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Coupleurs à remplissage constant
Voith Turbo
Voith – Notre entrepriseVoith est le partenaire de confiance d’industries d’importance majeure.Sur nos marchés, nous faisons office de référence dans le domaine dupapier, de l’énergie, de la mobilité et des services. Avec un chiffred‘affaire de plus de 3,5 md. d‘€uros et de 30 000 employés sur plus de200 sites partout dans le monde, Voith appartient aux grandes entre-prises de famille d‘Europe.
Papier Énergie Mobilité Services
Façonner l’avenir
Avec leurs idées et leurs talents, les collabora-
trices et collaborateurs de Voith ont de tout temps
fait progresser la technique. Aujourd’hui, nos
produits servent de référence dans le monde
entier. Nos ingénieurs continueront à façonner
activement l’avenir de nos marchés. Pour le bien
de nos clients et le succès à long terme de notre
entreprise.
Marchés
Avec nos installations, nos composants et nos
prestations de service, nous contribuons de ma-
nière décisive au succès de nos clients. La de-
mande mondiale en papier, énergie, mobilité et
prestations de service continuera à croître dans
les prochaines années. Nous accompagnons et
influençons le développement de ces marchés
d’avenir.
Client
Les besoins de nos clients sont au centre de notre
action. Notre présence mondiale, la proximité du
client permettent une coopération basée sur la
confiance. Force innovatrice, sérieux et prouesses
technologiques: voici les arguments qui font de
nous un partenaire fiable pour nos clients. Depuis
des générations.
Les coupleurs hydrauliques Voith –ont fait 1 000 000 de fois leurs preuves
Grâce aux avantages typiques de
l'hydrodynamique, le coupleur Voith
a fait ses preuves des millions de
fois dans le monde entier :
� accélération en douceur des
masses les plus lourdes � possibilité d'utiliser des moteurs
à rotor à court-circuit moins
onéreux � démarrage et accélération du
moteur sans charge � le surdimensionnement du
moteur n'est pas nécessaire� limitation du couple au
démarrage� amortissement efficace des
chocs et des vibrations � protection contre les surcharges
du moteur et de la machine � compensation de la charge pour
l'entraînement multi-moteurs
3
Spécialiste des solutions aux problèmes complexes dans le domainedes techniques d'entraînement, Voith Turbo développe des presta-tions innovantes pour répondre aux exigences croissantes imposéespar la pratique. Les coupleurs hydrauliques Voith à remplissage constant sont combinés aux moteurs électriques dans les secteursles plus variés. Notamment lorsque les entraînements sont particu-lièrement sollicités et que rentabilité et fiabilité figurent au premierrang des priorités.
4
Domaines d'application :
Technique de convoyage� convoyeurs à bande � roues-pelles� convoyeurs à chaîne � convoyeurs à godets� engins de terril� dispositifs de manutention
portuaire
Technique de préparation� concasseurs� déchiqueteurs� broyeurs
Exploitation minière –
à ciel ouvert et en souterrain � convoyeurs à bande et
convoyeurs blindés � convoyeurs à bande � engins de percement de galeries� excavateurs à aubes� pompes� concasseurs� broyeurs
Industrie chimique� centrifugeuses� pompes� soufflantes� malaxeurs
5
Le principe de Foettinger –Conception et fonctionnement
Fonctionnement nominal
En raison de la faible différence de
vitesse entre la roue pompe et la
roue turbine (glissement nominal),
on obtient un écoulement constant
dans le coupleur. Seul le couple
requis par la machine est transmis.
pompe. La force centrifuge envoie
l'huile dans la roue turbine et lui
applique un mouvement de rotation.
L'évolution du couple suit la courbe
caractéristique du coupleur. Soulig-
nons cependant que l'agencement
judicieux des chambres de compen-
sation (chambre de retardement,
chambre annulaire) influence positi-
vement les caractéristiques du
démarrage.
Etat stationnaire
Dans le coupleur, la totalité du
liquide de fonctionnement est
statique.
Démarrage
A mesure que le régime du moteur
augmente, le flux du liquide de
fonctionnement dans le circuit de
travail est accéléré par la roue
Le coupleur Voith est un coupleur hydrodynamique qui fonctionne
selon le principe de Föttinger. Il se compose pour l'essentiel de deux
roues à aubes – la roue pompe et la roue turbine – et d'une enveloppe
extérieure. Ces deux roues sont disposées face à face. Le couple est
transmis pratiquement sans usure, étant donné qu'il n'y a aucun
contact mécanique entre les éléments qui le transmettent.
