Brevet FR2563387A1 — publié le 19851025

Dispositif de réglage de hauteur pour machines ou éléments de machines. La présente invention concerne un dispositif de réglage de hauteur pour machines ou éléments de ma- chines, par exemple pour le réglage de la hauteur de la surface de glissement d'un palier de butée d'un mo- teur électrique vertical, o la surface frontale du tourillon de l'arbre du moteur porté par le palier de butée doit pouvoir être à une hauteur déterminée, ayant certaines tolérances, au-dessus d'une surface d'appui supérieure du moteur électrique. Les moteurs submersibles construits selon les normes NEMA doivent pouvoir absorber la poussée axiale de la pompe montée sur eux, ce qui nécessite que la surface frontale du tourillon de l'arbre du moteur soit à une hauteur fixée déterminée h au-dessus d'une surface d'appui de la carcasse du moteur. Pour pouvoir régler la hauteur h de façon qu'elle soit dans les tolérances indiquées, on a jusqu'à présent monté l'ar- bre du moteur dans un palier de butée spécial dont la partie portante formant surface de glissement est ré- glable en hauteur au moyen d'une vis de réglage placée au centre sous le palier de butée. Il est aussi connu de régler la hauteur du tourillon de l'arbre du moteur simplement en mettant des plaques de tôle minces en- tre le palier de butée et son support. Un tel réglage de hauteur n'est cependant pas très simple à exécuter pendant le travail de montage du moteur. L'invention a pour but de fournir un disposi- tif de réglage de hauteur du type précité qui permet- te un réglage très facile de la hauteur d'une machine ou d'un élément de machine, par exemple d'un arbre de moteur, et qui en même temps soit très simple à monter et ne comporte qu'un petit nombre d'éléments. Le dispositif de réglage de hauteur de l'in- vention est caractérisé par le fait qu'il présente au moins trois corps de réglage places les uns sur les autres qui déterminent ensemble deux groupes de surfa- ces en regard et qui permettent un mouvement du genre gyroscopique du corps supérieur de réglage, et o la hauteur du dispositif de réglage de hauteur et ainsi par exemple aussi la hauteur de la surface frontale du tourillon de l'arbre sont réglables par échelons, l'une des surfaces en regard du premier groupe de sur- faces présentant une ou plusieurs saillies d'appui placées sur une même ligne qui peuvent coopérer au choix et de manière basculante avec un ou plusieurs creux d'une série de creux faits dans la deuxième sur- face du premier groupe de surfaces, et que la profon- deur des creux de ladite série de creux varie par sauts, les surfaces du deuxième groupe de surfaces étant pourvues de saillies secondaires et de creux se- condaires coopérants, la ligne sur laquelle se trou- vent les saillies secondaires faisant un angle de sen- siblement 90 avec la ligne sur laquelle se trouvent les saillies d'appui. De cette manière, le dispositif est réglable de façon extrêmement simple par petits sauts, car si la hauteur doit être un peu plus grande ou un peu plus petite, on soulève un peu l'un des corps de réglage qui contribue à déterminer le premier groupe de surfaces, puis le tourne un peu, de sorte que les saillies d'appui de ce groupe de surfaces s'engagent dans d'autres creux de ce groupe situés un peu plus haut ou un peu plus bas. Le dispositif de réglage de hauteur peut en outre, grace à l'agence- ment gyroscopique, absorber facilement de petites inclinaisons éventuelles du moteur. Le dispositif de réglage de hauteur convient particulièrement pour les moteurs électriques verticaux (moteurs submersibles) sur lesquels doit être montée une pompe. Dans ce cas, l'arbre du moteur électrique est monté sur la surface de portée d'un palier de butée par exemple au moyen de sabots en charbon. En réglant la hauteur de la sur- face de portée du palier de butée, on règle en même temps la hauteur de la surface frontale du tourillon de l'arbre par rapport à une surface d'appui supérieu- re de la carcasse du moteur électrique. Rien n'empêche d'utiliser le dispositif pour des moteurs horizontaux, par exemple pour un arbre horizontal, auquel cas il