Brevet FR2570778A1 — publié le 19860328

Accouplement d'arbres à forte élasticité L'invention concerne un accouplement d'arbres à forte élasticité, comprenant un moyeu d'accouplement sur lequel sont montés solidaires en rotation un anneau d'entraînement et un élément annulaire élastique constitué par des segments, chaque segment étant formé par un corps en forme de segment en une matière élastique telle que du caoutchouc ou analogue, et par des plaques métalliques en forme de segments fixées à ses extrémités axiales, par exemple par vulcanisation, qui sont fixées de façon amovible par une bride périphérique en saillie radiale d'une part à l'anneau d'entraînement et d'autre part à la seconde partie d'accouplement rigide. Les accouplements d'arbres de ce type sont connus sous forme de divers modes de réalisation, tels que par le DE-OS 31 09 388. L'élément élastique intermédiaire destiné à la liaison entre les deux parties d'accouplement rigides est constitué dans cet accouplement par deux éléments annulaires internes montés en parallèle et par un élément annulaire externe disposé sur les premiers. Cet agencement a pour conséquence des dimensions importantes dans le plan du diamètre du fait du montage d'éléments annulaires les uns sur les autres. On conna!t également un agencement o des éléments annulaires montés les uns sur les autres sont disposés axialement les uns contre les autres. Dans ce cas et pour supporter radialement les éléments annulaires qui sont disposés axialement à la suite du premier élément annulaire, il est nécessaire d'avoir recours à une pièce métallique externe reliée de façon rigide à l'une des deux parties d'accouplement, en règle générale à la partie d'entraînement. Lorsque le nombre d'éléments annulaires élastiques montés les uns sur les autres augmente et lorsque de ce fait la longueur de la partie externe augmente, le moment d'inertie de masse augmente également obligatoirement, ce qui est indésirable pour diverses raisons. En outre, le remplacement d'éléments individuels est rendu nettement plus difficile quand une pièce métallique externe entoure les éléments élastiques annulaires. Le but de l'invention est donc de constituer un accouplement d'arbres à forte élasticité de manière qu'existe la possibilité de monter un nombre quelconque d'éléments élastiques annulaires axiaiement les uns à la suite des autres sans pour autant avoir à augmenter le moment d'inertie de masse du c8té entraînement par comparaison avec un accouplement comprenant un unique élément élastique annulaire. Partant de l'accouplement d'arbres du type indiqué dans le préambule, ce but est atteint, selon l'invention, du fait que l'élément annulaire élastique est constitué par au moins deux mêmes pièces annulaires appliquées axialement l'une contre l'autre, et l'une derrière l'autre, que les segments annulaires des deux pièces annulaires sont décalés les uns par rapport aux autres de la moitié de la subdivision des segments, et que les plaques en forme de segments qui sont axialement à l'intérieur sont serrées les unes contre les autres par leur pourtour externe, par exemple au moyen de boulons, et s'appuient centralement en direction radiale par leurs bords internes contre le moyeu d'accouplement. L'utilisation d'un élément annulaire élastique constitué de cette manière présente une série d'avantages. C'est ainsi qu'en premier lieu, grâce à l'appui radial des plaques en forme de segments internes sur le moyeu d'accouplement, il est inutile d'utiliser une pièce métallique externe. En outre, grâce à un tel mode de réalisation, les corps élastiques peuvent avoir une longueur axiale individuelle réduite, ces corps constituant une condition fondamentale pour une vitesse de rotation admissible la plus élevée possible. La plus faible élasticité en torsion qui est nécessaire dans ce cas peut être facilement obtenue par le montage les uns à la suite des autres d'un nombre approprié d'éléments élastiques annulaires de même type. Grace à l'invention, on peut facilement respecter deux exigences contraires d'accouplement d'arbres à forte élasticité de ce type, à savoir une forte élasticité en torsion et en outre une vitesse de rotation admissible aussi élevée que possible. Pour améliorer la mobilité en rotation des plaques en forme de segments internes qui s'appliquent radialement les unes sur les autres vis-à-vis du moyeu d'accouplement, il