Brevet FR2472108A1 — publié le 19810626

-- 1 - Accot;uplement d'arbre à ressorts en acier a amortissement hyJ >raulique L'invention a pour objet un accouplement d'arbre ressorts en acier amortissement hydraulique, du typedans leque] le couple entre un élément d'accouplement intérieur et un élément d'accouplement extérieur coaxial est transmis eu moy/en d'éléments "astiques s'étendant radialement dont crctIcui est 1oz dans un compartiment rempli de liquide, celui-ci ôtant refoulé par les éléments élastiques vers le ccmu,'rtirrent ccnrtiu lors d'un mouvement relatif, et dans leaucul des -éléments élastiques de torsion,tels que tourillon 1( et e-ouille,pariilleles à l'axe sont prévus à l'extérieur sur ] -s.%mtents élastiques s'étendant radialement et relient ces derniers au demi-accouplement extérieur. Le brevet DE-OS 28 10 885 fait état d'un accouple- ment se]lon la description précédente. Sur cet accouplement 1 lLd',' rbre, les é',ktnts élastiques radiaux sont munis à leurs cxtrrerites de tourillons parallèles à l'axe dont l'un est sollicité a la torsion et contribue ainsi à l'accroissement 1e l' lasticité torsionnelle de l'accoupleirent. Au lieu de monter directement le tourillon dans le bottier de l'élément K-un'accuplrent extérieur, on peut également fixer sur le bolttier une douille te torsion entourant le tourillon, la lÀ Le' de etors-ion et le tourillon e.ant solidaires entre cux. iu fai; qaue,la lonsaueur utxialc exiç4e pour un accouple- :::r t d'orbre doit," d'une manière genérale, être aussi ré- - l;mite (ue pousiole, la longueur effective du tourillon est rla!tivecrent petite. Lorsque les éléments sollicités à la toirsiout ont une petite longueur effective, le gain en élas- ticité torsionnelle ne peut être que faible. Pour les moteurs Diesel modernes,les rendements spé- cificues plus elevés reposent en grande partie sur un ac- croissement correspondant des pressions de combustion spé- cifinues. Il s'est avéré que la sensibilité aux incidents 2 4 7 2 108 - 2 - de fonctionnement augmente avec l'accroissement du rendement spécifioue. Cela devient d'autant plus apparent que l'on uti- lise du carburant de moindre qualité, ce qui provoque des incidents tels que des d6faillances de cylindre. Tlrès sou- vent on s'accommode d'un moteur Diesel fonctionnant dans un réeime perturbé. Il en résulte l'apparition de points de résonnance en réegime de marche entraînant des couples alterna- tifs très élevés, de sorte que l'accouplement d'arbre qui re- lie le moteur au dispositif entraîné, est soumis à la ré- sistance aux tfforts alternatifs très importante. L'accroissement de la résistance à la fatigue d'un accouplement d'arbre élastique entraîne obligatoirement une augmentation de sa rigidité. Pour diverses raisons une rigi- dits accrue n'est pas souhaitable; en cas d'incidents, des dommages riscuent en effet d'être causés non pas à l'ac- couplement d'arbre relativement bon marchéa, mais à d'autres élé- ments constitutifs, comme par exemple la boite de vitesse, beaucoup plus onéreux. Mais on sait qu'il est possible de renoncer ÄO l'exigence de résistance à des efforts alternatifs élevée sur un accouplement d'arbre élastique, si on réussit à augmen- ter sensiblement l'élasticité de l'accouplement avec une résistance aux efforts alternatifs suffisante pour un cas nor- mal iusau'3 maintenbnt. 