Brevet FR2535221A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne un broyeur à cylindres et à auge comportant: un porte cylindres Surlequel sont montés au moins deux cylindres broyeurs, une auge de broyage montée au-dessous du portecylindres, sur un palier axial de butée, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical, un dispositif d'entraînement de l'auge de broyage disposé au-dessous du palier axial de butée, et un réducteur placé entre le dispositif d'entraî- nement et l'auge de broyage, comportant un carter sensiblement cylindrique qui soutient le palier axial de butée et qui s'appuie lui-même sur une bride annulai- re faisant saillie vers l'extérieur. Dans le cas d'un broyeur connu à cylindres et à auge de ce genre (DE-OS 27 16 025, Fig 2), le carter du réducteur a une partie supérieure cylindri- que qui s'appuie, par une bride annulaire qu'il forme et qui dépasse vers l'extérieur, sur une bride corres- pondante d'une partie inférieure du carter, à laquelle elle est vissée La partie inférieure du carter repose sur une fondation à laquelle elle transmet les forces qui sont exercées par les cylindres broyeurs sur l'au- ge de broyage et qui sont transmises à la partie supé- rieure du carter par le palier axial de butée La par- tie inférieure du carter subit ainsi de fortes contrain- tes pendant la marche, engendrées non seulement par des forces axiales, mais aussi du fait de forces agis- sant dans la direction périphérique ainsi que dans la direction radiale Ces forces varient selon les condi- tions de fonctionnement et la nature du produit à bro- -2- yer, et elles produisent aussi des moments de fle- xion C'est pourquoi la partie inférieure du car- ter ne peut pas être exempte de déformations qui ont un effet néfaste sur le réducteur et sur un engrenage d'angle qui fait partie du dispositif d'entraînement et qui est monté en amont du réducteur; comme ce der- nier, il est logé dans la partie inférieure du carter. Les diagrammes de forces des dentures de ces deux en- grenages peuvent devenir nettement moins bons par suite de déformations de la partie inférieure du car- ter Cependant, la partie supérieure du carter n'est pas non plus à l'abri des effets de déformation, ce qui peut rendre également beaucoup moins bonnes le diagramme de force du palier axial de butée. C'est pourquoi le but de l'invention est de développer un broyeur à cylindres et à auge du genre indiqué plus haut, de telle manière que, bien que le carter soit réalisé avec des moyens peu impor- tants, les forces transmises par le palier axial soient sensiblement sans effet sur les diagrammes de force-des dentures d'engrenage et du palier axial. Ce but est atteint selon l'invention, grâce au fait que la bride s'appuie sur un bâti qui maintient aussi le porte-cylindres. On obtient ainsi que les forces exercées par les cylindres de broyage sur l'auge de broyage et transmises par-celle-ci au bâti, ou leurs forces de réaction, soient renvoyées au porte-cylindres, en pas- sant par la bride, sur un trajet court, sans que des éléments quelconques du dispositif d'entraînement si- tués au-dessous de la bride mentionnée subissent des contraintes. Selon une caractéristique préférentielle 2535 c 21 -3- de l'invention, la bride est reliée au porte-cylindres par au moins deux tirants Ainsi, les éléments princi- paux du broyeur à cylindres et à auge, en commençant en haut par le portecylindres et en finissant en bas par la bride, sont maintenus ensemble comme une uni- té compacte dans laquelle les forces de broyage et les forces de réaction correspondantes se compensent, de sorte que le bâti ne doit absorber, pour l'essentiel, que des charges dues à la pesanteur. La bride peut s'appuyer sur une saillie du bâti et le porte-cylindres peut être monté sur ce bâti de façon à pouvoir coulisser verticalement. En variante, la bride peut être accrochée au porte-cylindres par l'intermédiaire des tirants, et le porte-cylindres peut s'appuyer sur une saillie du bâti. Il est judicieux que le palier axial de butée présente, comme d'habitude, un grand nombre de segments de palier Selon l'invention, le nombre de tirants est de préférence soit la moitié, soit le quart du nombre de segments de palier On obtient ain- si que les déformations soient toujours de même gran- deur à tous les points d'appui des segments et que, ainsi, les charges subies par les différents segments de palier soient égales. