Brevet FR2515290A1 — publié le 19830429

L'invention concerne un accouplement à élasticité torsionnelle et amortissement hydraulique, présentant deux plateaux 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 plateau, une pièce de caoutchouc d'un seul tenant qui enveloppe les doigts, en établissant avec eux une liaison par adhérence et par clabo- tage,et qui forme des chambres, remplies de liquide amortisseur, entre les doigts, ainsi que des orifices d'étranglement ménagés dans les doigts d'un plateau et faisant communiquer les chambres situées des deux côtés de chacun des doigts de ce plateau. Par la demande de brevet allemand DE-AS 27 17 170, on connalt un accouplement à élasticité torsionnelle et amortis- sement hydraulique comprenant deux moyeux à flasques disposés à distance l'un de l'autre et dont les flasques portent chacun quatres 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 caoutchouc 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 côté d'un rayon commu- niquent entre elles par un orifice d'étranglement traversant le rayon Lors des déformations élastiques des pièces de caoutchouc liées aux vibrations (oscillations) torsionnelles de l'accouple- ment, 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 amortisseur est refoulé à travers les orifices d'étranglement entre les chambres de l'un et l'autre côté des rayons Les sections d'étran- glement, pouvant être choisies librement, engendrent ainsi des forces d'amortissement qui, par exemple, garantissent 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 être vulcanisées à un rayon ne diminue que très légè- rement 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 reliéepar 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 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 amortis- seur 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 rela- tivement 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 exté- rieure 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 15290 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 essentiel- lement caractérisé en ce que la pièce de caoutchouc, de forme cylindrique, présente, dans ses deux faces opposées, des trous borgnes axiaux pour l'eirbottement des doigts, que les chambres, ménagées entre les trous borgnes, traversent la pièce axialement d'une face à l'autre et que les faces de la pièce de caoutchouc portent des disques de tôle, reliés d'un seul tenant à la pièce, qui possèdent des ouvertures alignées avec les trous borgnes et les chambres et par l'intermédiaire desquels la pièce de caoutchouc peut être reliée de façon étanche aux plateaux. La pièce 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 chamtres ne possèdent pas d'espaces morts, ce qui permet d'obtenir une capacité spécifique de pompage élevée et, partant, un amor- tissement élevé Les contraintes de contraction et de traction sont pratiquement exclues et le montage est simple et économique. Il est avantageux que les trous borgnes recevant les doigts soient garnis de tôle ou d'un autre matériau pour supprimer le frottement entre les doigts et le caoutchouc de la pièce L'effet de pompage et par suite l'amortissement peuvent être accrus encore plus lorsque les trous borgnes, et aussi les doigts éventuellement, possèdent une section trapézoïdale à leurs extrémités radialement extérieures La courbure vers l'intérieur de la paroi externe de la pièce de caoutchouc au droit des chambres contribue également à obtenir ce résultat. La prévision d'un trou central traversant dans la pièce de caoutchouc permet l'élimination des contraintes produites par le désalignement des arbres reliés par l'accouplement. La liaison entre les disques de tôle et les plateaux est réalisée par des vis ou par sertissage, ce qui ne demande pas beaucoup de travail au montage Pour étancher les trous borgnes et les chambres vis-à-vis des plateaux, il est possible, soit de munir le côté extérieur des disques d'un joint d'étanchéité qui entoure les trous et les chanbres, soit de doter la pièce de caoutchouc de lèvres d'étanchéité qui, au droit des trous borgnes et des chambres, passent à travers les ouvertures correspondantes des disques de tôle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en