est avantageux de disposer un coussinet sur la périphérie dudit moyeu. En outre, il est avantageux, entre autres sur le plan de la technique de fabrication, de ne pas utiliser, pour l'appui radial des plaques en forme de segments internes, la totalité du pourtour périphérique interne, mais de constituer des pattes en saillie radiale servant à cet appui radial. Une autre caractéristique de l'invention permet d'obtenir un bon refroidissement des éléments annulaires élastiques et de ce fait une augmentation sensible de leur capacité de charge thermique. Dans ce but, l'invention prévoit d'abord de maintenir libre un interstice frontal radial aux endroits de contact des plaques en forme de segments. Ceci est possible sans problèmes du fait- que l'agencement décalé des segments individuels serrés les uns contre les autres permet d'obtenir un anneau qui est rigide en soi. En dehors de ces interstices frontaux radiaux sont prévus d'autres passages pour l'air de refroidissement en direction périphérique entre les plaques en forme de segments internes appliquées les unes contra les autres. Selon l'invention, ceci peut être facilement réalisé en prévoyant sur les parois opposées des plaques en forme de segments internes des enfoncements de grande surface s'étendant respectivement d'un bord frontal au bord frontal opposé d'une plaque en forme de segment, ce qui permet de constituer en direction périphérique des passages continus pour l'air de refroidissement, qui se suivent les uns les autres. Pour obtenir une bonne circulation de l'air de refroidissement, on prévoit, sur la périphérie externe des plaques en forme de segments internes, des fentes de sortie individuelles qui se raccordent aux passages disposés en direction périphérique. Avantageusement, ceci peut être réalisé en interrompant, sensiblement en son centre, sur chaque plaque en forme de segment interne, la surface d'appui externe par une découpe qui prolonge en cet endroit l'enfoncement jusqu'au bord périphérique. En fonctionnement de l'accouplement d'arbres, l'air passe essentiellement axialement, dans des positions proches de l'axe de rotation, par l'interstice frontal entre deux segments voisins pour pénétrer dans les passages internes, et retourne de là à l'air libre par la fente de sortie externe sous l'effet de la force centrifuge. On obtient ainsi une aération forcée qui assure un refroidissement efficace des plaques en forme de segments internes et de ce fait, dans le même temps également, des corps élastiques voisins. Un mode de réalisation de l'invention est maintenant expliqué plus en détail dans ce qui suit, avec référence aux dessins schématiques annexés dans lequel: la figure i est une vue en coupe axiale d'un accouplement d'arbres à forte élasticité selon l'invention, la figure 2 est une vue latérale de segments d'un élément annulaire élastique divisé en quatre parties, associés dans leur position de montage, et la figure 3 est une vue en coupe transversale de l'élément annulaire élastique, dans le plan de la ligne I-I de la figure 2. Dans le mode de réalisation représente sur les dessins d'un accouplement d'arbres à forte élasticité, l'élément annulaire élastique est constitué par deux parties annulaires égales, disposées symétriquement l'une à l'autre par rapport à leur plan de séparation. La partie d'accouplement rigide qui est du cati de l'entrée est constituée sous forme d'un moyeu 1-s'étendant au delà du plan de séparation des parties annulaires 2, 3 de l'élément annulaire élastique 4 qui sont appliquées axialement l'une contre l'autre, Jusqu'à l'intérieur de l'accouplement d'arbres. Sur le côté frontal externe du moyeu 1 est constituée une bride de fixation 5 servant au raccord fixe en rotation d'un anneau d'entratnement 6. L'élément de liaison entre ces deux parties est constitué par une membrane annulaire 7 en acier à ressort pour assurer une mobilité axiale mutuelle des parties d'accouplement rigides, à savoir du moyeu 1 et d'une bride annulaire 8. La membrane annulaire 7 est serrée par un anneau de serrage 9 de manière à être solidaire en rotation du moyeu 1, et on prévoit pour obtenir la force de serrage en direction axiale un certain nombre de boulons 10 passant dans des alésages de la bride 5 et de l'anneau de serrage 9 et répartis sur la totalité de la périphérie, à égale distance les uns des autres. Sur un cercle interne sont