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bride présente une surface d'appui annulaire pour le carter dont le diamètre moyen cor- respond, tout au moins approximativement, avec le diamètre moyen du carter lui-même et le diamètre mo- yen du palier axial Il en résulte que les moments de flexion des forces axiales de broyage qui se manifes- tent dans la bride sont écartées du carter dans une large mesure, sinon entièrement. -4- Enfin, la bride est de préférence réali- sée de telle façon que le réducteur puisse être déplacé latéralement hors du bâti, au-delà de la bride, en même temps que le palier axial de butée. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins schémati- ques annexés qui en représentent des exemples de réalisation. Les Figures 1 à 4 représentent quatre modes de réalisation différents d'un boyeur à cylin- dres et à auge conforme à l'invention, vu en coupe axiale. Les Figures 5 et 6 sont des diagrammes de déformation en fonction de la force axiale pour deux variantes de chacun des modes de réalisation représentés aux Figures 1 à 4. L'élément porteur de tous les modes de réalisation représentés aux Figures 1 à 4 d'un bro- yeur à cylindres et à auge est un carter 20 sensi- blement cylindrique sur lequel une plaque-support 22 est montée, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical 24, au moyen d'un palier axial de bu- tée 26, d'un palier axial de contre-butée 27 et d'un palier radial 28 Audessous du carter 20, il y a un dispositif d'entraînement 30 qui, selon la Figure 1, peut être constitué par un engrenage d'an- gle et un moteur électrique horizontal qui n'est pas représenté, ou, selon les Figures 2 à 4, par un moteur électrique vertical à plusieurs pôles, le cas échéant, comme à la Figure 4, avec son propre réducteur 31 qui lui est associé directement Le dispositif d'entraînement 30 de la Figure 1 a un ar- bre moteur horizontal 32 pourvu d'un pignon conique -5- 34 qui engrène avec une roue conique 36 en forme de plateau montée sur un arbre de sortie 38 dont l'axe se confond avec l'axe 24 A l'extrémité supérieure de l'arbre de sortie 38, sont prévus un pivot 48 dont le dessus est bombé, ainsi qu'une denture exté- rieure d'accouplement 48 Les dispositifs d'entraîne- ment 30 représentés aux Figures 2 à 4 sont réalisés de façon analogue. Le carter 20 est un élément constitutif d'un réducteur 50 réalisé sous la foerm d'un engrenage planétaire Il comprend une roue planétaire 52 centrée sur l'axe vertical 24, avec un pivot 54 qui fait sail- lie vers le bas et dont la face inférieure est plane et s'appuie sur le dessus bombé du pivot 46 Le pivot 54 est lui aussi pourvu d'une denture extérieure 56 d'accouplement qui est reliée à la denture d'accouple- ment 48 par un manchon d'accouplement 58 à denture intérieure Le manchon d'accouplement 58 s'appuie, pour empêcher son décalage axial vers le bas, sur la dentu- re d'accouplement 48 de l'arbre de sortie 38. La roue planétaire 52 engrène avec trois roues satellites 60 montées, à des intervalles angu- laires réguliers, sur un porte-satellites 62 Toutes les roues satellites 60, dont une seule est représen- tée, engrènent avec une denture intérieure 64 réali- sée directement sur le carter 20. Une bague d'appui 70 est encastrée dans la surface supérieure du carter 20. Une bague de maintien 74 est soutenue et centrée sur le carter 20 à l'intérieur de cette bague d'appui 70 La bague de maintien 74 soutient et centre elle-même