Brevet FR2256348A1 — publié le 19750725

L'invention concerne un dispositif, muni d'un embrayage élastique, pour transmettre l'énergie d'entrainement d'un arbre principal du type à cadre à une masse de balourd tournante, servant à compenser les forces d'inertie libres du cadre, dans lequel la gamme de la fréquence propre du système à vibrations de torsion, consistant éssentiellement dans l'embrayage et la masse de balourd est en-dessous de la vitesse de rotation nominale de l'arbre principal à cadre. La masse de balourd servant à la compensation des forces d'inertie libres produites par les masses oscillantes du cadre de la scie est associée au cadre avec le dispositif pour la transmission de I'énergie d'entralnement de l'arbre principal à cadre à ladite masse. L'emploi d'un embrayage élastique dans le dispositif de transmission a pour but d'éviter les chocs de charge provenant du degré inévitable de manque d'uniformité avec lequel tourne 1 t arbre principal à cadre. On obtient ainsi une grande simplification du dispositif de transmission qui, sans un tel embrayage élastique, devrait être construit de façon à supporter les fortes pointes de charge. L'emploi connu d'un embrayage élastique dans la liaison d'entraiflement présente donc, suivant les raisons exposées ci-dessus, des avantages importants, mais il entraine aussi les difficultés décrites ci-dessous, qui n'ont- pas encore été surmontees et que l'invention s'efforce de supprimer. L'emploi d'un embrayage élastique, c'est-à-dire "mou", conduit naturellement à-ce résultat que le système d'oscillations de torsion, consistant essentiellement dans l'embrayage élastique et la masse de balourd tournante,' possède une fréquence propre qui est-située en-dessous de la vitesse de rotation nominale du cadre, et donc de la masse de balourd tournante. Cela signifie qu'e, a' chaque mise en service et à chaque arrêt du cadre, on passe par la gamme due resonance de ce système d'oscillations de torsion, ce qui donne naissance à des contraintes critiques. Comme le passage par la gamme de résonance est inévitable, l'invention a-pour obJet de trouver an moyen permettant d'éviter l'apparition de telles contraintes critiques. Selon l'invention, le problème ci-dessus est résolu du fait que, dans un dispositif du type précédent, il est prévu un équipement qui amortit les mouvements relatifs entre le côté menant et le côté mené de l'embrayage, de façon telle que l'amortissement dans la gamme de la fréquence propre du système d'oscillations de torsion est plus grand qu'à la vitesse de rotation nominale. Dans le dispositif suivant l'invention, d'une part, grâce au fort amortissement dans la gamme de la fréquence propre du système d'oscillations de torsion, il ne peut plus apparaitre de contraintes critiques au passage par la gamme de résonance, et, d'autre part, le fonctionnement de l'embrayage élastique au nombre de tours nominal du cadre n'est pas détérioré, de sorte qu'en fonctionnement nominal le dispositif de transmission n'a besoin de transmettre que la faible puissance nécessaire pour maintenir en rotation la masse de balourd tournant au nombre de tours nominal moyen du cadre sans degré d'irrégularité. L'invention fournitdonc un dispositif du genre voulu, -sur lequel restent sans influence gênante, non seulement, comme précédemment, le degré d'irrégularité, mais aussi la fréquence propre du système d'oscillations de torsion mentionné ci-dessus, de sorte que tous les problèmes qui se présentent en rapport avec la construction d'un tel dispositif de transmission et qui donnaient lieu à des difficultés-parti- culières, sont résolus de façon satisfaisante.De cette. façon, ni pendant le démarrage et l'arrêt, ni au nombre de tours nominal, il ne peut plus apparaître dans le dispositif de transmission des crêtes de charge provoquées par la résonance d'oscillation ou par l'irrégularité.~ aelon un perfectionnement de l'invention, il est prévu de rendre l'amortissement dépendant soit. de la vitesse relative entre le côté menant et le côté mené de l'embrayage, soit du nombre de tours moyen de l'arbre principal à cadre. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, on obtient la première situation du fait que l'amortissement est produit par étranglement d'un agent sous pression, produit par le mouvement relatif entre le côté menant et le côté mené de l'embrayage. L'étranglement est constitué de préférence de façon à entre plus faible pour bes mouvements de petite amplitude que pour les mouvements relatifs de grande amplitude. Cela présente l'avantage que, dans la gamme du nombre de tours nominale du cadre, dans laquelle le côté menant et le côté mené de l'embrayage oscillent entre eux avec une petite amplitude, l'amortissement este à une-valeur voisine de zéro.Sous ce rapport, il est recommandé de constituer l'étranglement de façon variable, à peu près symétriquement par rapport à la position médiane que prennent le coté menant et le côté mené de l'embrayage au fonctionnement nominal. Un amortissement dépendant du nombre de tours moyen de l'arbre principal à cadre peut etre obtenu, selon une application de l'invention, du fait qutil est-produit par un embrayage à frottement connecté en parallèle sur l'embrayage élastique, dont le couple de frottement diminue quand le nombre de tours augmente. Sous ce rapport, une forme de réalisation préférée prévoit que le couple de frottement est produit par une force élastique et peut être diminué par des masses centrifuges à l'encontre de la force élastique. De préférence, la disposition est telle que le couple de frottement présente une valeur nulle au nombre de tours nominal. L'invention sera mieux comprise en regard d'exemples de réalisation et des dessins annexés, dessins parmi lesquels - La figure 1 montre, en coupe longitudinale, une première forme de réalisation d'un dispositif de transmission selon l'invention, connecté entre un arbre principal à cadre et une masse de balourd tournante; - La figure 2 montre la section du dispositif, le long de la ligneII--II de la figure 1, selon la direction de visée vers l'arbre principal à cadre, où le jambage gu cadre a été supprimé pour donner plus de clarté; - La figure 3 montre l'embrayage > vu à gauche dans la figure 1, avec l'équipement d'amortissement avec plus de détails et à plus grande échelle; - La figure 4 est la coupe, le long de la ligne IV-IV de la figure 3; ; - La figure 5 est une réalisation modifiée de l'embrayage élastique, avec équipement d'amortissement dans la représentation correspondant à la figure 3; - La figure 6 est la coupe le long de la ligne VI-VI de la figure5. Selon la figure 1? une masse de balourd 1, servant à la compensation totale des masses d'inertie du premier ordre, associée en supplément au cadre, qui est fixée sur un arbre creux 3, maintenu dans un carter 2, est entraînée par un mécanisme de renvoi 4 en forme d'engrenage conique. Le pignon menant 5 est relié, par un embrayage élastique, à un arbre d'entraînement 7 qui est entraîné, à travers une liaison de compensation 8, par une contre-manivelle 9, raccordée au volant du cadre 13. La liaison de compensation 8 a pour rôle de compenser d'une part les imprécisions du montage, et d'autre part, les flexions rendues inévitables par la forte charge de l'arbre principal à cadre 10 et le tourillon de manivelle 11, attaqué par la jambe du cadre 12.En parallèle sur l'embrayage élastique, un équipement d'amortissement 6 est connecté, qui provoque un amortissement dépendant de la vitesse relative entre le côté menant et le côté mené de l'embrayage. Des détails plus précis de l'embrayage élastique et de l'équipement d'amortissement seront décrits ci-dessous en relation avec les figures 3 et 4. La figure 2 montre le volant du cadre 13, portant le contrepoids habituel 14, qui est opposé au tourillon de manivelle 11. Le contrepoids 14 tourne avec le volant du cadre 13 dans le sens de la flèche 15, tandis que la masse de balourd supplémentaire 1 tourne dans le sens opposé, indiqué par la flèche 16. Les figures 3 et 4 montrent de façon plus détaillée l'embrayage élastique avec une première réalisation d'un équipement d'amortissement 6, qui est connecté en parallèle sur l'embrayage, et produit un amortissement dépendant de la vitesse relative entre le côté menant et le côté mené de l'embrayage. L'embrayage élastique proprement dit est un embrayage en caoutchouc du commerce, en fait l'embrayage "Stromag-Periflex". Il consiste en la partie de moyeu 26, sur lequel un disque de caoutchouc 29 est fixé, au moyen d'un anneau de pression 27 et de vis 28; ce disque est relié à un anneau extérieur 30 par une sorte de denture. L'équipement d'amortissement 6, connecté en parallèle sur cet embrayage, fonctionne par voie hydrodynamique. Il comprend une pièce de moyeu 31, & ailettes 32 placées radialement, posée sur l'arbre d'entraînement 7, qui peut tourner sur des paliers 33, dans un carter rendu étanche par des joints toriques 34. Ce carter présente un pourtour 35 et des parois latérales 36 et 37, qui sont reliées ensémble par des vis 38. Le pourtour 35 se continue par une bride 39-, qui est raccordée par des vis 40 au cercle-extérieur de l'embrayage. Le carter de l'équipement d'amortissement de l'embrayage est subdivisé en chambres individuelles par des parois 41 allant- du pourtour radialement vers l'intérieur. Chacune de ces chambres est de