Brevet FR2613637A1 — publié le 19881014

COMMANDE A ENGPRENAGES POUR BROYEUR A AUGE L'invention concerne un engrenage pour broyeur à auge, comprenant - un carter d'engrenage de forme annulaire, - une plaque réceptacle pour une auge de broyage pouvant être entraînée autour d'un axe vertical du mécanisme de broyage, - un palier axial destiné à supporter la plaque réceptacle sur le carter d'engrenage, - un engrenage planétaire, par l'intermédiaire duquel la plaque peut être entraînée, et - une transmission comportant un arbre d'entraine- ment et un arbre de sortie accouplé à la roue solaire de l'engrenage planétaire et disposé coaxialement à la plaque réceptacle, ledit arbre de sortie supportant la roue menée de la transmission. Un engrenage pour broyeur à auge de ce type est connu par le brevet allemand 31 45 655 daté de 1981. Avant l'apparition d'un tel engrenage pour broyeur à auge comportant un engrenage planétaire incorporé, le mode de construction le plus largement répandu d'engrenages pour l'entraînement de broyeurs à auge et à cylindres était un engrenage à arbres parallèles et à deux étages comportant une transmission réalisée sous forme d'un engrenage à roues coniques. Cet engrenage à roues coniques permet l'utilisation d'un moteur d'entraînement à arbre horizontal installé à ras du sol. L'arbre de sortie vertical de l'engrenage à arbres parallèles entraîne la 2 2613637 plaque réceptacle et l'auge de broyage disposée sur elle. Cette plaque réceptacle transmet les très grandes forces axiales de broyage par l'intermédiaire de segments d'un palier axial sur une plaque d'appui. Cette plaque d'appui qui est fixée en haut sur le carter d'engrenage dont la forme est elle aussi annulaire au moins en dessous de la plaque réceptacle, transmet ensuite les forces axiales de broyage à travers le carter d'engrenage sur la plaque de fondation du broyeur à auge et à cylindres. En raison des roues d'engrenage des deux étages de l'engrenage à arbres parallèles, le carter de celui-ci doit être découpé latéralement, au moins sur un cinquième, environ, de son pourtour. Les grandes forces axiales qui agissent sur la plaque réceptacle ne peuvent pas, du fait de la découpe prévue dans le carter d'engrenage, être distribuées symétriquement et dériver dans la plaque de fondation. Afin d'obtenir tout de même une répartition des forces plus ou moins bonnes sur les segments du palier axial, il est nécessaire de prévoir que la plaque d'appui du carter d'engrenage soit d'une réalisation très rigide et très lourde. Sur l'engrenage à broyeur à auge du type mentionné dans l'introduction, connu par le brevet allemand 31 45 655 mentionné cidessus, le problème de la transmission régulière des charges axiales à l'aide de l'engrenage planétaire est résolu de manière idéale car les forces axiales sont transmises sur la plaque de fondation à travers le carter d'engrenage de forme annulaire, totalement symétrique. Mais même cet engrenage connu pour broyeur à auge présente, pour servir de transmission, un engrenage à roues coniques afin de permettre l'utilisation d'un moteur d'entraînement disposé à ras du sol et comportant un arbre horizontal. Cet engrenage à roues coniques est un engrenage angulaire dont l'axe d'entraînement exige également la présence d'une découpe dans le carter de forme angulaire, toutefois cette découpe, en comparaison avec celle requise sur l'engrenage connu à axes parallèles, est très petite et l'affaiblissement de la paroi du carter d'engrenage qu'elle provoque est tout à fait négligeable. Mais la capacité de charge des engrenages à roues coniques est limitée, pour cette raison on tente de les éviter. Le brevet allemand 32 40 222 montre une telle possibilité sous la forme d'un broyeur à auge et cylindres qui présente également un engrenage planétaire, mais sur lequel la roue extérieure dudit engrenage planétaire ne s'appuie pas sur un carter d'engrenage de forme annulaire reposant sur la plaque de fondation, mais est suspendue sur un châssis reposant sur la fondation, par une bride de forme annulaire faisant saillie vers l'extérieur. Ce mode de réalisation du broyeur à auge et à cylindres permet d'utiliser un moteur d'entraînement disposé sous l'engrenage planétaire, coaxialement à celui-ci, et comportant un arbre vertical qui peut être muni de son propre engrenage réducteur directement incorporé. De ce fait, on évite il est vrai un engrenage à roues coniques et à carter découpé, avec les inconvénients qui lui sont inhérents, toutefois aux-dépens de la disposition au ras du sol de l'ensemble du broyeur à auge et à cylindres, car dans ce cas le moteur d'entrainement