ne s'agit pas d'un réglage de hauteur, mais du régla- ge d'une distance horizontale, c'est-à-dire de la distance entre la surface frontale mentionnée de l'ar- bre et la surface d'appui mentionnée de la carcasse du moteur. Selon l'invention, les corps de réglage peu- vent être de manière générale cylindriques, les sail- lies d'appui du premier groupe de surfaces peuvent être deux demi-cylindres séparés et s'étendre radiale- ment vers l'extérieur, en étant diamétralement oppo- sées sur le corps de réglage concerné, et les creux de la surface en regard qui coopèrent avec ces sail- lies peuvent être des rigoles déterminées choisies parmi une série de rigoles s'étendant radialemFent et ayant un rayon de courbure minimal correspondant au rayon des demi-cylindres. Par ces moyens, on obtient de façon simple que les deux corps de réglage qui déterminent le premier groupe de surfaces puissent basculer de manière sûre l'un par rapport à l'autre. Selon l'invention, la profondeur des creux de ladite série de creux peut varier par très petits sauts de par exemple 0,2 mm, ce qui s'est révélé avantageux dans la pratique. En outre, selon l'invention, les saillies d'appui du premier groupe de surfaces peuvent être deux hémisphères séparés diamétralement opposés et les creux correspondants de la surface en regard peu- vent être formés d'une paire déterminée de parties de surface sphérique diamétralement opposées choisies parmi une série de telles parties de surface sphéri- que, le dispositif de réglage de hauteur se. centrant alors automatiquement. En outre, selon l'invention, les saillies se- condaires du deuxième groupe de surfaces peuvent être hémicylindriques et s'étendre radialement et les creux correspondants du.deuxième groupe de surfaces peuvent être hémicylindriques et s'étendre radialement. De cette manière, le dispositif de réglage de hauteur (et le palier de butée éventuellement assemblé avec lui) peut absorber très facilement les actions obliques d'une machine ou d'un élément de machine monté sur lui. Selon l'invention, les saillies secondaires du deuxième groupe de surfaces peuvent être deux hémi- sphères diamétralement opposés et les creux correspon- dants du deuxième groupe de surfaces peuvent être des parties de surface sphérique ou de surface hémicylin- drique, de bonnes possibilités de centrage automatique du dispositif de réglage de hauteur étant alors obte- nues. En outre, selon l'invention, les saillies des surfaces pourvues de saillies peuvent diviser ces sur- faces à la manière d'un toit en deux parties inclinées vers les saillies; une quantité importante de matière est alors économisée. En outre, selon l'invention, la surface supé- rieure du corps supérieur de réglage peut servir de surface de portée, comme par exemple le collet d'un arbre, dans un palier de butée. Cet agencement du dis- positif de réglage de hauteur s'est révélé particuliè- rement avantageux. En outre, selon l'invention, les corps de ré- glage peuvent avoir tous les trois un trou central. Cet agencement convient particulièrement pour un mo- teur dont l'arbre présente un palier à collets, car un collet de l'arbre du moteur peut reposer sur le corps supérieur de réglage et l'arbre peut par ail- leurs traverser les corps de réglage. Enfin, selon l'invention, le corps de réglage présentant une surface de portée peut être en maté- riau fritté, par exemple en acier inoxydable fritté, métal dur ou matériau céramique. Ceci permet une réa- lisation particulièrement facile de formes compliquées pour les corps de réglage, et ces derniers sont plus résistants à la corrosion. L'invention est expliquée en détail ci-après à l'aide des dessins, sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale d'un exem- ple de réalisation du dispositif de réglage de hauteur de l'invention utilisé avec un palier de butée pour un moteur submersible, la figure 2 est une représentation en perspec- tive du dispositif de réglage de hauteur, les corps de réglage étant représentés coupés et écartés, la figure 3 est une coupe verticale du corps médian de réglage par le plan III de la figure 2, la figure 4 est une vue de dessus d'un