Brevet FR2516186A1 — publié le 19830513

La présente invention concerne un dispositif d'accouplement ou liaison perfectionné pour relier ensemble des arbres alignés essentiellement coaxialement, qui comprend un moyen simplifié pour positionner temporellement ou rela- tivement des arbres, des pignons, des engrenages, des courroies de synchronisation et des dispositifs semblables par réglage de façon incrémentale de parties coopérantes de l'accouplement. Le procédé le plus couramment utilisé pour le repositionnement ou la synchronisation d'engrenages, de pignons et d'organes semblables consiste à prévoir une combinaison d'encoches et d'organes de blocage pour les fixer sur un arbre ou bien d'usiner plusieurs rainures et encoches fixes dans l'engrenage, etc de manière qu'elles coopèrent avec des clavettes de blocage en vue de leur mise en place dans des positions désirées sur un arbre Ces deux solutions du problème sont affectées par l'usure, par le glissement ou par une perte de réglage qui font intervenir des opérations coûteuses, des frais et du temps passé et qui se traduisent par une possibilité d'ajustement relativement limitée. Pour définir l'art antérieur, on peut citer les brevets des Etats Unis d'Amérique n' 439 981, 1 057 928, 1 177 638 et 1 307 160. L'invention a pour but de fournir un agencement structural perfectionné de parties d'un moyeu ou accouple- ment de synchronisation qui exerce une action efficace, qui permette un réglage désiré par incrément de rotation d'un arbre ou d'une partie d'accouplement par rapport à une autre et qui soit caractérisé par une amélioration des économies de fabrication et d'assemblage. La présente invention concerne un accouplement d'arbres réglable par rotation, comportant deux éléments d'accouplement servant au réglage de synchronisation des arbres d'entrée et sortie ainsi accouplés, comportant deux éléments formant moyeux et chacun pourvus d'un moyen de liaison avec l'arbre correspondant, ainsi qu'une partie de liaison placée sur la périphérie de chaque moyeu, un élément en forme de disque annulaire formé par moulage autour et ainsi intégré avec chaque moyeu et ladite partie de liaison et comportant plusieurs trous espacés circulairement et le traversant, le nombre de trous ménagés dans un élément en forme de disque différant au moins de deux par rapport au nombre de trous ménagés dans l'autre élément en forme de disque en vue d'obtenir une différence entre les positions angulaires de réglage des deux disques lorsque deux trous diamétralement opposés d'un disque sont alignés coaxialement avec des trous correspondants de l'autre disque, ainsi que des organes de liaison pouvant être engagés dans lesdits trous alignés pour accoupler efficacement les éléments en forme de disque dans une relation face contre face en vue de régler angulairement et de joindre les arbres d'entrée et de sortie qui sont reliés auxdits moyeux. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig 1 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble d'accouplement conforme à la présente invention, la fig, 2 est une vue en élévation latérale, avec des parties en coupe, d'une première forme de moyeu utilisée dans l'accouplement représenté sur la fig 1, la fig 3 est une vue en élévation de face d'un élément d'accouplement tel que celui de la fig 1, qui utilise le moyeu de la fig 2, la fig 4 est une vue en coupe partielle faite suivant la ligne brisée désignée par 4-4 sur la fig 3, la fig 5 est une vue en élévation latérale, avec des parties en coupe, d'un moyeu modifié, la fig 6 est une vue en élévation de face d'un élément d'accouplement utilisant le moyeu modifié de la fig 5, et la fig 7 est une vue en coupe, faite essentiellement suivant la ligne brisée désignée par 7-7 sur la fig 6. En considérant les particularités du mode préféré de réalisation qui a été représenté sur les fig 1 à 4, on va se référer plus particulièrement à la fig 1 qui représente un ensemble d'accouplement 10 agencé conformément à la présente invention et comprenant deux éléments d'accou- plement 11 et 12 qui coopèrent ensemble et qui ont une structure identique. Spécifiquement, l'élément d'accouplement 11 comprend une partie 13 en forme de disque annulaire qui est pourvue de plusieurs trous de réglage 14 le traversant et qui est fixée autour de la périphérie d'un élément cylin- drique central 15 formant moyeu et comportant un alésage 16 de passage d'arbre, disposé coaxialement et pourvu d'une rainure de clavetage 17 et d'une