nouveau subdivisée en moitiés de chambres 42, 43 par les ailettes 32 dans la position de repos (donc pour ltembrayage élastique déchargé). Les moitiés de chambres sont reliées entre elles par des fentes 44 et 45, entre la pièce de moyeu 31 avec les ailettes 32 d'une part, et les parties de carter 35, 36, 37, d'autre part. Dans la zone autour de la position médiane, la section des fentes 44 est fortement agrandie par des canaux de déversement 46. Sous l'effet d'un couple variable, qui a sa cause dans le degré d'irrégularité inévitable avec lequel tourne l'arbre principal à cadre, l'embrayage élastique 26-30 est mis en oscillation autour de la position- moyenne. Le meme mouvement pendulaire est exécuté par la pièce de moyeu 31 de l'équipement d'amortissement 6 vis-å-vis du carter plein d'huile. Ici, l'huile est poussée alternativement d'une partie de chambre 42 dans l'autre partie 43 à travers les fentes 44 et 45. Pour de faibles déviations angulaires, le canal de déversement 46 assure un faible étranglement d'écoulement et donc un faible amortissement. Dès qu'il apparaît un état critique, ce qui est le cas en particulier dans le passage par le système d'oscillations de torsion, comprenant essentiellement la masse de balourd 1 et ltembrayage élastique, et si les déviations angulaires dépassent par suite une certaine valeur, le domaine des canaux de déversement 46 est traversé par les ailettes 32, et la faible section résiduelle des fentes 44 et 45, à cause du fort étranglement de l'écoulement d'une partie de la chambre dans 11 autre partie, conduit à de grandes pertes d'écoulement, c'est-a' -dire qu'une grande partie de lténergie de mouvement est transformée sous forme irréversible d'énergie thermique. De la sorte, on évite l'apparition d'oscillations de torsion d'amplitude critique. Les caractéristiques d'amortissement de l'équipement d'amortissement, expliqué ci-dessus, peuvent être influencées par différents paramètres : la quantité d'huile introduite dans le carter, la viscosité de cette huile, la section des fentes et une nervuration éventuelle pour produire une turbulence. En plus de cela, il peut être prévu aussi un amortissement des positions extrêmes, qui est formé selon la figure 4 par des bandeaux 47 s'étendant sur toute la largeur des ailettes 32 et des encoches 48 existant sur des surépaisseurs des parois de séparation 41. Dés qu'aux déviations extrêmes les bandeaux 47 atteignent les encoches 48, l'huile qui y est enfermée a un fort effet de freinage et empêche un déplacement brutal. Les figures 5 et 6 montrent une forme modifiée d'un équipement d'amortissement pour l'embrayage élastique, dans laquelle il s'agit de l'embrayage Stromag Periflex 26-30, connu, expliqué déjà ci-dessus. L'équipement d'amortissement, connecté en parallèle sur cet accouplement élastique, fonctionne selon le principe d'un embrayage à frottement, et engendre une force d'amortissement dépendant du nombre de tours, qui diminue quand le nombre de tours augmente. L'équipement d'amortissement, selon les figures 5 et 6, présente un moyeu 50 fixé sur l'arbre d'entraî- nement, qui porte un tambour de frein 51. Le moyeu 50 est relié aux parois du carter 54 et 55 par des paliers -a rouleaux; ces parois sont réunies par des goujons filetés 56 avec un anneau de carter 53 en un carter fermé; Dans ce carter sont placés, en articulation, dans le cas présent, trois segments de frein 61 avec garnitures de frein 62, qui sont appuyés contre le tambour de frein 51, tandis que la force de pression diminue quand le nombre de tours augmente. A cet effet, sur des goujons 57 fixés dans les parois latérales du carter 54 et 55, des leviers de charge 58 munis de poids-centrifuges 59 peuvent pivoter, chacun d'eux étant associé à un segment de frein qui lui est relié de façon mobile par un goujon 60. Les leviers de charge 58 sont soumis à des ressorts 63, qui s'appuient entre les leviers de charge et le cercle du carter 53, et fournissent la force de pression pour les segments de frein 61 et les garnitures de frein 62 respectivement. Alors qu'au début du mouvement de rotation de l'embrayage à frottement décrit ci-dessus, il est transmis un couple qui est déterminé, en dehors des conditions de frottement, uniquement par les ressorts 63, la masse propre des segments de frein 61 et des leviers de charge 58, renforcée par les poids centrifuges 59, agit par nombre de tours croissant contre la force élastique, et donc en décharge. Avant d'atteindre le nombre de tours du fonctionnement final (nombre de tours nominal), pour un dimensionnement approprié, l'effet de la force centrifuge devient si grand que les segments 61 sont soulevés du tambour de frein 51-, ce