Brevet FR2525710A1 — publié le 19831028

Dispositif limiteur de couple pour accouplements d'arbres La présente invention a pour objet un dispositif limiteur de couple pour accouplements d'arbres. On sait que dans les lignes formées d'arbres mutuellement accouplés se trouvent assujettis des organes tels que des rotors de turbines de moteurs ou de compresseurs, des pignons des roues dentées et autres, qui subissent des contraintes mécaniques importantes résultant du couple transmis, ainsi que des efforts engendrés par des facteurs thermiques et dynamiques. Dans le cas où il se produit une augmentation intempestive de la valeur du couple transmis, augmentation résultant par exemple d'une cause d'origine électrique telle qu'un court-circuit, ou d'une cause mécanique due par exemple à un défaut de couplage, lesdits organes risquent d'être endommagés, voire même mis hors d'usage. Or de tels organes sont généralement d'une réalisation délicate et relativement onéreuse et toute avarie se solde par des frais importants de réparation ainsi que par des arrêts parfois de longue durée des dispositifs ou machines dans lesquels ils sont intégrés. I1 s'avère donc indispensable d'éviter au maximum toute augmentation de la valeur du couple transmis par la rotation des arbres auxquels sont assujettis lesdits organes. On a proposé à cet effet d'intercaler entre deux arbres d'une ligne d'arbres un accouplement à friction du type embrayage à disques de frottement, évitant en permanence tout désalignement des arbres. Cependant un tel dispositif bien que caractérisé par une mise en oeuvre relativement simple, nécessite pour sa réalisation un grand nombre de pièces telles que bagues, ressorts, moyeux, disques et autres dont l'exécution est relativement délicate et onéreuse. I1 a été également envisagé d'intercaler entre les extrémités de deux arbres un arbre dit de torsion dont la section est prédéterminée de sorte qu'il se brise lors d'une augmentation intempestive du couple transmis. Un tel système bien que présentant une grande simplicité à cependant comme inconvénient majeur le fait que dès la rupture de l'arbre de torsion, les deux arbres deviennent indépendants l'un de l'autre. Plus précisément, dans le cas d'une ligne d'arbres comprenant un élément flexible, ce dernier n'est plus maintenu dans l'axe de rotation, créant ainsi un déséquilibre ou balourd pouvant endommager gravement les paliers et autres pièces associées auxdits arbres. En outre, dans le cas où la ligne d'arbres comporte un alternateur ou un moteur dont les rotors ne sont maintenus axialement que par la butée du réducteur, la rupture de l'accouplement libère le rotor qui glisse sur ses paliers pour venir de la sorte en contact avec certains éléments du stator, provoquant des dégâts importants, voire même la mise hors d'usage de certains composants essentiels de ces machines. Dans le but d'éviter les inconvénients précités, la Demanderesse a donc mis au point un dispositif simple, peu onéreux, apte à assurer une limitation du couple transmis dans une ligne d'arbres, tout en présentant une grande fiabilité. L'invention a donc pour objet un dispositif limiteur de couple pour accouplements d'arbres à savoir un arbre menant et un arbre mené, chacun desdits arbres entraînant en rotation un plateau, caractérisé par le fait que chacun desdits plateaux est lié à un disque, ledit disque étant lui-même lié à l'une des bagues d'un roulement, au moins une vis étant engagée dans des alésages ménagés dans lesdits plateaux et lesdits disques et serrée au moyen d'un écrou, ladite vis présentant sensiblement à sa partie centrale une gorge, de sorte que lors d'une augmentation intempestive prédéterminée de la valeur normale dudit couple, ladite vis se brise au niveau de ladite gorge, ledit arbre menant ainsi que ledit arbre mené se trouvant ainsi désaccouplés tout en demeurant alignés selon leur axe de rotation commun. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence à la figure annexée qui représente un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention. Sur la figure annexée, la référence 1 désigne un arbre menant sur lequel est solidarisé un premier plateau 2 par frettage, clavetage ou par tout autre moyen approprié. La référence 3 désigne l'arbre mené sur lequel est fixé un deuxième plateau 4 et cela de façon analogue au mode de fixation dudit arbre menant 1. Par ailleurs, un première disque 5 est assujetti d'une part au premier plateau 2, et d'autre part à la bague intérieure 6 d'un roulement à billes 7. De même, un deuxième disque 8 est assujetti d'une part au deuxième plateau 4 et d'autre part à la bague extérieure 9 dudit roulement à billes 7. En outre des vis 10, par exemple au nombre de six à huit sont engagées dans des alésages ménagés dans les plateaux 2 et 4, ainsi que dans les disques 5 et 8, ces vis étant serrées chacune au moyen d'un écrou tel que 11. Ces vis présentent sensiblement à leur partie centrale, donc entre les disques 5 et 8 une gorge 12 de profondeur prédéterminée, de sorte à réduire sa section à ce niveau. Un tel dispositif fonctionne de la façon suivante En régime de fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque le couple présente une valeur normale, la transmission de ce dernier de l'arbre menant 1 à l'arbre mené 3 se fait par l'intermédiaire des vis 10 et des plateaux 2 et 4, le centrage desdits plateaux l'un par rapport à l'autre étant assuré par l'ensemble comportant les disques 5 et 8, le roulement à billes 7 et les plateaux 2 et 4. Si l'on suppose maintenant qu'il se produise une augmentation intempestive du couple transmis pouvant porter préjudice aux divers organes liés aux arbres, il se produit une contrainte mécanique dans la partie amincie des vis 10 par les gorges 12 entraînant la rupture desdites vis à ce niveau. Il en résulte que les disques 5 et 8 et par la même les plateaux 2 et 4 se trouvent desaccouplés, le centrage desdits plateaux et en conséquence l'alignement de l'arbre menant 1 et de l'arbre mené 3 solidaires desdits plateaux demeurant cependant assuré autour d'un axe commun. On notera en outre que le roulement 7 s'oppose à tout glissement des arbres dans leurs paliers et évite tout endommagement des organes liés aux arbres. Le dispositif selon l'invention assure donc à la fois une grande sécurité dans la transmission des couples et le maintien de l'alignement des arbres selon un axe commun. En outre, l'opération de changement des vis 10 brisées est une opération simple pouvant être effectuée dans un laps de temps minimal. De plus, le dispositif selon l'invention n'augmente guère les caractéristiques d'encombrement, d'inertie, et de rigidité de l'accouplement auquel il est intégré. Il trouve des applications avantageuses dans le domaine de la mécanique en général et en particulier dans celui de la transmission de puissances élevées. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents susceptibles d'y assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. C'est ainsi que le dispositif selon l'invention pourrait éventuellement être mis en oeuvre dans un accouplement du type élastique, ou dans un accouplement sans plateau à moyeux manchons et entretoises du genre accouplement à dentures. De telles variantes, à la portée de l'homme de l'art, ne pourraient donc pas être considérées comme des réalisations débordant du cadre et de l'esprit de la présente invention. REVENDICATIONS 1/ Dispositif limiteur de couple pour accouplements d'arbres à savoir un arbre menant (1) et un arbre mené (3) chacun desdits arbres entraI- nant en rotation un plateau (2, 4), caractérisé par le fait que chacun desdits plateaux est lié à un disque (5, 8), ledit disque étant luimême lié à l'une des bagues (6, 9) d'un roulement (7), au moins une vis (10) étant engagée dans des alésages ménagés dans lesdits plateaux (2, 4) et lesdits disques (5, 8) et serrée au moyen d'un écrou (11), ladite vis (10) présentant sensiblement à sa partie centrale une gorge (12), de sorte que lors d'une augmentation intempestive prédéterminée de la valeur normale dudit couple, ladite vis (10) se brise au niveau de ladite gorge (12), ledit arbre menant (1) ainsi que ledit arbre mené (3) se trouvant ainsi désaccouplés tout en demeurant alignés selon leur axe de rotation commun. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la profondeur de la gorge (12) pratiquée dans ladite vis (10) est prédéterminée en fonction de l'augmentation de la valeur normale dudit couple. 3/ Appareillage mettant en oeuvre au moins un dispositif limiteur du couple selon l'une des revendications précédentes.