Brevet FR2013712A1 — publié le 19700403

L'invention concerne une articulation à croisillons comportant deux têtes d'articulation destinées à se fixer chacune à mi arbre et dans chacune desquelles est montée une paire de tourillons d'un dispositif à croisillons. L'invention a pour but de perfectionner une articulation de ce genre de façon telle que le lubrifiant nécessaire pour graisser les tourillons ne puisse pas produire d'impuretés au voisinage de l'articulation et que des corps étrangers ou liquides suscepti bles d'entratner une usure prématurée de 1 1articulation ne puissent pas pénétrer entre des pièces en mouvement relatif de l'articulation. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que l'une des têtes d'articulation présente une cuvette sphérique et que l'autre tête d'articulation présente une calotte sphérique s'engageant dans la cuvette et présentait un rayon seulement un peu inférieur à celui de la cuvette et que les deux t8tes d'articulation sont reliées par un tuyau qui rend l'articulation dans che et qui est fixée, par chacune de ses extrémités, à une surface annulaire prévue respectivement derrière la cuvette sphérique et derrière la calotte sphérique de la tête d'articulation consi dérée. Lwinterstice entre la cuvette sphérique de l'une des têtes d'articulation et la calotte sphérique de l'autre t8te qui s'y engage est si étroit qu'en cas de mouvements angulaires de l'ar- ticulation, le tuyau ne peut pas être coincé entre les deux têtes. Ainsi seulement, il devient possible d'utiliser dans une articulation à croisillons un tuyau relativement mince, ne gênant pas les mouvements angulaires de l'articulation, formé de caoutchouc ou matière souple similaire. Dans un mode dtexécution préférentiel de l'invention, le tuyau présente à chacune de ses deux extrémités un bourrelet annulaire qui s'engage derrière un épaulement annulaire de la tête d'articulation considérée. Avantageusement, par dessus chaque bourrelet annulaire engage une bague de serrage tendue axiale- ment vis-à-vis de la tête d'articulation et présentant une surface intérieure qui s'élargit en entonnoir. I1 est avantageux en outre de prévoir sur chaque bourrelet snnulaire au moins une lèvre d'étanchéité tournée vers l'intérieur qui empêche le lubrifiant contenu dahs l'articulation de s'échapper, ainsi qu'au moins une lèvre d'étanchditd tournee vers l'estdrieur et assurant l'étanchéi- té vis-à-vis de la bague de serrage et qui empêche un milieu entourant le tuyau de pénétrer dans l'articulation. Lorsqu'une articulation à croisillons selon l'invention fonctionne dans un milieu agressif mécaniquement ou chimiquement, une autre proposition de l'invention consiste à disposer le tuyau à l'intérieur d'un deuxième tuyau reliant les deux tettes d'articulation et formé d'une matière résistant particulièrement au milieu. On a ainsi la possibilité de choisir la matière dont est formé'le tuyau intérieur sans tenir compte du milieu extérieur et de façon telle qu'elle ait une résistance aussi grande que possible au lubrifiant contenu dans l'articulation.Par contre, le tuyau extérieur est formé d'une matière qui est choisie seulement en fonction de sa résistance au milieu extérieur et qui n'a pas besoin d'avoir une résistance particulière au lubrifiante Le domaine d'application le plus important de l'invention est celui des liaisons articulées comportant deux articulations à croisillons, destinées aux pompes à vis et dans lesquelles l'une des arbiculations relie l'arbre d'entrainement de la pompe à un arbre intermédiaire et la deuxième articulation relie l'arbre in termédiaire au rotor de pompe, tournant excentriquement par rapport à l'axe d'entraSnement et tournant en même temps autour de son propre axe0 Dans une telle application, en particulier lorsqu' il s'agit de petites pompes, il peut être avantageux que le tuyau ou chaque tuyau s'étende sans interruption de la tête d'articula tion de l'arbre d'entrainement à la tête d'articulation du rotor de pompe. Les pompes à vis conviennent particulièrement aux liquides tels que les eaux résiduaires qui contiennent des solides en suspension et à des masses pâteuses comme celles qui se prdsentent dans l'industrie alimentaire. Dans les pompes de ce genre, le milieu à pomper baigne l'arbre-intermédiaire et les deux articulations. Dans bien des cas, la température du milieu à pomper est notabiement supérieure à la température ambiante et par suite, il échauffe les articulations au cours du fonctionnement. La pression ainsi accrue de l'air enfermé dans les articulations tend à pousser vers l'extérieur une partie du lubrifiant.Nais cela est em poché par la structure donnée aux articulations selon l'invention et qui est particulièrement importante quand le milieu pompe est un