La présente invention concerne un agencement de deux arbres aptes à êtreThe present invention relates to an arrangement of two trees capable of being
mis en rotation. La présente invention est plus particulièrement prévue dans le cas où l'un des deux arbres est un arbre moteur et l'autre est entraîné par ledit arbre moteur. On retrouve fréquemment cette situation dans les installations industrielles, et notamment les installations de traitement thermique d'un matériau. Dans certains cas, l'arbre entraîné se trouve à une température différente de celle de l'arbre moteur. Il se produit donc un phénomène de dilatation, dite différentielle, entre les deux arbres, ce qui peut imposer des contraintes importantes à l'arbre moteur et donc au dispositif de motorisation. Par exemple, dans le cas d'une installation de traitement thermique d'un matériau, il est usuel de prévoir, au niveau de l'arbre entraîné, des moyens de chauffage ou de refroidissement permettant notamment ledit traitement dans une gamme de températures allant de -30 à + 350 C, alors que l'arbre moteur est soumis à une température ambiante de 15 C à 25 C. Ainsi, chaque partie, motrice et entraînée, est soumise à des températures différentes qui provoquent des dilatations différentes des organes pendant certaines phases de fonctionnement et engendrent donc des poussées ou tractions axiales d'un organe vers l'autre, alors qu'ils peuvent être parfaitement positionnés relativement entre eux et coaxiaux à une température donnée. Ces contraintes sont susceptibles de diminuer la durée de vie du dispositif de motorisation et donc d'entraîner des coûts importants d'exploitation. Par ailleurs, du fait de la dilatation, l'arbre moteur et l'arbre entraîné peuvent présenter une différence d'entr'axe entre lesdits deux arbres, engendrant des défauts d'alignement et/ou de déport, ce qui diminue l'efficacité de l'accouplement entre les deux arbres. Le but de la présente invention est de proposer un agencement de deux arbres aptes à être mis en rotation qui pallie les inconvénients précités. Un premier but de l'invention sera de proposer un agencement de deux arbres en rotation apte à accepter une différence d'entr'axe entre lesdits deux arbres en rotation, engendrée par un phénomène de dilatation différentielle entre lesdits deux arbres. Un autre but de la présente invention sera de fournir un dispositif d'accouplement pour autoriser un tel agencement. Selon l'invention, un tel agencement et un tel dispositif devront être simples et présenter une robustesse accrue, tout en demeurant d'un faible coût. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne un agencement comprenant deux arbres aptes à être mis en rotation, l'un dit moteur, l'autre dit entraîné, positionnés relativement entre eux et coaxiaux à une température donnée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'accouplement de type cardan double, apte à accepter une différence d'entr'axe entre lesdits deux arbres, engendrée par un phénomène de dilatation. rotated. The present invention is more particularly provided in the case where one of the two shafts is a motor shaft and the other is driven by said motor shaft. This situation is frequently found in industrial installations, and in particular thermal treatment installations for a material. In some cases, the driven shaft is at a different temperature than the motor shaft. There is therefore a so-called differential expansion phenomenon between the two shafts, which can impose significant constraints on the motor shaft and thus on the motorization device. For example, in the case of a heat treatment plant of a material, it is customary to provide, at the level of the driven shaft, heating or cooling means allowing in particular said treatment in a temperature range from -30 to + 350 C, while the drive shaft is subjected to an ambient temperature of 15 C to 25 C. Thus, each part, driven and driven, is subjected to different temperatures which cause different expansions of the organs during certain operating phases and thus generate thrusts or axial traction from one body to the other, while they can be perfectly positioned relatively to each other and coaxial at a given temperature. These constraints are likely to reduce the service life of the drive device and therefore lead to significant operating costs. Moreover, because of the expansion, the drive shaft and the driven shaft may have a difference in axis between said two shafts, causing misalignment and / or offset, which decreases the effectiveness of the coupling between the two trees. The object of the present invention is to provide an arrangement of two shafts capable of being rotated which overcomes the aforementioned drawbacks. A first object of the invention will be to provide an arrangement of two shafts in rotation adapted to accept a difference of center distance between said two shafts in rotation, caused by a differential expansion phenomenon between said two shafts. Another object of the present invention will be to provide a coupling device for enabling such an arrangement. According to the invention, such an arrangement and such a device will be simple and have increased robustness, while remaining low cost. Other aims and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, which is given for information only and which is not intended to limit it. The invention relates to an arrangement comprising two shafts able to be rotated, one said engine, the other said driven, positioned relatively to each other and coaxial at a given temperature, characterized in that it comprises a device coupling double cardan type, adapted to accept a difference of center distance between said two shafts, caused by a phenomenon of expansion.
