Brevet FR2353751A1 — publié le 19771230

la présente invention concerne un accouplement élastique pour arbres de machines, en particulier pour véhicules automobiles, constitué par un corps polygonal en caoutchouc divisé, par des douilles de serrage pour logement de boulons de fixation, en sections individuelles susceptibles d'une précontrainte de compression, une douille sur deux étant remplaçable par le bras d'un moyeu étoilé disposé centriquement dans le corps en caoutchouc Pour la jonction élastique d'extrémités d'arbres non alignés ou soumis à de forts mouvements angulaires, comme c'est en particulier le cas pour les arbres cardans et les essieux à cardans transversaux des véhicules automobiles, on connait des accouple- ments d'arbres constitués essentiellement par un anneau polygonal en matière élastique caoutchouteuse - cintre les diverses sections, en forme de colonnettes, du polygone sont vulcanisées des douilles de serrage métalliques servant au logement des griffes des extré- mités d'arbres à joindre . Les faces frontales des sections en caoutchouc ou des pièces métalliques sont situées dans des plans s'intersectant essentiellement dans l'axe d'aceauplement pour exercer une contrainte, principalement de compression, perpendi- culaire à leur axe longitudinal, sur les diverses sections en caoutchouc soumises à une précontrainte de compression .Dans une autre variante d'accouplement, une pièce métallique 6ur deux est remplacée par le bras d'un moyeu étoilé vulcanisé centriquement dans le corps en caoutchouc de façon qu'une extrémité d'arbre puisse titre jointe directement au moyeu étoilé Pour réduire le poids de 11 accouplement, et en particier le moment d'inertie d'un accouplement tournant, les douilles de serrage sont souvent, conformément au brevet allemand 1.078,821, faites de deux coquilles de tôle ayant chacune une moulure longithdinale Ces dernières donnent, après assemblage par soudure des deux coquilles, un passage axial en forme de douille logeant oe6 organes de fixation tels que boulons, vis, rivets, atc.. alors que la fabrication individuelle des coquilles de tôle ne pose pas de problème, leur assemblage par soudure dans une position exactement alignée présente des difficultés Bien que le brevet américain ).630.049 décrive déjà des douilles de serrage en forme de pots à fond circulaire en tale emboutie, celles-ci n'ont pas pu trouver jusqu'ici d'application pratique du fait que, pour une épaisseur minimale de tale, elles ne pouvaient répondre aux contraintes imposées et que, d'autre part, l'augmentation de l'épaisseur de la t81e, non seulement compliquait la fabrication des douilles mais en augmentait fâcheusement le poids La présente invention a pour objet de réaliser des douilles de serrage de faible poids, faciles à iabriquer et capables de répondre aux contraintes qui leur sont imposées Ce but est atteint, conformément à l'invention, en constituant les douilles de serrage par des corps métalliques en forme do pots,de fond presque elliptique,dont la largeur intérieure, dans la zone du trou de passage du boulon, est égale ou très peu supé- rieure à la têtes ou au corps, du boulon . L'avantage qui en découle est qu'après montage de l'accouplement entre les extrémités d'arbre, c'est à dire après jonction des douilles de serrage avec les griffes des extrémités d'arbre, en cas de charge plus forte des parois de la douille par les sections de corps en caoutchouc voisines, les boulons de jonction serviront d'éléments internes d'appui dans les douilles de serrage .L'effet de soutien des boulons de jonction dans les douilles de serrage permet d'éviter l'afïaissement des parois des douilles, en particulier dans la zone de transition entre le fond et la paroi de la douille où a lieu, comme on sait, la plus grande contrainte de flexion Pour éviter l'arrachage du fond de la douille, l'invention propose en outre de donner au fond de la douille une épaisseur supérieure à celle de ses parois .On peut également concevoir, pour ce motif, que le fond de la douille de serrage présente des surélévations partielles en forme de nervures ou de moulures Si ces dernières entourent. centriquement le trou de passage du boulon dans le fond de la douille, un avantage supplémentaire résultera de ce que le centrage des douilles de serrage sur les griffes des extrémités d'arbres pourra se faire par conformation complémentaire des surfaces jointives des griffes l'invention propose en outre de constituer les douilles de serrage par une platine de tole emboutie présentant, avant l'embou- tissage, l'épaisseur qu'aura le fond de la