Brevet FR2548263A1 — publié le 19850104

Mécanisme à dispositif de protection contre des surcharges, notamment pour l'entraînement de rabots à charbon et analogues. L'invention concerne un mécanisme destiné notamment à l'entraînement de rabots à charbon, de convoyeurs à chaînes à raclettes et analogues, muni d'un dispositif de protection contre des surcharges qui comprend un organe de mesure soumis au courant des forces 10 parcourant le mécanisme, commandant un accouplement de surcharge séparant la sortie du mécanisme de l'entraînement en fonction de la charge apparaissant à la sortie du mécanisme. On connatt un mécanisme de ce type muni d'un dispositif de protection contre des surcharges par le document DE A-30 43 237 Pour 15 mesurer le couple de rotation à la sortie du mécanisme ou l'état de la charge à laquelle est soumise la chaîne à rabot, on utilise des jauges d'allongement disposées sur l'arbre de sortie du mécanisme Les signaux électriques de sortie du dispositif de mesure constitué par les jauges d'allongement sont utilisés pour la manoeuvre de l'accouplement de 20 surcharge incorporé dans le mécanisme en vue de réaliser un dispositif de protection en cas de surcharge La transmission des valeurs de mesure doit être réalisée à l'aide de bagues glissantes Un dispositif de commande électronique commande l'accouplement de surcharge qui peut être déconnecté hydrauliquement au moyen d'une électrovanne Le fluide 25 de pression servant à la commutation de l'accouplement de surcharge est amené de l'extérieur par l'intermédiaire d'un passage tournant pratiqué dans l'arbre d'accouplement. Le but de l'invention est de proposer un mécanisme, notamment pour l'entraînement de rabots à charbon, de convoyeurs à chaînes à raclettes 30 et autres mécanismes à chaîne de nature quelconque, avec lequel on puisse éviter l'utilisation de bagues glissantes soumises à l'usure pour la transmission des valeurs de mesure, et dans le cas d'un accouplement de surcharge prévu pour être commuté hydrauliquement, celle d'un passage tournant qui est coûteux. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que le mécanisme comprend un étage planétaire dont la partie qui est immobile pendant le fonctionnement est accouplée par une denture à la partie tournante de l'accouplement de surcharge qui est montée de façon à tourner librement quand l'accouplement de surcharge est désaccouplé, et dont la partie de contre-accouplement est empêchée de tourner par l'organe de mesure servant d'organe de retenue. Grâce à cette forme donnée au mécanisme et à son dispositif de protection contre des surcharges, l'organe de mesure est donc associé à la partie de l'accouplement de surcharge agissant en tant que frein qui 10 reste immobile pendant le fonctionnement, de manière que l'on puisse éviter d'utiliser des contacts glissants pour la transmission des signaux de mesure électriques et les remplacer par une simple liaison au moyen de conducteurs électriques De plus, quand on utilise un accouplement de surcharge à commande électro-hydraulique, on a la 15 possibilité de réaliser l'amenée du fluide de pression déterminant la commutation de l'accouplement par l'intermédiaire d'une liaison par conduites disposées dans la partie du contre-accouplement qui est immobile, ce qui permet de se dispenser d'un passage tournant qui est coûteux La mesure de la charge par l'organe de mesure s'effectue par 20 l'intermédiaire de la force de retenue par laquelle la partie de l'étage planétaire qui est immobile pendant le fonctionnement est retenue La partie de l'étage planétaire qui reste immobile peut être le support planétaire; mais il peut être avantageusement constitué par la roue creuse ou à denture intérieure de l'étage planétaire, qui comprend une denture extérieure pour l'accouplement d'entraînement avec la partie tournante de l'accouplement de surcharge La partie tournante de l'accouplement de surcharge est alors avantageusement constituée sous forme d'un tambour de frein muni d'une denture extérieure qui est accouplé, de préférence par une roue intermédiaire, à la partie fixe de 30 l'étage planétaire. L'organe de mesure équipé de jauges d'allongement ou analogues permet une mesure de grande précision du couple de rotation pendant le fonctionnement L'organe de mesure est constitué de préférence par une simple tige de mesure ou analogue, équipée de jauges d'allongement. L'organe de mesure ou la tige de mesure est alors avantageusement monté de façon à être facilement remplacé dans une chambre de réception disposée dans un emplacement d'accès facile dans le mécanisme ou dans son carter L'organe de mesure ou la tige de mesure peut alors être simultanément constitué sous forme d'une pièce de fermeture fermant la chambre de réception, que l'on peut fixer par exemple au moyen d'un filetage dans cette chambre de réception. Dans une forme d'exécution constructive avantageuse, la