Brevet FR2549134A1 — publié le 19850118

Mécanisme à dispositif de protection contre des surcharges, notamment pour l'entraînement de rabots à charbon et analogues. L'invention concerne un mécanisme destiné en particulier 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 connaît 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 utilisées pour la manoeuvre de l'accouplement de 20 surcharge en vue de désaccoupler le mécanisme 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 de pression servant à la 25 commutation de l'accouplement de surcharge doit être 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 aussi compact que possible, notamment pour l'entraînement de rabots à charbon et de 30 convoyeurs à chatnes à raclettes ou d'autres mécanismes à chaine 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 de préférence commuté hydrauliquement, celle d'un passage tournant qui 35 est coûteux. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que le mécanisme comprend deux étages planétaires montés l'un à la suite de l'autre, l'organe de mesure étant associé en tant qu'organe d'arrêt à la partie du mécanisme d'un étage planétaire qui reste immobile pendant le fonctionnement et l'accouplement de surcharge étant associé en tant que frein à la partie du mécanisme de l'autre étage planétaire qui reste immobile pendant le fonctionnement. Grâce à cette forme donnée au mécanisme et à son dispositif de protection contre des surcharges, l'organe de mesure est donc associé à 10 l'un des étages planétaires de manière à empêcher la partie du mécanisme de cet étage planétaire qui est immobile pendant le fonctionnement de tourner Ceci offre la possibilité d'éviter d'utiliser des contacts glissants susceptibles d'usure pour la transmission des valeurs de mesure et de les remplacer par une simple 15 liaison au moyen de conducteurs électriques L'organe de mesure peut être associé au support planétaire, ou selon une forme de réalisation préférée, à la roue creuse de l'étage planétaire concerné De façon correspondante, l'accouplement de surcharge peut être associé au support planétaire ou de préférence à la roue creuse de l'autre étage 20 planétaire La mesure de la charge par l'organe de mesure qui s'appuie contre le carter du mécanisme est réalisée par la force d'arrêt au moyen de laquelle la partie du mécanisme qui est immobile pendant le fonctionnement, c'est-à-dire qui est empêchée de tourner, est retenue. Quand on utilise un accouplement de surcharge pouvant être désaccouplé 25 hydrauliquement, on peut éviter l'utilisation d'un passage tournant coûteux car il est possible de faire passer le fluide de pression par la partie fixe de l'accouplement. Pour maintenir la durée de réponse du mécanisme de protection contre des surcharges à une valeur inférieure dans la mesure du 30 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 commande magnétique et à étage pilote hydraulique préliminaire 35 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 de 5 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. En ce qui concerne l'organe de mesure, on peut utiliser un simple organe de pression s'appuyant contre le carter du mécanisme et comprenant des jauges d'allongement, en particulier une tige de mesure ou analogue De préférence, l'organe de mesure qui s'appuie contre le carter du mécanisme est disposé sensiblement tangentiellement à la partie du mécanisme qui est immobile ou à la roue creuse de l'étage planétaire, la partie du mécanisme qui est immobile comprenant sur sa 15 périphérie une surface de butée sensiblement radiale par laquelle elle s'appuie directement ou indirectement au moyen d'un élément intermédiaire contre l'organe de mesure qui se trouve alors disposé avantageusement dans une chambre de réception du carter du mécanisme. La transmission de la valeur de mesure électrique est réalisée par 20 l'intermédiaire de conducteurs électriques passant dans la chambre de réception, reliés à un dispositif de commande électronique qui commande l'accouplement de surcharge en fonction du couple de rotation existant à la sortie du mécanisme et de manière qu'en cas de dépassement d'un couple de rotation prédéterminé ou d'une force de traction prédéterminée de la chaîne l'accouplement de surcharge soit désaccouplé et la sortie du mécanisme soit de ce fait séparée de l'entrée du mécanisme. Quand il s'agit d'un entraînement à sens de rotation réversible, il est recommandé d'associer à la partie du mécanisme qui est immobile 30 ou à la roue creuse de l'étage planétaire concerné un organe de mesure du type mentionné en tant qu'organe d'arrêt pour chacun des deux sens de rotation. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, la partie du mécanisme immobile de l'étage planétaire munie de l'accouplement de 35 surcharge comprend une denture extérieure au moyen de laquelle la partie de cet accouplement qui tourne librement est accouplée par engrènement de dents directement ou indirectement au moyen d'au moins une roue intermédiaire quand l'accouplement de surcharge est désaccouplé Il est alors avantageux de constituer la partie tournante 5 de l'accouplement de surcharge sous forme d'un tambour de frein muni d'une denture extérieure Avantageusement et comme mentionné, on utilise pour l'accouplement de surcharge un accouplement à lamelles désaccouplable hydrauliquement, dont la partie de contre-accouplement située à la partie périphérique de l'accouplement et s'appuyant contre 10 le carter est munie d'au moins une canalisation de pression pour l'agent de pression hydraulique. Les deux étages planétaires et l'accouplement de surcharge sont rassemblés dans un carter commun de manière à constituer un ensemble d'entraînement compact L'agencement est alors avantageusement prévu 15 pour que la roue soleil de l'arbre d'entrée supportant un étage planétaire et que la roue soleil de l'arbre de sortie supportant l'autre étage planétaire du mécanisme soient en alignement axial l'un par rapport à l'autre L'accouplement de surcharge peut alors être disposé de façon à économiser de l'espace et coaxialement à ces arbres, 20 ou encore parallèlement à ces derniers dans le carter du mécanisme. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail dans ce qui suit, avec référence aux exemples de réalisation montrés sur les dessins ciannexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un mécanisme selon 25 l'invention, comprend un dispositif de protection contre des surcharges, la figure 2 est une coupe longitudinale d'un second exemple de réalisation d'un mécanisme selon l'invention comprenant un dispositif de protection contre des surcharges, la figure 3 est une coupe transversale des mécanismes des figures 1 et 2, la figure 4 montre un détail à plus grande échelle. Les constitutions du mécanisme représentés sur le dessin sont prévues de préférence pour des dispositifs d'entraînement à chaîne et 35 notamment pour être utilisées pour l'entraînement d'un rabot à charbon entrainé par chaîne ou pour des convoyeurs à chaînes à raclettes, tels qu'on les trouve surtout dans des exploitations minières souterraines. Les mécanismes présentent dans un carter commun 1 deux étages planétaires 2 et 3 montés l'un à la suite de l'autre L'arbre d'entrée du mécanisme est indiqué en 4, et il coïncide axialement avec l'arbre de sortie indiqué en 5 La roue de la chaîne à rabot est reliée à l'arbre de sortie 5 quand il s'agit d'un entraînement de rabot. L'étage planétaire 2 qui est situé du c 8 té de l'entrée comprend la roue soleil 6 disposée sur l'arbre d'entrée 4 monté dans le carter 1 du 10 mécanisme, cette roue étant en prise avec les trois roues planétaires 7 qui sont montées de façon rotative sur des axes 8 d'un support planétaire commun 9 Les roues planétaires 7 sont en outre en prise avec la denture intérieure 10 d'une roue creuse 11 de l'étage planétaire 2. L'étage planétaire 3 situé du côté de la sortie comprend la roue soleil 12, les roues planétaires 13 en prise avec elle, qui sont montées de façon rotative sur des axes 14 d'un support planétaire commun 15, et une roue creuse 16 avec la denture intérieure 17 de laquelle sont en prise les roues planétaires 13 La roue creuse 16 est 20 montée de façon rotative dans le carter 1 du mécanisme. Dans le mécanisme de la figure 1, la roue creuse 11 comprend une partie cylindrique en saillie axiale 9 au moyen de laquelle elle est montée dans des paliers 20, dans le carter du mécanisme A l'intérieur du prolongement cylindrique 19 est disposé un accouplement de surcharge 25 21 entourant l'arbre 4 L'accouplement de surcharge 21 est constitué par un accouplement à lamelles pouvant tre désaccouplé hydrauliquement et comprenant le paquet de lamelles 22 dont les lamelles sont reliées en partie au prolongement cylindrique 19 et en partie à une partie fixe 23 de contre-accouplement dont elles sont solidaires en rotation, mais 30 tout en pouvant se déplacer axialement La partie périphérique de l'accouplement de surcharge 21 qui tourne quand ledit accouplement est désaccouplé est formée par le prolongement cylindrique 19 de la roue creuse 11 La partie 23 du contre-accouplement comprend une bague d'appui fixe 24 contre laquelle s'appuient des paquets de ressorts à 35 disques 25 qui pressent une bague de pression 26 contre le paquet de lamelles 22 et déterminent ainsi l'accouplement Le support planétaire 9 est monté sur un palier 27 sur la bague d'appui La roue creuse 11 comprenant le prolongement cylindrique 19 est constituée à la manière d'un tambour de frein interdisant la rotation de la roue creuse 11 5 quand