Etat stationnaire Démarrage Fonctionnement nominal
Le coupleur contient une quantité
constante de liquide de fonctionne-
ment, le plus souvent de l'huile miné-
rale. Des coupleurs adaptés à l'eau
comme fluide de fonctionnement sont
disponibles sur demande. Dans la
roue pompe qui est solidaire au mo-
teur, l'énergie mécanique de celui-ci
est transformée en énergie cinétique
du liquide de fonctionnement. Cette
énergie cinétique est retransformée
en énergie mécanique dans la roue
turbine. En fonctionnement, trois états
doivent être considérés :
6
La puissance et la vitesse du moteur
d'entraînement sont les facteurs
essentiels qui président à la
conception du coupleur. Partant de
la puissance d'entraînement nomi-
nale et du régime d'entraînement, il
est possible de déterminer la taille
adéquate du coupleur avec le dia-
gramme de puissance ci-contre.
Sur sa plage de puissance, le
coupleur est adapté aux conditions
de l'entraînement par variation du
remplissage d'huile.
Les différentes applications requiè-
rent un comportement de démarrage
différent (courbe caractéristique) du
coupleur. Pour cela, les principaux
critères sont les moments d'inertie,
la limitation du couple et la fréquen-
ce des démarrages de l'installation.
A chaque entraînement –le coupleur approprié
Le graphique ci-contre permetde comparer le comportementde divers types de coupleurs audémarrage.
Type TType TVType TVVType TVVS
CM: couple moteurCR: couple résistantCC: couple coupleurCN: couple nominalJ: moment d'inertie
Courbes caractéristiques
Régime moteur Régime machine Temps
couple/temps CR = const.J = const.
Accélération machineAccélération moteur
Exemple :Puissance nominale d'entraînement : 55 kWVitesse d'entraînement : 1500 min-1
Taille du coupleur : 422
Vitesse d'entraînement n1 [min-1]
Puis
sanc
e no
min
ale
d'en
traî
nem
ent P
1[k
W]
Puis
sanc
e no
min
ale
d'en
traî
nem
ent P
1[H
P]
Coup
le
Coup
le
Coup
le
Taille Type A D L d1 maxi d2 maxi l2 maxi Poids1)
[mm] [kg]Type T
Type DT
7
Le type de base –le coupleur type T et DT
ød1
L
A
øDød
2
I2
Le coupleur type T est le modèle de
base des coupleurs à remplissage
constant. Il est composé d'une roue
pompe, d'une roue turbine et de
l'enveloppe. Les autres types du
programme résultent d'un ajout de
composants à ce modèle de base.
Le coupleur est monté, en règle
générale, sur l'arbre de la machine
à entraîner ou sur l'arbre de trans-
mission. Il est relié à l'arbre du
moteur par un accouplement
élastique permettant de compenser
les petites imprécisions du montage.
Ce type de coupleur est utilisé quand
on souhaite en priorité amortir les
vibrations et protéger le moteur et la
machine contre les surcharges. Il
est également employé pour les
entraînements plus simples aux
plages de puissance inférieures.
Le coupleur de type DT possède
deux circuits de travail coaxiaux
fonctionnant en parallèle. Ce double
circuit permet de multiplier par deux
la transmission de puissance sans
modifier la taille du coupleur.
Domaines d'application :� roues-pelles� convoyeurs à godets� mélangeurs, pétrisseurs et
malaxeurs
1) y compris l'accouplement élastique et le remplissage d'huile maximum
154
154
206
206
274
274
366
422
487
562
650
750
866
1000
1150
1150
T
DT
T
DT
T
DT
T
T
T
T
T
T
T
T
T
DT
80
102
97
137
135
175
198
218
246
269
317
366
421
441
505
830
190
190
248
248
328
328
424
470
556
634
740
846
978
1118
1295
1295
143
165
183
223
294
334
357
391
436
490
591
529
610
651
715
1040
32
32
42
42
75
75
75
90
100
120
140
140
160
180
180
180
28
28
42
42
55
55
65
80
90
110
120
135
150
160
180
170
60
80
80
114
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125
120
135
155
170
200
240
265
280
320
350
4
5
10
13,4
32
37
52
78
110
170
259
356
567
850
1165
1806
Taille Type A D L d1 maxi d2 maxi l2 maxi Poids1)
[mm] [kg]
8
Pour un démarrage en douceur –le coupleur type TV et TVV
Død
2
ød
1
l2
AL
AL
Une chambre de retardement estmontée sur la roue extérieure (typeTV). A l'arrêt, cette chambre seremplit d'une partie du liquide defonctionnement. Ceci réduit tempo-rairement le volume de liquidecontenu dans la chambre de travaildu coupleur. Ainsi, le couple trans-mis est plus faible pendant la phasede démarrage. La machine estdéchargée d'autant au démarrage.Lorsque le moteur a atteint sapleine vitesse, le contenu de la
chambre de retardement se videdans la chambre de travail en fonction du temps, permettant ainsid'obtenir la capacité maximale detransmission. Pour certaines applications, il estpossible de réduire davantage lecouple de démarrage du coupleuren installant une chambre de retar-dement agrandie (type TVV). Celapermet d'obtenir une accélérationencore plus progressive de lamachine.