vis de blocage 18 déplaça- ble dans un trou taraudé 19, ménagé radialement dans le moyeu 15 Plusieurs trous taraudés 20 sont ménagés dans la face extrême du moyeu 15 de façon à recevoir des vis ou des organes semblables pour le montage face contre face d'engrenages, de pignons, de poulies, de manivelles, de leviers, de cames et d'organes sem Uables. L'agencement structural de l'élément d'accouple- ment 12 est identique à ce qui a été décrit pour l'élément d'accouplement 11, excepté que le S trous 22 ménagés dans la partie 23 en forme de disque annulaire interviennent en nombre différent du nombre des trous 14 ménagés au travers de la partie 13 en forme de disque. Deux boulons de fixation 25, 25, coopérant chacun avec un écrou 26, sont engagés dans des paires de trous diamétralement opposés, coopérants et alignés 14 et 22 de façon à assurer en service une liaison efficace des éléments d'accouplement 11 et 12. En considérant maintenant les nouvelles carac- téristiques des deux éléments d'accouplement 11 et 12, on se rend compte que, puisque leur agencement structural est identique à l'exception des nombres de trous ménagés dans les éléments respectifs 13 et 23 en forme de disques, il suffira dans la suite de décrire seulement l'élément d'accou- plement 11. Comme le montre la fig 2, un élément formant moyeu 15, associé à chacun des éléments d'accouplement 11 et 12, comprend un corps 30 de forme cylindrique qui est pourvu d'un alésage cylindrique central 16 destiné à recevoir un arbre qui est normalement claveté et verrouillé dans celui-ci, comme indîqué précédemment En général, l'élément 15 est formé de préférence d'acier ou d'un métal semblable ayant une grande résistance et une bonne rigidité et il est caractérisé par un organe de liaison périphérique comprenant un élément ou anneau denté 31 qui est pourvu de plusieurs dents séparées 32 autour du corps 30 ( cf figu- res 2 et 3) L'élément 31 a un diamètre intérieur permet- tant son emboîtement serré autour de la surface extérieure du corps 30 ou bien il peut être agencé de manière à être solidaire dudit corps Si l'élément denté 31 est formé séparément du corps du moyeu, il est alors fixé en position dans une zone adjacente à une extrémité de ce dernier, par exemple par soudage. Le sous-ensemble représenté sur la fig 2 est agencé pour être réuni à un élément en forme de disque, tel que le disque 13, par moulage de ce dernier in situ avec le moyeu et l'élément denté, pendant un processus de moulage par injection Dans ce but, l'élément en forme de disque 13 est de préférence réalisé par coulée d'un métal ou d'une matière plastique ayant une résistance relative- ment grande et se prêtant au moulage par injection A cet égard, on peut utiliser de façon satisfaisante une matière fabriquée par la Société Du Pont sous la désignation commer- ciale "Rynite 555 " et correspondant à un polyester renforcé par du verre Par sélection d'un programme de moulage par injection en vue de la fabrication des éléments en forme de disques, il est possible de réaliser correctement leur assemblage avec le sous-ensemble constitué par le moyeu et l'élément denté tout en réalisant de grandes économies de production, et tout en mentionnant la précision et la simplicité Le facteur de précision est particulièrement important du fait qu'il est nécessaire de réaliser avec précision les différents trous 14 ménagés au travers du disque comme précédemment décrit Les dimensions et les positions desdits trous 14 sont commodément établies par moulage par injection, à la différence d'un usinage desdits trous qui correspondrait à une opération longue et labo- rieuse De toute manière, l'élément en forme de disque est réuni à l'élément en forme de moyeu de préférence de la manière décrite ci-dessus, les différentes dents 32 de l'élément denté 31 établissant un ancrage efficace entre le disque en matière plastique et le moyeu 15, en empêchant ainsi une rotation et autre mouvement relatif entre les parties précitées. Il est à noter que la périphérie extérieure de chaque disque est pourvue de moyens d'indexage qui sont agencés sous la forme d'une série de repères formés par gravure ou en saillie et qui sont chacun alignés radialement avec le centre d'un trou 14 ou 22, suivant le disque considéré Ces repères facilitent l'alignement de paires opposées de trous 14 et 22 des deux disques Ces repères ont été désignés sur la fig i par la référence 33 pour le disque 13 et par la référence 34 pour le disque 23 La structure