FR2610058A1

FR2610058A1 - Power transmission device with speed reduction between a rotating assembly and a shaft mounted coaxially inside the latter

Info

Publication number: FR2610058A1
Application number: FR8701214A
Authority: FR
Inventors: Jacques Boisset
Original assignee: MAAG FRANCE
Current assignee: MAAG FRANCE
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1988-07-29

Abstract

This device comprises a first planetary gear 24 rotationally integral with the casing 23 and a second planetary gear 31 rotationally integral with the output shaft 32. With each planetary gear 24, 31 there is associated a pair of satellite gears respectively 25, 26; 29, 30 and the satellite gears of the two pairs are connected in pairs by means of a common shaft 27, 28, the ratios of the various gears being calculated so as to provide the required speed ratio between the casing 23 and the output shaft 32. The shafts 27, 28 of the satellites respectively 25, 26; 29, 30 are rotationally mounted on a common satellite carrier 35 which is held rotationally fixed by a reaction arm acting on the end of the shaft 36 of the satellite carrier 35. Means are also provided for recovering the oil thrown out centrifugally against the internal wall of the casing 23.

Description

DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE PUISSANCE AVEC REDUCTION
DE VITESSE ENTRE UN ENSEMBLE TOURNANT ET UN ARBRE
MONTE COAXIAL A L'INTERIEUR DE CELUI-CI
La présente invention concerne un dispositif de transmission de puissance avec réduction de vitesse entre un ensemble tournant et un arbre monté coaxialement à l'intérieur de celui-ci et, plus particulièrement, un dispositif destiné à l'entraînement de la vis sans fin ou vis d'archimède d'une centrifugeuse industrielle.REDUCED POWER TRANSMISSION DEVICE
SPEED BETWEEN A ROTATING ASSEMBLY AND A SHAFT
COAXIAL MOUNT INSIDE IT
The present invention relates to a power transmission device with speed reduction between a rotating assembly and a shaft mounted coaxially inside thereof and, more particularly, a device intended for driving the worm or screw of an industrial centrifuge.

Ainsi que le montre la figure 1, une centrifugeuse industrielle est constituée de façon classique d'un bol 1 tournant et d'une vis d'archimède 2 montée coaxiale à l'intérieur du bol 1 et tournant dans le même sens que celui-ci à une vitesse légèrement inférieure. As shown in Figure 1, an industrial centrifuge is conventionally constituted by a rotating bowl 1 and an archimedean screw 2 mounted coaxially inside the bowl 1 and rotating in the same direction as the latter at a slightly lower speed.

Dans ces centrifugeuses connues, le mouvement de la vis d'archimède 2 lui est communiqué par le bol 1 par l'intermédiaire d'un dispositif réducteur 3 à train épicycloidal, dont le carter 4 est lié au bol 1 de façon solidaire en rotation. In these known centrifuges, the movement of the archimedean screw 2 is communicated to it by the bowl 1 by means of a reduction device 3 with planetary gear, the casing 4 of which is linked to the bowl 1 in rotation.

Dans ce dispositif réducteur 3, deux couronnes dentées 5,6 sont prévues à l'intérieur du carter 3. Chacune de ces couronnes dentées 5,6 engrène avec deux (ou trois) satellites respectivement 7,8, eux-mêmes en prise avec un planétaire respectivement 9,10, ces satellites 7,8 étant montés sur des porte-satellites respectivement 13,14. Le planétaire 9 est relié par un arbre 11 à un bras de réaction, non représenté sur le dessin, situé à l'extérieur du dispositif, tandis que le planétaire 10 est relié au porte-satellite 13 du premier train épicycloldal 5,7,9,13. La vis d'archimède 2 est, quant à elle, entraînée par le porte-satellites 14. In this reduction device 3, two toothed crowns 5,6 are provided inside the casing 3. Each of these toothed crowns 5,6 meshes with two (or three) satellites respectively 7,8, themselves engaged with a planetary respectively 9.10, these satellites 7.8 being mounted on planet carriers respectively 13.14. The sun gear 9 is connected by a shaft 11 to a reaction arm, not shown in the drawing, located outside the device, while the sun gear 10 is connected to the planet carrier 13 of the first epicyclic train 5,7,9 , 13. The archimedean screw 2 is, in turn, driven by the planet carrier 14.

Ces différents éléments 5,7,9 et 6,8,10 constituent deux trains planétaires épicycloidaux montés à moitié en série et en parallèle et définissant ainsi deux chemins de transmission de puissance différents. These different elements 5,7,9 and 6,8,10 constitute two planetary epicyclic trains mounted half in series and in parallel and thus defining two different power transmission paths.

