Multiplicateur de vitesse à cônes de friction. La présente invention se réfère aux mul tiplicateurs de vitesse à cônes de friction, et plus spécialement à ceux dans lesquels, l'arbre conduit tourne à une vitesse beaucoup plus élevée .que teille des moteurs .courants. Tel est, par exemple, le cas pour les broches de cer tains séparateurs centrifuges.
Des multiplicateurs de ce genre ont été réalisés de diverses manières, mais sans résul tats, réellement satisfaisants.
Suivant l'invention, deux cônes rigides sont en contact dans un bain d'huile, et le cône mentant, susceptible de se déplacer sui vant son axe, est poussé contre le cône mené, d'une part, en fonction du couple moteur, par un accouplement à réaction axiale qui le relie à l'arbre moteur et, d'autre part, en fonction de sa vitesse propre, par des moyens provoquant une réaction axiale de la part de l'huile du bain.
La réaction de l'huile est insuffisante par elle-même pour maintenir l'adhérence entre les cônes. Il s'ensuit que, lorsqu'on inter rompt la commande, et que l'accouplement à réaction axiale cesse par suite d'exercer sa ; part de poussée, l'adhérence cesse d'être suf fisante, et le grand cône s'arrête, ainsi que l'arbre moteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, appliquée à la commande du rotor d'une centrifugeuse.
La fig. 1 est une coupe verticale par l'axe.
La fig. 2, montre un détail, en perspec tive, à une plus grande échelle.
La fig. 8 montre de même un autre dé tail.
Les fig. 4 et 5 sont deux vues -schéma- tiques, se rattachant à la précédente.
Dans l'exemple choisi, la broche 1 de la centrifugeuse doit tourner à 12.000 t/m, sous la commande de l'arbre horizontal 14, qui peut atteindre une vitesse de 2.800 t/m. La broche 1 est montée élastiquement, dans le sens vertical et dans le sens horizontal, à la manière connue. La broche 2, portant 1e pe tit cône mené 3, tourne dans un roulement à aiguilles 4 et repose sur une butée à billes 5'.
Elle est accouplée à la broche 1 par l'in- termédiaire d'un ressort 6, qui permet de désolidariser la broche 2 des vibrations de la broche 1.
Le cône 3 est destiné à être entraîné par une surface conique que présente sur le pour tour d'une de ses faces un plateau 7. Tel que représenté, ce plateau est en une seule pièce avec son arbre 8. Celui-ci tourne dans des roulements à aiguilles ou à rouleaux 9. L'en semble: arbre 8 -et plateau 7 peut donc se déplacer axialement.
Sur la face opposée à celle qui porte la surface conique d'entraîne ment, le plateau 7 présente une série de sur- faces inclinées 7', réparties autour de l'arbre 8 (fig. 2). Ces surfaces peuvent être obte nues, par exemple, par fraisage.
Le cône 3 et le plateau 7 viennent en con- tact dans un bain d'huile que renferme un carter. Quand le plateau 7 tourne, ses sur faces inclinées 7' provoquent, de la part de l'huile du bain, une réaction axiale, fonction de la vitesse dudit plateau, et qui est dirigée vers le cône 3.
L'arbre 8 du plateau 7 est relié à l'arbre d'attaque 14 par l'intermédiaire d'un accou plement à réaction axiale. Celui-ci comprend une cage 11', portée par une queue centrale 11 s'engageant dans un alésage axial dé l'arbre 8. La cage 11' est liée à l'arbre 8, en ce qui concerne la rotation, par une gou- pille 12.
L'arbre 14 est monté dans des roulements à billes 15, à gorge profonde, capables de supporter une certaine poussée axiale. Le tout est monté dans le flasque 16. Ce dernier est centré et fixé sur le bâti, avec interposi tion de cales 17, dont l'épaisseur est choisie au montage.
Sur l'extrémité interne de l'arbre 14 est vissée une douille-écrou à collerette 18. Cette douille-écrou est bloquée sur l'arbre 14 par une contre-vis 19. Elle sert à la fois à main- tenir en place les roulements à billes 15 et à supporter une pièce annulaire 13. Une pièce identique<B>130</B> est fixée au fond de la cage 11'.
Comme le montre la fig. 3, les pièces 13 et 130 présentent, sur leur face libre, une série de rampes hélicoïdales 131. Des billes 20, en nombre égal à celui des rampes héli coïdales de chacune des pièces 13 et 130, sont interposées entre ces pièces. Elles sont maintenues par la cage <B>Il'</B> autour de la douille-écrou 18.
A l'arrêt, les deux pièces 13 et 130 sont rapprochées au maximum, et les billes 20 .sont à la naissance des rampes hélicoïdales (fig. 4).
Quand on met en -route (fig. 5), la pièce 13 se déplace d'abord angulairement par rapport à la pièce 130, les billes roulent vers le haut des rampes, elles exercent sur la pièce 130 un effort axial qui se traduit par une poussée du plateau 7 contre le cône 3. Cette poussée croît avec le couple résistant.
Par l'effet des surfaces 7', la rotation du plateau 7 provoque, de la part de l'huile, une réaction axiale qui se traduit par un surcroît de poussée du plateau 7 contre le cône 3. Ce surcroît de poussée est fonction de la vitesse du plateau 7. Il est obtenu indépendamment de l'arbre d'attaque 14, qui n'a donc à sup porter aucune réaction supplémentaire, de ce chef.