formée après assemblage du disque du moyeu de la fig 2 a été mise en évidence sur la fig 4 tandis que la vue en élévation représentée sur la fig 3 permet de mieux mettre en évidence l'intégration désirée des différents éléments. Pour établir la différence désirée nécessaire entre les nombres de trous ménagés dans chacun des déments en forme de disques 13 et 23, le disque 13 ( appelé le disque " avant ") est pourvu de trente quatre trous 14, répartis à intervalles égaux et placés dans des positions circonférentielles précises En correspondance, le disque 23 ( appelé le disque "arrière ") est pourvu de trente deux trous 22 dans le cas représenté Avec cet agencement, on obtient cinq cent quarante quatre positions de verrouil- lage des deux éléments d'accouplement 1 l et 12, l'erreur maximale de réglage relatif correspondant grossièrement à minutes ou 1/3 de degré et l'erreur minimale correspondant à un positionnement de zéro ou exact Cela permet d'obtenir une précision moyenne qui est essentiellement de 1/6 de degré pour les positions de réglage angulaire des deux éléments d'accouplement En conséquence, un accouplement agencé conformément à la présente invention permet d'obtenir une très bonne précision d'alignement pour ses mouvements réglables et il est en fait possible d'obtenir une meilleure précision d'alignement que celle de l'entraînement mécanique avec lequel ledit accouplement est utilisé. En considérant maintenant les caractéristiques du moyeu modifié représenté en 15 ' sur les figures 5 à 7, on se rend compte que ce moyeu comprend un corps cylindrique ' en métal, pourvu d'un alésage central 16 ' de réception d'arbre comportant une rainure de clavetage 17 ', et des trous filetés 20 ' de réception de vis d'assemblage, comme pour la structure de moyeu 15 décrite ci-dessus La diffé- rence caractérisant le moyeu de la fig 2 consiste dans les moyens de liaison utilisés pour intégrer ledit moyeu à la partie en forme de disque de l'élément d'accouplement 11 '. Dans ce cas, à la place d'un élément annulaire denté tel que celui décrit précédemment, il est prévu plusieurs alvéoles espacées circonférentiellement et réalisées par perçage vers l'intérieur de la périphérie du corps 30 ' de moyeu. En conséquence, lors de l'association à une partie moulée 13 ' en forme de disque ( cf figures 6 et 7), le métal ou matière plastique utilisé pour former le disque flue dans les alvéoles 40 de manière à solidariser le moyeu 15 ' avec la partie en forme de disque 13 ' ( fig 7). Comme dans le premier mode de réalisation de l'ensemble d'accouplement 10, il est prévu deux éléments d'accouplement, tels que l'élément 11 ' représenté sur les fig 6 et 7, chaque élément comportant une partie moulée en forme de disque, par exemple la partie en forme de disque 13 ', qui comporte plusieurs trous, tels que les trous 14 ', pour assurer une interconnexion réglable à l'aide des boulons et écrous de liaison 25 et 26 Il faut également rappeler que les parties en forme de disque 13 et 23 de l'ensemble d'accouplement décrit en premier lieu ont été pourvues de repères périphériques 33 et 34 pour faciliter l'alignement de paires diamétralement opposées de trous 14 et 22 lors du réglage de l'accouplement D'une manière semblable, la partie 13 ' du disque modifié est pourvue de nervures en saillie 41 qui sont réparties autour de sa périphérie et qui sont disposées chacune en regard d'un trou correspondant 14 '. Dans des conditions typiques d'utilisation et de fonctionnement, un ensemble d'accouplement 10 est disposé entre des arbres d'entrée et de sortie alignés coaxialement de façon à former un accouplement rigide qui est cependant capable d'avancer ou de retarder la position angulaire de l'arbre de sortie par exemple Comme indiqué ci-dessus, avec un rapport de réglage qui correspond au rapport des nombres de trous 32/34, il est possible d'obtenir un positionnement angulaire moyen de l'arbre de sortie avec une précision qui est grossièrement de 1/6 de degré Il est à noter que, dans chaque position de réglage angulaire qui est établie par et entre les deux disques et éléments d'accouplement, il existe toujours deux séries de trous alignés dans les éléments en forme de disques pour le passage des deux boulons de verrouillage 25, 25; ces deux séries alignées de trous sont diamétralement opposées pour donner à l'accouplement la résistance et la rigidité de liaison nécessaires, ce qui est immédiatement établi par les boulons 25 et leurs écrous de blocage 26. Dans