Un tel système de transmission de puissance est donc très compliqué et d'un mauvais rendement du fait du grand nombre d'engrenages mis en jeu. I1 est, en outre, peu fiable et casse fréquemment. Such a power transmission system is therefore very complicated and of poor efficiency due to the large number of gears involved. It is also unreliable and frequently breaks.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de fournir un dispositif d'entraînement de la vis d'archimède d'une centrifugeuse et, de façon plus générale, un dispositif de transmission de puissance avec réduction de vitesse entre un ensemble tournant et un arbre monté coaxialement à l'intérieur de cet ensemble, qui soit particulièrement solide et fiable et qui permette, en outre, d'obtenir un meilleur rendement que les dispositifs connus jusqu'à présent. The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to provide a device for driving the archimedes screw of a centrifuge and, more generally, a device for transmitting power with speed reduction between an assembly. rotating and a shaft mounted coaxially inside this assembly, which is particularly solid and reliable and which also makes it possible to obtain better performance than the devices known up to now.

Ce but est atteint dans le dispositif de transmission selon l'invention, qui est du type comprenant un carter rotatif et un arbre de sortie monté coaxialement à l'intérieur de ce carter et apte à recevoir la puissance transmise par le carter par l'intermédiaire de roues dentées engrenant avec une denture de ce carter, en ce que ce dispositif comprend un premier pignon planétaire solidaire en rotation du carter et un second pignon planétaire solidaire en -rotation de l'arbre de sortie, en ce qu'à chaque pignon planétaire est associée une paire de pignons satellites, en ce que les pignons satellites des deux paires sont reliés deux à deux au moyen d'un arbre commun et en ce que les rapports des différents pignons sont calculés de façon à assurer le rapport de vitesse voulu entre le carter et l'arbre de sortie. This object is achieved in the transmission device according to the invention, which is of the type comprising a rotary casing and an output shaft mounted coaxially inside this casing and capable of receiving the power transmitted by the casing via of toothed wheels meshing with a toothing of this casing, in that this device comprises a first planetary pinion integral in rotation with the casing and a second planetary pinion integral in -rotation of the output shaft, in that at each planetary gear a pair of planet gears is associated, in that the planet gears of the two pairs are connected two by two by means of a common shaft and in that the ratios of the different pinions are calculated so as to ensure the desired speed ratio between the housing and the output shaft.

Un tel dispositif comprend beaucoup moins de pignons et d'engrenements que le dispositif connu et permet donc d'obtenir un meilleur rendement ainsi qu'un échauffement moindre des dentures. En outre, du fait que les pignons satellites n'ont pas un mouvement épicycloïdal comme dans les dispositifs connus, et qu'ils tournent simplement sur eux-même, le phénomène de centrifugation de l'huile contenue dans le carter est réduit et, par conséquent, la lubrification de ces pignons est améliorée. Such a device comprises far fewer pinions and gears than the known device and therefore makes it possible to obtain better efficiency and less heating of the teeth. In addition, since the planet gears do not have an epicyclic movement as in the known devices, and that they simply rotate on themselves, the phenomenon of centrifugation of the oil contained in the casing is reduced and, by Consequently, the lubrication of these pinions is improved.

Avantageusement aussi, des moyens sont prévus pour améliorer encore la lubrification de l'ensemble et pour indexer l'un par rapport à l'autre les pignons satellites des deux paires montés sur le même arbre. Advantageously also, means are provided for further improving the lubrication of the assembly and for indexing one with respect to the other the planet gears of the two pairs mounted on the same shaft.

De toute façon, le dispositif de transmission selon l'invention sera mieux compris et d'autres caractéristiques de celui-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé illustrant à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation préférée de celui-ci
Figure 2 en est un schéma du principe de fonctionnement,
Figure 3 en est une vue en coupe axiale,
Figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de figure 3.Anyway, the transmission device according to the invention will be better understood and other characteristics of it will be highlighted with the aid of the description which follows with reference to the appended schematic drawing illustrating by way of example not limiting a preferred embodiment thereof
Figure 2 is a diagram of the operating principle,
FIG. 3 is a view in axial section thereof,
Figure 4 is a sectional view along IV-IV of Figure 3.

Ainsi que le montrent notamment les figures 2 et 3, dans le dispositif selon l'invention, le mouvement du bol 21 de la centrifugeuse est également repris par le carter 23 de ce dispositif qui est lié en rotation à ce bol 21. As shown in particular in FIGS. 2 and 3, in the device according to the invention, the movement of the bowl 21 of the centrifuge is also taken up by the casing 23 of this device which is linked in rotation to this bowl 21.