douille tandis que l'épaisseur des parois de la douille pourra être influencée par l'emboutissage .Bn particulier, l'épaisseur de la paroi de la douille pourra aller en décroissant du fond de la douille au coté béant de celle-ci de façon à être adaptée à la contrainte de flexion il apparatt également avantageux, tant pour augmenter la résistance mécanique de la douille que pour améliorer les conditions de serrage, de réaliser, dans lee sections de corps ea-eaoutchouc à vulcaniser sur les douilles de serrage, une ou plusieurs moulures transversales dirigées à peu près perpendiculairement au fond de la douille Pour réduire l'effet de cisaillement des extrémités libres relativement aiguës de6 parois des douilles dans le corps en caoutchouc, l'invention propose que la douille comporte des biseaux sur son coté béant, au moins dans la zone du grand diamètre de la douile .Pour la même raison, la transition du fond à la paroi de la douille devra étre fortement arrondie, au moins dans la zone de grand diamètre de la douille . On peut également concevoir, au lieu du trou de passage pour un boulon d'assemblage dans le fond de la douille de serrage, de percer un trou taraudé pour pouvoir visser directement un boulon fileté dans la douille de serrage en sens axial inverse . Dans cette variante, le plus petit intervalle intérieur entre les parois de la douille devra être égal au diamètre du boulon fileté pour assurer, conformément à l'invention, un appui direct des deux parois de douille par l'intermédiaire du boulon fileté Pour obtenir une charge aussi régulière que possible des sections de corps en caoutchouc limitrophes de la douille de serrage, l'invention propose une conformation ovoïde du fond de la douille, de façon que les parois de la douille convergent en grande partie vel-s l'axe d'accouplement selon une forme en coin il y a enfin avantage à ce que les faces internes des parois des douilles soient recouvertes complètement ou partiellement d'une couche de caoutchouc fixée par vulcanisation afin d'strie prot6- gées oontre la corrosion L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représen- tés sur les dessins annexés dans lesquels - la Figure 1 est une coupe radiale de la moitié droite d'un accouplement élastique d'arbre, non monté - la Figure 2 est une coupe radiale de la moitié gauche d'un autre mode de réalisation d'un accouplement élastique d'arbre, représenté également non monté - la Figure 3 est une coupe axiale partielle selon la ligne III III de la Figure 1, montrant le point de fixation entre la douille et l'extrémité de la griffe ; et - la Pigure 4 est une coupe axiale partielle selon la ligne IV-IV de la Figure 2, montrant le point de fixation entre la douille et l'extrémité de la griffe L'accouplement élastique d'arbre de la Figure I est constitué par un corps hexagonal en caoutchouc divisé en sections individuelles 2 par des douilles de serrage 1 fixées par vulcanisation dans la zone des angles de l'hexagone . Â l'état non monté, les sections de corps en caoutchouc 2, en forme de colonnettes, sont soumises à une précontrainte de compression, dans leur sens longitudinal, par un cercle tendeur 3 entourant l'accouplement .Pour la jonction alternée des douilles de serrage 1 avec les griffes des extrémités d'arbres à l'état monté (voir Figure 3), les cotés béants des douilles de serrage en forme de pots 1 sont dirigés dans des sens axiaux alternativement opposés Dans l'accouplement élastique d'arbre selon la Figure 2, une sur deux des douilles de serrage est remplacée par le bras 4 d'un moyeu étoilé 6 vulcanisé concentriquement dans le corps en caoutchouc 5, de façon à toujours laisser subsister, entre deux bras de moyeu 4, une douille de serrage 7 pour la jonction avec une extrémité d'arbre (voir Figure 4) .A l'état non monté, le cercle tendeur 3 assure, comme dans l'exemple de la Figure 1, une précontrainte de compression adéquate dans le corps en caoutchouc 5 La Figure 3 est une coupe partielle de l'exemple de la Figure 1 montrant la douille de serrage 1 ainsi qu'une vis 8 servant de boulon d'assemblage, et une griffe 9 d'une extrémité d'arbre non représenté . La douille de serrage 1 est constituée par un corps métallique embouti, en forme de pot, à fond à peu près elliptique, lequel, par une conformation cunéiforme appropriée de la moitié radiale interne, approche de la forme d'une goutte de liquide Dans le plan de coupe, l'écartement intérieur entre les parois 10 et 10' de la douille est à peine supérieur à l'ouverture de clé de la tête de boulon 11 .De cette façon, non seulement la tête de boulon sert