2'ô L'invention se propose de trouver un moyen per- mettant d'aufrmenter sensiblementsur un accouplement d'arbre à ressorts en acier à amortissement hydrauliquel'élasticité torsionnelle de l'accouplement pour une résistance suffisante aux efforts alternatifs, sans devoir accroître les dimensions extérieures dans les sens axial et radial par rapport à un accouplement d'arbre conventionnel. L'invention oermet d'atteindre cet objectif pour un accouplement d'arbre à ressorts en acier du type décrit prScédemrment par le fait que chaque élément élastique radial est muni d'une douille de torsion faisant saillie d'un coté dans le sens axial par rapport à l'élément élastique radial, et que dans la douille de torsion est logée une barre de torsion oui est reliée par adhérence 8 la douille de torsion a son extre'ité on saillie et qui aà son autre extrémite pé- netre riraidement dans l'élément d'accouplement extérieur à distance de l'élément élastique radial. La douille de torsion forme avantageusement un lmé 1 é ent const i tu t i f d' un seul tenant avec 1 ' élément élastique radial. C0 Dans un autre mode de réalisation approprié la partie de la douille de torsion Qui est en saillie par rapport à l'llément élastique radial est plus longue que la moitié de la lon- gueur totale de la douille de torsion. La fixation par adhérence de la douille de tor- 1, sioi à la barre de torsion est obtenue selon un autre mode de réalisation de l'invention par le montage d'une bague de serraEe sur la douille de torsion dans la zone de fixation de la barre de torsion. Dans l'accouplement d'arbre selon l'inventionles Ä0 éléments élastiques de torsion sont conçus de telle manière cue la longueur axiale disponible à l'intérieur de l'accouple- ment est utilisable de façon optimale comme longueur active d1'un s'ystme élastique de torsion. Ce système élastique de torsion est constitué par une douille de torsion qui s'étend : sur une partie de la longueur axiale disponible et par une bhrre rie torsion intercalée dont la longueur correspond pres- cue à le lon!ueur axiale totale disponible de l'accouplememt. out en conservant la construction compacte courante d'un accouplenmen]t d'arbre élastique de ce genre, on a ainsi réussi 3 à adjoindre C chbnue élément élastique radial un système elasticue de torsion dont la longueur effective totale est rresrcue écmle au double de la longueur axiale de l'accouple- rent resultarit de ses dimensions extérieures. i.- configuration d'un accouplemient d'arbre à res- sorts en acier conforme à l'invention offre en outre - 4 - l'avantaFe de pouvoir réunir ensemble sous une forme étonna- ment compacte deux accouplements identiques constitués par des demi-accouplements, de sorte qu'une augmentation sen- sible de l'élasticité torsionnelle est obtenue par rapport un accouplement simple ayant les mAmes dimensions exté- rieures radiales. Dans un autre mode de réalisation de l'in- vention,un accouplement d'arbre constitué de deux moiti6s, sur lequel les éléments intérieurs sont disposés les uns derrière les autres dans le sens axial et les-éléments ex- térieurs sont reliés solidairement ensemble, est conçu de telle sorte Que les éléments intérieurs sont immédiatement conti{cus et que les extrémités en saillie des systèmes éla- stiques de torsion de chasue demi-accouplement pénètrent librement le long du pourtour alternativement en sens op- posés dans des évidements de l'élément extérieur de l'autre demiaccouplement. Dans un accouplement d'arbre de ce.type,il est avan- tazeux de monter librement rotatifs, mais non mobilesaxiale- mentles éléments intérieurs sur une douille de centrage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention,une autre disposition particulièrement peu encombrante est obtenue par le fait Que les compartiments à liquide des deux demi- accouplements sont fermés au moyen d'un disque commun monté sur la douille de centrage. P> Le -rand avantage d'un accouplement d'arbre formé de deux moitiés du type décrit Précédemment réside dans le fait qu'il en résulte pratiquement un doublement de l'élasti- cité torsionnelle par rapport à un accouplement simple pour une