Brevet FR2430539A1 — publié le 19800201

L'invention est relative aux accouplements élasti- ques permettant de relier deux bouts d'arbres alignés pour transmettre un mouvement de rotation de l'un à l'autre tout en filtrant les vibrations et en autorisant le cas échéant des défauts d'alignement coaxial ou angulaire. Ces accouplements trouvent par exemple application dans les colonnes de direction des véhicules et dans d'autres usages où lton exige une rigidité de torsion relativement élevée pour assurer une transmission angulaire assez directe du mouvement de rotation et, par contre, une souplesse assez grande dans le sens axial et dans le sens radial pour amortir efficacement les vibrations et permettre les désaligne ment s éventuels. Les accouplements selon l'invention permettent de satisfaire à ces exigences ainsi qu'a celles relatives à un faible encombrement, à une bonne tenue à la fatique en service et à une possibilité de fabrication simple et économique. Un exemple de réalisation d'un tel accouplement élastique est durit ci-après en référence au dessin ci-joint dans lequel - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective de cet accouplement, - la figure 2 est une vue en coupe axiale suivant II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en coupe suivant III-III de la figure 1. L'accouplement est destiné a assurer une liaison souple entre les deux bouts d'arbore 1 et 2 (illustrés en nosition écartée), chacun d'eux se terminant par une bride diamétrale 3, 4 ayant des trous espacés 5 pour le passage de boulons d'assemblage 7, 8. L'accouplement comprend essentiellement deux barettes diamètrales rigides 10-11 assemblées en position croisée l'une par rapport à l'autre, un élément rigide externe 12 entourant les deux barrettes croisées et des couches de caoutchouc ou autre ma tériau élastique similaire assurant la liaison souple entre les barrettes et l'élément externe.Les barrettes 10-11 présentent chacune deux trous espacés 13 pour pouvoir être fixées respectivement aux brides d'assemblage 3, 4 des bouts d1arbre par les boulons 7-8 Les deux barrettes diamétrales 10-11 comprennent une partie centrale plate et deux extrémités ayant une section droite en forme de U (fig.3) avec des joues espacées dirigées axialement et dont les faces extérieurs parallèles 10.1-11.1 constituent les faces latérales de transmission du mouvement angulaire pour les barrettes. Les joues des extrémités des barrettes sont reliées l'un à l'autre par une paroi extérieure axiale 10.2-11.2 qui rigidifie les joues. L'espace ménagé entre les deux joues forme un logement pour les têtes des boulons d'assemblage 7-8.Les deux barrettes 10-11 sont assemblées en position croisée à 900 l'une de l'autre et avec leurs extrémités respec- tives inversées de façon que leurs faces latérales de transmission 10.1-11.1 soient contenues entre deux plans perpendicalaires & BR L'élément externe 12 est constitué d'une bande rigide continue fermée sur elle-même et plissée en forme générale de croix entourant les deux barrettes croisées. Cet élément externe présente ainsi des parties rentrantes qui s'interposent angulairement entre les faces de transmission des barrettes, ces parties rentrantes ayant elles-mêmes des faces latérales 12.1 qui de préférence sont chacune sensiblement parallèles à l'une des faces latérales de transmission correspondante 10.1-11.1 des barrettes. Entre lesdites faces latérales de transmission 10.1-11.1 des barrettes et les faces latérales de transmission 12.1 de l'élément externe sont moulées des couches de caoutchouc qui assurent la liaison et l'assemblage entre cet élément et les barrettes croisées. Un noyau de caoutchouc 15 peut aussi être interposé par exemple lors du moulage entre les parties centrales espacées des barrettes. Comme illustré sur la figure 1 notamment du caoutchouc peut déborder lors du moulage en dehors des zones spécifiées ci-dessus pour autant que des alvéoles restent r4- servies dans les extrémités en U des barrettes pour le passage des boulons 7-8 et entre les faces d'extrémité 10.2-11.2 des barrettes et l'élément externe 12. En fonctionnant, le mouvement de rotation de l'un des bouts d'arbre est transmis, par la barrette associée à ce bout d'arbre, à l'élément externe 12 par les couches de caoutchouc 14 reliant les faces latérales correspondante de ces deux éléments, puis de cet élément externe à l'autre barrette par les couches de caoutchouc 14 reliant leurs faces latérales correspondantes et enfin à l'autre bout d'arbre associé à cette dernière barrette. Dans la transmission de ce mouvement de rotation les couches de caoutchouc 14 travaillent essentiellement en compression dans le sens angulaire, donc avec une raideur relativement élevée.Avec la construction décrite, dans laquelle les faces latérales de transmission 10.1-11.1-12.1 sont parallèles, llespacement desdites faces latérales (et donc l'épaisseur des couches de caoutchouc 14! peut être réduit à une valeur relativement faible pour obtenir la raideur torsionnelle désirée sans avoir à augmenter de façon gênante la dureté propre du caoutchouc. En revanche et à cause du parallélisme des faces latérales de transmission le caoutchouc des couches 14 travaille essentiellement en cisaillement, donc avec une faible rigidité, dans le sens axial et dans le sens radial. L'accouplement est donc relativement très souple dans ces deux dernières directions, ce qui est favorable à l'absorption des vibrations ainsi orientées ainsi qu'à