Sur ce carter 23 est fixé un pignon planétaire 24 qui engrène avec deux pignons satellites 25,26. On this casing 23 is fixed a planetary pinion 24 which meshes with two satellite pinions 25,26.

Chacun des satellites 25,26 est fixé à l'extrémité d'un arbre respectivement 27,28 muni à son autre extrémité d'un autre satellite respectivement 29,30. Each of the satellites 25,26 is fixed to the end of a shaft respectively 27,28 provided at its other end with another satellite respectively 29,30.

Les deux satellites 29,30 engrènent tous les deux avec un pignon planétaire 31 solidaire d'un arbre cannelé 32 sur lequel est montée la vis sans fin 22 de la centrifugeuse. The two satellites 29.30 both mesh with a planetary pinion 31 secured to a splined shaft 32 on which is mounted the worm 22 of the centrifuge.

Les arbres 27,28 des deux paires de satellites (25,29;26,30) sont montés rotatifs par l'intermédiaire de roulements 33 sur un porte-satellites 35. The shafts 27,28 of the two pairs of satellites (25,29; 26,30) are rotatably mounted by means of bearings 33 on a planet carrier 35.

Ainsi que le montre notamment la figure 3, le porte-satellites 35 est constitué de deux supports de palier 34 fixés sur un arbre 36 dont une extrémité fait saillie à l'extérieur du carter 23. As shown in particular in FIG. 3, the planet carrier 35 consists of two bearing supports 34 fixed on a shaft 36, one end of which projects outside the casing 23.

Ce porte-satellites 35 est maintenu fixe en rotation, de façon connue en soi, par un bras de réaction (non représenté sur le dessin), faisant office de limiteur de couple et agissant sur l'extrémité de l'arbre 36. This planet carrier 35 is kept fixed in rotation, in a manner known per se, by a reaction arm (not shown in the drawing), acting as torque limiter and acting on the end of the shaft 36.

Ainsi qu'on le concevra aisément, la rotation du carter 23 entraîne, par l'intermédiaire du pignon 24, la rotation des pignons satellites 25,26 puis 29,30 par l'intermédiaire des arbres 27,28, le mouvement étant ensuite communiqué à la vis sans fin 22 par l'intermédiaire du pignon 31. Le chemin de transmission de puissance ainsi défini est beaucoup plus simple et direct que dans les dispositifs connus. As will be readily appreciated, the rotation of the casing 23 causes, via the pinion 24, the rotation of the planet gears 25,26 then 29,30 via the shafts 27,28, the movement then being communicated to the worm 22 via the pinion 31. The power transmission path thus defined is much simpler and more direct than in known devices.

On concevra aisément également qu'il est possible d'obtenir des rapports très faibles entre la vitesse de rotation de la vis et celle du bol tournant, en jouant sur les rapports de chacun des trains d'engrenages 24,25,26 et 29,30,31 ou d'un seul de ceux-ci. It will also be readily understood that it is possible to obtain very low ratios between the speed of rotation of the screw and that of the rotating bowl, by playing on the ratios of each of the gear trains 24, 25, 26 and 29, 30.31 or just one of these.

En pratique, ce dispositif permet de transmettre à la vis d'archimède le mouvement de rotation du bol de la centrifugeuse avec une réduction de vitesse de l'ordre de 0 à 6 % avec une précision de 1/1000 sur la réduction désirée. In practice, this device makes it possible to transmit to the archimedes screw the rotational movement of the bowl of the centrifuge with a speed reduction of the order of 0 to 6% with an accuracy of 1/1000 on the desired reduction.

Ainsi que le montre la figure 3, les deux pignons dentés 25 et 26 de la première paire de satellites sont tous deux montés sur leurs arbres respectifs 27,28 au moyen de deux bagues 37,38 présentant des formes coniques complémentaires et engagées l'une dans l'autre. La bague 38 peut être enfoncée plus ou moins dans la bague 37 au moyen des vis 39, de façon à assurer, par effet de coin, la solidarisation en rotation du pignon 25,26 avec l'arbre associé respectivement 27,28. As shown in FIG. 3, the two toothed pinions 25 and 26 of the first pair of satellites are both mounted on their respective shafts 27,28 by means of two rings 37,38 having complementary conical shapes and engaged one in the other. The ring 38 can be pressed more or less into the ring 37 by means of the screws 39, so as to ensure, by wedge effect, the rotational fixing of the pinion 25,26 with the associated shaft 27,28 respectively.