plan d'un plateau d'un accouplement selon l'invention; la figure 2 est une demi-vue en plan de la pièce de caoutchouc de cet accouplement en combinaison avec une demi- coupe radiale; et la figure 3 est une coupe axiale prise suivant- la ligne III-III de la figure 2 après montage des plateaux sur la pièce de caoutchouc. L'accouplement de l'exemple représenté ici, montré à l'état monté sur la figure 3, se compose de deux plateaux 1, 2, voir figure 1, qui possèdent ici un moyeu 3 dirigé vers l'exté- rieur Au moyen de ces moyeux 3, présentant à cet effet un alésage central 4, l'accouplement est monté sur les bouts de deux arbres non représentés. Sur le côté intérieur, chaque plateau 1, 2 porte quatre doigts d'entraînement 5 qui sont orientés axialement et répartis uniformément dans le sens circonférentiel Les doigts 5 peuvent être d'un seul tenant avec le plateau 1 ou 2 si cela est désiré Ils possèdent une section droite ayant normalement la forme d'un rectangle étroit dont la plus grande dimension est orientée radialement Les doigts 5 de l'exemple représenté possèdent une portion radialement extérieure 6 qui est plus épaisse et présente- une section trapézoïdale Chaque doigt 5, au moins chaque doigt d'un plateau 1, présente un orifice d'étranglement 7 situé à faible distance du plateau considéré. La figure 3 montre que les deux plateaux 1, 2 sont séparés par une pièce de caoutchouc 8 qui est représentée séparé- ment sur la figure 2 Cette pièce possède une forme essentiellement cylindrique avec un trou central 9 Chacune des deux faces opposées de la pièce de caoutchouc 8 présente quatre trous borgnes 10, 11 qui, comme on peut le voir sur la figure 3, se terminent à distance de l'autre face de la pièce et sont également répartis uniformément dans le sens circonférentiel L'emplacement et la section des trous borgnes 10, Il correspondent à ceux des doigts 5 de sorte que ces derniers peuvent être reçus dans lesdits trous Afin d'éviter le frottement entre la paroi des trous borgnes 10, Il et les doigts , lors de l'emboîtement des doigts dans les trous mais surtout pendant le travail de l'accouplement, les trous borgnes 10, 11 sont garnis, au moins sur leurs fonds et leurs grandes faces laté- raies, de pièces de tôle qui sont reliées par vulcanisation à la pièce de caoutchouc 8. Entre chaque trou borgne 10 et le trou borgne 11 voisin se trouve une chambre 12 qui traverse toute la pièce de caoutchouc 8 et s'ouvre dans les faces opposées de celle-ci Les chambres 12 sont identiques et possèdent une section droite à peu près triangulaire Entre les chambres 12 et les trous borgnes 10, 11 subsistent des voiles 13 de la pièce de caoutchouc 8 Les voiles 13 présentent des évidements 14 qui sont alignés avec les orifices d'étranglement 7 après emboîtement des doigts 5 dans les trous 10, Il La paroi extérieure 15 de la pièce de caoutchouc représentée ici est courbée vers l'intérieur au droit de chaque chambre 12, de sorte que la pièce 8 de cet exemple possède non pas une surface extérieure cylindrique circulaire mais ondulée. Deux disques de tôle 16, 17 sont fixés par vulcani- sation aux faces opposées de la pièce de caoutchouc 8 Pour mieux montrer la conformation de cette dernière, la figure 2 représente seulement le disque avant 16 dans sa moitié gauche Les disques de tôle 16, 17 présentent des ouvertures 18, 19 qui sont alignées avec les trous borgnes 10, 11 et les chambres 12 de la face concernée de la pièce 8, de manière que les disques n'entravent pas l'emboîtement des doigts 5 dans les trous 10, 11. Dans l'exemple de réalisation représenté, le diamètre des disques de tôle 16, 17 est plus grand que le diamètre extérieur maximal de la pièce de caoutchouc 8 et plus grand que le diamètre des plateaux 1, 2 Lors de l'assemblage de l'accouplement, s'effec- tuant dans un récipient rempli de liquide amortisseur, les bords des disques dépassant des plateaux 1, 2 peuvent ainsi être rabattus pardessus un collet 20 prévu sur les plateaux, de manière à former des sertissures 2 l qui rmlent la pièce de caoutchouc 8 aux plateaux 1, 2 (figure 3) Pour étancher les ouvertures 18, 19 des disques 16, 17 vis-àvis des plateaux 1, 2, les fades extérieures des disques portent