Brevet FR2465928A1 — publié le 19810327

1. L'invention se rapporte aux accouplements à engrenage. L'invention a pour objet un accouplement à engre- nage capable de transmettre de grands couples. L'accouplement selon l'invention est à autocentrage en raison de la forme des dents de l'engrenage. L'accouplement conforme à l'inven- tion autorise un certain degré de décalage axial entre ses deux moitiés pratiquement sans effets néfastes sur son apti- tude à assurer la transmission. L'invention a plus particulièrement pour objet un accouplement à engrenage pouvant être utilisé en embrayage dont les parties se séparent sous une charge prédéterminée. L'accouplement selon l'invention est aussi utilisable en mécanisme de mise au repère avec précision. Les dents de l'accouplement selon l'invention ont une forme courbe telle qu'elles peuvent être usinées sur une ébauche comportant un moyeu. L'invention a essentiellement pour objet un accouplement à engrenage comprenant un élément gauche et un élément droit, chacune des moitiés de l'accouplement compor- tant des dents courbes et le pignon gauche étant une image spéculaire du pignon droit. En d'autres termes, en tout point situé le long des deux faces d'une dent, l'angle de pas et l'angle d'hélice sont égaux à ceux du point correspondant d'entrée en prise de la face de la dent du pignon complémen- taire. La courbure des dents permet à l'accouplement d'être à autocentrage. Par ailleurs, l'augmentation de la superficie des dents courbes améliore la distribution de la charge et autorise la transmission d'un fort couple de charge. L'épaisseur des dents peut varier entre leur point intérieur et leur point extérieur sur le pignon. Ces particu- larités peuvent être mises en oeuvre aussi bien sur des pignons droits que sur des pignons coniques complémentaires placés face à face. Les pignons coniques complémentaires tolèrent même le mauvais alignement des arbres d'entrée et de sortie. Le choix convenable d'un ressort de charge permet à l'accouplement d'être utilisé en embrayage qui se libère automatiquement lorsqu'un couple prédéterminé de charge est atteint. 2. Les moitiés de l'accouplement sont réalisées par deux outils de coupe tels que des vis-mères dont chacune a par exemple un angle d'attaque constant et des angles égaux de pression sur les deux côtés des dents de coupe. Ce procédé de taillage permet la réalisation des dents sur des ébauches de pignon qui comportent des moyeux. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limi- tatifs et sur lesquels: - la figure 1i est une vue en plan du pignon gauche de l'accouplement; - la figure 1B est une vue en plan du pignon droit de l'accouplement; - la figure 2 est une coupe axiale de l'accouple- ment et en montre les deux moitiés dégagées l'une de l'autre; - la figure 3 est une coupe axiale à échelle agrandie représentant une unique paire de dents, le plan de coupe étant perpendiculaire à leurs axes de symétrie et les deux dents étant représentées à une légère distance l'une de l'autre par souci de clarté du dessin; - la figure 4A est une coupe axiale d'un pignon gauche d'une variante de réalisation de l'invention; - la figure 4B est une coupe axiale du pignon droit correspondant au mode de réalisation de la figure 4A; - la figure 5A est une vue schématique en perspective représentant la forme des dents du pignon gauche représenté sur la figure 4A; et - la figure 5B est une vue schématique en perspective montrant la forme des dents du pignon droit représenté sur la figure 4B. Les moitiés de l'accouplement à engrenage portent les références 10 et 20 sur les figures 1A et 1B. Un pignon à dents courbes semblables placées sur sa face et qui est utilisé avec un pignon conique est représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 696 125 donit la description est citée expressément à titre de référence. Le pignon gauche 10 comporte des dents courbes 12 orientées de la périphérie extérieure vers l'intérieur. Les dents courbes 3. comportent deux faces latérales, une face concave (ou inté- rieure) 14 et une face convexe (ou extérieure) 15. Comme le montre en particulier la figure 2, le pignon 10 comporte un alésage longitudinal 16 de logement d'un arbre et un élargis- sement de cet alésage qui forme un évidement 17. Un autre petit trou 18 est destiné- à la mise au repère du pignon 10 pendant l'usinage. A chaque point de contact P1 de l'une ou l'autre des faces 14 ou 15 correspond un angle d'hélice correspondant A1 et un angle correspondant de pression B1 (figure 3). Le pignon 12 représenté sur la figure lB comprend des dents dont la forme de réalisation est une image spécu- laire de celle des dents du pignon 10. En d'autres termes,à tout point de contact P2 le long de la face concave 24 des dents 22 (ou de la face convexe 25) correspondent un angle d'hélice A2 et un angle de pression B2 qui sont égaux aux angles A1 et B1 du point de contact correspondant P1 du pignon 10. Le pignon 12 représenté comprend un moyeu central 27. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une caractéristique essen- tielle de l'invention, l'un des avantages du procédé de réalisation des pignons de cet accouplement réside dans le fait qu'il permet d'ajouter un moyeu. Les pignons gauche et droit sont fabriqués au moyen de vis-mères gauche et droite (non représentées) qui ont des angles égaux d'attaque et de pression. Aucune partie de la vis-mère de coupe ne balayant la région du centre du pignon comme dans certains procédés de taillage de pignon, il n'est pas nécessaire de laisser cette région ouverte. Comme le montrent bien les figures 1A et 1B, la largeur des dents 12 et 22 augmente sensiblement de l'intérieur vers l'extérieur du pignon. Ce facteur résulte aussi du procédé mentionné de taillage des pignons. Il est avantageux mais non essentiel que les angles de pression et les angles d'hélice soient sensiblement les mêmes pour les côtés concave et convexe de chaque dent. Les deux moitiés de l'accouplement mis en oeuvre se montent sur des arbres indépendants (non représentés). La courbure des dents 12 et 22 permet aux deux moitiés de 4. l'accouplement d'être à auto-alignement ou auto-centrage. De plus, l'augmentation de la superficie due à la courbure amé- liore la distribution de la charge et en conséquence élève le couple de charge admissible. L'accouplement peut être utilisé en dispositif de mise au repère avec précision en réalisant un nombre élevé de dents sur chaque pignon (par exemple 360) et en faisant tourner l'accouplement suivant un angle égal à une dent, en le libérant, en ramenant en arrière, puis en remettant en prise le pignon d'entrée et ainsi de suite. En variante, l'accouplement à engrenage est utilisable en auto- embrayage à l'aide d'un ressort ayant une force de poussée prédéterminée de manière que les moitiés de l'accouplement se dégagent sous un couple de charge prédéterminé. Les figures 4A, 4B, 5A et 5B représentent une variante de réalisation. Dans ce mode de. réalisation, les dents ne sont pas sensiblement dans un plan commun qui est perpendiculaire à l'axe des pignons, comme dans le cas du premier mode de réalisation, mais elles suivent sensiblement la surface d'un cône. Comme le montrent les figures 4A, 4B, 5A et 5B, les dents 32 du pignon gauche 30 forment des dents intérieures situées sur la surface du cône, tandis que les dents 42 du pignon droit 40 sont situées sur la surface exté- rieure d'un cône. Les dents sont courbes comme dans le mode de réalisation précédent et l'angle au sommet des deux cônes est sensiblement identique. Il doit être bien compris que les angles au sommet ont été fortement exagérés sur les figures 5A et 5B pour simplifier la représentation. Ce mode de réalisation autorise un grand écart d'alignement des arbres en raison de la forme conique du profil des dents. Il peut être souhaitable de dégager les dents dans les régions des extrémités pour autoriser un plus fort écart d'alignement des arbres si l'application particulière le justifie. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. Par exemple, la section transversale des dents représentée sur la figure 3 peut différer et, par exemple, les dents peuvent être arron- dies pour faciliter l'entrée en prise et le dégagement des moitiés de l'accouplement. 5. REVENDICATIONS 1. - Accouplement à engrenage se composant de deux moitiés, à savoir d'un pignon droit (20, 40) et d'un pignon gauche (10, 30) qui est complémentaire du précédent, caractérisé en ce que chaque élément (10, 20, 30, 40) de l'accouplement à engrenage comprend plusieurs dents courbes (12, 22, 32, 42) permettant aux moitiés de l'accouplement d'être à autocentrage, chacune des dents des deux moitiés de l'accouplement comportant une face intérieure concave (14) et une face extérieure convexe (15) et étant conformée de manière qu'à tout point de contact (P1, P2) des faces inté- rieure et concave ainsi qu'extérieure et convexe corres- pondent un angle d'hélice (A1, A2) et un angle de pression (B1, B2) qui sont égaux à ceux du point de contact correspon- dant le long des faces extérieure et convexe ainsi qu'inté- rieure et concave de l'autre moitié de l'accouplement. 2. - Accouplement à engrenage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la largeur de chaque dent courbe (12, 22, 32, 42) varie de son extrémité intérieure à son extrémité extérieure. 3. - Accouplement à engrenage selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la largeur de chaque dent augmente de l'extrémité intérieure vers l'extrémité exté- rieure. 4. - Accouplement à engrenage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le plan du pas des dents (12, 22) de chaque moitié de l'accouplement est perpendiculaire à l'axe de chacun des pignons. 5. - Accouplement à engrenage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les lignes de génération des dents (32, 42) des moitiés correspondantes de l'accouplement (30, 40) délimitent des cônes. 6. - Accouplement à engrenage selon la revendi- cation 5, caractérisé en ce que l'angle au sommet du cône de l'une des moitiés de l'accouplement est sensiblement égal à l'angle au sommet de l'autre moitié de l'accouplement. 7. - Accouplement à engrenage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les angles d'hélice (A1, A2) 6. et les angles de pression (B1, B2) sont sensiblement identi- ques pour la face intérieure (14) et la face extérieure (15) de chaque dent.