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ROULEAUX PORTEURS POUR COURROIE EN AUGE, DU TYPE SUSPENDU ET LEUR
DISPOSITIF DE SOUTIEN
La présente invention est relative à des rouleaux-porteurs en auge pour les courroies des transporteurs et plus particulièrement aux rouleaux souples du type suspendu. A un autre point de vue l'invention est relative aux dispositifs de soutien pour ces rouleaux porteurs.
On a déjà expérimenté des rouleaux porteurs souples de modèles variés mais autant qu'on peut le savoir ceux-ci, avant la présente invention, n'ont pas donné de résultats satisfaisants à un point tel qu'ils n'ont pas été employés commercialement. Par exemple on a proposé des rouleaux porteurs en auge qui utilisaient des ressorts hélicoïdaux et étaient munis à leurs extrémités de paliers portés eux-mêmes par des consoles appropriées.
On a aussi proposé des porteurs pour les courroies qui comprenaient des galets pour porter la courroie, eux-mêmes portés pour pouvoir tourner sur des portions d'arbres reliés entre eux à pivot à leurs extrémités, en contact; on a aussi proposé des tubes souples et élastiques ayant à leurs extrémités des paliers qui étaient réunis par des tirants traversant, avec un jeu très important autour d'eux, les perçages dans les tubes mais ces différentes constructions n'ont jamais donné les résultats espérés.
Un rouleau-borteur, du type à suspension, devrait, de préférence, posséder le plus grand nombre possible des caractéristiques suivantes :
1 = Le rouleau devrait posséder la souplesse nécessaire.
2 - Il ne devrait comporter de paliers qu'à ses extrémités, ces paliers étant de préférence du type à fermeture hermétique.
3 - Il devrait posséder un nombre important de galets de roulement individuels au lieu d'être en contact sur toute sa longueur avec la
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courroie et de supporter celle-ci sur toute sa largeur.
4 - Les galets de roulement devraient donner un soutien approprié à la courroie et de préférence les galets qui sont montés aux extrémités opposées du rouleau porteur devraient être installés de façon à fa- ciliter le retour de la courroie a sa position centrale quand celle-ci s'est écartée vers l'un ou l'autre des côtés.
5 - Le rouleau porteur devrait avoir une grande force et devrait tourner d'une façon très régulière avec une rotation angulaire égale pour les différents galets de roulement qu'il porte.
6 - Le rouleau porteur devrait bien résister à l'abrasion et a l'usure et, de préférence, être complètement gainé avec une matière élastique, imperméable à l'eau, cette gaine et les galets de roulement étant de préférence faits de la même matière, formés en une seule pièce et joints à une âme métallique.
7 - Le rouleau porteur devrait tirer ses qualités portantes d'une âme souple métallique telle qu'un câble métallique enrobé dans une gaine faite d'une matière élastique qui l'entourera complètement et qui sera jointe avec lui.
8 - Il devra avoir une forme qui réduise au minimum la fatigue du métal de façon à réduire ainsi la possibilité de voir imposer au.câble ou à son âme et particulièrement aux points où l'âme métallique souple sort d'éléments rigides ou encore touche à des parties qui ne peuvent fléchir, une courbure permanente qui pourrait introduire des irrégularités dans la rotation du rouleau porteur.
9 - Il est à souhaiter que l'âme soit bien protégée contre une flexion latérale très importante.
10 - A un autre point de vue les rouleaux porteurs devraient être aisément montés et démunies sur des supports appropriés et supportés de façon que ce montage permette l'accomodation nécessaire pour les réductions et les accroissements dans la distance qui sépare les extrémités de ce porteur, variations qui résultent des accroissements ou des diminutions de la charge supportée par la courroie.
On va décrire ci-après une disposition préférée qui possède toutes les caractéristiques qui viennent d'être énumérées et une seconde disposition qui, bien que ne possédant pas toutes ces caractéristiques, en possède néanmoins un grand nombre et qui, comme la disposition préférée, constitue un perfectionnement important par rapport aux différents types de rouleaux porteurs connas jusqu'à présent.
Dans les deux réalisations de l'invention qui vont être décrites ci-après, on retrouve un montage pour un rouleau porteur de courroie en auge du type suspendu qui comprend des consoles, à une certaine distance l'une de l'autre, portant des paliers dans des positions inclinées vers l'intérieur, un élément flexible qui s'étend entre ces paliers et qui est supporté par ceux-ci de façon à pouvoir tourner et des galets de roulement qui sont moulés sur cet élément flexible, le dit élément flexible étant constitué par un câble métallique. On notera également la présence sur ce câble métallique de parties de gaine faites de la même matière que les galets de roulement. faisant corps avec ceux-ci, jointes au câble comme les galets et recouvrant ce câble dans les intercalles entre les galets.
On doit noter que ces parties de gaine, avec les galets,constituent une gaine en une seule pièce qui recouvre toute la longueur de la partie flexible de l'élément flexible.
On notera également que cet élément flexible comporte à ses extrémités des
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parties qui sont rendues rigides et qui pénètrent dans des paliers de sup- port appropriés. Ces paliers peuvent, de préférence être du type universel et employer dessurfaces sphériques associées contenues dans des logements de paliers et des parties de console. Bien que cette sorte de paliers soit avantageuse son emploi n'est pas impératif mais ces montages de paliers pré- sentent l'avantage de permettre de porter ceux-ci dans une position d'incli- naison mutuelle l'un vers l'autre et vers l'intérieur et permettent aussi des modifications dans l'angle que font les axes des paliers lorsqu'il se produit un changement important dans la charge que doit porter la courroie soutenue par les rouleaux porteurs.