augmentatiorn prescue insignifiante de la longueur axiale. -C En ef!et, il existe encore suffisamment d'espace au sein des systèmes élaastioues de torsion disposés sur un cercle centré Dour morter les: éléments connus en soi d'un système univer- sellement mabile sur lea deux éléments d'accouplement inté- rieurs,de sorte Que cet accouplement conv-ient non seulement Dour des arbres décalés angulairement, mais aussi décalés paral- lèlement, et par ailleurs, pour des arbres qui sont aussi bien - 5 d[tc]. es ar-:ulairement que paralllement. Du fait que les désaxaces des arbres a accoupler sont inévitables dans les nombreux crûs d'ai[)licDtion des accouplements d'arbre 1éla- sticue-, un accounrle1ient du type décrit pnrécédemment a en outre l'avantare au'aucune force de rappel due au désaxage n'a.it sur les élér:ments élastiques et que eu égard a leur aptitude aux sollicitations mécaniques ceux-ci sont ainsi entièrement utilisables pour la transmission du couple. L'invention est illustrée plus en détails à l'aide 1 a une kchelle agrandie. L'accouplement simple représenté sur les figures 1 et 2 comprend ur. rmoyeu 1 côté primaire (côté entraînement) et un moyeu 2 côté secondaire (côté entraîné). A son extrémité intérieure le moyeu 1 forme en j50 mere teip l'emléent d'accouplement intérieur 3, alors qu'un flascue 4 partant de-l'autre moyeu 2 forme conjointement avec À;-,isque 5 l'élk:nt d'accouplemrent extérieur. Le flasque 4 et le discue 5 sont reliés ensemble par adhérence. - 6 - :our transmettre le couple entre les moyeux 1, 2, l'k].6ent intérieur 3 comporte sur son pourtour des évide- ments 6 s'étendant dans Le sens axial, dans lesquels sont loi:es des élcments élastiques verticaux 7 s'eétendant radiale- irent, une douille de torsion 8 étant montée à leur extrémité, traverse librement un alèsae 9 m'nagé dans le flasque 4 et À -DrOXll:llte, dan le flsu 4,e s'étend a roxi.-''té de l'extrémité de l'accouplement du côté du moyeu 2. Une barre de torsion 10 est logée dans chaque douille de torsion 8 avec laquelle elle est solidaire à l'ex- trémité libre de la douille 8. La liaison solidaire des élé- ments 8, 10 peut être réalisée de différentes manières. Dans cet exemple de réalisation une bague de serraç'e 11 est mon- tée sur la douille de torsion 8 qui exerce un pression radiale dans la zone de serrate et établit ainsi une liaison par ad- nérence. L'autre extrémité de la barre de torsion 10 penetre rigidement dans un alésaoe 12 du disoue 5. Ainsi qu'il res- sort de la coupe sur la figure 2, les éléments élastiques radiaux 7 s'étendent a l'intérieur du flasque 4 dans un com- 2G partiment séparé en deux compartiments Partiels 15,.14 par l'élément çlastique 7. Les compartiments 13, 14, sont remplis de liquide; lors d'un mouvement relatif de l'élément élastique 7,le liquide est refoulé d'un compartiment partiel vers le uemi-comDartiment contigu. De cette manitre il en r$sulte un amortissement hydrEaulique en cas de sollicitation de l'ac- couplemient d'arbre en raison des sections de passag-e rela- tiveament étroites. Dans l'exemnple de réalisation représenté des moyeux extérieurs 15, 1a sont lorés sur les moyeux 1, 2 aux arti- C culations 17 au moyen de joints universels connus en soi, des dentures assurant la liaison par adhérence dans le sens de la rotation. L'avantage d'un tel montage réside dans le felit nue l'accouplement convient é. alement pour réunir des arbres qui ne sent pas exactement alignés dans le sens axial. - 7 - La].igne de force du moyeu 15 côté primaire vers le moyeu 16 côté secondaire de l'accouplement est illustrée sur la firure I par le trait 18. Il ressort très clairement que des éléments élastiques sollicités à la torsion, c.