l'accouplement de surcharge 20 est établi Pour désaccoupler l'accouplement de surcharge 21, on envoie un agent de pression hydraulique dans une chambre de pression de forme annulaire 28 de manière que la bague de pression 26 soit déplacée à l'encontre de la force de rappel exercée par le paquet de ressorts à disques 25 Des 10 canalisations de raccordement 29 constituées par de simples alésages sont pratiquées dans le carter 1 du mécanisme en vue de l'amenée de l'agent de pression hydraulique-vers la chambre de pression 28. A l'autre étage planétaire 3 sont associés deux organes de mesure constitués par de simples tiges de mesure, qui empêchent la roue 15 creuse 16 de cet étage planétaire de tourner dans le carter du mécanisme dans les deux sens Les organes de mesure 30 qui agissent en tant qu'organes de retenue pour la roue creuse 16 s'appuient contre le carter 1 du mécanisme Comme on peut le voir en particulier aux figures 3 et 4, les organes de mesure 30 sont disposés sur les côtés 20 diamétralement opposés de la roue creuse 16 dans des chambres de réception respectives 31 Les organes de mesure 30 sont constitués par des tiges à gradin qui supportent de façon connue des jauges d'allongement 32 disposées diagonalement dans la partie de la tige qui est de diamètre réduit La partie de la tige qui est de plus grand 25 diamètre est constitué sous forme d'un bouchon fileté 33 que l'on peut visser dans un filetage interne de la chambre de réception 31 constituée par un alésage Les organes de mesure 30 sont donc constitués simultanément sous forme de pièces de fermeture en vue de fermer les chambres de réception 31 Ils comprennent des passages 34 30 constitués par des alésages et par lesquels on fait sortir des chambres de réception 31 les conducteurs de raccordement électriques 35 des jauges d'allongement 32 Contre les organes de mesure 30 constitués sous forme de tiges de mesure s'appuient des organes intermédiaires 36 constitués par de simples tiges de pression Les tiges de pression 36 35 sont logées dans des chambres 37 disposées tangentiellement par rapport à la roue creuse 16, ces chambres étant constituées partiellement dans la paroi intérieur du carter 1 du mécanisme et partiellement sur la périphérie extérieure de la roue creuse 16 Cette roue creuse 16 présente respectivement sur ses côtés diamétralement opposés une surface d'appui radiale 38 destinée aux tiges de pression 36 Les tiges de pression 36 sont rendues étanches sur leur périphérie par des garnitures 39, ce qui fait que l'huile ne peut s'échapper du mécanisme quand on dévisse et retire les organes de mesure 30 On peut voir que la roue creuse 16 est empêchée de tourner dans les deux sens par les 10 deux organes de mesure 30 qui sont maintenus par le carter 1 du mécanisme. Lorsque l'accouplement de surcharge 21 est accouplé, la roue creuse 11 de l'autre étage planétaire 2 est également bloquée en rotation, ce qui fait que l'entratnement peut être transmis par 15 l'intermédiaire de la roue soleil 6, des roues planétaires 7 et du support planétaire 9 de l'étage planétaire 2 à l'arbre 18, et par la roue soleil 12 de l'étage planétaire 3 monté à la suite, et partant de sa roue soleil 12, par les roues planétaires 13 et le support planétaire 15 pour parvenir à l'arbre de sortie 5 du mécanisme En 20 fonctionnement, la force de retenue qui agit sur la roue creuse 16 et qui est fonction du couple de rotation existant à la sortie du mécanisme est continuellement mesuré Les signaux de mesure électriques sont transmis par les conducteurs 35 du dispositif de commande électronique (non représenté), lequel déconnecte l'accouplement de surcharge quand apparalt un couple de rotation prédéterminé à la sortie du mécanisme, la roue creuse 11 étant alors débloquée et pouvant tourner librement L'entraînement est donc interrompu Le dispositif de commande électronique commande une électrovanne (non représentée) qui raccorde, quand elle est commutée, la chambre de pression 28 de l'accouplement de surcharge à une source de pression hydraulique (non représentée) par l'intermédiaire de la liaison par les conduites 29 pratiquées dans le carter. Le mécanisme représenté à la figure 2 ne diffère essentiellement de celui de la figure 1 que du fait que l'accouplement de surcharge 21 35 n'est pas monté coaxialement aux arbres 4 et 5 mais parallèlement à ceux-ci dans le carter 1 du mécanisme, c'est-à-dire latéralement et contre l'étage planétaire 2 Les parties correspondantes sont désignées par les mêmes références La roue creuse 11 de l'étage planétaire 2 comprend dans ce cas une denture extérieure 40 avec laquelle la partie 5 tournante 41 de l'accouplement de surcharge 21 qui est montée dans le carter est en prise par une denture extérieure 42 Lorsque l'accouplement de surcharge 21 est