l'accomodement des désalignements éventuels dans le sens parallèle ou angulaire des bouts d'arbre. En outre le paralièlisme des faces latérales de transmission 10.1-11.1-12.1 entre barrettes 10-11 et élément externe 12 permet en toute circonstance d'avoir des contraintes réparties de façon uniforme dans les couches de caoutchouc 14 reliant ces faces, ce qui permet de mieux optimiser ces couches de caoutchouc en fonction du travail qui leur est imposé en service. Par ailleurs la construction décrite permet dwin- tervenir facilement sur la pièce terminée pour supprimer les tensions internes qui apparaissent normalement dans le caoutchouc par suite du retrait après moulage. En effet les faces latérales 10.1-11.1-12.1 entre lesquelles sont moulées les couches de caoutchouc 14 peuvent être rapprochées les unes des autres pour comprimer le caoutchouc entre ces faces, soit en écartant l'une de l'autre les joues latérales 10.1-11.1 des barrettes 10-11, soit de préférence en resserrant les faces latérales parallèles 12.1 de l'élément externe 12, par une opération mécanique simple. Les pièces ainsi reprises et ayant des couches de caoutchouc 14 comprimés entre ces faces latérale présentent une excellente endurance à la fatigue en service, en particulier en rotation alternée. On peut prévoir en outre sur cet accouplement des moyens propres à limiter le débattement axial de ses éléments notamment pour prévenir les conséquences d'une défaillance éventuelles des couches de caoutchouc 14 assurant la liaison des éléments. Dans le sens du rapprochement des brides 3-4 l'une vers l'autre par suite de la poussée axiale sur l'un des arbres, ce mouvement est résisté par le noyau central en caoutchouc 15 travaillant en compression entre les parties centrales des barrettes puis, à lxtrême, par la butée des barrettes l'une sur l'autre. Dans le sens de l'écartement des brides 3,4 par suite d'une traction axiale sur l'un des arbres, ce mouvement est résisté en prévoyant entre les barrettes 10-11 et l'élément externe 12 des butées limitant ce mouvement axial d'écartement. A cette fin chaque barrettes 10-11 comporte à ses extrémités une patte coudée radialement vers l'extérieur 16-17, située du côté opposé au bout d'arbre associé à cette barrette. Les pattes des deux barrettes viennent buter respedtivement d'un côté et de l'autre de l'élé- ment externe 12 pour limiter l'écartement axial des barrettes et des bouts d'arbres qui leur sont associés.Des tampons de caoutchouc, venuade préférence lors du moulage, sont avantageusement interposés entre des pattes coudées 16-17 et le bord correspondant de l'élément externe 12 pour amortir ce mouvement et empê- cher le contact direct, notamment lors de débattement angulaire importants. En variante, les boulons d'assemblage 7-8 neuvent être montés sur les barrettes 10-11 avant de procéder au moulage du caoutchouc qui solidarise les divers éléments de l'accouple- ment. Dans ce cas les têtes de ces boulons d'assemblage 7-8 peuvent être noyées dans le caoutchouc remplissant les parties en U des barrettes. On peut aussi sur les divers éléments en tôle de l'accouplement des moyens de rigidification de ces éléments, par exemple des nervures ou des rebords. Ainsi la pièce extérieure en croix 12 peut être rendue plus rigide par des nervures telles que 18 ménagées dans les angles rentrants de cette pièce. REVENDICATIONS 10) Accouplement élastique entre deux bouts d'arbres alignés, du type comprenant deux barrettes diamétrales croisées (10-11) se fixant respectivement aux bouts d'arbre et présentant chacune à ses extrémités des faces latérales de transmission du mouvement angulaire, accouplement caractérisé par un élément rigide externe 12 entourant les deux barrettes croisées, avec des faces latérales de transmission qui s'interposent angu laireiient entre les faces de transmission des barrettes, lesdites faces de transmission des barrettes et de l'lEment externe étant reliées deux à deux par des couches de caoutchouc 14 travaillant essentiellement en compression dans le sens angulaire et essentiellement en cisaillement dans le sens axial et radial. 20) Accouplement selon 10 dans lequel les extrémités des barrettes (10,11) présentent une section droite en U avec des joues dirigées axialement pour former des faces latérales de transmission sensiblement parallèles (10.1-11.1) 30) Accouplement selon 1 et 2 dans lequel les deux Joues de chaque extrémité des barrettes sont reliées à leur extrémité par une paroi dirigée axialement (10.2-11.2) 4 ) Accouplement selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'élément externe (12) présente des faces latérales de transmission (12.1) sensiblement parallèles aux faces latérales correspondantes des barrettes. 5ç) Accouplement selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément externe (12) est constitué d'une bande continue fermée sur elle-même et plissée en forme générale de croix entourant les deux barrettes croisées. 60) Accouplement selon l'une des revendications de 1 à 5, dans lequel chaque barrette (10-ll) comporte à ses extrémités une patte coudée radialement vers l'extérieur (16-17), située du coté opposé au bout d'arbre associé à cette barrette, lesdites pattes coudées formant avec élément externe (12) des butées limi- tant l'écartement axial. 70) Accouplement selon ltune des revendications de t à 6, dans lequel un noyau central en caoutchouc (15) est interposé entre les parties centrales axialement espacées des barrettes (10-11)