La présente invention concerne également une installation, notamment industrielle, mettant en oeuvre un tel agencement. Elle concerne aussi un dispositif d'accouplement, conçu pour autoriser un agencement, de deux arbres aptes à être mis en rotation, constitué de : - une chape centrale comprenant deux flasques opposées, d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de rotation desdits arbres, - deux fourches comprenant chacune deux ailes opposées, d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de rotation desdits arbres, chaque fourche étant solidaire de l'un desdits arbres, -deux noix, chaque noix étant d'une part logée entre lesdites flasques et articulée avec ladite chape centrale selon un premier axe, dit axe de chape, et d'autre part logée entre lesdites ailes d'une desdites fourches et 30 articulée avec ladite fourche selon un second axe, dit axe de fourche, l'axe de rotation desdits arbres et les deux axes d'articulation d'une dite noix étant sensiblement perpendiculaires deux à deux. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description, 5 accompagnée des dessins en annexe, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue partielle éclatée, en perspective d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 représente un agencement conforme à l'invention, en projection, vu de profil, 10 - la figure 3 représente l'agencement illustré à la figure 2, en projection, vu de dessus. Il est fréquent de trouver, dans une installation industrielle, des dispositifs comprenant un moteur ou un moto-réducteur, entraînant un arbre moteur, lui-même accouplé à un arbre entraîné. Ces deux arbres tournent à 15 l'intérieur de palier-supports et sont bloqués en translation d'un côté par l'accouplement et de l'autre côté soit par le dispositif moteur soit par le dispositif entraîné par l'arbre dit entraîné. Ainsi, un tel agencement, conformément à l'invention, comprend deux arbres aptes à être mis en rotation, l'un dit moteur, l'autre dit 20 entraîné, positionnés relativement entre eux et coaxiaux à une température donnée. Par exemple, dans une installation de traitement thermique, l'arbre entraîné peut se trouver soumis à une température élevée, notamment jusqu'à 350 C, tandis que l'arbre moteur reste soumis à une température 25 ambiante. L'arbre entraîné a donc tendance à se dilater. En effet, l'extrémité de l'arbre entraîné, sous l'effet de la dilatation, va se rapprocher de celle de l'arbre moteur. La distance entre ces deux arbres, l'entr'axe, va donc varier, ce qui entraîne une différence d'entr'axe A. Les contraintes correspondantes sont reportées au niveau de 30 l'accouplement et de l'arbre moteur. Selon l'invention, pour annihiler ces contraintes, on interpose entre les deux arbres un dispositif d'accouplement de type cardan double, apte à accepter une différence d'entr'axe A entre lesdits deux arbres, engendrée par un tel phénomène de dilatation, dite différentielle. En référence à la figure 1, un tel dispositif est constitué d'une chape centrale 1, de deux fourches 2 et de deux noix 3. The present invention also relates to an installation, particularly an industrial installation, implementing such an arrangement. It also relates to a coupling device, designed to allow an arrangement, of two shafts capable of being rotated, consisting of: a central clevis comprising two opposing flanges, oriented substantially parallel to the axis of rotation of said shafts; two forks each comprising two opposite wings, of orientation substantially parallel to the axis of rotation of said shafts, each fork being integral with one of said shafts, two nuts, each nut being on the one hand housed between said flanges and articulated with said central clevis according to a first axis, said clevis pin, and secondly housed between said wings of one of said forks and articulated with said fork along a second axis, said fork axis, the axis of rotation of said shafts and the two axes of articulation of a said nut being substantially perpendicular two by two. The invention will be better understood on reading the description, accompanied by the appended drawings, among which: FIG. 1 is an exploded partial view, in perspective of a device according to the invention, FIG. An arrangement according to the invention, in projection, seen in profile, - Figure 3 shows the arrangement shown in Figure 2, in projection, seen from above. It is common to find, in an industrial installation, devices comprising a motor or a geared motor, driving a motor shaft, itself coupled to a driven shaft. These two shafts rotate inside support bearings and are locked in translation on one side by the coupling and on the other side either by the driving device or by the device driven by the so-called driven shaft. Thus, such an arrangement, according to the invention, comprises two shafts capable of being rotated, one said motor, the other said driven, positioned relatively to each other and coaxial at a given temperature. For example, in a heat treatment plant, the driven shaft may be subjected to a high temperature, especially up to 350 ° C, while the drive shaft remains at ambient temperature. The trained tree therefore tends to expand. Indeed, the end of the driven shaft, under the effect of expansion, will be closer to that of the motor shaft. The distance between these two shafts, the center distance, will therefore vary, resulting in a difference in center distance A. The corresponding stresses are reported at the coupling and the motor shaft. According to the invention, to annihilate these stresses, there is interposed between the two shafts a coupling device of double cardan type, able to accept a difference of center A between said two shafts, caused by such a phenomenon of expansion, so-called differential. With reference to FIG. 1, such a device consists of a central clevis 1, two forks 2 and two nuts 3.
