Brevet FR2515291A1 — publié le 19830429

L'invention concerne un accouplement à élasticité torsionnelle et amortissement hydraulique présentant deux moyeux destinés à être fixés à distance l'un de l'autre sur des arbres et portant chacun au moins trois doigts ou éléments d'entraînement analogues entremêlés avec ceux de l'autre moyeu, un élément de caoutchouc qui enveloppe les doigts, en établissant avec eux une liaison par adhérence et clabotage, et qui forme des chambres, remplies de liquide amortisseur, entre les doigts, ainsi que des orifices d'étranglement ménagés dans les doigts d'au moins un moyeu et faisant communiquer les chambres situées des deux côtés de chacun des doigts de ce moyeu. Par la demande de brevet allemand DE-AS 27 17 170 O on connaît un accouplement à élasticité torsionnelle et amortissement hydraulique comprenant deux moyeux à flasques disposés à distance l'un de l'autre et dont les flasques portent chacun quatre rayons coudés agissant comme éléments d'entraînement et s'entremêlant à distance mutuelle Chaque espace libre entre deux rayons voisins mais appartenant aux moyeux opposés contient des pièces de caout- chouc identiques, disposées avec précontrainte entre les rayons et reliées à eux, qui présentent deux chambres séparées par une cloison d'appui, ouvertes du côté des rayons et destinées à recevoir des liquides amortisseurs Les pièces de caoutchouc sont reliées aux. cloisons d'appui par vulcanisation Les chambres situées chaque fois des deux côtés d'un rayon communiquent entre elles par un ori- fice d'étranglement traversant le rayon Lors des déformations élas- tiques des pièces de caoutchouc liées aux vibrations (oscillations) torsionnelles de l'accouplement, les volumes des chambres situées d'un côté des rayons augmentent et diminuent alternativement, tandis que les volumes des chambres situées de l'autre côté des rayons varient de la même façon et dans la même mesure mais en opposition de phase avec les premières chambres, pendant que le liquide amortis- seur est refoulé à travers les orifices d'étranglement entre les chambres de l'un et l'autre côté des rayons Les sections d'étrangle- ment, pouvant être choisies librement, engendrent ainsi des forces d'amortissement qui, par exemple, grantissent la stabilité de marche d'une machine et évitent l'établissement de vibrations de résonance. Cet accouplement est cependant coûteux dans sa fabrication et son montage en raison de la multitude de pièces de caoutchouc-métal Le fait que deux pièces de caoutchouc peuvent chaque fois atre vulcanisées à un rayon ne diminue que très légèrement le coût de fabrication et de montage. La demande de brevet allemand DE-OS 29 30 244 décrit un accouplement à élasticité torsionnelle et amortissement hydrau- lique comprenant un moyeu destiné à être fixé sur un premier arbre et une pièce extérieure qui entoure le moyeu radialement à distance et qui peut être reliée par l'intermédiaire d'un couvercle à un second arbre Le moyeu porte quatre protubérances d'entraînement dirigées radialement vers l'extérieur et situées au milieu d'ailettes d'entraînement s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la pièce extérieure Les protubérances et les ailettes sont reliées entre elles par une pièce de caoutchouc faisant ressort et définis- sant en même temps des chambres entre les éléments d'entraînement voisins Les chambres sont également remplies de liquide amortisseur et communiquent entre elles par un canal de transfert Bien que cet accouplement possède une construction simple et soit facile à monter, il a l'inconvénient que la capacité spécifique de pompage (la quantité de liquide refoulée de l'une à l'autre série de chambres par unité d'angle de torsion de l'accouplement) est relativement faible et ne peut pas, de surcroît, être déterminée avec précision Cela provient de ce que, à la torsion, les volumes des chambres varient de manière non définissable exactement, du fait que la pièce de caoutchouc est vulcanisée non seulement aux éléments d'entraînement mais