le palier radial 28 En outre, un collet d'étanchéité 78 est appuyé et centré sur le carter 20; -6- il assure l'étanchéité par rapport à la plaque -support 22. Le palier axial de butée 26 comprend une bague de palier supérieure 80 qui est fixée sur la plaque- support 22 ainsi qu'une couronne de segments d'appui supérieure 82 qui s'appuie sur la bague d'appui infé- rieure 70 de façon à pouvoir basculer et dont chacun est encastré dans un segment de palier 84 La bague de palier 80 s'appuie sur les segments de palier 84 lo avec un contact glissant. Une couronne de palier 86 est en outre vissée à la face inférieure de la plaque-support 22; cette couronne est montée dans le palier radial 28 et le porte-satellites 62 est fixé sur elle. Le carter 20 repose sur une surface d'ap- pui annulaire 88 qui se trouve sur le dessus d'une bri- de annulaire 90 qui dépasse radialement vers l'extérieur. La surface d'appui annulaire 88 a un dia- mètre moyen qui correspond au diamètre moyen du carter et à celui du palier axial de butée 26. Dans le cas de l'exemple de réalisation de la Figure 1, la bride 90 s'appuie sur une saillie 98 d'un bâti 100 par l'intermédiaire d'un élément sup- plémentaire annulaire 96 fixé sur elle La même chose s'applique, de façon appropriée, à l'exemple de réalisa- tion de la Figure 2 pour lequel, toutefois, la bride annulaire 90 et le carter 20 sont d'une pièce Dans l'exemple de réalisation de la Figure 3, la bride an- nulaire 90 est d'une pièce avec la saillie 98 du bâti A la Figure 4, en revanche, la bride annulaire 90 est accrochée à la saillie 98, qui est en conséquence disposée plus haut sur le bâti 100. Selon les Figures 1 et 2, le bâti 100 peut -7- posséder des colonnes 102 qui reposent sur une fonda- tion 104 et qui forment la saillie 98 ou la suppor- tent. Dans tous les exemples de réalisation re- présentés, la bâti 100 comporte quatre glissières ver- ticales 106 placées tous les 900 Selon les Figures 1 à 3, ces glissières de guidage 106 guident, de façon qu'il puisse être décalé verticalement, un porte-cylin- dres 108 en forme de croix, tout en l'empêchant de tourner autour de l'axe 24 Plusieurs cylindres de bro- yage 110 deux dans les exemples représentés sont montés sur le portecylindres 108 Les cylindres de broyage 110 peuvent rouler sur la surface intérieure d'une auge de broyage 112 qui repose sur la plaque- support 22, sur laquelle elle est centrée, et avec laquelle elle peut tourner autour de l'axe vertical 24. Le porte-cylindres 108 est relié à la bride annulaire 90 par quatre tirants 114 quatre dans les exemples de réalisation représentés répartis réguliè- rement autour de l'axe vertical 24 et parallèles à celui-ci Les tirants 114 présentent chacun un dispo- sitif de serrage 116 et ils sont réglés de telle façon qu'ils participent aussi uniformément que possible à la transmission des forces de réaction qui résultent des forces axiales exercées pendant la marche par les cylindres-broyeurs 110 sur l'auge de broyage 112. Dans le cas dés exemples de réalisation des Figures 1 à 3, la charge subie par les tirants 114 correspond aux forces de réaction indiquées moins le poids proprement dit du porte-cylindres 108 avec les cylindres- broyeurs 110 A la Figure 4, en revanche, la bride annulaire 90 est accrochée à la saillie 98 par l'intermédiaire des tirants 112 et du porte-cylin- dres 108; par conséquent, dans cet exemple de réalisa- tion, les tirants 114 doivent transmettre, outre les forces de réaction mentionnées, le poids de la bride annulaire 90 et de tous les éléments du broyeur qu'elle soutient Dans les deux cas, le bâti 100 ne subit pas de contraintes provenant des forcés axiales de broya- ge et des forces de réaction correspondantes, car ces forces se neutralisent réciproquement, par l'inter- médiaire des tirants 114, par le chemin le plus court possible. La Figure 5 est une représentation déve- loppée simplifiée du palier axial de butée 26, dans