Limiteurs de couple et de sécurité multidisques

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1 Principe de fonctionnement Caractéristiques, domaines d applications Indications pour construction et montage Exemples d applications 3b b b b Fiches techniques Limiteurs de couple avec cloche à moyeu /474 3b Limiteurs de couple avec cloche à bride b Limiteurs de couple avec cloche à collet b Limiteurs de couple b Index FR 3b.01.00

2 Principe de fonctionnement Le serrage de la pile de disques est assuré par les ressorts de compression (1). Un dispositif de réglage (2) permet de faire varier le couple de glissement dans une plage donnée pour l adapter aux impératifs de l application. Les disques (3) ont l appariement acier/garniture végétale pour fonctionnement à sec ou acier/ garniture frittée pour fonctionnement en milieu lubrifié. Caractéristiques, domaines d applications La sécurité des machines, des ensembles et de leur commande exige que les charges théoriques ne soient jamais dépassées dans la pratique et que les phénomènes cinétiques se déroulent selon les règles supposées ou déterminées. L expérience nous enseigne que, dans un grand nombre de cas, un calcul préalable exact n est pas possible. Il s y ajoute le risque d une surcharge ou d un blocage involontaire. En limitant ou en réduisant les pointes de couple, les limiteurs de couple et de sécurité Ortlinghaus ont fait leurs preuves dans tous les domaines de la construction mécanique. Ils protègent les réducteurs, les pignons, les arbres et autres éléments mécaniques contre les risques de rupture. Indications pour construction et montage Le glissement du limiteur provoque la transformation du travail mécanique en chaleur, laquelle doit être évacuée soit par rayonnement, soit par l huile de refroidissement du carter. Le temps de patinage autorisé est fonction de la capacité de dissipation calorifique de l appareil, du couple et de la vitesse de glissement. En utilisant ces limiteurs de couple pour le démarrage d ensembles mécaniques, il y a lieu de se rappeler que le couple moteur max. produit côté mené est supérieur au couple de glissement. ppariement Exécution normale acier/garniture végétale pour fonctionnement à sec. Protéger impérativement les surfaces de friction contre toute projection d huile ou de graisse. ppariement acier/garniture frittée pour fonctionnement en milieu lubrifié sur demande. Tolérances Tolérances pour alésages et rainures, voir chapitre 1, "Bases techniques". FR 3b.03.00

3 La Fig. 1 montre clairement l utilité d un limiteur de couple. Si l on connait la pointe de couple M O à prévoir sans limiteur et le rapport entre celleci et le couple de glissement M R, on peut relever sur le diagramme - α étant connu - le couple maximal M max par rapport à M R en cas d utilisation d un limiteur. Par exemple, si α = 0,02 et que la pointe de couple M O à prévoir est 6 fois le couple de glissement M R, le montage du limiteur réduit cette pointe à seulement 1,8 fois M R. Contrôle de glissement Nous déconseillons d utiliser les limiteurs de couples à des vitesses élevées sans contrôle du glissement, étant donné que la charge calorifique peut très rapidement dépasser la limite autorisée. Pour ces cas et pour tous les autres cas où le contrôle du temps de glissement s avère impossible, il y a la possibilité d utiliser le mouvement relatif entre le manchon extérieur et intérieur du limiteur lors du dépassement du couple de glissement pour couper la commande automatiquement. Plusieurs solutions sont envisageables. 1. Dispositif de suveillance avec came et microrupteur Fig. 1 Fig. 2 K R E N m S t = Bougie porte-balai = Bague collectrice = Microrupteur sur le manchon intérieur du limiteur = Came sur le manchon extérieur du limiteur = Masse = Coupure du courant de pilotage = Relais temporisé M max = Couple moteur maximal sur l arbre mené M O = Pointe de couple à prévoir sans limiteur M R = Couple de glissement Ce dispositif monté à l intérieur du limiteur présente l inconvénient que des petits mouvements de patinage finissent par provoquer l action intempestive du microrupteur et, partant, l arrêt de la machine. J α = 2 J 1 + J 2 J 1 = Moment d inertie des masses de la machine de commande et de la partie menante du limiteur J 2 = Moment d inertie de masses de la partie menée du limiteur J 3 = Moment d inertie des masses côté mené supposé infiniment grand Il découle du diagramme qu une réduction efficace de la pointe de couple dépend essentiellement d un faible moment d inertie des masses de la partie menée du limiteur. FR 3b.04.00

4 2. Contrôle de glissement avec capteur magnétique La Fig. 3 montre un dispositif de contrôle monté à l extérieur du limiteur. Le système comprend essentiellement un commutateur électrique qui actionne un relais temporisé. Il permet un contrôle du glissement dans une plage allant de 5 à 3000 min -1. Fixation frontale des aimants permanents également possible. Les impulsions sont fournies par des indicateurs sous forme de cames, talons, têtes de vis ou de trous. Il est important de prévoir le même nombre d indicateurs côté menant et mené. La Fig. 4 montre le schéma de ce dispositif de surveillance. Fig. 3 a = rbre menant b = rbre mené c = Limiteur de couple x = Distance env mm d = imant permanent pôle nord e = imant permanent pôle sud f = Commutateur magnétique t = Relais temporisé Coupure de la commande en cas de chute de vitesse Fig. 4 a = rbre menant b = rbre mené c = Limiteur de couple d = Indicateur e = Capteur f = Elément électronique 1 pour avertissement g = Elément électronique 2 pour coupure Le capteur magnétique de rotation est fixé sur l arbre à surveiller. Les aimants permanents - pôles nord et sud - passent à une distance de 10 à 15 mm devant un commutateur magnétique et provoquent à chaque passage une inversion du contact et l envoi d impulsions à un relais temporisé. Tant que l intervalle entre deux impulsions successives n est pas supérieur à la temporisation du relais, celui-ci reste fermé. La temporisation étant d environ 1 sec., il faut choisir le nombre de pôles nord et sud de manière à envoyer les impulsions à l intérieur de ce temps, sinon le relais ouvre. L ouverture du relais provoque la coupure de la commande. En version standard, ce dispositif coupe la commande, lorsque la partie menée se trouve presque à l arrêt. Pour le cas d application où la vitesse de service du limiteur est variable, la surveillance du glissement par la détection des vitesses côté menant et côté mené du limiteur assure un maximum de sécurité. Des dispositifs électroniques, utilisant des indicateurs sans contact, permettent de mesurer et de comparer les vitesses de rotation côté menant et côté mené. Dès qu une vitesse différentielle se produit, l élément électronique 1 actionne un signal d avertissement qui peut être sonore ou optique. L élément électronique 2 coupe ensuite la commande après un temps réglé au moyen d un relais temporisateur. Un relais temporisateur est également utilisé pour couvrir le temps de glissement au démarrage de la machine. FR 3b.05.00