exem- ple de réalisation particulier du corps inférieur de réglage dans lequel les creux qui coopèrent avec les saillies d'appui sont des parties de surface sphérique, la figure 5 est une coupe verticale de l'exem- ple de réalisation de la figure 4 suivant la ligne V-V de cette figure 4, et la figure 6 montre un exemple de réalisation du dispositif de réglage de hauteur selon la figure 2 dans lequel les saillies d'appui et les saillies secondaires sont des hémisphères. Le dispositif de réglage de hauteur représen- té sur la figure 1 présente trois corps de réglage 1, 2 et 3 placés les uns sur les autres qui sont de préférence, de manière générale, cylindriques de révo- lution. Ces trois corps de réglage sont conçus de fa- çon à permettre un mouvement du genre gyroscopique du corps supérieur de réglage 3, c'est-à-dire que celui- ci puisse exécuter un mouvement de bascule autour de deux lignes perpendiculaires, comme on le verra plus loin. Comme le montre la figure 2, les trois corps de réglage déterminent deux groupes de surfaces en regard, le premier groupe étant formé par exemple de la surfa- ce supérieure lb du corps inférieur 1 et de la surfa- ce inférieure 2a du corps médian 2 et le deuxième groupe formé de la surface supérieure 2b du corps mé- dian 2 et de la surface inférieure 3a du corps supé- rieur 3. Comme le montre la figure 2, la surface 2a peut présenter deux saillies 21' et 21" situées sur une même ligne. Si le corps de réglage 1 n'a pas de trou central, il peut être prévu une seule saillie au lieu de deux. Rien n'empêche cependant qu'il puisse être prévu plus de deux saillies pourvu qu'elles soient sur une même ligne. Les saillies d'appui 21' et 21" précitées coopèrent avec deux creux correspon- dants, par exemple des rigoles ou des rainures, par exemple Il' et 11" faits dans la surface lb du pre- mier groupe de surfaces. Dans la surface lb peuvent être faits une série de creux, c'est-à-dire de rigoles ou de rainures, l1'a, 11"a, 11'b, l1"b, ll'c, 1l"c, 11', 11", la profondeur de ces creux variant par sauts. Si par exemple les creux lI'c, 11"c ont la profondeur d, les creux 11', I1" peuvent avoir la profondeur d + 6, 6 étant très petit, par exemple de 0,2 mm, tandis que les creux 1l1'b, 1l"b peuvent avoir la profondeur d - 6 et les creux ll'a et -ll"a la profondeur d - 26. Suivant la hauteur à laquelle doit être la surface supérieure 3b du corps supérieur de réglage, on tourne le corps médian de réglage 2 pour le mettre dans une position o les saillies 21' et 21" coopèrent avec deux creux fournissant cette hauteur. En ce qui concerne le deuxième groupe de surfaces formé de la surface inférieure 3a du corps supérieur de réglage et de la surface supérieure 2b du corps médian de ré- glage, on notera que par exemple la surface 3a est pourvue de saillies secondaires 31', 31". Ces saillies, comme représenté, sont sur une même ligne. Au lieu de deux saillies, il peut y avoir une seule saillie s'il n'est pas prévu de trou central dans les corps de ré- glage, ou bien il peut être prévu plus de deux sail- lies pourvu qu'elles soient sur une même ligne. Les saillies secondaires coopèrent avec des creux secon- daires 2b'. Sur la figure 2 n'est représenté qu'un seul tel creux, mais plusieurs peuvent être prévus. Quand tous les corps de réglage 1, 2 et 3 sont réunis, la ligne 12 autour de laquelle basculent les saillies secondaires fait un angle de sensiblement 90 avec la ligne 11 autour de laquelle basculent les saillies d'appui 21', 21". Comme le montre clairement la figure 2, les saillies 21' et 21" peuvent être hémicylindriques et s'étendre radialement vers l'extérieur, car elles sont diamétralement opposées par rapport à l'axe de symétrie s des corps de réglage. Les creux 1l'a, 1l"a, 11'b, 11"b, 11'c, 11"c, 11', 11" de la surface lb peuvent, comme représenté, être des rigoles ou des rainures s'étendant radialement et ayant un rayon de courbure minimal correspondant au rayon des demi- cylindres-21' et 21". La figure 6 montre que les saillies d'appui du premier groupe de surfaces peuvent être des hémi- sphères 121', 121", tandis qu'on voit sur la figure 4 que les