Brevet FR2564162A1 — publié le 19851115

La présente invention est relative à la transmission de mouvement ou de puissance mécanique entre deux arbres tournants et plus particulièrement dans le cas où l'un au moins des arbres subit des vibrations importantes ou des contraintes dynamiques rapidement variables. Bien que l'invention n'y soit pas limitée, tel est le cas notamment dans les transmissions entre l'arbre de sortie d'un multiplicateur de vitesse de rotation et l'arbre d'entrée d'un vibrateur à balourds rotatifs tels que ceux utilisés pour le vibrage du matériau frais dans les presses de moulage de produits en béton. Dans ce domaine d'utilisation, l'arbre du multiplicateur transmet un couple relativement important à une vitesse de rotation de l'ordre de 4 500 tours/mn à l'arbre flottant d'entrée du vibrateur. Celui-ci engendre des vibrations unidirectionnelles verticales pouvant avoir une amplitude de quelques millimètres avec des pointes d'accélération de l'ordre de 16 fois l'accélération de la pesanteur avec une fréquence de l'ordre de 75 Hz. Dans ces conditions particulièrement sévères, les transmissions classiques même à joints universels ne sauraient être utilisées. Une tentative de solution a été faite qui réalise l'accouplement entre les deux arbres par un manchon élastique du genre ''Durit" en caoutchouc dur renforcé de tresses d'acier. Ce manchon est emmanché à force de part et d'autre sur des parties moletées de l'arbre de sortie du multiplicateur et de l'arbre d'entrée du vibrateur, ou sur des parties d'arbres intermédiaires accouplées par clavetage à ceux-ci. Malgré les molletages on ne peut éviter certains glissements et, en conséquence, déchirements du manchon armé d'acier.Le fait de renforcer les emmanchements par des colliers extérieurs ressemblant à des paliers, n'empêche pas la partie intermédiaire du manchon, qui assure en fait la transmission des efforts, de se détériorer rapidement, ce qui implique, en temps et en pièces de remplacement, du fait de la brève durée de vie, des coûts considérables. La présente invention vise à surmonter ces inconvenients de l'état connu de la technique en proposant une transmission élastique susceptible de transmettre de façon satisfaisante un couple moteur assez élevé à un arbre flottant tout en encaissant et amortissant les sollicitations et contraintes dynamiques dues à un défaut d'alignement et/ou un régime sé vère de vibrations de -l'arbre de sortie flottant. L'invention concerne également un procédé pour la réalisation d'une telle transmission et son utilisation avec une presse à produits en béton. Les caractères techniques qui font l'objet des revendications et certains avantages de l'invention apparaitront à la lumière de la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se référera au dessin dont la figure unique représente en élévation et en coupe, un dispositif de transmission conforme à l'invention. On voit à la figure unique que le dispositif de transmission est constitué de deux ensembles qui peuvent être identiques 1, 1' coaxiaux mais orientés à 900 l'un de l'autre autour de leur axe commun. L'ensemble 1 est fixé et centré sur l'arbre d'une des deux machines, soit le multiplicateur par des vis 2 figurées par leurs axes, et par un emmanchement classique mâle-femelle, figuré uniquement par un alésage 3 sur le dessin (partie femelle). L'ensemble 1' est assujetti de même 2', 3' à l'arbre de la seconde machine, soit le vibrateur. Chaque ensemble comporte - un manchon 4, 4' de préférence en aluminium, permettant l'accouplement respectivement 2, 3 et 2', 3' et évidé du cté opposé par une cavité venue de fraisage 5, 5' symétrique, débouchant de part et d'autre pour donner au manchon 4, 4' une forme de chape.Perpendiculairement au plan de symétrie de la cavité 5, 5', le manchon 4, 4' est percé d'un trou cylindrique d'axe 6, 6' coupant perpendiculairement l'axe général de révolution et débouchant dans la cavité 5, 5' et affectant les deux pans de la chape, - une pièce 7, 7' de préférence également en aluminium, dont une extrémité vient se loger dans la cavité 5, 5' correspondante et percée d'un alésage 8, 8' coaxial 6 au trou ménagé dans le manchon 4, 4' et dont l'autre extrémité porte un alésage 9, 9' coaxial à l'axe général de révolution, - un organe d'élasticité constitué de deux tubes concentriques métalliques 10, 10' et 11, 11' respectivement entre lesquels est emmanché à force un manchon de caoutchouc dur 12, 12'.Cet organe élastique est lui-même emmanché à force dans l'alésage 8, 8' de la pièce 7, 7' coaxial à l'axe 6, 6', - un tube cylindrique en acier de faible épaisseur 13, 13' emmanché à force de part et d'autre dans le trou d'axe 6, 6' du manchon 4, 4' et dans le tube intérieur 11, 11' de l'organe d'élasticité. Un arbre intermédiaire 14 de préférence tubulaire et en acier, de longueur variable selon les besoins de la transmission est emmanché à chacune de ses extrémités dans les alésages 9, 9' des pièces 7, 7' pour relier les deux ensembles 1, 1'. On voit que cette transmission s'apparente à un joint universel du type à la Cardan mais dont les axes d'articulation orthogonaux ne sont pas concourants et de plus, sont isolés l'un de l'autre dans la chaine cinématique par deux organes élastiques 10, 11, 12 et 10', 11' et 12' qui, tout en permettant parfai-t-eirent la transmission du couple moteur, peuvent encaisser