien correspondants 6, 11 avec les poches de pression 37, 38, les bourrelets d'étanchéité 39 et les canaux de retour 44 ménagés dans ces bourrelets. Bien entendu, le nombre et la disposition des bourrelets d'étanchéité, les dimensions des poches de pression ne sont pas fixés mais dépendent de l'utilisation prévue

pour cette invention.

Pour cette réalisation, il est essentiel de trouver une réparti-

tion équilibrée entre les forces de contraction et les forces d'expansion.

La fig. 8 représente une vue du profil du générateur de tension, correspondant à peu près au milieu de la denture extérieure 15, alors que la fig. 9 représente le contour d'un organe de soutien, sensiblement circulaire,

12. 2468797

disposé à l'extrémité libre dudit générateur. Le passage du contour circulaire

au contour elliptique est progressif et correspond à celui de la roue précon-

trainte.

Le recours à un principe de paliers hydrostatiques peut bien en-

tendu être également avantageux, même si les canaux de liaison, pour l'alimenta- tion des poches de pression en fluide sous pression, sont ménagés dans la roue

de contrainte elle-même.

La fonction du dispositif d'entraînement à arbre précontraint est caractérisée par une étanchéité sans contact-entre le générateur de tension de

l'arbre précontraint et la roue précontrainte 4. Le fluide sous pression, s'é-

coulant des canaux de liaison 36 à travers les alésages des poches de pression

37, 38, passe sur les bourrelets d'étanchéité 39 sur toute la largeur, respec-

tivement la longueur des canaux de retour 44. Par des étranglements 43, respec-

tivement des régulateurs de pression d'amenée et de retour 32, 36, un équilibre de pression peut être obtenu entre la tension de flambage et la pression du fluide, de sorte que la roue 4 soit constamment soutenue de façon régulière, et

soumise simultanément à un refroidissement et une lubrification intenses. L'ar-

bre de transmission 8 ainsi que la source de fluide sous pression peuvent bien

19 entendu également être entraînés par des moyens indépendants.

13. 2468797

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'entraînement à arbre précontraint, en particulier pour l'entraînement de dispositifs de commande de positions pour instruments

tels que soupapes ou appareils de manoeuvre, comportant un moteur d'entraîne-

ment, un boîtier pouvant être rendu étanche entre le côté commande et le côté entraînement, et un organe de commande rotatifdans lequel le dispositif d'en- traînement de l'arbre précontraint, activé par le moteur de commande de position, est solidaire d'une roue précontrainte déformable solidaire du boîtier et ayant la forme d'une douille, d'une première couronne dentée qui engrène ladite roue

précontrainte et qui est également solidaire du boîtier, et d'une seconde cou-

ronne dentée également prise avec ladite roue précontrainte et qui est solidaire de l'organe de commande rotatif, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe de soutien complémentaire radial disposé sur le côté de commande de la

roue précontrainte(4)et dont la surface périphérique empêche une déformation in-

acceptable.

2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de soutien complémentaire (6, 11) est solidaire de la roue

précontrainte (4).

3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce que l'organe de soutien complémentaire diminue en section au niveau du

dispositif d'entraînement de l'arbre précontraint(14),le diamètre extérieur cor-

respondant au diamètre intérieur (Di) de l'axe secondaire (N) de la roue précon-

trainte (4) déformée elliptiquement.

4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que l'organe de soutien secondaire (21) est solidaire de l'arbre d'en-

trainement.

5. Dispositif d'entraînement selon la revendication 4, caractéri-

sé en ce que l'organe de soutien secondaire comporte un palier hydrostatique

(29) pourvu de poches de pression (38)régulièrement disposées autour de son man-

teau périphérique.

6. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de soutien est alimenté en fluide

sous pression en provenance d'une chambre de pression disposée du côté commande.

7. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, dans lequel l'arbre précontraint est entraîné hydrauliquement, ca-

ractérisé en ce que l'organe de soutien et le dispositif d'entraînement de l'ar-

bre précontraint se présentent sous la forme de paliers radiaux (20) à compen-

sation hydrostatique de la pression, alimentés par un centre d'alimentation com-

mun.

8. Dispositif d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé 14.

en ce que les gicleurs (43) sont constitués par des alésages capillaires ména-

gés dans des canaux d'alimentation connectés sur un canal principal (35), mé-

nagé selon l'axe de rotation (13) du dispositif d'entraînement de l'arbre pré-

contraint (14).

9. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 7 ou

8, caractérisé en ce que les prolongements (6, 11) du dispositif d'entraînement

de l'arbre précontraint (14) sont disposés de part et d'autre selon une direc-

tion axiale, et ont un diamètre correspondant au diamètre intérieur, respective-

9 ment extérieur de la roue précontrainte (4).

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