le cas o il est prévu quatre tirants 114 et o le carter 20 s'appuie sur huit segments de palier 84, donc o le nombre de segments de palier 84 est le double du nombre de tirants 114 Les forces exercées par les tirants 114 sur la bride annulaire 90 sont représentées chacune par un couple de flèches 114 '. Les forces qui agissent en retour de la bride 90 sur le carter 20 sont désignées par 92 ' Les défor- mations f 20 du carter 20 qui se produisent aux points d'appui des segments de palier 84 sont, avec un dis- positif de ce genre, de même grandeur à tous les points d'appui et, ainsi, également à tous les seg- ments de palier 84, indépendamment de la charge to- tale Il en est de même, de façon analogue, pour la déformation f 90 de la bride annulaire 90. A titre de comparaison, la Figure 6 indi- que, dans un développement du quart du palier axial de butée 26, les déformations f 20 et f 90 qui se pro- duisent, pour la même charge appliquée au broyeur, quand le carter 20 repose sur seize segments de pa- lier 84, le nombre de tirants 114 étant de nouveau de quatre. REVENDICATIONS - 1 Broyeur à cylindres et à auge comprenant: un porte-cylindres ( 108) sur lequel sont montés au moins deux cylindres broyeurs ( 110), une auge de broyage ( 112) montée au-dessous du porte- cylindres ( 108), sur un palier ( 26) axial de butée, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical ( 24), un dispositif d'entraînement ( 30) de l'auge de broyage ( 112) placé au-dessous du palier ( 26) axial de butée, et un réducteur ( 50) placé entre le dispositif d'en- traînement ( 30) et l'auge de broyage ( 112) pourvu d'un carter ( 20) sensiblement cylindrique qui supporte le palier ( 26) axial de butée, et qui est supporté lui- même par une bride ( 90) annulaire qui dépasse vers l'ex- térieur, caractérisé en ce que la bride ( 90) s'appuie sur un bâti ( 100) qui supporte aussi le porte-cylindres ( 108). 2 Broyeur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la bride ( 90) est reliée au porte-cylindres ( 108) par au moins deux tirants ( 114). 3 Broyeur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la bride ( 90) s'appuie sur une saillie ( 98) du bâti ( 100) et que le porte-cylindres ( 108) est guidé par le bâti ( 100) de façon à pouvoir être dépla- cé verticalement. 4 Broyeur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la bride ( 90) est accrochée au porte-cy- lindres ( 108) par l'intermédiaire de tirants ( 114) et en ce que le porte-cylindres ( 108) s'appuie sur une sail- lie ( 98) du bâti ( 100). 5 Broyeur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, dont le palier ( 26) axial de butée possède un grand nombre de segments ( 84) de bague de palier, caractérisé en ce que le nombre de tirants ( 114) est égal à la moitié du nombre de segments ( 84) de bague de palier. 6 Broyeur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, dont le palier ( 26) axial de butée possède un grand nombre de segments ( 84) de bague de palier, caractérisé en ce que le nombre de tirants ( 114) est égal au quart du nombre de segments ( 84) de bague de palier. 7 Broyeur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que la bride ( 90) pré- sente une surface d'appui ( 88) annulaire pour le car- ter ( 20) du réducteur, surface dont le diamètre moyen correspond, tout au moins approximativement, au dia- mètre moyen du carter ( 20) lui-même et au diamètre moyen du palier axial ( 26). 8 Broyeur selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que la bride ( 90) est réalisée de telle façon que le réducteur ( 50) puisse être déplacé latéralement hors du bâti ( 100), en même temps que le palier ( 26) axial de butée, au-delà de la bride ( 90). 9 Broyeur selon l'une quelconque des revendi- cations 7 et 8, caractérisé en ce que la bride ( 90) est d'une pièce avec le bâti ( 100). Broyeur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que la bride ( 90) est d'une pièce avec le carter ( 20).