partie de contreaccouplement de l'accouplement de surcharge comprend une joue munie sur sa périphérie d'une surface de butée s'appuyant contre l'organe de mesure, soit directement soit indirectement par un élément intermédiaire L'élément intermédiaire peut être constitué par une simple tige de pression, qui ferme la chambre de réception de façon étanche de façon que lorsqu'on change l'organe de mesure l'huile ne puisse pas s'échapper du logement dans lequel est disposé 15 l'accouplement de surcharge. Comme mentionné, on utilise de préférence pour l'accouplement de surcharge un accouplement électro-hydraulique qui peut commuter pratiquement sans délai en cas de surcharge. Pour maintenir la durée de réponse du mécanisme de protection 20 contre des surcharges à une valeur inférieure dans la mesure du possible à 25 millisecondes, on utilise avantageusement pour la manoeuvre de l'accouplement de surcharge une électrovanne dont la durée de commutation est au maximum d'environ 20 milliseconde, et de préférence de moins de 10 millisecondes Les servo-vannes connues à 25 commande magnétique et à étage pilote hydraulique préliminaire disposent de ces temps de commutation de courte durée Ces vannes fonctionnent avec une circulation en position zéro, c'est-à-dire avec un circuit de fluide qui est constant en position zéro Cette circulation en position zéro peut être utilisée pour maintenir un circuit de fluide sous pression dans le système hydraulique comprenant la chambre de pression de l'accouplement de surcharge, le système hydraulique étant ainsi maintenu sous une pression préalable prédéterminée qui réduit encore plus la durée de réponse de l'accouplement de surcharge. L'accouplement de surcharge est constitué avantageusement par un accouplement à lamelles pouvant être désaccouplé électro -hydrauliquement La partie de contre-accouplement qui s'appuie contre l'organe de mesure peut alors comprendre la liaison par conduites qui sont reliées à la chambre de pression de l'accouplement Il est en outre avantageux de monter l'accouplement de surcharge dans le carter du mécanisme ou dans un carter rapporté qui comprend la chambre destinée à l'organe de mesure. Quand il s'agit en particulier d'un dispositif d'entraînement à sens de rotation réversible, l'agencement est avantageusement prévu 10 pour que la partie de contre-accouplement de l'accouplement de surcharge soit empchéede tourner dans les deux sens de la rotation par deux organes de mesure diamétralement opposes. Le mécanisme selon l'invention peut être constitué par une partie de mécanisme à roues dentées droites et par un étage planétaire, qui 15 forme la sortie du mécanisme ou l'entrée du mécanisme. La partie d'entraînement à roue dentée droite et l'étage planétaire sont réunis dans un carter commun avec l'accouplement de surcharge de manière à constituer un ensemble compact. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail dans ce qui 20 suit, avec référence aux exemples de réalisation montrés sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe horizontale du mécanisme comprenant l'accouplement de surcharge selon l'invention, la figure 2 est une vue simplifiée de l'étage planétaire 25 comportant le tambour de frein qui lui est associé et l'organe de mesure constitué sous forme d'une tige de mesure, la figure 3 est une vue partielle de dessus de l'organe de mesure comprenant les jauges d'allongement montées sur lui. Le mécanisme 1 qui est représenté est prévu de préférence pour des 30 entraînements à chatne et en particulier pour l'entraînement d'un-tabot à charbon entra Tné par chaîne ou pour des convoyeurs à chatnes à raclettes tels qu'on les trouve surtout dans les exploitations minières souterraines Le mécanisme I comprend dans un carter commun 2 une partie d'entratnement à roues dentées droites 3 et un étage planétaire 35 4 monté à la suite L'arbre d'entrée du mécanisme est indiqué en 5 et son arbre de sortie en 6 Quand il s'agit d'un entraînement de rabot, la roue de la chatne à rabot est reliée à l'arbre de sortie 6. Le train d'engrenages de la partie 3 du mécanisme à roues dentées droites comprend les roues dentées droites 7, 8, 9 et 10 La roue dentée droite 7 est montée sur l'arbre d'entrée 5 monté dans le carter 2, alors que la roue dentée droite 10 est montée sur un arbre 11 qui est en alignement axial avec l'arbre de sortie 6 du mécanisme Un arbre 12 est monté solidaire en rotation de l'arbre 11, cet arbre 12 portant la roue soleil 13 de l'étage planétaire 4 Avec la roue soleil 13 10 engrènent trolis roues planétaires 14, qui sont montées de façon rotative sur des axes 16 dans un support de roues planétaires commun 15 Les roues planétaires 14 sont en prise avec la roue creuse 17 qui entoure coaxialement la roue soleil 13, roue creuse qui comprend une denture intérieure 18 en vue de l'engrènement avec les roues planétaires 14, et une denture extérieure 