creux correspondants de la surface en re- gard lb sont alors formés d'une paire déterminée de parties de surface sphérique diamétralement opposées choisies parmi une série de telles parties de surface sphérique 111'a, 11l"a, 111'b, 111"b, 111'c, 111"c et 111', 111". Ces paires de parties de surface sphé- rique ont une profondeur qui croit faiblement comme celle des creux 11'a, etc. de la figure 2. En ce qui concerne le deuxième groupe de sur- - faces 3a, 2b, il existe sur la surface 3a des saillies secondaires 31' et 31" qui peuvent être des demi- cylindres s'étendant radialement (voir figure 2). Les 2b creux correspondants 2h' de la surface/peuvent être hémicylindriques et s'étendre également radialement. Le creux-2b' représenté et le creux qui lui est symé- trique par rapport à l'axe s ont de préférence un rayon de courbure un peu plus grand que le rayon des demi-cylindres 31' et 31". Les saillies secondaires 131' et 131" du groupe de surfaces représenté sur la figure 6 sont hémisphériques, les hémisphères étant disposés symé- triquement par rapport à la ligne s et coopérant avec des creux en forme de surface sphérique, un seul de ces creux 12b' étant représenté et le creux diamétra- lement opposé étant absent de la figure. Le rayon de courbure des creux 12b' est un peu plus grand que le rayon des hémisphères 131' et 131". La figure 3 montre que les saillies, aussi bien d'appui que secondaires, des surfaces pourvues de saillies comme par exemple les surfaces 2a, 3a divisent ces surfaces à la manière d'un toit en deux parties 15 et 16 qui sont inclinées vers les saillies par exemple 21'. La figure 2 montre que la surface supérieure 3b du corps supérieur de réglage 3 peut être résistan- te à l'usure et servir de palier de butée. La figure 2 montre aussi que les corps de ré- glage 1, 2 et 3 peuvent avoir tous les trois un trou central 35 de même diamètre, un arbre 40 de la machi- ne devant être supporté par le dispositif de réglage de hauteur pouvant alors traverser les corps de ré- glage, car cet arbre présente alors un collet qui coo- père avec la surface supérieure 3b du corps de régla- ge 3. Le corps supérieur de réglage 3 entier, ou seulement une couche supérieure de celui-ci, peut être en matériau fritté, par exemple en acier inoxy- dable fritté, métal dur ou matériau céramique, la surface de portée 3b étant alors extrêmement résis- tante à l'usure. Le dispositif de réglage de hauteur de l'in- vention se prête particulièrement, comme représenté sur la figure 1, au montage dans un moteur submersi- ble 50 sur lequel doit être montée une pompe centri- fuge non représentée. D'après les normes NEMA, la hauteur h d'une surface d'appui supérieure 51 du mo- teur à une surface frontale 41 du tourillon de l'ar- bre 40 du moteur doit avoir une valeur bien détermi- née. Comme l'extrémité inférieure de l'arbre du moteur est montée dans un palier de butée sur le corps supérieur de réglage 3, c'est-à-dire en réali- té sur la surface de portée 3b du corps 3, dans le dispositif de réglage de hauteur, la hauteur de la surface 41 peut être réglée, car la hauteur totale H du dispositif de réglage de hauteur est réglable, h atteignant alors la valeur exigée fixée par les tolérances. Dans le trou du corps de réglage 1 peut être monté par exemple un palier lisse 45 (voir figure 1) servant de palier radial pour l'arbre 40. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement dé- crits dans ce qui précède et elle en embrasse toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de hauteur pour ma- chines ou éléments de machines, par exemple pour le réglage de la hauteur de la surface de glissement d'un palier de butée d'un moteur électrique vertical, o la surface frontale du tourillon de l'arbre du mo- teur porté par le palier de butée doit pouvoir être à une hauteur déterminée, avec certaines tolérances, au-dessus d'une surface d'appui supérieure du moteur électrique, caractérisé par le fait qu'il présente au moins trois corps de réglage (1, 2, 3) places les uns sur les autres qui déterminent ensemble deux groupes (lb, 2a et 2b, 3a) de surfaces en regard et qui per- mettent un mouvement