La chape centrale 1 comprend deux flasques 11 opposées, d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de rotation 6 desdits arbres 4, 5. Chaque fourche 2 comprend deux ailes 21 opposées, d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de rotation desdits arbres 4, 5. Chaque fourche 2 est solidaire de l'un desdits arbres 4, 5. The central screed 1 comprises two opposing flanges 11, oriented substantially parallel to the axis of rotation 6 of said shafts 4, 5. Each fork 2 comprises two opposite wings 21, oriented substantially parallel to the axis of rotation of said shafts. 4, 5. Each fork 2 is integral with one of said shafts 4, 5.
Chaque noix 3 du dispositif conforme à l'invention est logée d'une part entre lesdites flasques 11 et d'autre part entre lesdites ailes 21 d'une dite fourche 2. Par ailleurs, chaque noix 3 est articulée avec ladite chape centrale 1 selon un premier axe d'articulation 13, dit axe de chape. De la même manière, chaque noix est articulée selon un second axe d'articulation 22, dit axe de fourche avec une fourche 2. Lorsque l'on considère une noix 3, l'axe de rotation desdits arbres 4, 5 et les deux axes d'articulation 13, 22 sont sensiblement perpendiculaires deux à deux. Each nut 3 of the device according to the invention is housed on the one hand between said flanges 11 and on the other hand between said flanges 21 of a said fork 2. Moreover, each nut 3 is articulated with said central yoke 1 according to a first axis of articulation 13, said clevis axis. In the same way, each nut is articulated along a second axis of articulation 22, said fork axis with a fork 2. When considering a nut 3, the axis of rotation of said shafts 4, 5 and the two axes articulation 13, 22 are substantially perpendicular two by two.
Concernant ladite chape centrale 1, lesdites flasques 11 sont de préférence parallèles entre elles. Ladite chape centrale 1 peut également comporter un gousset central 12 entre les deux dites flasques 11. Dans ce cas ledit gousset 12 est sensiblement perpendiculaire auxdites deux flasques 11. Ainsi, ladite chape centrale 1 présente une section générale en H. Lorsque ladite chape centrale 1 comporte en outre un gousset central 12 entre lesdites deux flasques 11, lesdites noix 3 sont disposées de part et d'autre dudit gousset central 12, entre lesdites flasques 11. Avantageusement, lesdites ailes 21 de chacune desdites fourches 2 sont sensiblement parallèles entre elles et sont assujetties auxdits arbres, directement ou indirectement. Par exemple, lesdites ailes 21 peuvent être soudées auxdits arbres 4, 5. With regard to said central clevis 1, said flanges 11 are preferably parallel to each other. Said central clevis 1 can also comprise a central gusset 12 between the two said flanges 11. In this case said gusset 12 is substantially perpendicular to said two flanges 11. Thus, said central yoke 1 has a general section H. When said central yoke 1 further comprises a central gusset 12 between said two flanges 11, said nuts 3 are disposed on either side of said central gusset 12, between said flanges 11. Advantageously, said flanges 21 of each of said forks 2 are substantially parallel to each other and are subject to such trees, directly or indirectly. For example, said wings 21 may be welded to said shafts 4, 5.
Selon une autre variante, chaque fourche 2 comprend également une âme 23 au bord de laquelle sont soudées lesdites ailes 21. Dans ce cas, lesdites ailes sont soudées sensiblement perpendiculairement à ladite âme 23, ladite âme 23 est assujettie à l'un desdits arbres 4, 5 Avantageusement, chaque noix se présente sous la forme d'une sphère percée radialement de deux orifices traversants, 33, 32, perpendiculaires, définissant lesdits axes de chape 13 et de fourche 22. Selon une autre variante, lesdites noix 3 se présentent sous la forme d'un parallélépipède 31, percé de deux orifices traversants 33,32, perpendiculaires, centrés sur les faces correspondantes du parallélépipède 31 et définissant lesdits axes de chape 13 et de fourche 22. Comme illustré à la figure 1, les articulations noix-chape centrale et noix-fourche, sont réalisées à l'aide de vis munies d'une portée de centrage 81, afin de réunir les éléments entre eux, tout en les laissant s'articuler deux à deux. De telles vis 8 sont pourvues entre la tête de vis 83 et la tige filetée 82 d'une portée de centrage 81, ladite portée 81 étant d'un diamètre supérieur à celui de la tige 82 et inférieur à celui de la tête 83. Lesdits orifices traversant 33, 32 desdits noix 3 sont taraudés et aptes à coopérer avec la tige filetée 82 desdites vis 8. Par ailleurs, lesdites ailes 21 desdites fourches 2 présentent des trous traversants 24 centrés sur l'axe de fourche 22. De même, lesdites flasques 11 de ladite chape centrale 1 présentent des trous traversants 14 centrés sur les axes de chape 13. According to another variant, each fork 2 also comprises a core 23 at the edge of which said wings 21 are welded. In this case, said flanges are welded substantially perpendicular to said core 23, said core 23 is secured to one of said shafts 4 Advantageously, each nut is in the form of a sphere pierced radially by two through-holes 33, 32, perpendicular, defining said clevis pins 13 and fork 22. According to another variant, said nuts 3 are in the form of the shape of a parallelepiped 31, pierced by two through-holes 33,32, perpendicular, centered on the corresponding faces of the parallelepiped 31 and defining said clevis pins 13 and fork 22. As illustrated in Figure 1, the nut joints central screed and fork-nuts, are made using screws provided with a centering surface 81, in order to bring the elements together, while leaving them articulated with two to one. Such screws 8 are provided between the screw head 83 and the threaded rod 82 of a centering surface 81, said bearing 81 being of a diameter greater than that of the rod 82 and smaller than that of the head 83. through holes 33, 32 of said nuts 3 are threaded and adapted to cooperate with the threaded rod 82 of said screws 8. Furthermore, said wings 21 of said forks 2 have through holes 24 centered on the fork axis 22. Similarly, said flanges 11 of said central clevis 1 have through holes 14 centered on the clevis pins 13.