On notera enfin que les paliers sont portés par des consoles qui sont séparées en deux parties, une partie inférieure et une partie supérieure, entre lesquelles un dispositif permet une flexion dans des plans transversaux par rapport à la direction dans laquelle se déplace la courroie du convoyeur ; ce dispositif est constitué par des moyens élastiques qui permettent un certain intervalle de flexion lorsque la courroie est hors de charge ou chargée légèrement et un autre intervalle de flexion quand la courroie est lourdement chargée.
L'élément flexible (de préférence, comme on l'a noté, un câble métallique), porte un certain nombre de galets de roulement qui sont fixés sur sa périphérie à des intervalles réguliers les uns des autres ; depréférence, la périphérie est complètement couverte entre les galets par des parties de gaîne faites de la même matière que les galets et faisant corps avec ceux-ci. Cette matière peut, de préférence, être constituée par du caoutchouc, un composé de caoutchouc, ou une substance de remplacement comme le néoprène.
Les galets de roulement qui sont disposés dans la partie centrale du câble peuvent de préférence avoir des périphéries cylindriques tandis que les galets qui se trouvent vers les extrémités du câble peuvent soit avoir une forme particu- lière, soit être beaucoup plus rapprochés les uns des autres ou même avoir ces deux propriétés simultanément, de façon à éviter qu'ils puissent s'opposer au retour dans sa position centrale de la courroie qui aurait pu être déplacée vers les bords pour une raison quelconque.
Dans une réalisation préférée, les galets seront montés, en ce qui concerne le câble, à la fois aux extrémités rigides de celui-ci et dans les parties de ce même câble où le changement de courbure du câble est le plus accentué, de façon à assurer la plus grande protection possible et la fatigue la plus réduite à l'âme métallique ou au câble.
L'invention a pour but de fournir un rouleau porteur de courroie en auge du type à suspension. Elle a également pour but de fournir un dispositif de support amélioré pour ce type de rouleau porteur suspendu. Un troisième objet est de fournir un dispositif de tourillonnement amélioré pour le porteur. Un objet plus spécifique est de fournir un rouleau porteur de courroie en auge du type à suspension, amélioré ayant des galets de roulement pour supporter et guider la courroie, fixés d'une façon préférée le sur un élément souple de support convenablement monté sur des tourillons.
Un autre objet est de fournir un autre rouleau porteur du type suspendu dans lequel les galets de roulement sont moulés sur un élément de support souple et sont joints à celui-ci -suivant une disposition préférée qui a pour but de rendre le fonctionnement plus régulier, de diminuer la fatigue pour l'élément de support et de réduire la possibilité d'une flexion permanente accentuée dans cet élément, ledit élément souple comportant également des parties de gaine qui sont moulées sur lui et jointes avec lui, ces gaines étant de préférence faites de la même matière que les galets de roulement et faisant corps avec ceux-ci, de sorte que l'élément flexible est recouvert dans toute sa longueur, entre les parties rigides qui ont été indiquées plus haut, par une gaine.
D'autres objets et avantages de la présente invention appa- raitront dans la description qui suit :
Dans les dessins annexés, dans lesquels à titre d'exemple on a représenté sous différents aspects, une réalisation préférée de l'invention ainsi qu'une variante
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La figure 1 est une vue en coupe transversale des brins supérieurs et inférieur d'un transporteur à courroie montrant la réalisation préférée du rouleau porteur conforme à l'invention, pour le brin supérieur, les paliers améliorés et les consoles de support améliorées.
La figure 2 est une vue partielle semblable à la figure 1, des pièces représentées dans cette figure 1 mais diffère de celle-ci en ce que le brin porteur (le seul-qui a été représenté), est représenté avec. le degr é de courbure en auge, qui correspond à l'absence de charge sur la courroie.
La figure 3 est une vue en élévation latérale et partielle des pièces représentées dans la partie supérieure de la figure 1 et d'une façon générale correspond à toutes les pièces représentées dans la figure 2.
La figure 4 est une vue partielle en coupe à une plus grande échelle prise suivant un. plan vertical, traversant un galet de roulement extrême et les paliers associés avec l'extrémité de l'élément porteur.
La figure 5 est une vue en coupe transversale à travers le brin supérieur d'un'transporteur à courroie et montre, d'une façon très générale,une variante de l'invention.
La figure 6 est une coupe partielle longitudinale et verticale à une plus grande échelle des différentes pièces représentées à la fig. 5.
Avant de passer à une description détaillée de la réalisation préférée, on notera que dans cette réalisation on a représenté un câble métallique portant des rainures sur sa périphérie et possédant à ses extrémités opposées des manchons dont certaines parties sont adaptées pour être reçues dans des paliers anti-friction et dont d'autres parties sont adaptées pour pénétrer et être enrobées.dans des galets de roulement faits d'une matière semblable au caoutchouc et qui sont joints à la fois au câble et à cette partie de manchon.
Les paliers qui portent les manchons sont aux-mêmes supportés par des consoles ; consoles sont en deux parties la partie supérieure étant reliée à la partie inférieure par un dispositif élastique qui comprend un ressort principal et un ressort auxiliaire; les paliers sont montés sur les extrémités supérieures de ces consoles au moyen de "joints universels". Entre les galets de roulement dans lesquels les manchons pénètrent et sont enrobés et auxquels ils sont joints, sont montés un certain nombre d'autres galets très rapprochés les uns des autres, les galets extrêmes de cette série étant eux-mêmes très rapprochés des galets dans lesquels les manchons sont. enrobés...
