Brevet FR2253946A1 — publié le 19750704

La présente invention concerne un accouplement avec une bague interne et une bague externe enteurant ceaxialement cette dernière, avec une denture servant à la transmission de force entre ces bagues, denture qui est formez de creux et de dents, et avec des clavettes en matière plastique engrenant dans les creux des bagues interne et externe. De tels accouplements sont utilisés par exemple dans la réalisation d'accouplements à denture sphéroide pour commande de laminoir. Dans une telle réalisation, il est connu de munir la bague interne comme aussi la bague externe d'environ quatre à huit creux disposés de manière répartie sur la péri périe, une clavette en matière plastique qui relie mécanique- ment les deux bagues engrenant dans un creux de la bague interne et dans un creux de la bague externe disposé sur le même rayon. La transmission de force s'effectue ainsi sur ces quatre à huit clavettes en matière plastique, qui par leur disposition ne sont soumises essentiellement qu'au cisaillement. Ce type de sollicitation est désavantageux car les matières plastiques appropriées à ce but pour la plupart ne supportent pas une charge admissible au cisaillement dans une mesure suffisante, au moins pas pendant un laps de temps assez long. De plus, un tel accouplement à cause du nombre relativement bas de clavettes en matière plastique fonctionne pour des nombres de tours élevés de manière plus bruyante, ce qui est également désavantageu . Dans la zone disposée entre les clavettes en matière plastique peuvent se présenter des frottements entre la périphérie externe de la bague interne et la face interne de la bague externe, et aussi des frottements de métal sur métal.De ce fait, il s'ensuit une élévation plus importante du trouble de roulement, respectivement du bruit de roulement; à cela stajoute une augmentation plus importante de l'usure. Par suite, l'invention a pour but de conformer un accouplement du type décrit-plus haut, de telle manlère qutil s'ensuit avec des moyens simples un travail plus favorable des éléments en matière plastique requis pour la transrission de force. Ce but est obtenu suivant 11 invention du fait que la section transversale de clavette et la section des creus-des bagues interne et externe ont à peu près la forme dsun hexagone ou d'un octogone, et que clavette et creux sont disposés de telle manière que des faces de clavette se faisant face diamétralement et les parois de creux adjacentes à celles-ci sont à peu près parallèles. Grâce à omette réalisation, il s'ensuit des rapports de charge essentiellement plus favorables, de telle manière que se présentent déjà des efforts de cisaillement essentiellement plus petits. C'est-à-dire qu'il s'ensuit, grâce à la conformation proposée des clavettes et creux, que les clavettes sont soumises sur une grande partie à la pression, et cela proportionnellement à la réduction des efforts de cisaillement.Dans des accouplements à denture sphéroïde existe additionnellement 11 avantage que les clavettes en matière plastique peuvent être placées fermement dans les creux de la bague interne, et que la bague métallique interne ne doit être pourvue que d'une denture en gradin, tandis que les faces de clavette engrenant dans les creux de la bague externe sont réalisées comme une denture sphéroSde. La fabrication de ce type de denture dans la bague en matière plastique est beaucoup plus simple que la fabrication dans une bague métallique. Suivant une autre proposition de l'invention, il est particulièrement avantageux que les dents des bagues interne et externe forment entre elles une fente radiale. Par là, on empêche que dans les zones des bagues interne et externe se trouvant entre les clavettes ne puisse avoir lieu un frottement métal contre métal, de telle sorte qu'il s'ensuit un plus grand silence de roulement et l'usure à ces endroits est réduite. Les clavettes reçoivent de manière appropriée à peu près la forme d'un hexagone équilatéral, les creux des bagues interne et externe étant adaptés de manière correspondante. Si la fente radiale mentionnée ci-dessus est prévue, à la clavette est maintenue. une forme octogonale de telle manière que deux faces de clavette se faisant face diamétralement se trouvent en direction radiale entre une bague interne et une bague externe, et sont seulement aussi larges que la fente radiale. On peut aussi imaginer d'utiliser des clavettes avec une sextion transversale en octogone à peu près équilatéral, chaque clavette engrenant alors avec quatre faces dans un creux de la bague interne, respectivement la bague externe et ces creux étant conformés de manière correspondante. Bien entendu, dans cette forme de réalisation il n'en résulte