du genre gyroscopique du corps supérieur de réglage (3), et o la hauteur (H) du dispositif de réglage de hauteur et ainsi par exemple aussi la hauteur de la surface frontale (41) du tou- rillon de l'arbre sont réglables par échelons, l'une (2a) des surfaces en regard du premier groupe de sur- faces (lb, 2a) présentant une ou plusieurs-saillies d'appui (21', 21") placées sur une même ligne qui peu- vent coopérer au choix et de manière basculante-avec - un ou plusieurs creux (11' 11") d'une série de creux (1l'a, 1l"a, ll'b, ll"b, ll'c, ll"c, 11,- 11') faits dans la deuxième surface (lb) du premier groupe de surfaces (2a, lb), et que la profondeur (d) des creux (1l'a, 11"a, 11'b, 1l"b, 11'c, 11"c, 11'; 11") de la- dite série de creux varie par sauts, les surfaces du deuxième groupe de surfaces (3a, 2b) étant pourvues de saillies secondaires (31', 31") et de creux secon- daires (2b') coopérants, la ligne (12) sur laquelle se trouvent les saillies secondaires (31', 31") fai- sant un angle-de sensiblement 90 avec la ligne (11) sur laquelle se trouvent les saillies d'appui (21', 21"). 2. Dispositif de réglage de hauteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les corps de réglage (1, 2, 3) sont de manière générale cylindriques, que les saillies d'appui (21', 21") du premier groupe de surfaces (2a, lb) sont deux demi- cylindres séparés et s'étendent radialement vers l'ex- térieur, en étant diamétralement opposés sur le corps de réglage concerné, et que les creux (11'a, 11"a, 11'b, 11"b, 11'c, 11"c, 11', 11") de la surface en regard (lb) qui coopèrent avec ces saillies (21', 21") sont des rigoles déterminées qui sont choisies parmi une série de rigoles s'étendant radialement qui ont un rayon de courbure minimal correspondant au rayon des demi-cylindres (21', 21"). 3. Dispositif de réglage de hauteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la profondeur des creux de ladite série de creux (11'a, 11"a, 11'b, 11"b, 11'c, 11"c, 11', 11") varie par très petits sauts ( 4. Dispositif de réglage de hauteur selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les saillies d'appui (121', 121") du premier groupe de surfaces (2a, lb) sont deux hémisphères sé- parés diamétralement opposés, et que les creux corres- pondants de la surface en regard sont formés d'une paire déterminée de parties de surface sphérique diamé- tralement opposées choisies parmi une série de telles parties de surface sphérique (111'a, 111"a, 11l'b, 111"b, 111'c, 111"c, 111', 111"). 5. Dispositif de réglage de hauteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les saillies secondaires (31', 31") du deuxième groupe de surfaces (3a, 2b) sont hémicylin- driques et s'étendent radialement, et que les creux correspondants (2b') du deuxième groupe de surfaces (3a, 2b) sont hémicylindriques et s'étendent radiale- ment. 6. Dispositif de réglage de hauteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les saillies secondaires (131', 131") du deuxième groupe de surfaces (3a, 2b) sont deux hémi- sphères diamétralement opposés, et que les creux cor- respondants (12b') du deuxième groupe de surfaces (3a, 2b) sont des parties de surface sphérique ou de surface hémicylindrique. 7. Dispositif de réglage de hauteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les saillies des surfaces (2a et 3a) pour- vues de saillies divisent ces surfaces à la manière d'un toit en deux parties (15, 16) (figure 3) qui sont inclinées vers les saillies. 8. Dispositif de réglage de hauteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la surface supérieure (3b) du corps supé- rieur de réglage (3) sert de surface de portée, comme par exemple le collet d'un arbre, dans un palier de butée. 9. Dispositif de réglage de hauteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les corps de réglage (1, 2, 3) ont tous les trois un trou central (35). 10. Dispositif de réglage de hauteur selon une ou plusieurs des revendications 1 à 9, caracté- risé par le fait que le corps de réglage (3) présen- tant une surface de portée (3b) est en matériau fritté, par exemple en acier inoxydable fritté, métal dur ou matériau céramique.