produit alimentaire.: De façon correspondante, dans les articulations selon l'invention, on évite aussi que la dépression inté- rieure engendrée après l'arrêt de la pompe entraînée par les articulations, par suite du refroidissement des articulations, n'aspire dans les articulations le milieu pompé. On explique plus précisdment l'invention ci-après à propos de deux exemples d'exécution représentés schénatiquement par les dessins sur lesquels : - les figures l et 2 montrent deux modes d'exécution différents d'une liaison articulée selon l'invention, représentée partiellement en coupe axiale, et - la figure 3 montre à plus grande échelle un tuyau comme celui de la figure 1. La liaison articulée représentée par la figure 1 comprend deux articulations identiques à croisillons 4 qui sont reliées ensemble par un arbre intermédiaire 5. L'articulation qui est à gauche sur le dessin relie 11 arbre intermédiaire 5 au rotor héli cotidal 6 d'une pompe à vis connue dont le stator non reprdsenté présente une surface intérieure hélicoïdale dont le pas est diffurent de celui du rotor 6. L'articulation de droite 4, relie l'arbre intermédiaire 5 à un arbre d'entrainement 7 qui peut tourner dans des paliers fixes non représentés autour de son axe geométrique 7'. Le rotor 6 peut tourner autour de son axe géométrique 6' qui est parallèle à l'axe 7' avec un espacement e et qui décrit lui-mEme un mouvement circulaire autour de cet axe 7'.La distance e est habituellement appelée excentricitd du rotor. L'axe 5' de l'arbre intermédiaire 5 fait avec chacun des deux axes 6' et 7' un petit angle dont la position dans l'espace varie conti nullement lors du mouvement du rotor 6. Les articulations 4 ont pour rdle de permettre ce mouvement angulaire. Chaque articulation 4 comprend une tête d'articulation 8 qui est fixe par une goupille 9 à l'arbre intermédiaire 5, ainsi qu'une tette d'articulation 10 qui est fixée par une goupille 11 au rotor 6 ou à l'arbre d'entratnement 7. La tette 8 de chaque articulation 4 comporte une partie postérieure en forme de calotte sphérique 12 qui s'engage dans une cuvette sphérique 13 prévue sur l'autre tAte d'articulation 10 de telle sorte qu'il ne reste entre elles qu'un léger interstices Les deux têtes d'articulation 8 et 10 sont reliées entre elles de façon articulée par un dispositif à croisillons 14. Le dispositif à croisillons 14 comprend deux tourillons coaxiaux 15 diriges à l'opposés l'un de l'autre et monts dans la tbte 8 ainsi que deux tourillons similaires 16 montés dans la tête 10 et dont l'axe géométrique commun copte à angle droit l'axe des tourillons 15. Le dispositif à croisillons transmet le couple d'entrainement de l'une à l'autre des têtes d'articulation et permet aux deux têtes de se mouvoir angulairement l'une par rapport à l'autre autour d'un axe quelconque situé dans le plan des tourillons 15 et 16 et qui passe par le point d'intersection des deux axes des tourillons. Les deux tettes 8 et 10 de chaque articulation 4 sont en outre reliées entre elles par un tuyau intérieur 17 et un tuyau extérieur 18 ; ces deux tuyaux isolent hermétiquement du milieu ambiant la zone dans laquelle sont prévus la calotte sphérique 12, la cuvette sphérique 13 et le dispositif à croisillons 14. Les tuyaux 17 et 18 sont formés d'une matière élastique et plus précisèment le tuyau intérieur est formé d'une matière qui résiste particulièrement au lubrifiant prévu dans l'articulation et le tuyau extérieur d'une-matière qui se distingue par une résistance particulière au milieu pompé par le rotor 6, ce qui est particulièrement important parce que ce milieu s' écoule à travers le corps non représenté de la pimpe qui enferme les deux articulations 4 et l'arbre intermédiaire 5.Le tuyau intérieur 17 présente à chacune de ses deux extrémités un bourrelet annulaire 19 tourné radialement vers l'intérieur et qui engage derrière un épaulement annulaire prévu sur la tête d'articulation 8, 10. Par dessus chaque bourrelet annulaire s'engage une bague intermédiaire 20 présentant une surface intérieure qui s' élargit en entonnoir;Les bagues intermédiaires 20 poussent fermement les bourrelets annulaires contre les tes correspondantes 8, 10. Â l'extérieur de chaque bague intermédiaire est également formé un épaulement annulaire derrière lequel s'engage un bourrelet annulaire 21 similaire aux bourrelets 19 et prévu à chaque extrémité du tuyau extérieur. Â chacune des testes d'articulation 8 et 10, une bague de serrage 22 est vissée en direction axiale.Chaque bague de serrage 22 présente une surface intérieure s' élargissant en entonnoir, s'engageant par dessus le bourrelet annulaire correspondant 21, exerçant sur le bourrelet annulaire 21 une force de serrage essen tiellemeft radiale et maintenant celui-ci appliqué