Le fonctionnement de la chambrede retardement est amélioré danscertains cas par des soupapes com-mandées par la force centrifuge,pour le coupleur type TVF, ou parun remplissage hydrodynamique enretour, pour le type TVY.
Domaines d'application :� convoyeurs à bande � centrifugeuses, décanteurs � tubes broyeurs� machines à démarrage difficile
1) y compris l'accouplement élastique et le remplissage d'huile maximum.
Type TV
Type TVV
274274274366366422422487487562562650650750750866866
1000100011501150
TVTVVDTVTVTVVTVTVVTVTVVTVTVVTVTVVTVTVVTVTVVTVTVVTVTVV
172204244225296257335297382333428384494440567493641547686670883
328328328424424470470556556634634740740846846978978
1118111812951295
331315355384455430508487572554649658768603730682830757896880
1093
75656575759090
100100120120140140140140160160180180180180
555555656580809090
110110120120135135150150160160180180
9090
125120120135135155155170170200200240240265265280280320320
32333856588083
111119172182259274364386570595870905
12421334
Taille Type A D L d1 maxi d2 maxi l2 maxi Poids1)
[mm] [kg]
9
L'innovation –le coupleur type TVVS
ød
1
L
A
Dl2 ød
2
Voith a développé une chambre
annulaire pour compléter sa gamme
de coupleurs à chambre de retarde-
ment agrandie (type TVVS).
Cette chambre supplémentaire
dans l'enveloppe du coupleur per-
met de réduire encore le couple de
démarrage. Pendant la phase de
démarrage, lors des premières
rotations des éléments extérieurs
du coupleur, cette chambre exté-
rieure se remplit entièrement du
liquide de fonctionnement de la
chambre de travail sous l'effet de la
force centrifuge. La quantité de
remplissage est sensiblement
diminuée. Le couple transmis est
donc plus faible, en comparaison
avec le coupleur sans enveloppe de
chambre annulaire. Le couple
augmente en fonction du temps, par
vidage de la chambre de retarde-
ment dans la chambre de travail. Le
réglage des gicleurs permet d'adap-
ter le processus de démarrage aux
caractéristiques de l'installation.
Ce nouveau concept de coupleur a
été développé essentiellement pour
l'entraînement des convoyeurs à
bande. L'augmentation très progres-
sive du couple permet une adapta-
tion automatique à la charge de la
bande convoyeuse.
Domaines d'application :� convoyeurs à bande � machines à démarrage difficile
1) y compris l'accouplement élastique et le remplissage d'huile maximum.
Type TVVS 422
487
562
650
750
866
TVVS
TVVS
TVVS
TVVS
TVVS
TVVS
335
382
428
494
567
641
470
556
660
761
877
1017
508
572
649
768
730
830
90
100
120
140
140
160
80
90
110
120
135
150
135
155
170
200
240
265
87
126
192
291
404
645
Taille Type A D B maxi dt mini d maxi Poids1)
[mm] [kg]
206
206
274
274
274
274
366
366
422
422
487
487
562
562
650
650
TRI
DTRI
TRI
TVRI
DTRI
DTVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
TRI
TVRI
97
137
137
172
175
242
198
225
205
258
246
297
269
333
317
384
248
248
328
328
328
328
424
424
470
470
556
556
634
634
740
740
70
70
100
100
135
135
145
145
160
160
201
201
294
294
–
–
116
116
150
150
165
165
160
160
182
182
233
233
265
265
423
423
42
42
55
55
60
60
65
65
70
70
90
90
100
100
105
105
9
12
25
26
33
38
47
51
74
76
110
112
173
175
256
261
10
Entraîînement par courroie –le coupleur type TRI et TVRI
B
D
A
ød
A
ød
t
La poulie pour courroies trapézoï-
dales ou pour courroie plate, fixée
sur le porte-poulie, permet de trans-
mettre le couple aux arbres dispo-
sés parallèlement à l'axe. La poulie
peut être remplacée sans grandes
manipulations, si nécessaire.
Les coupleurs TRI et TVRI sont
montés librement sur l'arbre du
moteur ou de la machine. Les forces
appliquées à la courroie sont trans-
mises au moyeu du coupleur par
l'intermédiaire d'un palier du cou-
vercle de palier.