aussi au moyeu et à la pièce extérieure et qu'il se forme des espaces morts, c'est-à-dire des espaces non utilisables pour l'amortissement De plus, la pièce de caoutchouc peut être soumise à des contraintes de contraction et de traction. L'invention vise donc à réaliser un accouplement du type décrit au début de manière qu'il soit simple à fabriquer et peu coûteux à monter, que les volumes de ses chambres puissent être déterminés et varient de manière exactement définissable et qu'il possède une capacité spécifique de pompage élevée Selon l'invention, un tel accouplement est essentiellement caractérisé en ce que l'élé- ment de caoutchouc est constitué de deux parties ou pièces discordes qui sont reliées chacune par vulcanisation aux doigts d'un moyeu et d'o les doigts font saillie par la moitié environ de leur longueur, que chaque pièce de caoutchouc présente, entre les doigts dont elle est solidaire, des trous borgnes, dont les parois sont au moins partiellement armées de tôle, pour l'embo Utement des doigts de l'autre moyeu, que les chambres pour le liquide amortisseur sont constituées par des cavités opposées en forme de trous borgnes entre les doigts et entre les trous borgnes des deux pièces de caoutchouc et que chaque tôle de revêtement de trou d'un moyeu peut être reliée à un doigt de l'autre moyeu avec déformation, produisant l'étanchéité, des faces dirigées l'une vers l'autres des deux pièces de caoutchouc. L'élément de caoutchouc d'un accouplement ainsi réalisé est librement déformable, de sorte que les variations de volume des chambres peuvent être définies de façon précise et que les chambres ne possèdent pas d'espaces morts, ce qui permet d'obtenir une capa- cité spécifique de pompage élevée et, partant, un amortissement élevé. Le montage d'un tel accouplement est simple et les contraintes de contraction et de traction sont pratiquement exclues. L'effet de pompage et par suite l'amortissement peuvent être accrus lorsque les trous borgnes et les doigts possèdent une section trapézoïdale s'élargissant vers l'extérieur à leurs extrémités radia- lement extérieures La courbure vers l'intérieur de la paroi externe des deux pièces de caoutchouc au droit des chambres contribue égale- ment à l'obtention de ce résultat. Pour éviter les contraintes de contraction et de traction dans l'élément de caoutchouc, c'est-à-dire dans les deux pièces de caoutchouc, il est également avantageux que la distance radiale entre les doigts soit plus petite que la distance radiale entre les faces dirigées vers l'axe des trous borgnes Ainsi, les pièces de caoutchouc sont précontraintes lors du montage. La prévision d'un trou central traversant dans les deux pièces de caoutchouc permet l'élimination des contraintes produites par le désalignement des arbres reliés par l'accouplement. On peut obtenir un assemblage simple des deux pièces de caout- chouc lorsque les tôles de revêtement de trou sont reliées aux doigts par des vis Afin d'étancher les cavités et les trous borgnes, respectivement les doigts d'entraînement dans un tel mode de réali- 4. sation, les deux pièces de caoutchouc peuvent présenter, sur leurs faces dirigées l'une vers l'autre, des lèvres d'étanchéité qui entourent les doigts, les trous borgnes et les cavités et qui sont déformées lors de l'assemblage par vissage L'étanchéité peut cependant être réalisée également par un serrage adéquat lors de l'assemblage des deux pièces de caoutchouc. Le coûtt de fabrication de l'accouplement est également réduit du fait que les deux-moyeux avec leurs doigts et la pièce de caoutchouc fixée sur eux sont parfaitement identiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisaton non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en bout de la moitié d'un accouplement selon l'invention la figure 2 est une coupe axiale de ce demi-accou- plement, prise suivant la ligne II-Il de la figure 1; et la figure 3 est une coupe axiale de l'accouplement complet à l'état assemblé. L'accouplement de l'exemple décrit ici, représenté à l'état