Quand on interrompt la commande de la machine, la poussée axiale mésultant du couple moteur cesse de s'exercer. La poussée due à la réaction de l'huile sur le plateau 7 est insuffisante pour assurer l'adhérence entre le cône 3 et le plateau 7.<B>Il</B> s'ensuit que celui-ci s'arrête, ainsi que l'arbre 14.
Le roulement supérieur 211 de la broche 1 est graissé par l'huile projetée par le plateau 7. Une collerette <B>"</B> empêche l'huile d'aller au delà. Le niveau du bain d'huile, darse lequel 1e cône 3 et le pleteau 7 viennent en contact, est maintenu vers la hauteur maximum compatible avec l'absence de fuites autour de l'arbre 14. Une jauge 23@ permet de sur veiller ce niveau.
Friction cone speed multiplier. The present invention relates to friction cone speed multipliers, and more especially to those in which the driven shaft rotates at a much higher speed than current motors. This is, for example, the case with the spindles of certain centrifugal separators.
Multipliers of this kind have been achieved in various ways, but without really satisfactory results.
According to the invention, two rigid cones are in contact in an oil bath, and the lying cone, capable of moving along its axis, is pushed against the driven cone, on the one hand, depending on the engine torque, by an axial reaction coupling which connects it to the motor shaft and, on the other hand, according to its own speed, by means causing an axial reaction on the part of the bath oil.
The reaction of the oil is insufficient by itself to maintain the adhesion between the cones. It follows that, when the control is interrupted, and the axial reaction coupling consequently ceases to exert its; As a result of thrust, the grip ceases to be sufficient, and the large cone stops, as does the motor shaft.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention, applied to the control of the rotor of a centrifuge.
Fig. 1 is a vertical section through the axis.
Fig. 2, shows a detail, in perspec tive, on a larger scale.
Fig. 8 likewise shows another detail.
Figs. 4 and 5 are two schematic views, relating to the previous one.
In the example chosen, the spindle 1 of the centrifuge must rotate at 12,000 rpm, under the control of the horizontal shaft 14, which can reach a speed of 2,800 rpm. The spindle 1 is elastically mounted, in the vertical direction and in the horizontal direction, in the known manner. Spindle 2, carrying the first small driven cone 3, rotates in a needle bearing 4 and rests on a thrust ball 5 '.
It is coupled to spindle 1 by means of a spring 6, which makes it possible to separate spindle 2 from the vibrations of spindle 1.
The cone 3 is intended to be driven by a conical surface which has on the circumference of one of its faces a plate 7. As shown, this plate is in one piece with its shaft 8. The latter rotates in circles. needle or roller bearings 9. The assembly: shaft 8 -and plate 7 can therefore move axially.
On the face opposite to that which carries the conical drive surface, the plate 7 has a series of inclined surfaces 7 ', distributed around the shaft 8 (FIG. 2). These surfaces can be obtained, for example, by milling.
The cone 3 and the plate 7 come into contact in an oil bath contained in a housing. When the plate 7 rotates, its inclined faces 7 'cause, on the part of the bath oil, an axial reaction, depending on the speed of said plate, and which is directed towards the cone 3.
The shaft 8 of the plate 7 is connected to the drive shaft 14 by means of an axial reaction coupling. This comprises a cage 11 ', carried by a central shank 11 engaging in an axial bore of the shaft 8. The cage 11' is linked to the shaft 8, as regards the rotation, by a gou - loot 12.
The shaft 14 is mounted in ball bearings 15, deep groove, capable of withstanding a certain axial thrust. The whole is mounted in the flange 16. The latter is centered and fixed on the frame, with the interposition of shims 17, the thickness of which is chosen during assembly.
On the internal end of the shaft 14 is screwed a flanged sleeve nut 18. This nut sleeve is locked on the shaft 14 by a counter screw 19. It serves both to hold the nuts in place. ball bearings 15 and to support an annular part 13. An identical part <B> 130 </B> is fixed to the bottom of the cage 11 '.
As shown in fig. 3, the parts 13 and 130 have, on their free face, a series of helical ramps 131. Balls 20, in number equal to that of the helical ramps of each of the parts 13 and 130, are interposed between these parts. They are held by the cage <B> Il '</B> around the sleeve-nut 18.
When stopped, the two parts 13 and 130 are brought together as much as possible, and the balls 20. Are at the birth of the helical ramps (FIG. 4).
When we put -route (fig. 5), the part 13 first moves angularly relative to the part 130, the balls roll up the ramps, they exert on the part 130 an axial force which results in a thrust of the plate 7 against the cone 3. This thrust increases with the resistive torque.
By the effect of the surfaces 7 ', the rotation of the plate 7 causes, on the part of the oil, an axial reaction which results in an additional thrust of the plate 7 against the cone 3. This additional thrust is a function of the speed of the plate 7. It is obtained independently of the drive shaft 14, which therefore does not have to support any additional reaction on this account.
When the machine control is interrupted, the resulting axial thrust of the engine torque ceases to be exerted. The thrust due to the reaction of the oil on the plate 7 is insufficient to ensure the adhesion between the cone 3 and the plate 7. <B> It </B> follows that the latter stops, thus than tree 14.
The upper bearing 211 of spindle 1 is lubricated by the oil projected by the plate 7. A collar <B> "</B> prevents the oil from going beyond it. The level of the oil bath, which dries out. The first cone 3 and the pleteau 7 come into contact, is maintained towards the maximum height compatible with the absence of leaks around the shaft 14. A 23 @ gauge makes it possible to monitor this level.