connecté, la roue creuse 11 est empêchée de tourner par la partie tournante 41 de l'accouplement qui est constituée sous forme d'un tambour de frein, alors que lorsque 10 l'accouplement de surcharge 21 est désaccouplé la partie tournante 41 ou le tambour de frein peut tourner librement avec la roue creuse 11. La partie de contre-accouplement 23 qui est fixe par rapport au carter 1 du mécanisme et qui est entourée par la partie tournante 41 de l'accouplement de surcharge 21 comprend les conduites de raccordement 15 29 qui conduisent à la chambre de pression 28 L'accouplement de surcharge 21 de la figure 2 n'est représenté que sur un côté de son axe central. REVENDICATIONS 1 Mécanisme destiné en particulier 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 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 comprend deux étages planétaires ( 2, 3) montés l'un à la suite de l'autre, l'organe de mesure ( 30) étant associé en tant qu'organe d'arrêt à la partie ( 16) du mécanisme d'un étage planétaire ( 3) qui reste immobile pendant le fonctionnement et l'accouplement de surcharge ( 21) étant associé an tant que frein à la partie ( 11) du mécanisme de l'autre étage planétaire ( 2) qui reste immobile pendant le fonctionnement. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 30) est associé à la partie fixe ( 16) de l'étage planétaire ( 3) constituant l'entraînement et en ce que l'accouplement de surcharge ( 21) est associé à la partie fixe ( 11) de l'étage planétaire ( 2) constituant l'entrée du mécanisme d'entraînement. 3 Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 30) est associé à la roue creuse rotative ( 16) de l'étage planétaire concerné. 4 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'accouplement de surcharge ( 21) est associé à la 25 roue creuse rotative ( 11). Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 30) est constitué par un organe de pression, notamment une tige de mesure ou analogue, comprenant des jauges d'allongement ( 32) et s'appuyant-contre le carter 30 ( 1) du mécanisme. 6 Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 30) est disposé sensiblement tangentiellement à la partie fixe ( 16) du mécanisme constitué par l'étage planétaire ( 3) concerné, la partie fixe ( 16) du mécanisme comprenant à sa périphérie 35 mune surface de butée sensiblement radiale ( 38) par laquelle elle s'appuie contre l'organe de mesure, soit directement soit indirectement au moyen d'un organe intermédiaire ( 36). 7 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 30) est disposé de façon à pouvoir être facilement remplacé dans une chambre de réception ( 31) du carter du mécanisme. 8 Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 30) est constitué dans le meme temps sous forme d'une pièce de fermeture qui ferme la chambre de réception ( 31). 9 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un organe de mesure particulier ( 30) est associé en tant qu'organe de retenue à la partie fixe ( 16) du mécanisme pour chacun des deux sens de rotation. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 15 caractérisé en ce que la partie fixe ( 11) de l'étage planétaire ( 2) comprenant l'accouplement de surcharge ( 21) présente une denture extérieure ( 40) avec laquelle est accouplée par engrènement de dents la partie ( 41) de cet accouplement qui peut tourner librement quand l'accouplement de surcharge est déconnecté, soit directement soit 20 indirectement au moyen d'au moins une roue intermédiaire. 11 Mécanisme selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie tournante ( 41) de l'accouplement de surcharge ( 21) est constituée sous forme d'un tambour de frein muni d'une denture extérieure ( 42). 12 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'accouplement de surcharge ( 21) est constitué par un accouplement à lamelles pouvant être déconnecté hydrauliquement, et en ce que la partie du contre-accouplement ( 23) situé dans la partie tournante ( 19,41) de l'accouplement de surcharge et s'appuyant contre 30 le carter ( 1) est munie d'au moins une canalisation ( 29) destinée à l'agent de pression hydraulique. 13 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée ( 4) qui supporte la roue soleil ( 6) de l'un des étages planétaires ( 2) et l'arbre de sortie ( 5) monté 35 sur le support planétaire ( 15) de l'autre étage planétaire ( 3) sont en alignement axial. 14 Mécanisme selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'accouplement de surcharge ( 21) est disposé dans le carter ( 1) du mécanisme, coaxialement à l'arbre d'entrée ou de sortie ( 4, 5). 15, Mécanisme selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'accouplement de surcharge ( 21) est disposé dans le le carter ( 1) du mécanisme parallèlement à l'arbre d'entrée ou de sortie ( 4, 5).