Brevet FR2588335A1 — publié le 19870410

I Ensemble d'accouplement pour la-transmission d'un couple de rotation La présente invention concerne un ensemble d'accouplement pour la transmission d'un couple de rotation entre les arbres de parties mutuellement reliées d'une installation mécanique, avec au moins deux parties d'accouplement disposées à distance l'une de l'autre et assurant un jeu axial et/ou un jeu angulaire. Selon une première forme de réalisation connue d'un tel ensemble d'accouplement, les deux parties d'accouplement sont réalisées sous la forme de parties d'accouplement à membrane. Un tel ensemble d'accouplement est par exemple présenté à la page 18 de la brochure "Contoured Flexible Diaphragm Coupling" de la firme The Bendix Corporation Electric & Fluid Power Division. Un autre mode de construction connu comprend deux parties d'accouplement à dentures, éventuellement à dentures courbes -cf. par exemple la brochure "Bogenzahn-Kupplungen" de la firme Tacke (page 20). On connaît par la demande de brevet allemand DE-26 55 178 un ensemble d'accouplement pour la transmission d'un couple de rotation entre les arbres de parties mutuellement reliées d'une installation mécanique, selon lequel chacune des parties de machine est reliée, par l'intermédiaire d'une paire respective d'éléments d'accouplement constituée d'une membrane en forme de disque et d'un accouplement à dentures, à un arbre de liaison disposé entre lesdites parties de machine; dans chaque paire, l'accouplement à dentures et la membrane en forme de disque sont montés en parallèle pour la transmission du couple de rotation, en intercalant un tronçon d'arbre flexible en torsion de telle sorte qu'une partie du couple est transmise par la membrane en forme de disque, et le reste du couple par l'accouplement à dentures. La membrane en forme de disque, par l'intermédiaire du tronçon d'arbre flexible en torsion, permet que l'accouplement à dentures conserve un réglage central sans utiliser de butées. L'inconvénient de cet ensemble d'accouplement connu est qu'en charge, la faculté de coulisssement axial des deux accouplements à dentures peut être supprimée, par blocage, de sorte que les dilatations thermiques qui apparaissent alors peuvent engendrer une surcharge axiale. En tenant compte de l'enseignement de la demande de brevet DE-26 55 178, l'invention part d'un ensemble d'accouplement pour la transmission d'un couple de rotation entre les arbres de parties mutuellement reliées d'une installation mécanique, avec au moins deux parties d'accouplement disposées à distance l'une de l'autre et assurant un jeu axial et/ou un jeu angulaire, l'ensemble d'accouplement employant au moins une partie d'accouplement à membrane et au moins une partie d'accouplement à dentures. L'invention a pour but de permettre, pour un tel ensemble d'accouplement, d'éliminer les surcharges axiales lors de la transmission du couple de rotation. Selon l'invention, ce but est atteint en ce qu'une partie d'accouplement à membrane et une partie d'accouplement à dentures sont reliées en série. Le principal avantage apporté par l'ensemble d'acccouplement selon l'invention est d'une part que, grâce à la présence de la partie d'accouplement à dentures, on dispose lors de l'assemblage de l'installation d'une tolérance en matière de distance axiale entre les extrémités d'arbres en vis-à-vis, et d'autre part que, en fonctionnement sous charge, l'accouplement à membrane permet d'absorber les variations de la distance axiale entre les extrémités d'arbres en vis-à-vis lorsque des forces de frottement ont rendu l'accouplement à dentures axialement dur, voire bloqué. La partie d'accouplement à membrane permet notamment de compenser les variations dues à la chaleur de la longueur de l'un et/ou de l'autre arbre, sans nécessiter un mouvement axial de la partie d'accouplement à dentures. Par un dimensionnement adéquat de la partie d'accouplement à membrane, on peut maintenir les forces de déformation ou de rappel agissant dans la partie d'accouplement à membrane suffisamment faibles pour qu'elles n'engendrent pas de détérioration des parties de machine, même dans des conditions extrêmes. Et il est tout-à-fait possible que, lors d'une interruption temporaire de la transmission du couple au cours du fonctionnement, et par un nouveau réglage axial de la partie d'accouplement à dentures rendu possible au moment de l'absence de charge, l'accouplement à membrane se détende conformément à la distance axiale correspondante entre les extrémités d'arbres en vis-à-vis. L'intérêt du comportement décrit ci-dessus de l'ensemble d'accouplement selon l'invention sera d'autant mieux compris que l'on considère qu'outre l'inévitable frottement, il peut également y avoir, entre les dentures de la partie d'accouplement à dentures, des phénomènes