plus de rapports de charge aussi favorables pour la clavette. Dans une autre réalisation de l'invention, il est pro posé que les clavettes soient réunies l'une à l'autre par des traverses s1 étendant en direction de la périphérie en une bague continue. Cette forme de réalisation a d'autre avantages et de très importants. La réunion des clavettes en une bague en ma tière plastique conduit à un abaissement supplémentaire à prendre en considération de l'effort de cisaillement qui existe encore. l'es traverses empêchent de manière sare tout frottement métal sur métal, ce gui contribue à rendre le roulement plus silencieux et qui aussi diminue ltusure de la bague interne et de la bague externe dans cette zone. Un avantage particulier consiste en ce que la bague en matière plastique garantit une répartition régulière de la transmission de force sur toute la péripbérie, de telle manière que l'accouplement n'est plus influencé désavantageusement par des balourds et qu'aussi il en résulte un roulement plus silencieux. Un avantage immédiat consiste en ce que la bague en matière plastique se laisse solidement emmancher sur la bague interne. On échappe ainsi à une fixation individuelle des cla vettes, ce qui particulièrement dans le cas d'un très grand nombre de celles-ci présente une très importante simplification. Ci-après sont décrites quelques réalisations aanta- geuses de l'invention. Ainsi, il est par exemple approprié de disposer les creux et les dents de la bague en matière plas tique prévus sur les faces interne et externe de celle-ci sur de mêmes rayons. De plus, il est avantageux d'incliner les flancs des creux et des dents de la bague interne, de la bague externe et de la bague en matière plastique par rapport à la direction radiale, de telle manière que les flancs d1un creux de la bague interne et le flanc d'une dent interne de la bague en matière plastique adjacent à cette surface par rapport au flanc de la dent externe de la bague en matière plastique, se trouvant sur le mtme rayon et disposé de l'autre cOté de ce rayon, et à la face de creux de la bague externe adjacente à ces flancs de dent, ont des aliments de surface se faisant face parallèlement. Sur ces éléments de surface peuvent s'appuyer les éléments d'accouplement entraînés en direction de la périphérie avec un mouvement de torsion, de telle manière que la bague en matière plastique est soumise de manière prépondérante à la pression. L'inclinaison citée doit se monter entre 300 et 400, tous les creux et dents devant en général être conformés de telle manière que les dents de la bague en matière plastique adjacentes au mme rayon présentent en coupe approximativement la forme dtun hexagone. Il est apparu d'ailleurs que les dentures de la bague externe et de la bague interne sont à peine soumises à une usure car, à supposer qu'une telle usure se présente, elle a lieu seulement sur la bague en matière plastique. -Celle-ci cependant peut être rapidement et facilement remplacée, tandis que de telles apparitions d'usure dans des accouplements du type connu conduisent souvent à de grandes dépenses et souvent meme au renouvellement complet de l'accouplement. Dans une réalisation bien déterminée d'accouplements, un carter a'accouplement est pourvu de deux arbres disposés dans le même axe à l'intérieur de celui-ci. Les bouts d'arbre sont conformés comme bague interne, tandis que sur la face interne du carter d'accouplement servant à la transmission de force se trouvent des bagues externes disposées de manière correspondante.Pour une telle forme de réalisation, l'invention est également utilisable avantageusement car la bague en matière plastique pr* osée peut être placée à deux endroits entre la bague interne sur un bout d'arbre et la bague externe, qui lui est adjointe, sur le carter d'accouplement.Dans une telle réalisation, il est avantageux suivant une autre présentation de l'invention de subdiviser le carter en direction longitudinale et de relier l'une à l'autre les deux parties de carter par une bague intermédiaire, qui est au moins aussi large que la bague en matière plastique. Pour changer la bague en matière plastique, il est alors seulement requis de retirer la bague intermédiaire, qui doit être reliée de manière facilement amovible aux deux parties de carter, sans que ces deux parties de carter doivent être déplacées.Après enlèvement de la bague intermédiaire, dont la cavité doit être dégagée par rapport aux bouts d'arbre, le changement d'une bague en matière plastique peut alors avoir lieu sans difficulté. Ci-après sont décrits des exemples de réalisation de ltinvention sur la base de dessins, qui montrent en t Figure 1 la vue d'une première forme de réalisation de l'accouplement, partiellement