qui fait qu'il n'y a plus de couple de frottement. Le fonctionnement ci-dessus fait en sorte qu'au passage de la gamme de nombre de tours critique du dispositif de transmission située bien en-dessous du nombre de tours nominal, il existe un couple d'amortissement qui empêche l'apparition d'amplitudes d'oscillation trop fortes et donc de crêtes de charge excessives pour le système pour la transmission de la force d'entrainement à la masse de balourd supplémentaire 1. Mais ce couple d'amortissement disparaît complètement par le soulèvement des segments de frein 61 du tambour de frein 51 dans la gamme du nombre de tours nominale, de sorte que la fonction de compensation de l'embrayage élastique est pleinement efficace. Les embrayages élastiques décrits cidessus, avec un amortissement qui, de façon générale, dépend de la vitesse de rotation, permettent l'emploi dans les cas d'entraînements où le nombre de tours subit des fluctuations rythmiques relativement fortes (degré d'irrégularité) et où de grosses masses tournantes doivent être entraînées. Dans de tels cas, une liaison élastique de grande flexibilité est très avantageuse, parce que les chocs d'accélération et de décélération, qui sont autrement inévitables, sont tenus a' l'écart des éléments de transmission. Mais une liaison élastique de grande flexibilité signifie que la fréquence propre du système d'oscillations de torsion : embrayage élastique - éléments de transmission - masse en rotation est très en-dessous du nombre de tours de fonctionnement : le système d'oscillations de torsion est donc réglé bas.Mais les grandes masses tournantes imposent en même temps des intervalles d'accélération relativement longs pour le démarrage ou l'arrêt de tels groupes, de sorte qu'il est impossible de traverser le nombre de tours critique, situé en-dessous du nombre de tours de fonctionnement, assez vite pour éviter la résonance d'oscillation. Mais, grâce à l'amor- tissement prévu selon l'invention, ia résonance d'oscillation n'a plus d'effet dangereux. Mais, d'autre part, l'amortissement est de nouveau supprimé dans le cas où il serait gênant, c'est-à-dire dans la gamme du nombre de tours de fonctionnement, où il disparaît tout à fait, ou au moins jusqu'à un couple résiduel insignifiant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif muni d'un embrayage élastique, pour transmettre lténergie d'entraînement d'un arbre principal à cadre à une masse de balourd tournante servant à compenser les forces d'inertie libres du cadre, dans lequel la gamme de la fréquence propre. du système à oscillations de torsion, consistant essentiellement dans l'embrayage et la masse de-balourd, est en-dessous de la vitesse de rotation de fonctionnement de l'arbre principal à cadre, caractérisé par un dispositif (6), qui amortit les mouvements relatifs entre le côté menant (26 et pièces raccordées). et le côté mené (30 et pièces raccordées) de l'embrayage, de façon telle que l'amortissement dans la gamme de la fréquence propre du système à oscillations de torsion est plus grand au nombre de tours de fonctionnement. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortissement dépend de la vitesse relative entre le côté menant (26 et pièces raccordées) et le côté mené (30 et pièces raccordées) de l'embrayage. 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amortissement est produit par étran glement d'un écoulement dtagent sous pression, produit par le mouvement relatif entre le côté menant et le côté mené de 1' embrayage. 40) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étranglement est plus faible pour les mouvements relatifs de petite amplitude (46) que pour les mouvements relatifs de grande amplitude. 50) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étranglement est réglable, de façon à peu près symétrique, par rapport à la position médiane-que prennent le côté menant et le côté mené de l'embrayage en fonctionnement nominal. 60) Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que l'amortissement dépend du nombre de tours moyen de l'arbre principal à cadre (10). 70) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'amortissement est produit par un embrayage-à frottement (50-63) connecté en parallèle sur l'embrayage élastique (26-30), dont le couple de frottement diminue quand le nombre de tours augmente. 80) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le couple de frottement présente une valeur nulle au nombre de tours de fonctionnement. 90) Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le couple de frottement est produit par une force élastique (63) et peut être diminue par des poids centrifuges (58, 59, 61) agissant contre la force élastique.