5 Exemples d applications Fig. 1: Limiteur de couple, , monté entre moteur et réducteur sur arbres séparés. Monter les roulements le plus près possible du limiteur. Réducteur Moteur Fig. 2: Limiteur de couple, , monté dans la commande d avance d une aléseuse-fraiseuse. Fig. 3: Limiteur de couple, , en combinaison avec un embrayage à crabots. FR 3b.06.00

6 Limiteurs de couple avec cloche à moyeu Fig. 1 Fig. 2 Nut = Rainure Fig. 3 Figure Grandeur-Version env. Nm Mü 1) env. Nm env. Nm Mü min env. Nm J intérieur extérieur kgcm 2 kgcm 2 Poids Ø env. kg préalésé max lésages recommandés 2) Diamètres B D L M N Longueurs O P R V lésage 1 à la demande du client. Rainure II suivant DIN Grandeur Grandeur ,4 4 5,5 9,8 10,5 18, x2,8 8x3,3 12x3,3 14x2,1 18x2,3 20x2,7 22x5, x2,8 8x3,3 10x3,3 14x3,8 14x3,8 14x3,8 16x4, x2,3 8x3,3 10x3,3 12x3,3 12x3,3 14x3,8 14x3, x2,3 6x2,8 8x3,3 10x3,3 10x3,3 14x3, x1,8 6x2,8 8x3,3 8x3, , , , , ) Pour fonctionnement en milieu lubrifié, env. 2 /3 des couples indiqués 2) Nous stockons les alésages indiqués en caractères gras u montage prévoir l espace latéral nécessaire au passage de la clé à six pans (voir page 3b Fig. 1) / 474 FR 3b.07.00

7 Limiteurs de couple avec cloche à bride ou à collet Trous Trous Rainure Rainure avec cloche à bride, version fermée Peut être livré, sur demande, en version ouverte sans couvercle et vis de vidange, avec trous de fixation: avec cloche à collet, version fermée Peut être livré, sur demande, en version ouverte sans couvercle et vis de vidange, avec trous de fixation: Grandeur env. Nm Mü 1) env. Nm env. Nm Mü min env. Nm intérieur kgm 2 J extérieur kgm extérieur kgm 2 Poids env. kg Ø préalésé max Rainure DIN 6885 lésages recommandés 2) Rainure DIN 6885 Rainure DIN 6885 B B1 C C1 D Diamètres E F G G1 H Nombre de trous O O1 P Longueurs R S T U V Grandeur Grand Grandeur Grand ,055 0,158 0,34 0,75 1,975 3,5 12,75 0,08 0,21 0,458 1,05 2,075 3,425 11,5 0,075 0,195 0,425 0,975 1,925 3,2 10, x5,4 22x5,4 28x6,4 32x7,4 40x9,4 45x10,4 50x11, x4, x4, , M8 M12 M12 M14 M14 M16 M ,5 23,5 25,5 25,5 25, ,5 7, ) Pour fonctionnement en milieu lubrifié, env. 2 /3 des couples indiqués 2) Nous stockons les alésages indiqués en caractères gras u montage prévoir l espace latéral nécessaire au passage de la clé à six pans (voir page 3b Fig. 1) / 072 FR 3b.08.00

8 Limiteurs de couple Nut = Rainure Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Figure Grandeur env. Nm Mü 2) env. Nm env. Nm Mü min env. Nm J intérieur extérieur kgcm 2 kgcm 2 Poids Ø env. kg préalésé max lésages recommandés 3) Rainure II Diamètres Longueurs J Poids Ø D max D n6 E L M N O P V intérieur kgcm 2 extérieur kgcm 2 ca. kg Grandeur Grandeur ) ,5 2, , x1,6 8x2 10x3,3 14x2,1 14x2,1 16x2,4 18x2,3 22x5, x2,8 8x3,3 10x3,3 14x3,8 14x3,8 14x3,8 14x3, x1,6 8x3,3 10x3,3 12x3,3 12x3,3 14x3,8 14x3, x2,3 8x3,3 8x3,3 10x3,3 10x3, x2,3 6x2,8 8x3,3 8x3,3 8x3,3 largeur 8, profondeur 4 largeur 12, profondeur 4, , ,5 1,5 0,5 0,5 1 59, , Exécution sans rainure II, cotes comme ci-dessus, plus cote D max Grandeur Grandeur ,4 6,4 8,3 10,7 11,5 23, ) Grandeur 07: ) Pour fonctionnement en milieu lubrifié, env. 2 /3 des couples indiqués 3) Nous stockons les alésages indiqués en caractères gras u montage prévoir l espace latéral nécessaire au passage de la clé à six pans (voir page 3b Fig. 1) FR 3b.09.00