en coupe longitudinale; Figure 2 une sue de la face latérale de l'accouplement partiellement en coupe transversale suivant la ligne Il-Il de figure 1; Figure 3 la vue d'une forme de réalisation modifiée de l'accouplement, partiellement en coupe longitudinale; Figure 4 une autre forme de réalisation de ltaccouple- ment dans une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de figure 5;; Figure 5 une coupe longitudinale à travers l'aceouple- ment de figure 4 Le carter d'accouplement représenté dans les figures 1 et 2 est composé de deux éléments de carter 10 et 11 et d'une bague intermédiaire 12, ces éléments étant maintenus assemblés par un boulonnage à bride 13. Dans le carter d'accouplement font saillie deux bouts d'arbre 14 disposés coaxialement l'un à l'autre, bouts d'arbre qui sont rendus étanches par rapport au couvercle de carter 16 par un joint torique 15; ce couvercle est à son tour fixé par un boulonnage 17 sur l'élément de carter 10, respectivement 11. Les bouts d'arbre 14 présentent à leur périphérie externe une bague interne 18 consistant en des dents 18a et des creux 18b, bague qui dans cet exemple est cdhstitu8e d'une pièce avec les bouts d'arbre 14 mais qui peut aussi cependant-dans d'autres réalisations être un élément de construction séparé. Sur cette bague interne est emmanchée une bague en matière plastique 19, qui consiste en un polyamide approprié. La bague en matière plastique 19 possède de son côté des dents 19a et des creux 19b sur sa face interne et sur sa face externe. Après l'emmanchement de la bague en matière plastique 19 sur la bague interne 18 sont placées des deux côtés des bagues de maintien 20 contre la bague interne 18 et la bague en matière plastique 19, pour éliminer avec une sûreté absolue un glissement de cette dernière en direction axiale. Les dents 19a et creux 19b externes de la bague en matière plastique 19 ont une forme bombée. Les deux éléments de carter 10 et 11 sont pourvus sur leur face interne chacun d'une bague externe 21 pour l'accouplement, chaque bague externe 21 présentant également de nouveau des dents 21a et des creux 21b. Les creux 18b de la bague interne 18 et 21b de la bague externe 21 se trouvent chaque fois avec deux dents 19a de la bague en matière plastique sur le même rayon. De plus, les creux 18b de la bague interne 18 ont par rapport au rayon passant par le centre de ceux-ci une inclinaison d'environ 350, de telle sorte que chaque creux dans sa forme est assimilable à une partie d'un hexagone. De manière correspondante, cela vaut aussi pour les flancs des creux 21b, respectivement des dents 21a de la bague externe 21, de telle sorte que les dents 19a de la bague en matière plastique 19, reposant dans ces creux et se trouvant sur le même rayon, ont ensemble à peu près en section transversale une forme assimilable à un hexagone.Il résulte de cette forme citée de toutes les dents 18a, 19a et 21a et tous les creux 18b, 19b et 21b, que les flancs de ceux-ci présentent à l'intérieur de la denture des éléments de surface se faisant face, de telle sorte que par exemple le flanc du creux 18b de la bague interne 18 se trouvant sous le rayon désigné en figure 2 par R fait face au flanc du creux 21b de la bague externe 21 se trouvant au-dessuè de ce rayon R, ce qui à cet endroit est désigné par une flèche correspondante. Du fait que les dents 19a de la bague en matière plastique 19 sont soumises pour une partie prépondérante à la pression et seulement pour une fort petite partie au cisaillement, la durée de vie de la bague en matière plastique et par suite de tout l'accouplement est fortement augmentée. La bague en matière plastique est en général dimensionnée et conformée de telle manière que le centrage entre bague interne 18 et bague externe 21 a lieu sur la crête des dents 19a de la bague en matière plastique 19 et le fond des creux 21b de la bague externe 21, tandis que entre le fond des creux 19b de la bague en matière plastique 19 et la crête des dents 21a de la bague externe 21 existe un jeu de quelques dixièmes de millimètre. Cet ajustage -s'est avéré particulièrement favorables En général, on peut remarquer particulièrement en figure 2 que la bague interne 18 et la bague externe 21 ne sont en contact en aucun endroit directement l'une avec l'autre, de telle sorte qu'un frottement métal sur métal est empêché, L'accouplement représenté en figure 5 est formé par un tube à broche 22 et un support 23 recevant 11 extrémité de celui ci et sur lequel eat fixée une douille dentée 24. Cette dernière est reliée par un boulonnage 25 à un couvercle 26, qui est rendu étanche par rapport au tube à broche 22 au moyen dun joint torique 27.Le tube à broche 22 possède une t9te 22a pourvue