Lesdits trous traversants 14 et 24 sont aptes à coopérer avec la portée de centrage 81 des vis 8, afin d'autoriser une articulation libre entre lesdites noix 3 et ladite chape centrale 1 et entre lesdites noix 3 et lesdites fourches 2. Ce dispositif permet de maintenir logées lesdites noix 3, entre lesdites ailes 21 desdites fourches 2 et lesdites flasques 11 de ladite chape centrale 1 tout en autorisant des articulations libres. L'invention concerne également une installation, notamment industrielle, mettant en oeuvre un tel agencement. Il s'agira, par exemple, d'une installation de traitement thermique d'un matériau, comprenant au moins un échangeur thermique à vis et un organe moteur d'entraînement dudit échangeur, reliés par undit dispositif d'accouplement 7 de type cardan double 1, 2, 3. L'invention concerne aussi un dispositif d'accouplement 7 de deux arbres 4, 5 aptes à être mis en rotation, conçu pour autoriser un agencement conformément à l'invention desdits deux arbres 4, 5 en rotation. Conformément à l'invention, un tel dispositif est constitué de : - une chape centrale 1 comprenant deux flasques 11 opposées, d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de rotation desdits arbres 4, 5, - deux fourches 2 comprenant chacune deux ailes 21 opposées d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de rotation desdits arbres 4, 5, chaque fourche 2 étant solidaire de l'un desdits arbres 4, 5, - deux noix 3, chaque noix étant d'une part logée entre lesdites flasques 11 et articulée avec ladite chape centrale 1 selon un premier axe 13, dit axe de chape, et d'autre part logée entre lesdites ailes 21 d'une dite fourche 2 et articulée avec ladite fourche 2 selon un second axe 22, dit axe de fourche, l'axe de rotation desdits arbres 4, 5 et les deux axes d'articulation 13, 22 d'une dite noix 3 étant sensiblement perpendiculaires deux à deux. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu encore être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.25 Said through holes 14 and 24 are adapted to cooperate with the centering surface 81 of the screws 8, in order to allow a free articulation between said nuts 3 and said central clevis 1 and between said nuts 3 and said forks 2. This device makes it possible to maintain housed said nuts 3, between said wings 21 of said forks 2 and said flanges 11 of said central yoke 1 while allowing free joints. The invention also relates to an installation, particularly an industrial installation, implementing such an arrangement. This will be, for example, a heat treatment plant of a material, comprising at least one screw heat exchanger and a driving drive member of said exchanger, connected by a coupling device 7 of double cardan type 1, 2, 3. The invention also relates to a coupling device 7 of two shafts 4, 5 able to be rotated, designed to allow an arrangement according to the invention of said two shafts 4, 5 in rotation. According to the invention, such a device consists of: a central clevis 1 comprising two opposite flanges 11, oriented substantially parallel to the axis of rotation of said shafts 4, 5, two forks 2 each comprising two wings 21 opposing orientation substantially parallel to the axis of rotation of said shafts 4, 5, each fork 2 being secured to one of said shafts 4, 5, - two nuts 3, each nut being on the one hand housed between said flanges 11 and articulated with said central clevis 1 along a first axis 13, said clevis pin, and secondly housed between said wings 21 of a said fork 2 and articulated with said fork 2 along a second axis 22, said fork axis , the axis of rotation of said shafts 4, 5 and the two hinge pins 13, 22 of said nut 3 being substantially perpendicular two by two. Of course, other modes of implementation, within the reach of the skilled in the art, could still be envisaged without departing from the scope of the invention.