nécessitera de prévoir une excavation dans le sol. Une telle excavation n'est pas possible dans tous les cas, elle exige une structure spéciale du broyeur à auge et à cylindres et implique donc des frais supplémentaires. L'objet de l'invention est d'éliminer l'utilisation d'un engrenage à roues coniques servant de transmission pour un engrenage à broyeur à auge du type cité dans l'introduction, sans nécessiter pour autant, pour le moteur d'entraînement, de prévoir une fixation souterraine de l'engrenage du broyeur à auge et sans détériorer de 4 2 6 12613637 manière notable la transmission des charges axiales. Sur l'engrenage à broyeur à auge du type mentionné dans l'introduction, ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait - que l'arbre d'entraînement est disposé parallèle- ment à l'arbre de sortie et extérieurement au carter de forme annulaire, - que la transmission est constituée de roues droites cylindriques à axes parallèles, et - que l'une de ces roues droites cylindriques est un pignon intermédiaire qui s'engrène, à travers une découpe pratiquée dans le carter annulaire, avec la roue menée de la transmission. L'engrenage à broyeur à auge selon l'invention conserve tous les avantages offerts par l'engrenage planétaire, à savoir - la transmission symétrique des charges axiales sur la fondation et, - la ramification dans l'étage des charges lourdes de l'engrenage (en trois branches), sans toutefois présenter les inconvénients inhérents à une transmission, n'est plus constituée que de roues droites à axes parallèles dont un petit pignon intermédiaire s'engrène avec la roue menée de la transmission à travers une petite découpe pratiquée dans le carter d'engrenage de forme annulaire. La découpe du carter de forme annulaire est si petite que l'affaiblissement du carter annulaire est négligeable. La transmission réalisée au moyen de roues coniques à axes parallèles présente donc tous les avantages offerts par un engrenage à axes parallèles, à savoir l'absence d'une limitation de la capacité de charge sans que pour autant cela implique un affaiblissement notable du carter d'engrenage de forme annulaire. Dans un mode de réalisation de l'invention, la roue menée de l'engrenage pénètre par son pourtour jusqu'au voisinage immédiat du côté intérieur du carter d'engrenage de forme annulaire, de telle sorte que le pignon intermédiaire de la transmission n'a plus besoin de pénétrer dans l'intérieur du carter de forme annulaire que sur un tronçon très court (qui correspond environ à la hauteur d'une dent de la roue menée). Les dimensions de la découpe sont donc réduites d'autant. De préférence, les dimensions de la roue menée et celles du pignon qui s'engrène avec elle seront sélectionnées de telle sorte que la longueur de la découpe à pratiquer dans la paroi du carter de forme annulaire soit inférieure à un huitième du pourtour dudit carter. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel le carter de la transmission est fixé par bridage latéral sur le carter d'engrenage de forme annulaire, il est possible de monter sans problème a posteriori, une transmission à arbres parallèles sur un engrenage pour broyeur à auge déjà existant, par exemple sur un engrenage connu par le brevet allemand 31.45.655 - afin d'éliminer les restrictions inhérentes à l'utilisation d'un engrenage à roues coniques servant de transmission, et afin de conserver l'avantage de la disposition à ras du sol. Il est vrai que dans ce cas un moteur d'entraînement à arbre vertical est nécessaire, toutefois un tel moteur doit être considéré comme tout aussi avantageux qu'un moteur à arbre horizontal. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, l'engrenage servant de transmission est très peu encombrant, aussi bien dans le sens horizontal que dans le sens vertical. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit plus en détail ciaprès en se référant au dessin, sur 6 2613637 lequel: la figure 1 représente partiellement latéralement et partiellement longitudinalement un broyeur à auge et à cylindres équipé de l'engrenage selon l'invention, et la figure 2 représente une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. Le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2 d'un broyeur à auge et à cylindres est constitué d'un moteur d'entraînement 10 à arbre 12 disposé verticalement et d'un engrenage 14 pour broyeur à auge, destiné à entraîner une auge de broyage 16. L'engrenage 14 présente une transmission 14a qui est constituée de roues droites cylindriques à axes paralèles 18, 20, 22, 24, et un engrenage planétaire 14b. Le moteur d'entraînement 10 est un moteur électrique