constitués d'autres alésages traversants en concordance dans les parties 5 et 9, dans lesquels sont disposées des douilles de serrage 11 connues en soi pour la transmission de moment de rotation des parties 5 et 9 avec les boulons de serrage 10. L'anneau d'entraînement 6 comprend sur un cercle de référence interne un certain nombre d'alésages traversants, dans chacun desquels est introduit un boulon de raccordement 12 de forme concordante. L'extrémité externe des boulons de raccordement 12 traverse respectivement un élément de palier 13 de flexibilité limitée sur la périphérie externe de la membrane annulaire 7. Cette constitution permet la flexion de la membrane annulaire 7 dans des directions contraires sans courir le danger de sollicitations transversales appliquées aux boulons de raccordement 12 ou à l'anneau d'entraînement 6. Les deux moitiés 2, 3 des éléments annulaires élastiques 4 sont respectivement constituées, dans cet exemple de réalisation, par quatre segments, dont un segment 14 et un segment 14a faisant partie de la partie annulaire 2 et deux segments 15 et 15a faisant partie de la partie annulaire 3 sont montrés en vue frontale à la figure 2. L'élément élastique annulaire 4 présente en coupe transversale une forme trapézoïdale d'ensemble qui est visible à la figure 1. Une telle forme est connue. Elle sert à économiser du matériau et de ce fait également du poids, en raison du fait que dans les régions proches de l'axe de rotation, la charge appliquée par le couple de rotation est plus faible que dans les autres régions situées à l'extérieur de l'élément élastique annulaire 4. Les huits segments annulaires 14 ou 15 utilisés ensemble dans cet exemple de réalisation sont de même type. Chaque segment annulaire est constitué par une plaque en forme de segment 16 externe en direction axiale, une plaque en forme de segment 17 interne en direction axiale et un corps 18 reliant l'une à l'autre les deux plaques en forme de segments, se présentant également sous forme de segment, par exemple en caoutchouc vulcanisé d'une manière connue sur les surfaces internes des plaques en forme de segments 16, 17. Sur les plaques en forme de segments externes 16 est constitué un pourtour périphérique 19 en saillie et de forme circulaire, dont les surfaces externes sont parallèles en plan aux surfaces d'appui contre l'anneau d'entraînement 6 d'une part et contre la bride annulaire 8 d'autre part. Pour réaliser le serrage avec l'anneau d'entratnement 6 ou avec la bride annulaire 8, on utilise des boulons d'adaptation 20 traversant des alésages en alignement dans les parties à relier et équipés en vue du serrage d'une extrémité filetée et d'un écrou. Pour réaliser le centrage, on prévoit sur l'anneau d'entraînement 6 et sur la bride annulaire 8 des épaulements annulaires en saillie en direction radiale 21 ou 22 (voir figure 1). Les plaques en forme de segments internes 17 ne sont en contact mutuel que par leurs bords internes et externes en direction radiale. Les surfaces d'appui externes et internes 23, 24, de forme annulaire et parallèles en plan, sont constituées à cet effet. Le serrage mutuel s'effectue seulement au niveau de ces surfaces d'appui externes 23. Dans la région de ces surfaces d'appui sont constitués des alésages traversants 25 à axes parallèles et disposés à la suite les uns des autres en direction périphérique, dans lesquels passent les boulons de serrage 26. Entre les surfaces d'appui 23, 24 est constitué, dans la paroi des plaques en forme de segments 17, un enfoncement respectif 27 de grande surface s'étendant d'un bord frontal Jusqu'au bord frontal opposé. Dans la partie centrale, les surfaces d'appui externes 23 sont interrompues par une découpe 31 qui prolonge l'enfoncement 27 jusqu'au pourtour périphérique. Sur le bord interne des plaques en forme de segments 17 sont constituées des pattes 28 faisant saillie radialement, dont les surfaces externes libres sont disposées sur une ligne circulaire commune. Les segments 2, 3 s'appuient radialement et centralement par rapport à l'axe de rotation contre le moyeu 1 par l'intermédiaire de ces pattes 28. Entre le corps du moyeu 1 et les pattes 28 est disposé un coussinet 29 monté dans une gorge périphérique du moyeu 1 et de ce fait immobilisé en direction axiale. Le but du coussinet 29 est d'améliorer la possibilité de glissement des pattes 28 en cas de décalages des