Brevet FR2564538A1 — publié le 19851122

Arbre de transmission rotatif. On utilise fréquemment des arbres rotatifs pour transmettre de la puissance entre un organe moteur et un organe récepteur. Mais il arrive fréquemment que les positions des organes moteur et récepteur varient légèrement l'une par rapport à l'autre, soit angulairement, soit axialement. Pour permettre cette modification de la position relative des deux organes, on est obligé jusqu'à présent de prévoir un joint articulé à chacune des extrémités de l'arbre, l'un de ces joints articulé étant associé à un joint coulissant. On connait des arbres de transmission tubulaires réalisés en matière composite, c'est-à-dire ep fibres enduites de résine organique. Ces arbres sont beaucoup plus légers que les arbres métal ligues; leur inertie étant, par suite, beaucoup plus faible, il est possible de les faire tourner à des vitesses plus élevées, donc de les soumettre à des couples beaucoup moins importants à puissance transmise égale. La présente invention a pour objet un arbre de transmission du type ci-dessus qui permet de transmettre de la puissance d'un organe moteur à un organe récepteur, la position relative des deux organes étant variable, sans qu'il soit nécessaire d'associer à l'arbre des joints articulés ou coulissants. L'arbre de transmission selon l'invention, dont le corps comprend des nappes ou couches croisées de fibres à haut module, les fibres de ces nappes faisant un angle compris sensiblement entre 40 et 500 avec l'axe du tube et éventuellement pour augmenter sa rigidité axiale, d'au moins une nappe ou couche de fibres parallèles audit axe, est caractérisé en ce qu'il comporte au voisinage de chacune de ses extrémités, au moins une portion ondulée en forme de soufflet dont les flancs sont revetus de nappes de fibres à faible module, les fibres de ces nappes auxiliaires faisant un angle inférieur à 20 avec l'axe du tube. La portion ondulée en forme de soufflet donne à l'extrémité du tube une certaine souplesse, aussi bien axialement qu'en flexion. Les nappes auxiliaires empechent les fibres des nappes principales de se rompre lors du déplacement des extrémités du tube. Mais étant donné le faible module de ces fibres et tueur faible inclinaison par rapport à l'axe du tube, elles ne retirent pas leur souplesse aux flancs du soufflet. Dans la zone de grand diamètre de la portion ondulée, les fibres des nappes sont davantage écartées que dans le corps du tube. Si la largeur de cette zone est relativement importante, il y a avantage, pour conserver sensiblement le même poids de fibres par unité de surface, c'est-à-dire pour que cette zone de grand diamètre présente sensiblement la même rigidité à la torsion, à renforcer ladite zone par des nappes de fibres croisées, les fibres de ces nappes de renforcement faisant avec l'axe du tube un angle compris sensiblement entre 400 et 500. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un arbre de transmission selon l'invention, avec référence au dessin annexé dans lequel La Figure 1 représente en élévation avec arrachement partiel, l'une des portions d'extrémités de la bielle; La Figure 2 est une vue semblable à la Figure 1 et montre comment l'extrémité de la bielle peut se déplacer. Tel qu'il est représenté au dessin, l'arbre 1 comporte un corps tubulaire 2 formé de nappes de carbone à haut module imprégné d'une résine organique, dans lesquelles les fibres sont inclinées par exemple à 450 par rapport à l'axe du tube et croisées d'une nappe à l'autre. Le module du carbone peut, par exemple, être de l'ordre de 35.000 daN/mm2. Au voisinage de chacune de ses extrémités, le tube 1 présente une portion ondulée en forme de soufflet dont la partie torique de plus grand diamètre 3 se raccorde au tube par des flancs obliques 4 et 5. Ce soufflet peut, par exemple, être réalisé en disposant une vessie dans le tube, avant polywérisation de la résine, et en plaçant l'ensemble dans un moule ayant la forme désirée. I1 suffit alors de chauffer le tube, afin de fluidiser la résine, et admet tre une pression dans la vessie, par exemple l'aide d'un fluide approprié. La partie de grand diamètre 3 du soufflet est recouverte de nappes supplémentaires croisées de carbone a haut module, a fibres inclinées a 45 , afin d'avoir sensiblement le méme poids de carbone par unité de surface que le corps 2 et présenter ainsi sensiblement la mGme rigidité. A titre d'exemple, si le corps 2 est formé de deux nappes croisées et si le diamètre de la partie 3 est sensiblement égal au double de celui du corps 2, la partie 3 pourra entre renforcée par deux nappes a.roi- sées. Les flancs 4 et 5 du soufflet sont revêtus de nappes supplémentaires de carbone à haute résistance, donc a faible module, dans lesquelles les fibres de carbone font, avec l'axe du tube, un angle faible inférieur a 100; le module du carbone peut, par exemple, n'être que de 20.000 daN/mm2 Les nappes de fibres de carbone peuvent éventuellement être remplaces par des nappes de fibres de verre ou de produit connu sous le nom de Kevlar. Du fait de leur nature et de leur disposition, ces nappes conservent aux flancs leur souplesse, mais évitent aux fibres des nappes de carbone principales de se rompre lors des déformations. La référence 6 désigne un disque de fixation a l'organe moteur ou récepteur, qui est prévu à l'extrémité du tube et fait partie intégrante de celui cil Après polymérisation de la résine, on obtient un arbre mo- nolithique dans lequel aucune des fibres travaillantes n'est coupée et dont les extrémités peuvent se déplacer légèrement aussi bien axialement qu'angulairement, comme le montre la Fifure 2, grâce à la souplesse en flexion des flancs 4 et 5 qui conservent cependant leur rigidité a la torsion. Si la partie 3 du soufflet a une très faible longueur, c'est-a-dire si ce soufflet a une section relativement pointue, il est possible de ne pas prévoir de nappes de renforcement. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas entre considerée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, aucontraire, toutes les variantes. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu du disque 6, on peut prévoir tout autre dispositif de fixation, par exemple un mandrin tubulaire qui peut être collé ou fixe mécaniquement à un arbre. Le soufflet pourrait comporter plus d'une ondulation. Pour augmenter la rigidit6-axiale du corps 1, celui-ci pourrait comporter une ou plusieurs nappes de fibres-parallèles à l'axe de ce corps. REVENDICATIONS 1. - Arbre de transmission rotatif dont le corps 2 comprend des nappes ou couches croises de fibres à haut module1 les fibres de ces nappes faisant un angle compris sensiblement entre 400 et 50 avec l'axe du tube, et éventuellement, pour augmenter la rigi dité axiale, au moins une nappe ou couche de fibres parallèles audit axe, caractérisé en ce qu'il comporte au voisinage de chacune de ses extrémités, au moins une portion ondulée en forme de soufflet dont les flancs 4 et 5 sont revêtus de nappes de fibres à faible module, les fibres de ces nappes auxiliaires faisant un angle inférieur à 200 avec l'axe du tube. 2. - Arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de grand diamètre 3 de la portion ondulée est renforcée par des nappes de fibres à haut module croisées, les fibres de ces nappes de renforcement faisant avec l'axe du tube un angle compris sensiblement entre 40 et 50 .