de blocage, par choc ou par martelage. En ce qui concerne la transmission des fluctuations axiales, le comportement de l'ensemble d'accouplement selon l'invention est pour l'essentiel déterminé par la partie d'accouplement à membrane, qui amortit la transmission des fluctuations d'une partie de machine à l'autre même lorsque la partie d'accouplement à dentures est, en charge, axialement dure ou bloquée. En reliant l'une à la suite de l'autre la partie d'accouplement à dentures et la partie d'accouplement à membrane, on obtient un "guidage" forcé de la partie d'accouplement à dentures dans le sens axial, c'est-à- dire qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des mesures particulières comme par exemple des combinaisons de butées pour limiter l'excursion axiale relative des dentures assoceiées. L'aptitude de l'ensemble d'accouplement selon l'invention à compenser les erreurs angulaires et d'alignement entre les arbres provient de la flexibilité qui est fournie dans la partie d'accouplement à membrane et qui est également présente - dans une faible mesure- dans la partie d'accouplement à dentures, o elle peut être par exemple augmentée en configurant au moins une des dentures associées comme denture courbe. Par rapport à l'appariement de deux parties d'accouplement à membrane, l'ensemble d'accouplement selon l'invention se distingue également par un poids et un encombrement réduits. L'ensemble d'accouplement selon l'invention s'avère également avantageux par rapport à des appariements de deux parties d'accouplement à membrane en matière de coût de montage, attendu que les mesures d'équilibrage nécessaires, qui sont plus importantes pour des parties d'accouplement à membrane, ne doivent être mises en oeuvre qu'une seule fois. Outre les parties d'accouplement à membrane en forme de couronne présentées dans la brochure de Bendix, on peut également employer pour la partie d'accouplement à membrane de l'ensemble selon l'invention une membrane à lame oscillante. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, les forces de rappel axiales qui agissent sur la partie d'accouplement à membrane sont faibles par rapport aux résistances de frottement axiales susceptibles d'agir, en charge, sur la partie d'accouplement à dentures. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après à l'aide du dessin annexé, dans lequel: Figure I représente un premier mode de construction de l'ensemble d'accouplement selon l'invention, monté entre un compresseur et une boite de vitesses pour l'entraînement du compresseur Figure 2 représente une variante de l'ensemble d'accouplement selon la figure 1, avec montage en série de deux parties d'accouplement à membrane et d'une partie d'accouplement à dentures Figure 3 représente une autre variante de l'ensemble d'accouplement selon la figure 1, selon laquelle la partie d'accouplement à membrane est à membrane double, et Figure 4 représente un ensemble d'accouplement selon l'invention, selon lequel la partie d'accouplement à dentures forme un accouplement embrochable. A la figure 1, on reconnaît un compresseur 10 avec un arbre d'entraînement 12, et une boîte de vitesses 14, avec un arbre d'entrée 16 relié à un moteur d'entraînement non représenté et avec un arbre de sortie 18. L'arbre de sortie de boîte 18 et l'arbre d'entrée 12 du compresseur sont reliés entre eux par un ensemble d'accouplement 20. L'ensemble d'accouplement 20 comprend une partie d'accouplement à membrane 22 et une partie d'accouplement à dentures 24. La partie d'accouplement à membrane 22 est constituée d'un disque d'accouplement rigide 22a, qui est emmanché par pression par un cône femelle 22b sur un cône mâle 12a de l'arbre d'entrée 12 du compresseur, et d'une membrane flexible en forme de disque 22c qui est assemblée à un arbre creux 26, par exemple soudée sur son bord radialement intérieur. Le disque d'accouplement rigide 22a et la membrane flexible 22c sont centrés l'un par rapport à l'autre par des têtons de centrage (non représentés) et sont reliés entre eux par des vis 22d réparties sur la circonférence. La partie d'accou.lement à dentures 24 comprend un moyeu 18a à denture extérieure sur l'arbre de sortie de boîte 18, et une couronne 24a à denture intérieure qui est reliée par des vis 24b à une bride 26a de l'arbre creux 26. Les dentures des pièces 18a et 24a peuvent être courbes. Lors de l'assemblage de l'installation selon la figure 1, la distance axiale entre les extrémités en vis-à-vis des arbres 12 et 18 est relativement peu critique, car la partie d'accouplement à dentures 24 permet une compensation. Le montage et le démontage en sont facilités, car l'arbre creux 26 peut d'une part être mis en place à posteriori entre les parties de machine 10 et 14 déjà installées, et d'autre part être démonté sans qu'il faille