d'autres modes de réalisation, on peut utiliser le disque arrière 23 par exemple pour supporter un pignon d'un mécanisme d'entraînement à chaîne en montant face contre face le pignon sur l'extrémité extérieure du moyeu de l'élément 12, en utilisant les trous de fixation , 20 dans ce but De même, le moyeu de l'un ou l'autre des éléments d'accouplement peut recevoir des cames plates, des engrenages et des organes semblables Lorsqu'on désire éviter un montage face contre face d'un engrenage, d'une came, etc, cet organe peut être monté sur un embout d'arbre qui est inséré dans l'alésage central de l'un ou l'autre des éléments d'accouplement et qui est fixé par clavetage ou par vis de blocage, comme indiqué ci-dessus Avec un tel agencement, il est possible, en enlevant lesboulons 25, de pouvoir amener par rotation le disque avant ou le disque arrière, de préférence le disque arrière placé sur le côté -8 d'entrée de l'accouplement, jusque dans la-position angu- laire désirée de réglage par rapport à l'arbre de sortie porté par l'élément d'accouplement avant. REVENDICATIONS Accouplement d'arbres réglable par rotation, comportant deux éléments d'accouplement ( 11, 12) servant au réglage de synchronisation des arbres d'entrée et sortie ainsi accouplés, comportant deux éléments formant moyeux et chacun pourvus d'un moyen ( 17) de liaison avec l'arbre correspondant, ainsi qu'une partie de liaison ( 31; 40 placée sur la périphérie de chaque moyeu, accouplement caractérisé en ce qu'il comprend un élément en forme de disque annulaire ( 13, 23) formé par moulage autour et ainsi intégré avec chaque moyeu et ladite partie de liaison et comportant plusieurs trous ( 14, 22) espacés circulaire- ment et le traversant, le nombre de trous ménagés dans un élément en forme de disque différant au moins de deux par rapport au nombre de trous ménagés dans l'autre élément en forme de disque en vue d'obtenir une différence entre les positions angulaires de réglage des deux disques lorsque deux trous diamétralement opposés d'un disque sont alignés coaxialement avec des trous correspondants de l'autre disque, et en ce qu'il est en outre prévu des organes de liaison ( 25, 26) pouvant être engagés dans lesdits trous alignés ( 14, 22) pour accoupler efficacement les éléments-en forme de disque dans une relation face contre face en vue de régler angulairement et de joindre les arbres d'entrée et de sortie qui sont reliés auxdits moyeux. 2 Accouplement d'arbres selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de liaison comprend un élément denté annulaire ( 31) s'étendant à partir de la périphérie dudit élément formant moyeu ( 17) et comportant plusieurs dents ( 32) faisant saillie radialement et destinées à s'encastrer dans la-matière de l'élément en forme de disque ( 13, 23) coulé autour. 3 Accouplement d'arbres selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de liaison comprend plusieurs alvéoles ( 40) espacées circonférentiellement, s'étendant radialement vers l'intérieur par rapport à la périphérie de l'élément formant moyeu ( 17) et recevant des parties d'encastrement d'un élément en forme de disque ( 13, 23) coulé autour. 4 Accouplement d'arbres selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est prévu surla périphérie de chaque disque ( 13, 23) des moyens d'indexage ( 33, 34) qui sont alignés radialement avec le centre de chaque trou ( 14, 22) de façon à faciliter visuellement l'alignement coaxial des trous des deux disques ( 13, 23). Accouplement d'arbres selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu sur chaque élément formant moyeu ( 15) des moyens ( 20) permettant le montage face contre face d'engrenages, de pignons et d'organes semblables destinés à être avancés et retardés angulairement lors de l'alignement des éléments d'accouplement ( 11, 12). 6 Accouplement d'arbres selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits éléments en forme de disques ( 13, 23) sont formés d'une matière plastique pouvant être moulée auotour de ladite partie de liaison ( 31; 40) et de l'élément formant moyeu ( 13, 23). 7 Accouplement d'arbres selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un élément en forme de disque ( 13) comporte trente deux trous le traversant et en ce que l'autre élément en forme de disque ( 23) comporte trente quatre trous le traversant de façon à obtenir une précision moyenne d'alignement de l'ordre de 1/6 de degré pour le positionnement angulaire relatif desdits éléments d'accouplement.