d'élément d'appui entre le deux parois 10 et 10' de la douille, mais encore ces dernières freinent la rotation par report à la tête de boulon 11 . Le fond 12 de la douille comporte une moulure 14 entourant ccntriquement le trou de passage de boulon 13 . Une saillie correspondante 15 dans la surface d'appui 16 de la griffe 9 assure, de concert avec la moulure 14 de la douille de serrage 1, leur centrage mutuel L'épaisseur du fond 12 de la douille de serrage 1 est approximativement 1,5 fois celle de l'épaisseur de paroi moyenne, l'épais- seur de la paroi 10 de la douille décroissant en direction de sa partie béante de façon que les surfaces internes de la paroi de la douille concourent coniquement l'une vers l'autre .Les surfaces internes sont recouvertes d'une mince couche de caoutchouc 22 se prolongeant entre la t8te de boulon 11 e a paroi 10 de la douille . En outre, une moulure transversale 24 s'étend dans la partie médiane de la paroi 10 de la douille, parallèlement au fond 12 . Les transitions du fond 12 à la paroi 10 de la douille sont arrondies, le plus fort arrondi se trouvant dans la zone du plus grand diamètre de la douille . Dans cette zone également, la paroi 10 de la douille présente, du côté béant de la douille, des biseaux 27 et 23' (voir Figure 1) La Figure 4 montre un accouplement élastique d'arbre selon la Figure 2 à l'état monté . Le plan de coupe est indiqué sur la Figure 2 . Dans la zone de son fond 17, la douille de serrage comporte un trou taraudé 18 dans lequel est vissé directement un boulon fileté 19 ppur la fixation de la douille de serrage 7 à une extrémité d'arbre non représenté . Le plus petit écartement intérieur entre les parois 21 et 21' de la douille correspond à peu près au diamètre du corps du boulon fileté 19 de sorte que l'extrémité filetée de ce dernier contribue à rehauscer la ré sistance mécanique de la douille de serrage . L'épaisseur du fond 17 de la douille est environ double de celle de la paroi 21 de la douille RXVENDIGATIONS 1. Accouplement élastique pour arbre de machine, en particulier pour véhicule automobile, constitué par un corps polygonal en caoutchouc divisé, par des douilles de serrage pour logement de boulons de fization,.en sections individuelles susceptibles d'une précontrainte de compression, une douille sur deux étant remplaçable par le bras d'un moyeu étoilé disposé centriquement dans le corps en caoutchouc, caractérisé en ce que les deuil- les de serrage sont constituées par des corps métalliques en forme de pots, de fond presque elliptique, dont la largeur in térieure, dans la zone du trou de passage du boulon, est égale ou très peu supérieure à la tette, ou au corps, du boulon 2.Accouplement d'arbre selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du fond de la douille est supérieure à l'é- passeur des parois de la douille 3. Aocouplement d'arbre selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le fond de la douille de serrage présente des surélXva- tions partielles en forme de nervures ou de maulures 4. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1 et 3, caracté- risé en ce que les nervures ou moulures entourent centriquement le trou de passage du boulon 5. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la douille de serrage est constituée par une platine de tôle emboutie 6.Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que l'épaisseur des parois des douilles de serrage décor du fond de la douille vers le coté béant de celle-ci 7. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que la paroi de la douille comporte une ou plusieurs moulures a peu près parallèles au fond de la douille 8. Accouplement d'arbre selon les Revendieations 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 , caractérisé en ce que la douille de serrage comporte. des biseaux sur son c8tB béant, au moins dans la zone de plus grand diamètre 9. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, caractérisé en ce que la transition du fond de la douille à la paroi de la douille est fortement arrondie, au moins dans la zone de plus grand diamètre 10. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9, caractérisé en ce que le fond de la douille de serrage comporte un trou taraudé 11. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, caractérisé on ce que le fond de la douille est de forme ovotide . 12. Accouplement d'arbre selon les Revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 et 11, caractérisé en ce que la surface inté rieure de la paroi de la douille est complètement ou partiel lement recouverte d'une couche de caoutchouc