Le très faible espace entre les galets permet donc une flexion limitée du câble mais empêcha cette flexion d'atteindre une valeur élevée. Entre les groupes de- galets qui sont très près les uns des autres, sont montés de très nombreux autres galets qui sont à un plus grand intervalle les uns des autres. Entre chaque galet et le galet suivant, le câble métallique est entouré parune gaine souple faite de la même matière que les galets et toutes ces gaines, aussi bien que les galets, sont jointes au câble de sorte qu'en définitive le câble est recouvert par une gaine d'une seule pièce et sans perforations allant d'un manchon à l'autre manchon.
L'enrobage du câble immédiatement à côté de l'extrémité d'un manchon et la pénétration de ce manchon dans un galet terminal empêchent toute flexion permanente du câble dans le voisinage immédiat de l'extrémité du manchon et de plus réduit très fortement les possibilités d'avaries du câble à côté du manchon.qui pourraient provenir d'une fatigue excessive, Etant donné qu'il peut se produire de petites flexions du câble dans le voisinage de ces extrémités,
l'existence de ces groupes de galets très rapprochés à côté des extrémités du rouleau porteur n'a pas d'action sur le fonctionnement du câble métallique mais diminue le danger d'avaries à ce câble résultant de la fatigue et réduit également le danger
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d'une rupture de la gaine et la possibilité d'altération du métal du câble résultant de l'accès de l'eau sur celui-ci.
Si l'on se reporte maintenant aux figures 1 à 4 et en premier lieu à la figure 1, on peut observer que la position des différentes pièces représentées correspond à une courroie portant une charge raisonnable.
Une courroie de convoyeur désignée d'une façon générale par 1, comprend un brin supérieur, actif, en forme d'auge 2 et un brin de retour inférieur, plat, 3. Le brin de retour peut être guidé de toute manière appropriée, par exemple par des rouleaux porteurs cylindriques convenablement supportés et tourillonnés, ces différentes pièces n'ayant pas été représentées parce qu'elles sont d'un usage courant.
Le brin actif en auge 2 de la courroie est-porté par un grand nombre de rouleaux porteurs désignés d'une façon générale par 11. Chaque rouleau porteur 11 comprend un câble en acier 12 (voir figure 4). Un câble de type courant de 9,525 mm de diamètre ayant trente six brins, chacun de ces brins étant constitué par sept fils métalliques sans une âme de chanvre et fait par conséquent entièrement en acier, donne toute satisfaction, mais on doit comprendre que ces détails sont donnés simplement à titre d'exemple et ne doivent pas être considérés comme limitant d'aucune façon l'invention.
Sur les extrémités de ce câble, des manchons métalliques 13 sont fixés, par exemple par matage. Ces manchons peuvent être de diamètre uniforme ou bien peuvent présenter un diamètre quelque peu plus grand à l'une de leurs extrémités, cette dernière réalisation étant représentée à la figure 4. Les manchons sont matés si solidement sur les extrémités du câble qu'ils ne peuvent pas en être séparés par une traction dont la valeur serait inférieure à la résistance à la traction du câble.
Les extrémités extérieures de ces manchons, qui ont été représentées dans la figure 4 comme ayant un diamètre plus faible, sont reçues, à glissement très serré, dans les chemins de roulement intérieurs 14 de paliers à biLles 15 et des bagues de fixation 14@ coopèrent avec les extrémités des manchons 13 pour empêcher toute sortie de ces manchons hors des chemins de roulement et pour prémunir les paliers 15 et leur montage contre tout échappement. Les chemins de roulement extérieurs 16 .des paliers 15 sont contenus dans des cuvettes 17 dont les extrémités extérieures sont fermées par des capuchons C maintenus par des bagues de fixation 18.
Les cuvettes 17 comprennent des parties terminales de forme sphérique 19 qui pénètrent dans des parties de sphère concaves S 20 formées sur les parties supérieures des consoles, 21, un certain jeu étant permis en 22 autour des éléments du manchon de façon à ce que les cuvettes puissent s'incliner dans toutes les directions par rapport à la console 21. Les éléments 21 sur cette console supérieure sont fendus en 22@ pour permettre l'installation des cuvettes 17 dans ces éléments 21. D'autre part, ces éléments supérieurs 21 sont eux-mêmes portés par les éléments de console inférieurs 23 ; ceuxci à leur tour ont des pieds 23' qui permettent de les fixer au moyen de boulons et d'écrous 24 au châssis inférieur du transporteur 25.
Celui-ci comprend des pieds 26 qui peuvent se poser sur le sol, deux montants verticaux 27 et une pièce intermédiaire 28, cette pièce 28 peut être une plaque reliée d'une façon inamovible avec les montants 27. Ces montants peuvent être des fers en U reposant sur la surface G. Comme la présente invention n'est pas relative à ce châssis 25, on ne s'étendra pas sur les détails relatifs à ce châssis ou à toute autre pièce pouvant le remplacer. Un dispositif élastique 30 réunit les deux parties de console 21 et 23. Il comprend un ressort principal 31 fixé en 32, par des rivets par exemple à la partie supérieure 21 et en 33à la partie inférieure 23. Entre le ressort 31 et la partie 23, un ressort auxiliaire 34 est fixé par des rivets et comprend deux parties, une partie supérieure 35 et une partie inférieure 36.
La partie 35 fait saillie au-dessus du haut de la pièce 23 et s'écarte vers l'in-
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vérieur à partir de la verticale, de sorte que, dans la position de ces différents éléments qui a été représentée à la figure 2, la partie 35 du ressort auxiliaire n'a aucune influence sur le ressort principal 31. Dans la position des différents éléments de la figure 1, le ressort auxiliaire 34 constitue un appui élastique et fléchissant pour le ressort principal 31, commandant et retenant dans des limites convenables le déplacement des parties supérieures de console 21 l'une vers l'autre.