assemblé sur la figure 3, est constitué de deux demi-accou- plements 1, 2 qui sont parfaitement identiques et dont l'un est r epré- senté sur les figures 1 et 2 Les demi-accouplements 1, 2 possèdent chacun un moyeu 3 par lequel ils peuvent être fixés sur les bouts de deux arbres non représentés A cet effet, chaque moyeu 3 présente un alésage central 4 pour la réception du bout d'arbre. Le moyeu 3 de l'exemple de réalisation représenté porte quatre doigts d'entratnement 5 qui sont orientés axialement et sont répartis uniformément dans le sens circonférentiel Si désiré, les doigts 5 peuvent être d'un seul tenant avec le moyeu 3 Les doigts 5 possèdent normalement une section droite ayant la forme d'un rectangle étroit dont la plus grande dimension est orientée radialement et auquel se raccorde, dans cet exemple, du côté radialement extérieur, une portion terminale 6 qui s'élargit vers l'extérieur et possède une section trapézoïdale Chaque doigt 5, au moins chaque doigt 5 d'un moyeu 3, présente un orifice d'étranglement 7. A faible distance du corps du moyeu 3, les doigts 5 sont entourés d'une pièce de caoutchouc discorde 8 qui couvre un peu plus de la moitié de la longueur de doigts 5 et qui est vulcanisée à ceux-ci La pièce de caoutchouc 8 présente un trou central 9 Chaque fois au milieu entre deux doigts 5, c'est-à-dire avec un décalage de par rapport aux doigts 5, la pièce de caoutchouc 8 présente quatre trous borgnes 11 qui partent de la face 10 opposée au moyeu 3 et se terminentà faible distance de la face de la pièce 8 dirigée vers le corps du moyeu 3 L'emplacement et la section des trous borgnes Il correspondent à l'emplacement et la section des doigts 5 Les trous Il peuvent ainsi recevoir les extrémités libres des doigts 5 de l'autre demi-accouplement 1 respectivement 2 Afin d'exclure, pendant l'emboî- tement des doigts dans ces trous mais surtout lors du travail de l'accouplement, le frottement entre les parois des trous Il et les doigts 5 S les parois des trous 11 sont au moins partiellement revêtues d'une tôle 12 Les t 6 les 12 sont vulcanisées à la pièce de caoutchouc 8 et possèdent, dans leur portion recouvrant le fond du trou, un perçage axial 13 dont le but sera expliqué par la suite. Dans les intervalles entre les trous borgnes Il recevant les doigts 5, la pièce de caoutchouc discoide 8 présente des cavités 14 fermées du côté du corps du moyau 3 portant la pièce de caoutchouc considérée et s'ouvrant dans la face opposée 10 de la pièce de caoutchouc Les cavités 14 possèdent une section droite à peu près triangulaire et elles sont séparées des doigts 5, respectivement des trous borgnes 11, par des voiles 15 relativement minces de la pièce de caoutchouc Les voilesi S présentent des évidements 16 qui sont alignés avec les orifices d'étranglement 7 prévus dans les doigts 5 de l'autre demi-accouplement 1 ou 2 lorsque ces doigts ont été enfoncés dans la pièce de caoutchouc-en question La paroi extérieure 17 de la pièce de caoutchouc peut former des courbures vers l'intérieur au droit des cavités 14, comme représenté pour deux cavités sur la fi- gure 1, ce qui confère à la pièce de caoutchouc 8 une surface exté- rieure ondulée. Les faces 10 tournées l'une vers l'autre des pièces de caoutchouc portent des lèvres d'étanchéité 18 qui entourent les doigts 5 et les trous 11 mais également les cavités 14 Ces lèvres servent surtout, lors de l'assemblage des deux demi-accouplements 1, 2, à étancher le plan de joint des cavités 14 mutuellement alignées des deux pièces de caoutchouc, lesquelles constituent alors, comme il ressort des figures 2 et 3, des chambres 21 formées chacune de deux cavités 14 A l'état assemblé, o les lèvres d'étanchéité 18 sont appliquées contre les doigts 5, les tales 12 sont appuyées à fond sur les doigts Les deux demi-accouplements sont bloqués à cette position au moyen de vis 19 enfilées dans les trous 13 des tôles 13 et vissées chacune dans un trou fileté 20 d'un doigt 5. Il convient de fixer la distance radiale entre les doigts 5 à une valeur