Le type TRI est employé comme
auxiliaire de démarrage et comme
protection contre les surcharges. Le
type TVRI, équipé d'une chambre
de retardement supplémentaire,
est employé lorsqu'un démarrage
particulièrement doux est requis.
Domaines d'application :� centrifugeuses et décanteurs � ventilateurs� mélangeurs� concasseurs
1) y compris le remplissage d'huile maximum sans poulie.
Type TRI
Type TVRI
11
Equipements de surveillance et accessoires
MTS –
système de coupure
thermique par contacteur
Les coupleurs sont protégés de la
surchauffe par des bouchons fu-
sibles installés en série. Pour éviter
les fuites de liquide de fonctionne-
ment en cas de surcharge ther-
mique, il est possible d'ajouter un
système de coupure thermique par
contacteur MTS.
Lorsque la température de réponse
est atteinte, l'élément thermique
libère un axe qui actionne un com-
mutateur. Selon le type de déclen-
chement, l'impulsion de disjonction
peut être utilisée comme un signal
d'alarme ou pour couper le moteur.
L'élément thermique doit être
remplacé après chaque déclenche-
ment.
BTS –
système de coupure
thermique sans contact
La surveillance de la température
du coupleur se fait sans contact.
Après la réponse du système,
inutile de remplacer l'élément
thermique. Il est prêt à refonction-
ner une fois le coupleur refroidi.
Le signal de contact peut être utilisé
comme signal d'alarme ou pour
couper le moteur.
Outil de montage et de
démontage
Il est nécessaire pour monter et dé-
monter les coupleurs en toute sécu-
rité, d'une manière professionnelle.
Un dispositif hydraulique d'extrac-
tion est disponible en plus de cet
outil de montage et de démontage
mécanique.
Regard
Le regard du niveau d'huile, installé
dans la roue extérieure, permet de
contrôler facilement le niveau de
remplissage sans ouvrir le coupleur.
12
Modèles supplémentaires –selon les applications
Coupleur avec poulie de frein
Pour les applications nécessitant un
freinage, le coupleur peut être
équipé d'une bride supplémentaire
sur laquelle sera fixée la poulie de
frein ou le disque de frein.
Coupleur avec arbre plein et
bride d'accouplement primaire
Le coupleur est fixé de manière
rigide sur l'arbre du moteur par une
bride d'accouplement primaire. Le
poids du coupleur est donc suppor-
té par l'arbre moteur, soulageant
ainsi l'arbre de transmission.
Un accouplement élastique doit être
installé entre l'arbre plein sortant du
coupleur et l'arbre de transmission.
L'utilisation d'un accouplement
élastique approprié permet de
monter ou de démonter le coupleur
dans le sens radial sans déplacer le
moteur ou la boîte de vitesses.
Coupleur avec accouplement
multidisques entièrement
métallique (GPK)
A performances égales, moteur
et boîte de vitesses gagnent en
compacité. Ce qui permet une
réduction du diamètre du moteur
et de l'arbre de transmission qui
sont alors moins sollicités. Le poids
du coupleur est réparti équitable-
ment entre l'arbre d'entraînement
et l'arbre entraîné à l'aide de deux
accouplements multidisques. La
réduction de la sollicitation des
arbres et des paliers se traduit par
une augmentation de la durée
d'utilisation des paliers délestés.
Pour pouvoir faire face aux différentes conditions d'utilisation et
exigences de la pratique, nos ingénieurs et techniciens ont mis au
point d'autres types de coupleurs à remplissage constant.
13
Coupleur avec poulie à gorges
sans porte-poulie type
TRI/TVRI.
L'emploi de ce type de coupleur
peut être nécessaire pour les dia-
mètres de poulie particulièrement
petits.
Le porte-poulie intégré est fixé
directement sur le carter du
coupleur.
Le remplacement ultérieur de la
poulie n'est pas facile.
Coupleur à poulie libre
type TR
Sur ce modèle simplifié de coupleur
à poulie, la poulie est montée libre-
ment sur le carter du coupleur.
Le coupleur TR est une solution
plus économique sur une plage de
puissance basse.
Coupleur fonctionnant à l'eau
du type TWV…
Les coupleurs Voith – conçus pour
fonctionner à l'eau – peuvent être
employés là où l'utilisation de l'huile
est interdite pour des raisons de
sécurité et de protection de l'en-
vironnement.
En particulier dans les houillères, la
préférence va aux coupleurs à eau.
Ce fluide de fonctionnement garan-
tit également une transmission
élevée de la puissance.
Cr
128
fr
aik/
WA
05.0
6 1
000
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