Si l'on se reporte au rouleau porteur en auge du type suspendu, 11, on notera que le câble 12 et le manchon 13 supportent un certain nombre de galets de roulement. Ces galets sont désignés par R1, R2, et R3, R1 représentant les galets terminaux, R2 les groupes (constitués dans l'exemple par trois unités) de galets très rapprochés les uns des autres et rapprochés également des galets terminaux R1 et R3 constituant une série de galets qui sont disposés entre les groupes de galets rapprochés R2 et qui sont installés à des intervalles beaucoup plus grands que les galets R2 ou que la distance entre les galets Rl et le galet R2 voisin. Entre chaque galet et le galet qui le suit immédiatement. le câble a reçu une couvertureconstituée par une gaine d'une matière semblable au caoutchouc.
Le néoprène constitue une matière qui convient parfaitement à la fois pour les galets de roulement et pour ces petites gaines. Ces petites gaines sont désignées par S. Les gaines et les galets de roulement sont tous joints au câble et de plus les galets de roulement Rl sont joints aux manchons 13, les dits manchons pénétrant, ainsi qu'on le voit à la figure 4, profondément dans les galets de roulement R1, le résultat étant que les galets Rl sont chacun joints à la fois au câble 12 et à l'un des manchons 13.
La profondeur de la pénétration du manchon 13 dans le galet RI et la largeur de ce galet ont été choisies de telle sorte qu'il ne peut se produire matériellement aucune inclinaison des manchons par rapport aux galets, non plus que de la partie du câble 12 qui se trouve entre les galets Rl aux rapport aux manchons 13, et, en raison de l'assemblage relativement long qui est réalisé entre les galets R1 et les manchons 13, on obtient une disposition parfaitement étanche attendu qu'il n'y a aucune possibilité matérielle que l'assemblage puisse se détendre au point de permettre à l'humidité d'arriver jusqu'au câble.
Un assemblage très serré des galets de roulement R1 avec les manchons 13 peut être obtenu d'une manière encore plus complète en rendant rugueuses de façon appropriée, les parties des surfaces extérieures des manchons qui pénètrent dans les galets de roulement; De plus, en raison de cette construction, il ne peut se produire virtuellement aucune flexion transversale entre le câble 12, dans la partie de celui-ci qui se trouve entre les galets R1, et les manchons, ce qui a pour résultat de réduire dans une forte proportion la fatigue pour les fils métalliques du câble.
Tous les galets de roulement de la réalisation préférée ont été représentés comme étant cylindriques et ayant leurs surfaces terminales sensiblement parallèles les unes aux autres et les galets de roulement R1, les galets de roulement R2 les plus voisins ainsi que plusieurs galets R2 aux deux extrémités du câble sont disposés si près les uns des autres que seule une flexion relativement très petite du câble est possible, excepté dans la partie du câble qui se trouve entre les jeux de galets R2 relativement espacés les uns des autres près des extrémités opposées du câble.
S'il se produisait une flexion accentuée aux extrémités du câble, les surfaces latérales des galets R2 viendraient en prise les unes avec les autres, les autres, les galets R1 et les galets R2 immédiatement voisins viendraient en prise ce qui aurait pour résultat de limiter la flexion du câble. Cette disposition limite l'effort potentiel sur les courtes parties de la gaine S qui se trouvent près des extrémités du câble et limite également l'importance de la fatigue des extrémités du câble car la flexion est étroitement limitée.
On sait qu'il y a une courbure relativement de faible importan-
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ce aux extrémités d'une châinette et en conséquence la disposition qui a été prévue pour limiter !J'importance de la flexion des extrémités du câ- ble ne doit pas influer matériellement sur les fonctions de guidage de la courroie que remplit le rouleau porteur. Les galets de roulement étroitement rapprochés R1 et R2 près des extrémités du câble guident et supportent les bords du brin supérieur de la courroie 2 d'une façon particulièrement satisfaisante.
Les galets et les gaines sont faits avec une matière élastique et présentant une grande résistance à l'usure, de préférence avec du néo- prène comme on l'a indiqué plus haut ; lenéoprène ayant une résistance à la traction de 1800 pounds per sq.inc. (126 Kg par cinq) suivant ASTM (American Society for Testing Material) a été reconnu comme donnant particulièrement satisfaction. Bien entendu, les galets de roulement peuvent être modifiés sans sortir du cadre de l'invention mais des galets ayant un diamètre de l'ordre de 7cm,6197, et une largeur de 4cm,448 (en négligeant l'arrondissement des bords) donnent toute satisfaction. La surface de la périphérie de ces galets est extrêmement ferme et une dureté de 60 duromètres constitue une valeur très satisfaisante.
Les galets et les parties de gaine s'adaptent de très près à la surface extérieure rainurée du câble, s'emboîtent dans ses rainures et sont joints à celui-ci, de sorte que, avec la dureté qui a été mentionnée et l'emboîtement dans les rainures à la surface du câble des bavures de néoprène aux points de contact, il n'y a aucun danger que les gaines ou les galets de roulement puissent se détacher par une torsion du câble.
Les gaines et les galets protègent le câble contre de faibles courbures et contre la rouille. La disposition qui vient d'être décrite, rend tout à fait improbable la destruction du câble qui résulterait d'une fatigu excessive. Les galets tournent tous en synchronisme et un fonctionnement extrêmement régulier est obtenu. On notera que les gainée individuelles relativement courtes entre les galets et les galets eux-mêmes se comportent comme s'il y avait une gaine unique s'étendant d'un manchon 13 à l'autre manchon 13.