en tous sens les variations de sollicitations dynami- ques, essentiellement dans toute direction radiale par rapport à l'axe général de révolution - donc dans le plan vertical de symétrie en partiez lier - et aussi dans un degré moindre dans le sens axial. Cotte disposition supprime donc tous à-coups dans le régime de rotation de arbre moteur, elle encaisse parfaitement les grandes variations de couple que l'on peut rencontrer au moment du démarrage DU du freinage. Elle est par ailleurs très compacte, se centre d'elle-mSme en cas de désalignement des arbres d'entrée et de sortie et ne nécessite aucun graissage.Son surcoût par rapport aux solutions habituelles est compensé par sa fiabilité qui augmente considérablement la durée de vie des divers organes, notamment du vibrateur, en supprimant les incidents habituels. Pour l'assemblage des différents organes du dispositif de transmission qui vient d'être décrit et, selon l'invention, on procède de la manière suivante - l'arbre intermédiaire d'acier 14 est emmanche dans les alésages 9, 9' des pièces 7, 7'; ses extrémités sont préalablement enduites de colle et les pièces 7, 7' chauffées pour dilater les alésages 9, 9'. La températu- re adéquate étant atteinte, l'arbre 14 encollé est ants.roduít dans les alésages 9, 9' et le tout est refroidi par trempe par immersion dans l'eau. La colle se polymérise instantanement et le reFroidissement provo que, par rétraction, le serge définitif entre l'arbre i4 (en acier) et les pièces 7, 7' (en aluminium). Or. opère ainsi pour la première etrémi- té de l'arbre 14, puis pour la seconde, après avoir assuré le positionne- ment de sorte que les axes 6 et 6' des deux alésages 8 et 8' soient ortho gonaux. - les organes d'élasticité 10, 11, 12 et l0', 11', sont alors emmanchés dans les alésages 8 et 8' des pie ces 7 et 7' par collaae, - les surfaces des trous d'axes 6, 6' des manchons 4, 4' sont enduits de colle de même que la surface latérale extérieure des tubes 13, 13' et la surface intérieure des tubes 11, 11' des organes d'élasticité. - les pièces 7 et 7' sont mises en place dans les cavités fraisées 5 et 5' et les tubes 13 et 13' introduits dans les trous des manchons 4 et 4' et tubes inté-rieurs 11 et 11', - le tout étant définitivement positionné, un mandrin est introduit à force à l'intérieur de chaque tube 13, 13' pour le déformer plastiquement, c'est-à-dire de façon irréversible, dans le sens radial de manière à solidariser les tubes 12 et 12' des manchons 4 et 4' et des tubes intérieurs 11 et 11' des organes d'élasticité. REVENDICATIOtxS 1 - Dispositif de transmission élastique entre deux arbres tournants constitué de deux ensembles (1, 1') coaxiaux orientés à 90 l'un de l'autre autour de l'axe commun de la transmission et reliés chacun-(2, 3, 2', 3') à l'un des arbres tournants, caractérisé par le fait que chaque ensemble (1, 1') comporte - un manchon (4, 4') évidé, du côté opposé à l'accouplement à l'arbre correspondant (2, 3, 2', 3'), par une cavité (5, 5') formant chape et percé d'un trou cylindrique (6, 6') dans les deux pans de la chape et coupant perpendiculairement l'axe de la transmission, - une pièce (7, 7') dont une extrémité est logée dans la cavité (5, 5') et percée d'un alésage (8, 8') coaxial au trou cylindrique (6, 6') du manchon (4, 4') et dont l'autre extrémité porte un alésage (9, 9') coaxial à l'axe de la transmission, - un organe d'élasticité constitué de deux tubes métalliques concentriques (10, 10' et 11, 11') entre lesquels est emmanché un manchon de caoutchouc (12, 12'), cet organe d'élasticité étant lui-même emmanché dans l'alésage (8, 8') de la pièce (7, 7'3 coaxial à l'axe (6, 6'), - un tube cylindrique (13, 13') emmanché dans le trou d'axe (6, 6') du manchon (4, 4') et dans le tube intérieur (11, ) de l'organe d'élasticité, et que les deux ensembles (1, 1') sont reliés par un arbre intermédiaire (14) emmanché dans les alésages (9, 9') des pièces (7, 7'). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les manchons (4, 4') et les pièces (7, 7') sont en aluminium. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'arbre intermédiaire (14) est tubulaire. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'arbre intermédiaire (14) est en acier. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le tube cylindrique (13, 13') est en acier et de faible épaisseur. 6 - Procédé pour l'assemblage du dispositif de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes - encollage des extrémités de l'arbre intermédiaire (13), chauffage des pièces (7, 7'), introduction des extrémités de l'arbre (14) dans les alé sages (9, 9') et refroidissement par trempe. - emmanchage des organes d'élasticité (10, 11, 12, 10', 11', 12') dans les alésages (8, 8') des pièces (7, 7'), - encollage des trous (6, 6') des manchons (4, 4') de la surface extérieure des tubes (13, 13') et de la surface intérieure des tubes (11, 11') des organes d'élasticité, - mise en place des pièces (7, 7') et des tubes (13, 13') dans les manchons (4, 4'), - déformation radiale par mandrinage des tubes (13, 13') en place. 7 - Utilisation d'un dispositif de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans la fabrication par moulage de produits en béton, caractérisé par le fait qu'il est monté entre l'arbre de sortie d'un multiplicateur de vitesse et l'arbre d'entrée d'un vibrateur à balourds de presse à mouler.