-à-d. une douille 8 et une barre de torsion 10 qui ont une longueur élastique efi'ective relativement importante, sont associées a chaque élément élastique radial. A cet effet, on utilise Dreshue toute la longueur de construction de l'accouplement dans le sens axial. L'adjonction des systèmes élastiques sol- licités à la torsion se traduit par un accroissement de l'éla- sticité de l'accouplement. Il importe particulièrement de noter que, grâce à la configuration particulière des systèmes élastiques de torsion, il est possible d'obtenir l'augmen- tation précitée de l'élasticité sans avoir recours à un accroissement des dimensions extérieures de l'accouple- r..e3 v]. Les fiu{ures 5 à 5 représentent un accouplement d'arbre constitué de deux moitiés, chacune ayant pour l'es- sentiel la configuration d'un accouplement simple analogue la représentation des figures 1 et 2. Dans l'accouplement d'arbre double le moyeu côté primaire porte le repère 21 et le moyeu cté;secondaire le repre 2C. De la mime manière que pour l'accouplement simple, des ooveux extérieurs 15, 16 sont articulés sur ces deux o.-eux 91, 22 aux oints 17 par l'intermédiaire de joints univer; sels. Les moyeux 21, 22 comportent à leurs extrémités intérieures les éléments intérieurs 25 ou 24 pour le demi- bccouplement correspondant. Les deux éléments intérieurs 23, 0 24 sont montés librement rotatifs, mais non pas mobiles a>:ialement; sur une douille de centrage 25. Un disque 26, sCleen extrekie.s frontales des éléments intérieurs 23, 24. Dans l'accouplement double l'élément intérieur 25 ou 24 sert de support rotatif aux éléments extérieurs as- sociés 27 ou 28. Les éléments extérieurs 27, 28 se terminent sur leur pourtour extérieur par des flasques 29, 50 qui sc;nt contigus et sont solidement reliés ensemble par des moyens de liaison appropriés tels que boulons ou analogue. De la mrme manière auedans l'accouplement simples des éléments élastiques verticaux 52 s'étendant radialement et munis à leurs extrémités extérieures d'une douille de torsion 33, sorent logés dans des évidements 51 s'étendant dans le sens axial sur l'element intérieur 25 ou 24 de chaque demi-accouplement. Dais chaque douille de torsion 33 est loree une barre de torsion 54 qui est reliée par adhérence l'extrémité libre de la douille 3355 au moyen d'une bague de serrate 35. Sur le caté opposé la barre de torsion 34 pénètre rigideient dans un alésage 56 de l'élément extérieur associé 27. A cet égard il y a concordance entre les demi- accouplements et l'accouplement simple selon les figures 1 et 2. Alors auedans l'accouplement simple l'élément ex- térieur fait partie intégrante du-moyeu coté secondaire, il existe une différence sur l'accouplement double en ce sens que les éléments extérieurs 27, 28 des deux demi-accouple- ments si-nt ririderient relies ensemble aux flasques 29, 50. bu ecard a leurs elecenvs elastiques assurant la transmission Ju couple, lez deux demi-accouplemenrts sont de cette manière montes en serie. Les compartiments % liquide 57, 38 au sein de cha- cun des éléments extérieurs 27 ou 28 ont pour l'essentiel la même configuration que sur l'accouplement simple. Les com,,artiments à liouide dans les deux éléments extérieurs 27 et 28 sont sépares entre eux au moyen du disque 26. Ainsi qu'il ressort clairement de la coupe repré- sentée sur la figure 5, les extrémités en saillie dans le -9-- :ers axial (les douilles de torsion 33 de chaoue demi-ac- c.,nlemenrt cointipu traversent des slésages 59 ménags dans Its 'l}menbs exterieurs 27 et 28. La configuration et la disoosition de deux systèmes élastiques de torsion contigus sont ilustTreF npr la coupe agrandie sur la figure 5. Il res ort t,:Dlerient que les douilles de torsion en saillie 3355 sont alternativement orientées dans dessens