Les figures 5 et 6 représentent une autre forme de réalisation que peut prendre l'invention dans la pratique. Dans ces figures, on voit que le rouleau porteur en auge de type suspendu comprend encore un câble métallique 12' portant des galets de roulement, recouvert par une gaine qui est constituée par les galets de roulement et par les parties associées de la gaine ayant une faible épaisseur radiale, cette gaine résultante se prolongeant dans toute la longueur du câble au moins jusqu'aux manchons 13' qui sont matés sur les extrémités de ce câble.
Les manchons 13' sont reçus, de façon à pouvoir glisser mais sans jeu, dans les chemins de roulement intérieurs de paliers à bielles 15'. Les chemins de roulement extérieurs 16' de ces paliers ont été représentés comme supportés d'une façon semblable à celle des chemins de roulement correspondants des paliers 15 de la première réalisation de l'invention.
Toute la longueur entre les manchons 13'est recouverte d'une matière élastique présentant une grande résistance à l'usure constituée de préférence par du néoprène et ici encore le néoprène avec une résistance à la traction de 1800 p.s.i. (126 kg au cinq) ASTM a donné toute satisfaction.
Cette gaine de néoprène est désignée d'une façon générale par 25 et comprend des parties de gaine 26 entre les galets et aussi entre les galets et les manchons 13' avec lesquels il existe également un joint. Les galets qui ont été représentés comprennent deux galets terminaux 27, relativement près l'un de l'autre, près de chaque extrémité du câble et une série de galets intermédiaires 28, plus largement espacés les uns des autres et des galets 27. La plupart des galets sont construits comme les galets désignés
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par 28. Ils sont très sensiblement cylindriques et peuvent avoir environ 7cm619 de diamètre avec une largeur de 2cm539 mais ici on doit comprendre que ces dimensions peuvent varier et n'ont été données qu'à titre indicatif.
Les galets 27, parmi lesquels on notera qu'il en existe deux en dehors des galets extrêmes 28, près de chacune des extrémités du câble 12, ont le même diamètre ou très sensiblement le même diamètre que les galets 28 mais leurs parties périphériques ont reçu une forme recourbée (cette forme a été représentée comme demi-circulaire) en coupe de façon qu'ils ne pourront pas s'opposer au mouvement transversalde la courroie, si celle-ci vient à se déplacer quelque peu latéralement, ce mouvement étant destiné à ramener la courroie vers le centre. La surface périphérique de tous les galets doit présenter une certaine dureté et ici encore une dureté de 60 duromètres, donne toute satisfaction.
Le néoprène s'applique de très près à la surface extérieure rainurée du câble 12' et est effectivement jointe à ce câble ainsi qu'aux extrémités des manchons 13'; avec la dureté qui vient d'être indiquée, et avec le blocage entre les rainures de la périphérie du câble avec les bavures du néoprène qui se forment pendant le moulage, il n'y a aucun danger que la gaine ou que les galets ne se détachent du câble par une torsion.
La présence des éléments de gaine ou des galets moulés sur la périphérie du câble protège celui-ci contre l'abrasion et contre la rouille, il en résulte que les galets tournent avec beaucoup de régularité, le synchronisme dans la rotation de ces galets est maintenu d'un bout à l'autre du rouleau porteur et on obtient un fonctionnement extrêmement régulier.
Bien que la réalisation qui vient d'être décrite ne possède pas certains desavantages de la réalisation préférée, on doit constater néanmoins qu'elle possède un certain nombre aes desiderata qui ont été énumérés au dé- but de la description, de sorte que ces deux réalisations fournissent des rouleaux porteurs donnant toute satisfaction pour les courroies de transporteur.
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CARRIER ROLLERS FOR TRUCK BELTS, SUSPENDED TYPE AND THEIR
SUPPORT SYSTEM
The present invention relates to trough carrier rollers for conveyor belts and more particularly to flexible rollers of the suspended type. From another point of view the invention relates to support devices for these carrier rollers.
Flexible carrier rollers of various designs have already been experimented with, but as far as is known these, prior to the present invention, have not given satisfactory results to such an extent that they have not been used commercially. . For example, trough carrier rollers have been proposed which used helical springs and were provided at their ends with bearings themselves carried by appropriate consoles.
Carriers have also been proposed for the belts which included rollers for carrying the belt, themselves carried so as to be able to turn on portions of shafts connected together pivotally at their ends, in contact; flexible and elastic tubes have also been proposed having at their ends bearings which were joined by cross tie rods, with a very large clearance around them, the holes in the tubes but these different constructions have never given the expected results .
A bumper roller, of the suspension type, should preferably have as many of the following characteristics as possible:
1 = The roller should have the necessary flexibility.
2 - It should only have bearings at its ends, these bearings preferably being of the hermetically sealed type.
3 - It should have a large number of individual track rollers instead of being in contact over its entire length with the
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belt and to support it over its entire width.
4 - The track rollers should give adequate support to the belt and preferably the rollers which are mounted at the opposite ends of the carrier roller should be installed in such a way as to facilitate the return of the belt to its central position when this one. moved away to either side.
5 - The carrier roller should have great force and should turn very regularly with equal angular rotation for the different rollers it carries.
6 - The carrier roller should be resistant to abrasion and wear and preferably be completely sheathed with an elastic, waterproof material, this sheath and the rollers preferably being made of the same material, formed in one piece and joined to a metal core.
7 - The carrier roller should derive its load-bearing qualities from a flexible metallic core such as a metallic cable wrapped in a sheath made of an elastic material which will completely surround it and which will be joined with it.