de surfaces d'appui à segments sphériques, tête qui est articulée par lesdites surfaces sur des bagues de roulement à billes 28 conformées de manière correspondante. la douille dentée 24 possède sur sa face interne une denture, qui sert comme bague externe 29 pour 1'accouplement. La tête 22a du tube à broche 22 est pourvue d'une bague interne 30 pour l'accouplement. il est à nouveau ici prévu une bague en matière plastique 31, qui est supportée sur ses deux côtés par des bagues de blocage 32, pour le cas où sa liaison à serrage par rapport à la bague interne 30 devrait se relâcher la bague externe 29, la bague interne 30 et la bague en matière plastique 31 de cette forme de réalisation d'un accouplement sont en général construites de la meme manière et travaillent de la même manière que celle décrite en liaison avec la forme de réalisation des figures 1 et 2. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 4 et 5, un arbre interne 33 et un arbre creux 34 entourant ce dernier coaxialement sont reliés entre eux par l'accouplemente L'arbre- 33 possède sur sa périphérie externe des dents 33a et des creux 33b, qui forment la bague interne de l'accouplement. Comme bague externe est utilisée une douille 35 soudée à l'arbre creux 34 et qui est pourvue également de dents 35a et de creux 35b. Les dents 33a de la bague interne et les dents 35a de la bague externe se trouvent sur un mêe rayon, de telle façon que cela vaut aussi de manière correspondante pour les creux 33b et 35b. Entre le sommet des dents 33a et 35a se trouve une fente radiale de tordre de grandeur de quelques millimètres, qui dans chaque cas empoche un contact entre les surfaces métal liques. Les creux 33b et 35b possèdent chacun des sections transversales, qui ensemble donnent à peu près la forme dtun hexagone équilatéral. Cela vaut de manière correspondante essentiellement aussi pour la forme des clavettes 36 insérées dans les creux 33b et 35b, ces clavettes pouvant titre chanfreinées sur leurs bords se trouvant dans la région de la fente annulaire entre les dents 33a et 35a, de telle manière que la section de clavette présente huit coins et que la largeur de la surface de clavette se trouvant dans la zone de fente annulaire correspond à peu près à la largeur de la fente annulaire. -andis que les clavettes 36 reposent chacune avec une extrémité sur des surfaces radiales 33c, conformées de manière appropriée, de l'arbre 33, respectivement 34a de l'arbre creux 34, le maintien des clavettes 36 à I'extrémité opposée a -lieu au moyen d'une bague de blocage 37, qui est maintenue par un bnoulonnage 38 sur la face frontale de la douillé 35. Le mode de fonctionnement de cet accouplement ne requiert aucune explication plus précise. Se font face ici aussi chaque fois à peu près diamétralement une paroi latérale d'un creux 33b et une paroi latérale d'un creux 35b, en rapport avec le milieu d'une clavette, dans une position parallèle l'une à l'autre. les clavettes 36 sont soumises de ce fait lors de la transmission d'un moment de torsion entre l'arbre 33 et l'arbre creux 34 essentiellement à la pression. Mien que dans cet exemple la denture n'ait pas une forme bombée, il faut cependant sur la base de cet exemple décrire un procédé particulièrement avantageux, qui représente une réalisation avantageuse de l'invention et qui concerne la fabrication d'une forme bombée du profil de dent. Ainsi tout d'abord, toutes les clavettes 36 sont encastrées dans les creux 33b de l'arbre 33 de manière appropriée, de telle façon que les faces des clavettes 36 se présentant radialement vers l'extérieur sont librement accessibles pour l'application d'un outil à enlèvement de copeaux. Cet encastrement peut, par exemple, avoir lieu à l'aide de bagues de blocage placées de manière correspondante par exemple aussi suivant le type de la forme de réalisation de figure 1. Dans les faces frontales, se trouvant à l'extérieur dans cette position d'encastrement des clavettes 36, la fabrication de la forme bombée peut avoir lieu maintenant sur un banc de machine-outil approprié. Pinalement, les clavettes hexagonales 36 sont tournées de 600 dans les creux 33b après suppression de l'encastrement, de telle sorte que la face latérale voisine de la face latérale façonnée se montre radialement vers l'extérieur. Cette face latérale peut alors aussi être façonnée de manière correspondante. Le même processus se répète alors une autre fois pour façonner une troisième face latérale voisine de Ia clavette 36. Finalement, toutes les clavettes 36 sont placées avec leurs faces latérales maintenues planes dans les creux 33b de arbre 33 et fixées définitivement par exemple par collage et/ou serrage. Ce procédé a l'avantage que la forme bombée du