contre la bague intermédiaire 20. La liaison articulée représentée par la figure 2 comprend également deux articulations à croisillons 4' qui sont reliées entre elles par un arbre intermédiaire 5", dans le cas présent tubulaire. Chaque articulation 4' comprend une tette d'articulation 8' correspondant essentiellement à la tête 8 et à laquelle est soudé l'arbre intermédiaire 5, En ce qui concerne la deuxiè- me tête d'articulation 10 du dispositif à croisillons 14 et la bague de serrage 22 vissée à la deuxième tête d'articulation, les articulations 4' sont pratiquement identiques aux articulations 4 du mode d'exécution de la figure 1. La différence entre les deux modes d'exécution réside essentiellement dans le fait que selon la figure 2 on a prévu pour les deux articulatlons 4' un seul tuyau 17' qui s'étend de la tdte 10 de l'une des articulations, fixées au rotor 6, jusqu'à la tête correspondante de l'autre articulation, fixée à l'arbre d'entrai- nement 7. Les extrémités du tuyau 17' sont fixées à la tête 10 de façon similaire aux extrémités du tuyau 17, avec cette seule différence que les bourrelets annulaires 19' prévus aussi sur le tuyau 17' sont maintenus directement appliqués contre la tête correspondante 10 par la bague de serrage 22. Le tuyau 17' est représenté sur la figure 9 fortement agrandi. Chacun de ses bourrelets annulaires 19' présente deux lèvres d'etanchéité 23 tournées vers l'extérieur, appliquées contre la bague de serrage 22, et une lèvre d'étanchéité 24 tournée vers l'intérieur0 Les livres extérieures 25 ont un profil en dents de scie dont le flanc abrupt à peu près situé dans un plan radial s'éloigne de ltextremité correspondante du tuyau. Dans le tuyau 17' prévu selon la figure 2, les lèvres 23, 24 s'appliquent de façon étanche respectivement contre la bague de serrage 22 et contre la tête d'articulation 10, les lèvres 29 empêchant en premier lieu le milieu pompé d'arriver à l'intérieur des articulations 4' tandis que la lèvre 24 prévue sur chaque bourrelet annulaire 19' empêche en premier liéu le lubrifiant prévu à l'intérieur du tuyau 17 pour le graissage du dispositif de croisillons 14 d'arriver à l'exté- rieur; RE'nDIOÂTIONS 1) Articulation à croisillons comportant deux têtes d'articulation destinées à se fixer chacune à un arbre et dans chacune desquelles est montée une paire de tourillons d'un dispositif à croisillons, articulation caractérisée par le fait que l'une des têtes d'articulation présente une cuvette sphérique et que l'autre tête d'articulation présente une calotte sphérique s'engageant dans la cuvette et présentant un rayon seulement un peu inférieur à celui de la cuvette et que les deux têtes d'articulation sont reliées par un tuyau qui rend l'articulation étanche et qui est fixée, par chacune de ses extrémités, à une surface annulaire prévue respectivement derrière la cuvette sphérique et derrière la calotte sphérique de la t8te d'articulation considérée. 2) Articulation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le tuyau présente à chacune de ses deux extrémités un bourrelet annulaire qui s'engage derrière un épaulement annulaire de la tette d'articulation considérée0 3) Articulation selon la revendication 2, caractérisée par fait que par dessus chaque bourrelet annulaire s'engage une bague de serrage tendue axialement vis-à-vis de la tête d'articulation et présentant une surface intérieure qui s'élargit en entonnoir. 4) Articulation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que chaque bourrelet annulaire présente au moins une lèvre d'étanchéité tournée vers l'intérieur qui empoche le lubrifiant contenu dans l'articulation de s'échapper, ainsi qu'au moins une lèvre d'étanchéité tournée vers l'extérieur et assurant l'étanchéité vis-à-vis de la bague de serrage et qui empêche un milieu entourant le tuyau de pénétrer dans l'articulation. 5) Articulation selon la revendication 1 à 4, fonctionnant dans un milieu agressif mécaniquement ou chimiquement et caractérisée par le fait que le tuyau est disposé à l'intérieur d'un deuxième tuyau reliant les deux têtes d'articulation et formé d'une matière résistant particulièrement au milieu. 6) Liaison articulée comportant deux articulations à croisillons selon revendications 1 à 4, destinée à une pompe à vis et dans laquelle l'une des articulations relie l'arbre d'entrai- nement de la pompe à un arbre intermédiaire et la deuxième articulation relie l'arbre intermédiaire au rotor de la pompe, tournant excentriquement par rapport à l'axe d'entratnement et tournant en même temps autour de son propre axe, liaison caractériée par le fait que le tuyau ou chaque tuyau s' étend sans interruption de la tette d'articulation de l'arbre d'entraînement à la tette d'articulation da roto: de pompe.