8 - It must have a shape which minimizes the fatigue of the metal so as to reduce the possibility of imposing on the cable or its core and particularly at the points where the flexible metal core leaves rigid elements or touches to parts which cannot flex, a permanent curvature which could introduce irregularities in the rotation of the carrier roller.
9 - It is to be hoped that the core is well protected against a very important lateral bending.
10 - From another point of view the carrier rollers should be easily mounted and stripped on suitable supports and supported so that this mounting allows the accommodation necessary for the reductions and increases in the distance between the ends of this carrier, variations which result from increases or decreases in the load carried by the belt.
A preferred arrangement will be described below which has all the characteristics which have just been listed and a second arrangement which, although not having all these characteristics, nevertheless has a large number of them and which, like the preferred arrangement, constitutes a significant improvement over the various types of carrier rollers known to date.
In the two embodiments of the invention which will be described below, there is an assembly for a suspended type trough belt carrying roller which comprises consoles, at a certain distance from each other, carrying brackets. bearings in inwardly inclined positions, a flexible element which extends between these bearings and which is supported by them so as to be able to turn and track rollers which are molded on this flexible element, the so-called flexible element being constituted by a metallic cable. Note also the presence on this metal cable of sheath parts made of the same material as the rollers. integral with these, joined to the cable like the rollers and covering this cable in the spaces between the rollers.
It should be noted that these sheath parts, together with the rollers, constitute a one-piece sheath which covers the entire length of the flexible part of the flexible element.
It will also be noted that this flexible element comprises at its ends
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parts which are made rigid and which enter into suitable support bearings. These bearings may preferably be of the universal type and employ associated spherical surfaces contained in bearing housings and console portions. Although this kind of bearings is advantageous, its use is not imperative, but these bearing arrangements have the advantage of allowing the latter to be brought into a position of mutual inclination towards each other and inward and also allow changes in the angle of the bearing axes when there is a significant change in the load to be carried by the belt supported by the carrier rollers.
Finally, it will be noted that the bearings are carried by consoles which are separated into two parts, a lower part and an upper part, between which a device allows bending in transverse planes with respect to the direction in which the conveyor belt moves. ; this device is constituted by elastic means which allow a certain bending interval when the belt is unloaded or lightly loaded and another bending interval when the belt is heavily loaded.
The flexible element (preferably, as noted, a wire rope), carries a number of track rollers which are fixed on its periphery at regular intervals from each other; preferably, the periphery is completely covered between the rollers by sheath parts made of the same material as the rollers and integral therewith. This material may preferably consist of rubber, a rubber compound, or a substitute such as neoprene.
The running rollers which are arranged in the central part of the cable can preferably have cylindrical peripheries while the rollers which are located towards the ends of the cable can either have a particular shape or be much closer to each other. or even have these two properties simultaneously, so as to avoid that they can oppose the return to its central position of the belt which could have been moved towards the edges for some reason.
In a preferred embodiment, the rollers will be mounted, with regard to the cable, both at the rigid ends thereof and in the parts of this same cable where the change in curvature of the cable is the most accentuated, so as to ensure the greatest possible protection and the least fatigue to the metal core or cable.
The object of the invention is to provide a suspension-type trough belt carrier roller. It also aims to provide an improved support device for this type of suspended carrier roller. A third object is to provide an improved journal device for the carrier. A more specific object is to provide an improved suspension type trough belt carrier roller having track rollers for supporting and guiding the belt, preferably attached to a flexible support member suitably mounted on trunnions. .
Another object is to provide a further suspended type carrier roller in which the track rollers are molded on a flexible support member and are joined thereto - following a preferred arrangement which aims to make the operation smoother, to decrease fatigue for the support element and to reduce the possibility of an accentuated permanent bending in this element, said flexible element also comprising sheath portions which are molded on it and joined with it, these sheaths preferably being made of the same material as the rolling rollers and integral with them, so that the flexible element is covered throughout its length, between the rigid parts which have been indicated above, by a sheath.
Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description:
In the accompanying drawings, in which, by way of example, a preferred embodiment of the invention and a variant have been shown under different aspects.
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Fig. 1 is a cross-sectional view of the upper and lower strands of a belt conveyor showing the preferred embodiment of the carrier roll according to the invention, for the upper run, improved bearings and improved support brackets.
FIG. 2 is a partial view similar to FIG. 1, of the parts represented in this FIG. 1 but differs from the latter in that the carrying strand (the only one which has been represented) is represented with. the degree of trough curvature, which corresponds to the absence of load on the belt.
Figure 3 is a partial side elevational view of the parts shown in the upper part of Figure 1 and generally corresponds to all of the parts shown in Figure 2.
Figure 4 is a partial sectional view on a larger scale taken along a. vertical plane, passing through an extreme track roller and the bearings associated with the end of the carrier element.
Figure 5 is a cross-sectional view through the upper run of a belt conveyor and shows, in a very general way, a variation of the invention.
FIG. 6 is a partial longitudinal and vertical section on a larger scale of the different parts shown in FIG. 5.
Before moving on to a detailed description of the preferred embodiment, it will be noted that in this embodiment there is shown a metal cable carrying grooves on its periphery and having at its opposite ends sleeves, certain parts of which are adapted to be received in anti-friction bearings. -friction and other parts of which are adapted to penetrate and be embedded in track rollers made of a material similar to rubber and which are joined both to the cable and to this sleeve part.
The bearings which carry the sleeves are themselves supported by consoles; consoles are in two parts, the upper part being connected to the lower part by an elastic device which comprises a main spring and an auxiliary spring; the bearings are mounted on the upper ends of these consoles by means of "universal joints". Between the track rollers in which the sleeves enter and are coated and to which they are joined, are mounted a number of other rollers very close to each other, the end rollers of this series being themselves very close to the rollers in which sleeves are. asphalt ...