Cette disposition permet de ne monter les pignons satellites 25,26 qu'une fois que les pignons satellites 29,30 de l'autre paire sont en engrènement avec le pignon 31 et permet donc de régler parfaitement la position angulaire des satellites, respectivement 25,29 et 26,30, l'un par rapport à l'autre ainsi que d'assurer la répartition du couple, du fait de la précontrainte ainsi exercée sur l'arbre 27,28. This arrangement makes it possible to mount the planet gears 25,26 only once the planet gears 29,30 of the other pair are in mesh with the pinion 31 and therefore makes it possible to perfectly adjust the angular position of the satellites, respectively 25, 29 and 26.30, one with respect to the other as well as ensuring the distribution of the torque, due to the prestressing thus exerted on the shaft 27.28.

Ainsi que le montre la figure 4, une raclette, constituée par une lame 40, s'étendant radialement jusqu'a proximité de la périphérie intérieure du carter 23, est fixée sur le porte-satellites 35. As shown in FIG. 4, a squeegee, constituted by a blade 40, extending radially up to near the inner periphery of the casing 23, is fixed to the planet carrier 35.

L'extrémité inférieure de cette raclette 40 plonge dans un bac 41 fixé horizontalement sur le porte-satellites 35. The lower end of this squeegee 40 plunges into a tank 41 fixed horizontally to the planet carrier 35.

Cette raclette 40 permet de récupérer et de ramener dans le bac 41, par ruissellement et gravité, I'huile centrifugée contre la paroi interne du carter 23 lors de la rotation de celui-ci. This squeegee 40 makes it possible to recover and bring back into the tank 41, by runoff and gravity, the oil centrifuged against the internal wall of the casing 23 during the rotation of the latter.

Différents conduits 42 sont prévus entre ce bac 41 et les roulements 33 des arbres 27,28 des satellites afin d'assurer la lubrification de ceux-ci au moyen de l'huile récupérée dans le bac. Different conduits 42 are provided between this tank 41 and the bearings 33 of the shafts 27, 28 of the satellites in order to ensure the lubrication of these by means of the oil recovered in the tank.

On notera également que la raclette 40 présente au niveau de son extrémité libre un ou plusieurs orifices 40a destinés à permettre le ruissellement de l'huile des deux côtés de la raclette 40. It will also be noted that the squeegee 40 has at its free end one or more orifices 40a intended to allow the oil to run off on both sides of the squeegee 40.

Cette disposition est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet d'assurer une bonne lubrification de l'ensemble et donc de garantir la longévité de celui-ci. This arrangement is particularly advantageous since it ensures good lubrication of the assembly and therefore guarantees the longevity of the latter.

On notera qu'une telle disposition n'est rendue possible que par la fixité du porte-satellites et qu'aucune disposition similaire n'était prévue dans les systèmes connus jusqu'à présent
On notera également que la lubrification du dispositif selon l'invention est encore améliorée par rapport à ceux connus jusqu'à présent, du fait que les satellites ne tournent que sur eux-même et que, par conséquent, le phénomène de centrifugation de l'huile est énormément réduit.It will be noted that such an arrangement is only made possible by the fixity of the planet carrier and that no similar arrangement was provided in the systems known until now.
It will also be noted that the lubrication of the device according to the invention is further improved compared to those known up to now, owing to the fact that the satellites rotate only on themselves and that, consequently, the phenomenon of centrifugation of the oil is greatly reduced.

Enfin, du fait que les pignons satellites n'engrènent chacun qu'avec un pignon planétaire associé, il est possible d'utilisér pour ceux-ci des dentures hélicoïdales, ce qui permet d'assurer une continuité de l'en- grènement et surtout de réduire les efforts sur chaque dent et d'améliorer le rendement. Finally, due to the fact that the planet gears each mesh only with an associated planetary gear, it is possible to use helical teeth for these, which ensures continuity of the engagement and above all to reduce the efforts on each tooth and to improve the output.

Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite ci-avant à titre d'exemple non-limitatif elle en embrasse, au contraire, toutes les formes de réalisation mettant en oeuvre des moyens similaires ou équivalents. As it goes without saying, the present invention is not limited to the single embodiment described above by way of non-limiting example, it embraces, on the contrary, all the embodiments using similar means. or equivalent.