une mince couche de caoutchouc non représentée ou des lèvres d'étanchéité entourant les ouvertures 18, 19 De telles lèvres peuvent également être formées directement sur la pièce de caoutchouc 8, auquel cas les ouvertures 18, 19 des disques de tôle 16, 17 sont légèrement plus grandes que les sections des trous borgnes 10, Il et des chambres 12, de sorte que les lèvres peuvent passer à travers les ouvertures 18, 19. Il convient de fixer la distance radiale entre les doigts 5 légèrement plus petite que la distance radiale entre les trous borgnes 10 respectivement Il pour que, lors de l'introduct Lon des doigts 5 dans les trous 10, 11, la pièce de caoutchouc 8 soit légèrement précontrainte dans sa partie située radialement à l'intérieur des trous. Lorsque l'un des plateaux 1, 2 est tourné par rapport à l'autre, chaque deuxième chambre 12, dans le sens circonférentiel, est réduite, tandis que les autres chambres augmentent en volume. A travers les orifices d'étranglement 7 s'établit alors un échange de liquide Cet échange est influencé de façon avantageuse par les portions trapézoïdales extérieures des trous borgnes 10, Il et des doigts d'entraînement 5, de même que par la courbure vers l'intérieur des chambres de la paroi extérieure, ce qui renforce l'effet de pompage. RE V E N D I C A T I ONS 1 Accouplement à élasticité torsionnelle et amortisse- ment hydraulique, présentant deux plateaux ( 1, 2) destinés à être fixés à distance l'un de l'autre sur des arbres et portant chacun au moins trois doigts ( 5) ou éléments d'entraúnement analogues entremêlés avec ceux de l'autre plateau, une pièce de caoutchouc ( 8) d'un seul tenant qui enveloppe les doigts ( 5), en établissant avec eux une liaison par adhérence et par clabotage, et qui forme des chambres 12, remplies de liquide amortisseur, entre les doigts ( 5), ainsi que des orifices d'entranglement ( 7) ménagés dans les doigts ( 5) d'un plateau ( 1) et faisant communiquer les chambres ( 12) situées des deux côtés de chacun des doigts ( 5) de ce plateau ( 1), caractérisé en ce que la pièce de caoutchouc ( 8), de forme cylindrique, présente, dans ses deux faces opposées, des trous borgnes axiaux ( 10, 11) pour l'embottement des doigts ( 5), que les chambres ( 12) traversent la pièce axialement d'une face à l'autre et que les faces de la pièce de caoutchouc ( 8) portent des disques de t le ( 16, 17), reliés d'un seul tenant à la pièce, qui possèdent des ouvertures ( 18, 19) alignées avec les trous borgnes ( 10, 11) et les chambres ( 12) et par l'intermédiaire desquels la pièce de caoutchouc peut être reliée de façon étanche aux plateaux ( 1, 2): 2 Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous borgnes ( 10, 11) sont au moins partiellement garnis de t le ou d'un matériau analogue. 3 Accouplement selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que les trous borgnes ( 10, 11), et éventuellement aussi les doigts ( 5), possèdent une portion radialement extérieure ( 6) de section trapézoïdale. 4 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance radiale entre les doigts ( 5) est plus petite que la distance radiale entre les parois dirigées vers l'axe des trous borgnes ( 10, 11). Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce de caoutchouc ( 8) présente un trou central traversant ( 9). 6 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les disques de tôle ( 16, 17) sont reliés aux plateaux ( 1, 2) par des vis. 7 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les disques de tôle ( 16, 17) sont reliés aux plateaux ( 1, 2) par sertissage ( 21). 8 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les faces extérieures libres des disques de tôle ( 16, 17) sont recouvertes d'un joint d'étanchéité qui entoure les trous borgnes ( 10, 11) et les chambres ( 12). 9 Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce de caoutchouc ( 8) possède, au droit des trous borgnes ( 10, 11) et des chambres ( 12), des- lèvres d'étanchéité passant à travers les ouvertures ( 18, 19) correspondantes des disques de-t 8 le ( 16, 17) - Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la paroi extérieure ( 15) de la pièce de caoutchouc ( 8) est courbée vers l'intérieur au droit des chambres ( 12).