The very small space between the rollers therefore allows limited bending of the cable but prevented this bending from reaching a high value. Between the groups of rollers which are very close to each other, there are very many other rollers mounted which are at a greater interval from each other. Between each roller and the next roller, the wire rope is surrounded by a flexible sheath made of the same material as the rollers and all these sheaths, as well as the rollers, are joined to the rope so that ultimately the rope is covered by a single piece sheath without perforations going from one sleeve to the other sleeve.
The coating of the cable immediately next to the end of a sleeve and the penetration of this sleeve into an end roller prevents any permanent bending of the cable in the immediate vicinity of the end of the sleeve and also greatly reduces the possibilities damage to the cable next to the sleeve, which could result from excessive fatigue, Since small bends in the cable may occur in the vicinity of these ends,
the existence of these groups of rollers very close together next to the ends of the carrier roller has no effect on the operation of the metallic cable but reduces the danger of damage to this cable resulting from fatigue and also reduces the danger
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a rupture of the sheath and the possibility of alteration of the metal of the cable resulting from the access of water on it.
If we now refer to Figures 1 to 4 and firstly to Figure 1, it can be seen that the position of the various parts shown corresponds to a belt carrying a reasonable load.
A conveyor belt, generally designated 1, comprises an upper, active, trough-shaped runner 2 and a lower, flat return run, 3. The return run may be guided in any suitable manner, by for example by cylindrical carrier rollers suitably supported and journaled, these various parts not having been shown because they are in common use.
The active trough 2 strand of the belt is carried by a large number of carrier rollers generally designated by 11. Each carrier roller 11 comprises a steel cable 12 (see Figure 4). A standard 9.525 mm diameter cable having thirty six strands, each of these strands consisting of seven metal wires without a hemp core and therefore made entirely of steel, is satisfactory, but it should be understood that these details are given merely by way of example and should not be construed as limiting the invention in any way.
On the ends of this cable, metal sleeves 13 are fixed, for example by matting. These sleeves may be of uniform diameter or may have a somewhat larger diameter at one of their ends, the latter embodiment being shown in Figure 4. The sleeves are mated so firmly on the ends of the cable that they do not. cannot be separated from it by a tension whose value would be lower than the tensile strength of the cable.
The outer ends of these sleeves, which have been shown in FIG. 4 as having a smaller diameter, are received, with very tight sliding, in the inner races 14 of connecting rod bearings 15 and the fixing rings 14 @ cooperate with the ends of the sleeves 13 to prevent any exit of these sleeves from the raceways and to protect the bearings 15 and their assembly against any escaping. The outer raceways 16 of the bearings 15 are contained in cups 17, the outer ends of which are closed by caps C held by fixing rings 18.
The cups 17 comprise spherically shaped end portions 19 which penetrate into concave sphere portions S 20 formed on the upper portions of the consoles, 21, some clearance being allowed at 22 around the members of the sleeve so that the cups can tilt in all directions relative to the console 21. The elements 21 on this upper console are split at 22 @ to allow the installation of the bowls 17 in these elements 21. On the other hand, these upper elements 21 are themselves carried by the lower console elements 23; these in turn have feet 23 'which allow them to be fixed by means of bolts and nuts 24 to the lower frame of the conveyor 25.
This comprises legs 26 which can be placed on the ground, two vertical uprights 27 and an intermediate piece 28, this piece 28 may be a plate connected in an irremovable manner with the uprights 27. These uprights may be iron irons. U resting on the surface G. As the present invention does not relate to this frame 25, we will not expand on the details relating to this frame or to any other part which can replace it. An elastic device 30 brings together the two console parts 21 and 23. It comprises a main spring 31 fixed at 32, by rivets for example at the upper part 21 and at 33 at the lower part 23. Between the spring 31 and the part 23 , an auxiliary spring 34 is fixed by rivets and comprises two parts, an upper part 35 and a lower part 36.
Part 35 protrudes above the top of part 23 and diverges inward.
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from the vertical, so that, in the position of these different elements which has been shown in Figure 2, the part 35 of the auxiliary spring has no influence on the main spring 31. In the position of the different elements in FIG. 1, the auxiliary spring 34 constitutes an elastic and bending support for the main spring 31, controlling and retaining within suitable limits the movement of the upper console parts 21 towards each other.
Referring to the suspended type trough carrier roller 11, it will be appreciated that the cable 12 and the sleeve 13 support a number of track rollers. These rollers are designated by R1, R2, and R3, R1 representing the end rollers, R2 the groups (formed in the example by three units) of rollers very close to each other and also close to the end rollers R1 and R3 constituting a series of rollers which are arranged between the groups of closely spaced rollers R2 and which are installed at much greater intervals than the rollers R2 or the distance between the rollers Rl and the neighboring roller R2. Between each pebble and the pebble immediately following it. the cable received a covering made up of a sheath of a material similar to rubber.
Neoprene is a material which is ideal both for the rollers and for these small ducts. These small sheaths are designated by S. The sheaths and the rolling rollers are all joined to the cable and in addition the rolling rollers Rl are joined to the sleeves 13, the so-called penetrating sleeves, as can be seen in FIG. 4, deep into the track rollers R1, the result being that the rollers R1 are each joined to both the cable 12 and one of the sleeves 13.
The depth of penetration of the sleeve 13 into the roller RI and the width of this roller have been chosen so that there can be no material inclination of the sleeves with respect to the rollers, nor of the part of the cable 12 which is between the rollers Rl in relation to the sleeves 13, and, due to the relatively long assembly which is made between the rollers R1 and the sleeves 13, a perfectly sealed arrangement is obtained, since there is no physical possibility that the assembly could relax to the point of allowing moisture to reach the cable.