multipolaire qui peut être muni de son propre engrenage réducteur directement incorporé (non représenté sur le dessin). Le moteur d'entraînement 10 est disposé sur une plateforme 25, au-dessus de la transmission 14a, de telle sorte que l'on peut aisément l'accoupler à l'axe d'entraînement 26 de ladite transmission 14a au moyen d'un embrayage 28. L'engrenage 14 présente, conformément à la représentation de la figure 1, un carter d'engrenage 30 de forme annulaire comportant une plaque de fondation 32 et une paroi cylindrique 34. La paroi cylindrique 34 du carter s'achève en haut par une bride 36. L'engrenage planétaire 14b possède une roue extérieure 38 qui s'applique sur la bride 36 et qui est boulonnée sur cette bride. La roue extérieure 38 continue donc en direction du haut, le carter d'engrenage de forme annulaire, comme on peut le voir sur le dessin. Sur cette roue extérieure 38 est placée une plaque réceptacle 40 pouvant tourner autour d'un axe vertical 42 du broyeur ou de rotation, l'appui étant réalisé au moyen d'un palier axial 44 et un palier radial 46. La plaque réceptacle 40 sert à recevoir et à 7 2613637 centrer l'auge de broyage 16 qui présente sur son côté supérieur un chemin 17 de forme annulaire destiné aux cylindres de broyage non représentés. A l'intérieur du carter 30 de forme annulaire est disposée l'une des roues frontales de la transmission 14a, & savoir la roue menée 24. Un socle 48 contient un palier 50 & l'intérieur duquel se trouve un arbre de sortie 52 de la transmission qui s'appuie en direction du bas et sur lequel est fixée la roue menée 24. L'extrémité supérieure de l'arbre de sortie 52 est réalisée sous la forme d'un pivot d'appui bombé 54 ainsi que sous la forme d'une denture d'embrayage 56. Un pivot d'appui 58 présente une extrémité inférieure plane et s'appuie sur le pivot 54. Par son extrémité supérieure, le pivot 58 est moulé sur une roue solaire 60 disposée dans l'axe de rotation 42. Entre cette roue solaire 60 et l'extrémité inférieure plane, le pivot 58 est muni d'une denture d'embrayage 62. Les dentures d'embrayage 56 et 62 sont assemblées par un manchon d'embrayage 64 à denture intérieure. La roue solaire 60 s'engrène avec trois roues planétaires 66 qui sont fixées de manière rotative sur un support à roues planétaires 68. Ces roues planétaires 66, dont une seule est visible sur la figure 1, s'engrènent avec la roue extérieure 38 de forme annulaire, à denture intérieure. Sur la roue extérieure 38 est fixée en haut une partie supérieure de carter 70 qui est en contact sur son extrémité supérieure avec la plaque réceptacle 40. Le palier à compression axiale 44 est constitué d'une bague supérieure 72 fixée sur la plaque réceptacle 40 et par une bague d'appui supérieure 74 qui s'applique de manière à basculer sur une bague inférieure 76 et qui est noyée dans une bague de palier inférieure 78 sur laquelle la bague de palier supérieure 72 s'appuie de manière lisse. Les bagues de palier sont, comme habituellement, divisées en un grand nombre de segments. 8 2613637 La roue extérieure 38 ne sert donc pas seulement à transmettre la puissance d'entraînement sur la plaque 40, mais elle absorbe également les charges axiales de la plaque 40 par l'intermédiaire des paliers à compression axiale 44 et les conduit dans le carter de forme annulaire , lequel les transmet sur la plaque de fondation 32. La paroi de carter 34 est munie d'une découpe 80 autour de laquelle est soudé un support de bride 82 qui porte une bride 84 et qui est renforcé en outre par des éléments de renfort 86 assemblés par soudage à la bride 84 et à la paroi de carter 34. Le diamètre extérieur de la roue d'entraînement 24 de la transmission 14a n'est que légèrement plus petit que le diamètre intérieur du carter d'engrenage 30 de forme annulaire, c'est-à-dire que le pourtour de la roue d'entraînement parvient presque jusque sur le côté intérieur de la paroi de carter 34. La transmission 14a qui est constituée de roues droite à axes parallèles 18, 20, 22, 24 présente un carter 88 qui est muni d'un côté d'une bride 90, laquelle est vissée sur la bride 84 (figure 2) et qui s'appuie sur l'autre côté sur la fondation, ce qui est représenté symboliquement sur la figure 1 par une colonne 92. L'arbre 26 qui supporte la roue d'entraînement 18 est fixé de manière rotative dans le carter 88 et accouplé sur l'extrémité supérieure à l'arbre 12 du moteur d'entraînement 10 au moyen de l'embrayage 28. La roue droite 20 de la transmission 14a est une grande roue intermédiaire qui est fixée sur un arbre 94 monté de manière rotative à l'intérieur du carter 88 et qui s'engrène avec