Claims

- REVENDICATIONS - CLAIMS

I- Dispositif de transmission de puissance entre un ensemble tournant tel qu'un carter (23) et un arbre de sortie (32) monté coaxial à l'intérieur de ce carter (23) et apte à recevoir la puissance transmise par le carter par l'intermédiaire de roues dentées engrenant avec une denture intérieure (24) de ce carter (23), caractérisé en ce qu'il comprend un premier pignon (24) planétaire solidaire en rotation du carter (23) et un second pignon planétaire (31) solidaire en rotation de l'arbre de sortie (32), en ce qu'à chaque pignon planétaire (24,31) est associée une paire de pignons satellites respectivement (25,26;29,30), en ce que les pignons satellites des deux paires sont reliés deux à deux au moyen d'un arbre commun (27,28) et en ce que les rapports des différents pignons sont calculés de façon à assurer le rapport de vitesse voulu entre le carter (23) et l'arbre de sortie (32). I- Power transmission device between a rotating assembly such as a casing (23) and an output shaft (32) mounted coaxially inside this casing (23) and capable of receiving the power transmitted by the casing by by means of toothed wheels meshing with an internal toothing (24) of this casing (23), characterized in that it comprises a first planetary pinion (24) integral in rotation with the casing (23) and a second planetary pinion (31 ) integral in rotation with the output shaft (32), in that each planetary pinion (24,31) is associated with a pair of planet gears respectively (25,26; 29,30), in that the pinions satellites of the two pairs are connected two by two by means of a common shaft (27,28) and in that the ratios of the different pinions are calculated so as to ensure the desired speed ratio between the casing (23) and the output shaft (32).

2- Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pignons (24,25,26,29,30,31) sont à denture héli cotidale. 2- Power transmission device according to claim 1, characterized in that the pinions (24,25,26,29,30,31) are heli cotidale toothing.

3- Dispositif de transmission de puissance selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque pignon (25,26) est monté sur son arbre respectivement (27,28) au moyen de deux bagues (37,38) présentant des formes coniques complémentaires. 3- Power transmission device according to one of claims 1 or 2, characterized in that each pinion (25,26) is mounted on its shaft respectively (27,28) by means of two rings (37,38) having complementary conical shapes.

4- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les arbres (27,28) des satellites respectivement (25,26;29,30) sont montés rotatifs sur un porte-satellites commun (35) et en ce que ce porte-satellites (35) est maintenu fixe en rotation par un bras de réaction agissant sur l'extrémité de l'arbre (36) du porte-satellites (35). 4- Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shafts (27,28) of the satellites respectively (25,26; 29,30) are rotatably mounted on a common planet carrier (35) and in that this planet carrier (35) is kept fixed in rotation by a reaction arm acting on the end of the shaft (36) of the planet carrier (35).

5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une raclette (40) s'étendant radialement jusqu'à proximité de la périphérie intérieure du carter (23) est fixée sur le porte-satellites (35), afin de récupérer l'huile centrifugée contre la paroi interne du carter (23). 5- Device according to claim 4, characterized in that a squeegee (40) extending radially close to the inner periphery of the housing (23) is fixed on the planet carrier (35), in order to recover the oil centrifuged against the internal wall of the casing (23).

6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la raclette (40) plonge dans un bac (41) de récupération d'huile. 6- Device according to claim 5, characterized in that the lower end of the squeegee (40) plunges into a tank (41) for recovering oil.

7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que différents conduits (42) sont prévus entre le bac (41) et les roulements (33) des arbres (27,28) des satellites afin d'assurer la lubrification de ceux-ci au moyen de l'huile récupérée dans le bac. 7- Device according to claim 6, characterized in that different conduits (42) are provided between the tank (41) and the bearings (33) of the shafts (27,28) of the satellites in order to ensure the lubrication of these using the oil collected in the tank.

8- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la raclette (qu,) présente, au moins un orifice (4,a) au nix-eau de son extrémité libre. 8- Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the squeegee (qu,) has at least one orifice (4, a) at the nix-water of its free end.

9- Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes à l'entraînement de la vis sans fin (22) d'une centrifugeuse, caractérisé en ce que le carter (23) de ce dispositif est lié solidaire en rotation au bol (21) de la centrifugeuse et en ce que la vis d'archimède (22) de celle-ci est entraînée en rotation par l'intermédiaire de l'arbre de sortie (32) de ce dispositif. 9- Application of the device according to any one of the preceding claims to the drive of the worm (22) of a centrifuge, characterized in that the casing (23) of this device is linked in rotation to the bowl ( 21) of the centrifuge and in that the archimedes screw (22) thereof is rotated by means of the output shaft (32) of this device.