A very tight assembly of the track rollers R1 with the sleeves 13 can be achieved even more completely by suitably roughening the parts of the outer surfaces of the sleeves which enter the track rollers; In addition, due to this construction, virtually no transverse bending can occur between the cable 12, in the part thereof which lies between the rollers R1, and the sleeves, which results in a reduction in a high proportion fatigue for the metal wires of the cable.
All of the track rollers of the preferred embodiment have been shown as being cylindrical and having their end surfaces substantially parallel to each other and the track rollers R1, the nearest track rollers R2 as well as several rollers R2 at both ends of the cables are arranged so close to each other that only relatively very small flexion of the cable is possible, except in the part of the cable which is between the sets of rollers R2 relatively spaced apart from each other near the opposite ends of the cable.
If there was an accentuated bending at the ends of the cable, the side surfaces of the rollers R2 would engage each other, the others, the rollers R1 and the immediately neighboring rollers R2 would engage which would result in limiting flexing of the cable. This arrangement limits the potential stress on the short portions of the sheath S which are near the ends of the cable and also limits the amount of fatigue of the ends of the cable because the bending is tightly limited.
We know that there is a relatively small curvature.
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this at the ends of a châinette and consequently the arrangement which has been designed to limit! The extent of the bending of the ends of the cable must not materially influence the functions of guiding the belt which the carrying roller fulfills. The closely spaced track rollers R1 and R2 near the ends of the cable guide and support the edges of the upper run of the belt 2 in a particularly satisfactory manner.
The rollers and the sheaths are made of an elastic material exhibiting high wear resistance, preferably with neoprene as indicated above; leneoprene having a tensile strength of 1800 pounds per sq. inc. (126 kg per five) according to ASTM (American Society for Testing Material) has been recognized as being particularly satisfactory. Of course, the track rollers can be modified without departing from the scope of the invention, but rollers having a diameter of the order of 7cm, 6197, and a width of 4cm, 448 (neglecting the rounding of the edges) give any satisfaction. The surface of the periphery of these rollers is extremely firm and a hardness of 60 durometers is a very satisfactory value.
The rollers and the sheath parts fit very closely to the grooved outer surface of the cable, fit into its grooves and are joined to it, so that with the mentioned hardness and interlocking in the grooves on the surface of the cable of the neoprene burrs at the contact points, there is no danger that the sheaths or the rollers could become detached by a twist of the cable.
The sheaths and rollers protect the cable against slight bends and against rust. The arrangement which has just been described makes the destruction of the cable which would result from excessive fatigue quite improbable. The rollers all turn in synchronism and extremely smooth operation is obtained. Note that the relatively short individual sheaths between the rollers and the rollers themselves behave as if there is a single sleeve extending from one sleeve 13 to the other sleeve 13.
Figures 5 and 6 show another embodiment which the invention may take in practice. In these figures, it can be seen that the suspended type trough carrier roller further comprises a metal cable 12 'carrying running rollers, covered by a sheath which is constituted by the running rollers and by the associated parts of the sheath having a small radial thickness, this resulting sheath extending throughout the length of the cable at least to the sleeves 13 'which are mated on the ends of this cable.
The sleeves 13 'are received, so as to be able to slide but without play, in the inner raceways of the connecting rod bearings 15'. The outer raceways 16 'of these bearings have been shown as supported in a manner similar to that of the corresponding raceways of the bearings 15 of the first embodiment of the invention.
The entire length between the sleeves 13 ′ is covered with an elastic material having a high resistance to wear and tear preferably consisting of neoprene and here again neoprene with a tensile strength of 1800 p.s.i. (126 kg at five) ASTM gave complete satisfaction.
This neoprene sheath is generally designated 25 and comprises sheath portions 26 between the rollers and also between the rollers and the sleeves 13 'with which there is also a seal. The rollers which have been shown include two end rollers 27, relatively close to each other, near each end of the cable and a series of intermediate rollers 28, more widely spaced from each other, and rollers 27. Most pebbles are built like the designated pebbles
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by 28. They are very substantially cylindrical and may have about 7cm619 in diameter with a width of 2cm539 but here it should be understood that these dimensions may vary and have been given only as an indication.
The rollers 27, among which it will be noted that there are two outside the end rollers 28, near each of the ends of the cable 12, have the same diameter or very substantially the same diameter as the rollers 28 but their peripheral parts have received a curved shape (this shape has been represented as semicircular) in section so that they cannot oppose the transverse movement of the belt, if the latter comes to move somewhat laterally, this movement being intended to bring the belt back to the center. The peripheral surface of all the rollers must have a certain hardness and here again a hardness of 60 durometers is satisfactory.
The neoprene is applied very closely to the grooved outer surface of the cable 12 'and is effectively joined to this cable as well as to the ends of the sleeves 13'; with the hardness just indicated, and with the blocking between the grooves of the periphery of the cable with the neoprene burrs that form during molding, there is no danger that the sheath or the rollers detach from the cable by a twist.
The presence of sheath elements or rollers molded on the periphery of the cable protects the latter against abrasion and against rust, the result is that the rollers turn with great regularity, the synchronism in the rotation of these rollers is maintained end to end of the carrier roll and extremely smooth operation is achieved.
Although the embodiment which has just been described does not have some of the disadvantages of the preferred embodiment, it should nevertheless be noted that it has a certain number of desiderata which were listed at the beginning of the description, so that these two achievements provide carrier rollers giving full satisfaction for conveyor belts.