déplacer les parties 10 et 14. En admettant qu'au moins un des arbres 12, 16 connaît des dilatations thermiques importantes, ce qui est particulièrement probable avec des arbres très longs, la partie d'accouplement à membrane 22 peut réaliser en fonctionnement une compensation de longueur, même si, en charge, la partie 5. d'accouplement à dentures 24 est dure dans le sens axial, voire même bloquée. Grâce à la flexibilité de la membrane en forme de disque 22c, les fluctuations axiales ne sont transmises que d'une manière fortement amortie, voire ne sont absolument pas transmises. Dans la forme de réalisation selon la figure 2, les pièces similaires portent les mêmes chiffres de référence, augmentés de 100, qu'à la figure 1. Ici, une autre partie d'accouplement à membrane 128 est en outre prévue entre l'arbre creux 126 et la partie d'accouplement à dentures 124; cette partie d'accouplement 128 est formée d'une part par la bride 124c de la couronne dentée 124a et d'autre part par une membrane en forme de disque 128a, et sa construction est similaire à celle de la partie d'accouplement à membrane 22 décrite dans le cadre de la figure 1. La membrane en forme de disque 128a se charge simultanément de l'accouplement et de la transmission du couple de rotation, comme la bride 26a de la figure 1. Par rapport à la forme de réalisation selon la figure 1, la forme de réalisation selon la figure 2 présente l'avantage supplémentaire d'autoriser un jeu angulaire supérieur, même si l'on n'emploie éventuellement pas de dentures courbes. On obtient en outre une souplesse en déformation supérieure dans le sens axial, ce qui est particulièrement avantageux en présence de dilatations thermiques importantes. La moitié de droite de la forme de réalisation selon la figure 3 est identique. à la moitié de droite de la forme de réalisation selon la figure 1. La moitié de gauche selon la figure 3, c'est-à-dire la partie d'accouplement à membrane 222, diffère de la forme de réalisation selon la figure I en ceci que le disque d'accouplement 222a est lui-aussi réalisé sous la forme d'une membrane. On obtient ainsi une souplesse en déformation accrue dans le sens axial, ce qui est particulièrement avantageux en cas de dilatations thermiques importantes. Un point commun aux trois formes de réalisation selon les figures I à 3 est qu'aucune mesure particulière n'est nécessaire dans la partie d'accouplement à dentures, respectivement 24, 124 ou 224, pour limiter l'excursion axiale des dentures en engrènement mutuel: cette tâche est assurée par la partie d'accouplement à membrane,. repectivement 22, 122 ou 222. Dans la forme de réalisation selon la figure 4, les pièces similaires portent les mêmes chiffres de référence, augmentés de 300, qu'à la figure 1. Ici, un disque d'accouplement 322a est monté sur l'arbre d'entrée 312, un moyeu cylindrique 322b étant assemblé à l'arbre d'entrée 312 par une clavette parallèle 322e. Le disque d'accouplement 322a est à nouveau vissé à la membrane en forme de disque 322c de la partie d'accouplement à membrane 322. L'extrémité de droite de l'arbre creux 326 est munie d'une denture intérieure 330 qui s'engrène avec une denture extérieure 332 de l'arbre de sortie de boîte 318. Les dentures 330 et 332 forment conjointement la partie d'accoup!ement à dentures 324. Cette forme de réalisation offre d'une part, grâce à l'emploi d'une partie d'accouplement à dentures, la possibilité de réaliser un raccordement du type embrochable à la partie de m.chine 314, léger et d'un encombrement minimal dans le sens radial. D'autre part, on a, grâce à l'emploi de la partie d'accouplement à membrane 322 du côté gauche, la possibilité de réaliser un raccordement conventionnel par moyeu à la partie de machine 310. On notera que le disque d'embrayage 322a peut aussi être réalisé sous la forme d'une bride forgée sur l'arbre 312, ou encore d'une deuxième membrane en forme de disque. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'accouplement pour la transmission d'un couple de rotation entre les arbres (12, 18) de parties (10, 14) mutuellement reliées d'une installation mécanique, avec au moins deux parties d'accouplement disposées à distance l'une de l'autre et assurant un jeu axial et/ou un jeu angulaire, l'ensemble d'accouplement employant au moins une partie d'accouplement à membrane et au moins une partie d'accouplement à dentures, caractérisé en ce qu'une partie d'accouplement à membrane (22) et une partie d'accouplement à dentures (24) sont reliées en série. 2. Ensemble d'acccouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les forces de rappel axiales qui agissent sur la partie d'accouplement à membrane (22) sont faibles par rapport aux résistances de frottement axiales susceptibles d'agir, en charge, sur la partie d'accouplement à dentures (24).