légèrement plus petite que la distance radiale entre les trous borgnes 11 pour que, à l'emboîtement des doigts 5 dans les trous 11, la pièce de caoutchouc 8 soit légèrement comprimée dans le sens radial Au moment de cet assemblage, lequel s'effectue -15 dans un récipient contenant du liquide amortisseur, sous la surface de ce liquide, les espaces intérieurs libres et en particulier les cavités 14-des deux pièces de caoutchouc 8, formant deux à deux les chambres 21, sont remplies de liquide amortisseur. Lorsque, après montage de l'accouplement, l'un des demi- accouplements 1, 2 est tourné par rapport à l'autre, chaque deuxième chambre 21, dans le sens circonférentiel, est réduite, tandis que le volume des autres chambres augmente A travers les orifices d'étran- glement 7 s'effectue alors un échange de liquide, lequel est influencé favorablement par les sections terminales trapézoïdales des trous borgnes Il et des doigts 5, ainsi que, éventuellement, par la cour- bure vers l'intérieur de la paroi externe 17, ce qui renforce l'effet de pompage. R E V E N DI C A T I O N S 1 Accouplement à élasticité torsionnelle et amortissement hydrauliques présentant deux moyeux ( 3) destines à être fixes à distance l'un de l'autre sur des arbres et portant chacun au moins trois doigts ( 5) ou éléments d'entrainement analogues entremêlés avec ceux de l'autre moyeu ( 3), un élément de caoutchouc qui enve- loppe les doigts ( 5), en établissant avec eux une liaison par adhe- rence et par clabotage, et qui forme des chambres ( 21) remplies de liquide amortisseur, entre les doigts ( 5), ainsi que des orifices d'étranglement ( 7) ménagés dans les doigts ( 5) d'au moins un moyeu ( 3) et faisant communiquer les chambres ( 21) situées deux deux c 6 tés de chacun des doigts ( 5) de ce moyeu ( 3), caractérisé en ce que l'élément de caoutchouc est constitué de deux parties ou pièces discordes ( 8) qui sont reliées chacune par vulcanisation aux doigts ( 5) d'un moyeu ( 3) et d'o les doigts font saillie par la moitié environ de leur longueur, que chaque pièce de caoutchouc ( 8) présente, entre les doigts ( 5) dont elle est solidaire, des trous borgnes ( 11), dont les parois sont au moins partiellement armées de tôle ( 12), pour l'emboîtement des doigts ( 5) de l'autre moyeu ( 3), que les chambres ( 21) pour le liquide amortisseur sont constituées par des cavités. ( 14) opposées en forme de trous borgnes entre les doigts ( 5) et les trous borgnes ( 11) des deux pièces de caoutchouc ( 8) et que chaque t Ble ( 12) de revêtement de trou d'un moyeu ( 3) peut être reliée à un doigt ( 5) de l'autre moyeu ( 3) avec déformation, produisant l'étanchéité, des faces ( 10) dirigées l'une vers l'autre des deux pièces de caoutchouc ( 8). 2 Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous borgnes ( 11) et les doigts ( 5) possèdent, à leurs extrémités radialement extérieures, une section terminale ( 6) s'élargissant vers l'extérieur. 3 Accouplement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance radiale entre les doigts ( 5) est plus petite que la distance radiale entre les faces dirigées vers l'axe des trous borgnes ( 11). 4, Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces de caoutchouc ( 8) présentent un trou central traversant ( 9). Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi extérieure ( 17) des pièces de caoutchouc ( 8) est courbée vers l'intérieur au droit des chambres ( 21). 6 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les t 8 les de revêtement ( 12) des trous borgnes sont reliéesaux doigts ( 5) par des vis ( 19). 7 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les faces ( 10) dirigées l'une vers l'autre des deux pièces de caoutchouc ( 8) portent des lèvres d'étanchéité ( 18), formant des renflements faisant saillie à l'extérieur, qui entourent les doigts ( 5), les trous borgnes ( 11) et les cavités ( 14). 8 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux moyeux ( 3) avec leurs doigts ( 5) et la pièce de caoutchouc ( 8) fixée sur les doigts sont identiques.