parties rigides (1 et 8) de l'accouplement l'une par rapport à l'autre aussi bien en direction axiale que dans le sens de rotation. Les segments annulaires 14 ou 15 des deux pièces annulaires 2 ou 3 sont serres les uns contre les autres dans une position respectivement décalée de la moitié de la subdivision du segment. On obtient ainsi un anneau rigide fermé en soi sans anneaux d'appui additionnels. Un interstice frontal radial 30 est respectivement maintenu libre aux endroits de contact des segments annulaires 14 ou 15. Grâce à cet interstice annulaire, l'air de l'extérieur peut pénétrer par les passages disposés en direction périphérique des segments annulaires, constitués par les enfoncements de grande surface 27. Pendant le fonctionnement de l'accouplement, cet air est accéléré en direction de l'extérieur par la force centrifuge et passe par la fente de sortie constituée par les découpes 31 au centre des plaques en forme de segments internes 17, ce qui permet d'obtenir un courant forcé provoquant un bon refroidissement des plaques en forme de segments internes 17 et de ce fait des corps en caoutchouc-voisins. Au lieu de deux parties annulaires disposées axialement l'une contre l'autre comme dans ce mode de réalisation, on peut également monter trois ou plusieurs parties annulaires de même type axialement les unes à la suite des autres. Dans ce cas, on prévoit pour les plaques en forme de segments internes un appui radial sur un moyeu allongé de facon appropriée. On peut ainsi assembler au moyen de segments et selon une forme de construction unique des accouplements d'arbres présentant l'élasticité en torsion accrue que l'on désire. REVENDICATIONS l. Accouplement d'arbres à forte élasticité, comprenant un moyeu d'accouplement sur lequel sont montés solidaires en rotation un anneau d'entraînement et un élément annulaire élastique constitué par des segments, chaque segment étant formé par un corps en forme de segment en une matière élastique telle que du caoutchouc ou analogue, et par des plaques métalliques en forme de segments fixées à ses extrémités axiales, par exemple par vulcanisation, qui sont fixées de façon amovible par une bride périphérique en saillie radiale d'une part à l'anneau d'entraînement et d'autre part à la seconde partie. d'accouplement rigide, caractérisé en ce que l'élément annulaire élastique (4) est constitué par au moins deux mêmes pièces annulaires (2, 3) appliquées axialement l'une contre l'autre, et l'une derrière l'autre, que les segments annulaires (14, 15) des deux pièces annulaires (2, 3) sont décalés les uns par rapport aux autres de la moitié de la subdivision des segments, et que les plaques en forme de segments (17) qui sont axialement à l'intérieur sont serrées les unes contre les autres par leur pourtour externe, par exemple au moyen de boulons (26), et s'appuient centralement en direction radiale par leurs bords internes contre le moyeu d'accouplement (1). 2. Accouplement d'arbres selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose un coussinet (29) pour réaliser l'appui des plaques en forme de segments internes en direction axiale sur la périphérie du moyeu d'accouplement (1). 3. Accouplement d'arbres selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des pattes (28) sont constituées sur le bord périphérique interne, en direction périphérique, en saillie radiale et à la même distance les unes des autres, servant a l'appui contre le moyeu (1) ou contre le coussinet (29). 4. Accouplement d'arbres selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un interstice radial (30) est maintenu libre au niveau des positions de contact des plaques en forme de segments (16 ou 17). 5. Accouplement d'arbres selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un enfoncement de grande surface (27) s'étendant sur la périphérie externe et interne d'un côté frontal Jusqu'au côté frontal opposé est prévu respectivement dans les parois situées face à face des plaques en forme de segments internes (17), qui forme avec l'enfoncement respectivement opposé (27) un passage continu pour l'air de refroidissement. 6. Accouplement d'arbres selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface d'appui externe (23) de chaque plaque en forme de segment interne est interrompue sensiblement en son centre par une découpe (31) qui prolonge l'enfoncement (27) Jusqu'au bord périphérique.