la roue d'entraînement 18. La roue droite 22 de l'engrenage 14a est un petit pignon intermédiaire qui est fixé sur un arbre 96 et qui s'engrène avec la grande roue intermédiaire 20. L'arbre 96 est monté de manière rotative dans le carter 88, dans le plan de contact réciproque des brides 84 et 90. Le pignon 9 2613637 intermédiaire 22 pénètre à travers la découpe 80 dans l'intérieur du carter 30 de forme annulaire et s'engrène en cet endroit avec la roue menée 24 de la transmission, laquelle est montée de manière rotative à l'intérieur du carter de forme annulaire comme cela a été décrit cidessus. Les trois autres roues droites 18, 20, 22 de la transmission 14a sont, comme cela a été décrit, disposées dans le carter 88 de la transmission. L'arbre d'entraine- ment 26 de la transmission 14a est, comme représenté, disposé parallèlement à l'arbre de sortie 52 de la transmission. Sur la figure 1, on peut voir très aisément que toutes les roues droites 18, 20, 22, 24 de la transmission 14a sont disposées dans un plan horizontal commun. Etant donné que la roue menée 24 parvient par son pourtour jusqu'à la proximité immédiate du côté intérieur de la paroi de carter 34 et compte tenu des dimensions choisies pour la roue intermédiaire 22 et la roue menée 24, la paroi 34 du carter 30 doit être découpée sur moins d'un huitième de son pourtour. Dans l'exemple de réalisation représenté, la roue d'entrainement 18 a un diamètre de 374 mm, la grande roue intermédiaire 20 un diamètre de 1938 mm, le petit pignon intermédiaire 22 un diamètre de 1000 mm et la roue menée 24 un diamètre de 2750 mm. Les dentures de l'ensemble de l'engrenage pour broyeur à auge 14 sont sélectionnées de telle sorte que pour une vitesse de rotation de l'arbre 12 du moteur 10, égale à 1495 tours/minute, on obtient une vitesse de rotation de l'auge de broyage 16 égale à 5 tours/minute. La distance entre l'axe central de l'arbre 12 et l'arbre d'entraînement 26 du moteur 10 d'une part et l'axe du broyeur 42 d'autre part, s'élève dans l'exemple cité à 4500 mm. La grandeur de la découpe 80 représentée par un angle c est égale dans le présent cas à moins de 360'/8, donc à moins de 45. l0 2613637 REVENDICATIONS 1. Engrenage pour broyeur à auge comportant - un carter d'engrenage (30) de forme annulaire, - une plaque réceptacle (40) pour une auge de broyage (16), pouvant être entraînée autour d'un axe vertical (42) du mécanisme de broyage, - un palier axial (44) destiné à supporter la plaque réceptacle (40) sur le carter d'engrenage (30), - un engrenage planétaire (14b), par l'intermédiaire duquel la plaque (40) peut être entraînée, et - une transmission (14a) comportant un arbre d'entraînement (26) et un arbre de sortie (52) accouplé à la roue solaire (60) de l'engrenage planétaire (14b) et disposé coaxialement à la plaque réceptacle (40), ledit arbre de sortie (52) supportant la roue menée (24) de la transmission (14a), caractérisé par le fait - que l'arbre d'entraînement (26) est disposé parallèlement à l'arbre de sortie (52) et extérieurement au carter de forme annulaire (30), - que la transmission (14a) est constituée de roues (18, 20, 22, 24) droites cylindriques à axes parallèles, et - que l'une de ces roues droites cylindriques est un pignon intermédiaire (22) qui s'engrène, à travers une découpe (80) pratiquée dans le carter annulaire (30), avec la roue menée (24) de la transmission (14a). 2. Engrenage pour broyeur à auge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur de la roue menée (24) de la transmission (14a) n'est que légèrement plus petit que le diamètre intérieur du carter (30) de forme annulaire. 3. Engrenage pour broyeur à auge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la transmission (14a) présente un carter (88), lequel est bridé latéralement sur le carter d'engrenage de forme annulaire (30), et à l'intérieur duquel sont disposées les roues droites (18, 20, 22) de la transmission (14a) à l'exception de la roue menée (24). 4. Engrenage pour broyeur à auge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'une des roues droites cylindriques est une roue intermédiaire (20) de grande dimension, qui s'engrène d'une part avec le pignon (22) et d'autre part avec la roue menée (18) de la transmission (14a). 5. Engrenage pour broyeur à auge selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que toutes les roues droites cylindriques (18, 20, 22, 24) de la transmission (14a) sont disposées dans un seul plan. 6. Engrenage pour broyeur à auge selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la dimension de la découpe (80) s'étend sur un angle au centre c inférieur à 360'/8.