profil de dent dans les clavettes 36 peut être réalisée très facilement et très rapidement. De là en résulte une symétrie et une exactitude particulièrement bonnes de la forme du profil de dent. Revendications 1. Accouplement avec une bague interne et une bague externe entourant cette dernière coaxialement, avec une denture servant à la transmission de force entre ces bagues, denture qui est formée de creux et de dents, et avec des clavettes en matière plastique engrenant dans les creux de la bague interne et de la bague externe, caractérisé en ce que la section transversale de clavette et la section transversale des creux 18b, 21b; 33b, 35b de la bague interne 18, 33 et de la bague externe 21, 35 ont à peu près la forme dgun hexagone ou d'un octogone, et en ce que clavettes 19a, 36 et creux 18b, 21b; 33b, 35b sont disposés de telle manière que des faces de clavette se faisant face diamétralement et les parois de creux contigües à celles-ci sont à peu près parallèles. 2. Accouplement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les dents 33a, 35a de la bague interne 33 et de la bague externe 35 forment entre elles une fente radiale. 3. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les clavettes 36 ont à peu près la forme d'un hexagone équilatéral, et en ce que les creux 33b, 35b de la bague interne 33 et de la bague externe 35 sont adaptés de manière correspondante. 4. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les clavettes 19a sont reliées ensemble par des traverses 19c s'étendant dans la direction de la périphérie en une bague continue 19 en matière plastique, 5. Accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les creux 19b, respectivement les dents 19a de la bague en matière plastique 19 sont disposés sur les faces interne et externe de celle-ci sur un même rayon. 6. Accouplement suivant ltune quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les flancs des creux 18b, 19b, 21b et des dents 18a, 19a, 21a de la bague interne 18, de la bague externe 21 et de la bague en matière plastique 19 sont inclinés par rapport à la direction radiale, de telle manière que les flancs d'un creux 18b de la bague interne 18 et le flanc, adjacent à ce flanc, d'une dent interne 19a de la bague en matière plastique 19 par rapport au flanc de la dent 19a de la bague en matière plastique 19, se trouvant sur le même rayon R et disposée de l'autre c8té de ce rayon R, et à la face du creux de la bague externe 21 adjacente à ce flanc de dent, ont des éléments de surface se faisant vis à vis. 7o Accouplement suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'inclinaison est de 300 à 400. 8. Accouplement suivant llune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les dents 19a de la bague en matière plastique 19 se trouvant sur le même rayon présentent en coupe transversale à peu près la forme d'un hexagone dquila- téral. 9. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la bague en matière plastique 19 est emmanchée sur la bague interne 18. 10.Accouplement suivant ltune quelconque des revendications 1 à 9, avec un carter d'accouplementt deux arbres disposés dans le même ase à l'intérieur dudit carter et dont les extrémités sont conformes comme bague interne, et des bagues externes disposées de manière correspondante sur la face interne du carter d'accouplement servant à la transmission de force, caractérisé en ce que le carter 10, 11 est subdivisé ra dialementen direction longitudinale, et en ce que les deux carters 10, 11 sont reliés ensemble par une bague ietermddiaire 12, qui est au moins aussi large que la bague en matière plastique 19. 11.Accouplement suivant la revendication 10, carac- térisé en ce que la bague intermédiaire 12 est reliée aux éléments de carter 10, 1î de manière facilement amovible, et en ce que l'espace entourant la bague intermédiaire 12 est dégagé des' bouts d'arbre 14. 12.Procédé pour réaliser un accouplement à denture sphéroïde suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les clavettes sont fixées de manière amovible dans les creux de la bague interne, et en ce que les faces de toutes les clavettes s1 étendant à peu près dans la direction de la périphérie et tournées radialement vers ltextérieur sont amenées à une forme bombée par un outil i enlèvement dé copeaux, en ce que ensuite les clavettes sont déplacées dans les creux de la bague interne de telle sorte que les faces voisines des faces façonnées prennent la position des faces fa çonnées et paisssent également être façonnées, et en ce que auprès ce façonnage un déplacement suivant des clavettes a lieu de la mme manière, de telle sorte que la troisième face latérale adjacente aux faces latérales façonnées puisse aussi être fa çonnée.