19 Le support planétaire 15 supporte l'arbre de sortie 6 du mécanisme 1. Dans le carter 2 du mécanisme est monté latéralement, à c 6 té de l'étage planétaire 4, un accouplement de surcharge 20 fonctionnant comme un frein Ce dernier est constitué par un accouplement à lamelles 20 pouvant être commuté électro-hydrauliquement Il comprend une partie tournante 21 montée de façon à tourner librement dans le carter, et une partie de contre-accouplement 22 disposée coaxialement par rapport à la première Entre la partie tournante 21 et la partie de contre-accouplement 22 est prévu de manière habituelle le paquet de 25 lamelles 23 qui sont en partie solidaires en rotation de la partie tournante 21 et en partie solidaires en rotation de la partie de contre-accouplement 22, tout en pouvant se déplacer axialement La partie tournante 21 est constituée sous forme d'un tambour de frein. Elle comprend une denture extérieure 24 avec laquelle elle est 30 accouplée à la partie du mécanisme qui est immobile pendant le fonctionnement, à savoir la roue creuse 17 Comme le montre la figure 2, l'accouplement d'entraînement est réalisé au moyen d'une petite roue intermédiaire 25 à denture extérieure, qui engrène d'une part avec la denture extérieure 19 de la roue creuse 17 et d'autre part avec la 35 denture extérieure 24 de la partie tournante 21 de l'accouplement de surcharge La partie tournante 21 ou le tambour de frein est monté dans des paliers 25 du carter La partie de contre-accouplement 22 est montée sur un tronçon d'arbre 26 qui est monté dans des paliers 27 et 28 et supporte une joue 29 La joue 29 comprend sur sa périphérie un évidement présentant une surface de butée radiale 30. Le carter 2 du mécanisme 1 est muni sur la périphérie de la joue 29 d'une chambre de réception 31 constituée par un alésage et destinée à un organe de mesure 32 qui, comme le montre en particulier la figure 2, est constitué sous forme d'une tige de mesure portant dans une 10 section de sa tige 33 de diamètre réduit au moins une jauge d'allongement 34, et dans le cas présent quatre jauges d'allongement 34 disposées en diagonale, par rapport à l'axe de la tige La partie de la tige de diamètre plus fort est munie d'un filetage 35 A que l'on visse de l'extérieur dans le filetage interne de la chambre de réception 31. 15 Ainsi l'organe de mesure 32 est fixé dans la chambre de réception 31 et ferme celle-ci vis-à-vis de l'extérieur L'organe de mesure constitue donc simultanément un élément de fermeture pour la chambre de réception. Ce logement se prolonge axialement vers l'interieur par un alésage qui reçoit une tige de pression 35 constituant un organe intermédiaire 20 s'appuyant par l'une de ses extrémités contre la surface de butée de la joue 29 et par sont autre extrémité contre l'organe de mesure 32 L'organe de mesure et la tige de pression sont disposés sensiblement tangentiellement à la joue 29 Quand l'accouplement de surcharge est accouplé, la partie de contre-accouplement 22 s'appuie au moyen de la tige de pression 35 contre l'organe de mesure 32 Quand l'accouplement de surcharge est accouplé, la roue creuse 17 est donc également empêchée de tourner. Quand il s'agit d'un mécanisme d'entraînement dont le sens de rotation est réversible, on peut également associer à la joue 29 deux 30 organes de mesure 32 diamétralement opposés dans l'agencement représenté, de manière que la partie de contre-accouplement 22 et de ce fait également la roue creuse 17 soient empêchées de tourner dans les deux sens par les deux organes de mesure en forme de tiges. La partie de contre-accouplement 22 supporte une bague de pression 36 mobile dans le sens axial, qui s'applique contre le paquet de lamelles 33 Entre la bague de pression 36 et une joue annulaire de la partie de contre-accouplement 22 est prévue une chambre de pression de forme annulaire 37 qui, lorsqu'elle est soumise à la pression, déplace 5 axialement la bague de pression 36 à l'encontre de la force de rappel d'un dispositif à ressort de fermeture (non représenté), ce qui fait que l'accouplement de surcharge 20 est désaccouplé La chambre de pression 37 est reliée par des canalisations 38 et 39 à une source extérieure d'agent de pression hydraulique Les canalisations 38 et 39 10 sont constituées sous forme d'alésages disposés axialement et radialement dans le tourillon 26 de l'arbre et dans la partie voisine de la pièce de contre-accouplement 22 disposée sur lui. En fonctionnement et comme indiqué ci-dessus, la roue creuse 17 de l'étage planétaire 4 est empêchée de tourner du fait de son appui 15 contre l'organe de mesure 32 quand l'accouplement de surcharge 20 est accouplé La charge ou le couple de rotation existant à la sortie 6 du mécanisme est continuellement mesurée par la force de retenue agissant sur l'organe de mesure 32 Les valeurs de mesure électriques sont appliquées par l'intermédiaire de conducteurs 40 (figure 3), qui sortent du logement 31, à un dispositif de commande électronique (non représenté) qui commande l'accouplement de surcharge 20 en fonction de la mesure du couple de rotation existant à la sortie du mécanisme et de manière qu'en cas de dépassement d'un couple de rotation prédéterminé, par exemple en cas de blocage du rabot, l'accouplement de surcharge 20 25 soit désaccouplé hydrauliquement par commutation d'une électrovanne associée à l'accouplement de surcharge, ce qui fait que la roue creuse 17 de l'étage planétaire 4 peut alors tourner librement avec la partie tournante 21 de l'accouplement de surcharge 20 et séparer ainsi la sortie du mécanisme de l'entraînement Pour obtenir des temps de 30 commutation aussi courts que possible, l'électrovanne connue est constituée de préférence par une servo-vanne connue en soi dont la durée de commutation est au maximum d'environ 20 millisecondes, et de préférence inférieure à 10 millisecondes Quand l'accouplement de surcharge 20 est accouplé, un circuit continu d'agent sous pression 35 peut passer dans les conduites 38 et 39, ce qui permet de disposer d'un système hydraulique incorporant la chambre de pression 37 et de maintenir le système hydraulique sous une pression prédéterminée Cette mesure contribue également à réduire le temps de réponse de l'accouplement de surcharge. REVENDICATIONS 1 Mécanisme destiné notamment à l'entraînement de rabots à charbon, de convoyeurs à cha$nes à raclettes et analogues, muni d'un dispositif de protection contre des surcharges qui comprend un organe de mesure soumis au courant des forces parcourant le mécanisme, commandant un accouplement de surcharge séparant la sortie du mécanisme de l'entraînement en fonction de la charge apparaissant à la sortie du mécanisme, caractérisé en ce que le mécanisme ( 1) comprend un étage planétaire ( 4) dont la partie ( 17) qui est immobile pendant le fonctionnement est accouplée par une denture à la partie tournante ( 21) de l'accouplement de surcharge qui est montée de façon à tourner librement quand l'accouplement de surcharge ( 20) est désaccouplé, et dont la partie de contre-accouplement ( 22) est empêchée de tourner par l'organe de mesure ( 32) servant d'organe de retenue. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie du mécanisme qui est immobile en fonctionnement est constituée par la roue creuse ou à denture interne ( 17) de l'étage planétaire ( 4), roue qui présente une denture extérieure ( 19) pour l'accouplement d'entra Tnement avec la partie tournante ( 21) de l'accouplement de 20 surcharge ( 20). 3 Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie tournante ( 21) de l'accouplement de surcharge ( 20) est constituée sous forme d'un tambour de frein comportant une denture extérieure ( 24), tambour qui est accouplé de préférence au moyen d'une 25 roue intermédiaire ( 25) avec la partie fixe ( 17) du mécanisme de l'étage planétaire ( 4). 4 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 23) est constitué par une tige de mesure munie de jauges d'allongement ( 34). 5 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 32) ou la tige de mesure est disposé dans une chambre de réception ( 31) o il peut être facilement remplacé. 6 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 35 caractérisé en ce que la partie de contre-accouplement ( 22) comprend une joue ( 29) qui présente à sa périphérie une surface de butée ( 30) s'appliquant contre l'organe de mesure ( 32), soit directement soit indirectement au moyen d'un élément intermédiaire ( 35). 7 Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire ( 35) est constitué par une tige de poussée. 8 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 32) est constitué simultanément sous forme d'une pièce de fermeture munie de préférence d'un filetage et fermant la chambre de réception ( 31). 9 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'accouplement de surcharge ( 20) est constitué par un accouplement à lamelles pouvant être désaccouplé électrohydrauliquement, et en ce que la partie de contre-accouplement ( 22) qui s'appuie eontre l'organe de mesure ( 32) comprend la liaison par 15 conduites ( 38, 39) allant à la chambre de pression ( 37) de l'accouplement de surcharge. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'accouplement de surcharge ( 20) est monté dans le carter ( 2) du mécanisme ou dans un logement raccordé à ce dernier, 20 qui comprend la chambre de réception ( 31) destinée à l'organe de mesure. 11 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie de contre-accouplement ( 22) est empêchée de tourner dans les deux sens par deux organes de mesure ( 32) 25 diamétralement opposes. 12 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est constitué par une partie d'entraînement à roues dentées droites ( 3) et par un étage planétaire ( 4) monté à l'amont ou à l'aval de cette dernière. 30