opposé sur le pourtour. Ce changenent de direction constant des extrémités en saillie permet d'imbriouer de manière judicieuse les iC s.VSte.:es eléstiques tce torsion eu ePard leurs différentes diwensio;ns (-t d'utiliser ainsi l'espace disponible de manière or, t o 1 ie. Les douilles de torsion 33 sont logées librement a l'intérieur des alésages 59 des éléments extérieurs 27 ou Lc, lia-e é force du moyeu '15 côté primaire vers la r-:ocu '1P cote secondaire de l'accouplement double est re- !reient>e par le trait 40. Sur un accouplement double de ce têoe il er resulte une augmentation sensible de l'élasticité C torúicnnel!e rur raruort à un accouplement simple pour des dimer,1sions extérieures presqu'inchangées. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contrai- re, toutes les variantes. - 10 - ? V E i j 1 C A T' 1 G i; S 1- Accouplerernt d'arbre à ressorts en acier à amor- tissei.ent hydraulique du type dans lequel le couple entre un demiaccouplement intérieur et un demi-accouplement extérieur coaxial est transmis au moyen de ressorts s'étendant radiale- ment dont chacun est disposé dans un compartiment rempli de liruide oui à la suite d'un mouvement relatif est reifoulé dans le compartiment avoisinnant par les éléments élastiques, et dans lequel des éléments élastiques de torsion tels que tou- riLon et douille parallèles à l'axe sont prévus à l'exté- rieur sur les éléments élastiques disposés radialement et relient ces derniers au demi-accouplement extérieur, carac- térisé en ce ou'une douille de torsion (8, 33) qui dépasse d'un côté dans le sens axial l'élément élastique radial (7, 32), est reliée à chaque élément élastique radial (7, 32), et oue dans la douille de torsion (8, 33) est lorée une barre de torsion (10, 34) qui est reliée par adhérence à la douille de torsion (ô, 33) a son extrémité en saillie et qui)ar son autre extrémité pénètre rigidement dans le demi accouplement extérieur (5, 27 et 28) à distance de l'élément élastique radial (7, 32). 2 - Accouplement d'arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille de torsion (8, 33) fait partie intégrante de l'élément élastique radial (7, 32). 3 - Accouplement d'arure selon les revendications 1 c5 ou 2, caractérisé en ce que la partie de la douille de tor- sion (5, 33) en saillie par rapport l'élérent ûlastique radial (7, 12) est plus longue que la moitié de la longueur tota] de la douille de torsion (8, 33). 4 - Accouplement d'arbre selon l'une des revendications C. 1 3, caractérisé en ce au'une bague de serrage (11, 35) est montée sur la douille de torsion (ô, 35) dans la zone ae fixation de la barre de torsion (10, 34). - Accouplement d'arbre selon les revendications 1 a 4, ccnstitsu Ce deux demi-accouplements, sur lequel les éleieents intérieur's d'accouplement so]t disposés succes- sivement dans le senas axial et les éléments extérieurs - 11 - d'accooDle.ient sont riFidernent reliés, caractérise en ce que les éléments intérieurs d'accouplement (23, 24) sont immé- diaterent contigus et; (ue les extrémités en saillie des douilles de torsion (355) de chaque demi-ac(:oJplement pé- nètrent librement et alternativement-en sens - or.nosé le lon. du pourour dans des évidements (39) de l'él6ment extérieur d'accouplement (27 ou 28) de l'autre demi-accouplement. (- Accouplement d'arbre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les eléments intérieurs d'accouplement lus ('3, 24) sent lo-:és librement rotatif, mais non mobile nxialecnt sur une douille de centrage (25). 7 - Accouplement d'arbre selon les revendications 5 e t, caractérisé en ce que les compartiments hydrauliques (7, 358) des deux demi-accouplements sont fermés au moyen d'un discue commun (26) monté sur la douille de centrage (25).