Brevet FR2616862A1 — publié le 19881223

L'invention concerne un dispositif d'accouplement débrayable, destiné à établir une liaison par friction entre une première partie d'accouplement et une seconde partie d'accou- plement, comprenant dans la première partie d'accouplement un aLésage dans lequel peut s'emboîter la seconde partie d'accou- plement, réalisée comme un élément de serrage et applicable contre la paroi de l'aLésage de la première partie au moyen de liquide contenu dans au moins une chambre et susceptible d'être mis sous pression, de même qu'un manchon et une pièce insérée, laquelle s'applique de façon étanche contre la paroi de l'alésage du manchon par ses extrémités, la chambre étant agencée dans la zone axiale située entre ces extrémités. On connait des dispositifs d'accouplement avec un tuyau flexible disposé en spirale entre les deux parties à accoupler. En gonflant le tuyau, on établit une liaison rigide en rotation entre les deux parties d'accouplement. L'un des inconvénients d'une telle exécution est que le couple doit être transmis en totalité par le tuyau. Les sollici- tations de celui-ci sont importantes, compte tenu du matériau choisi pour ce tuyau, ce qui impose des limites aux possibilités de réalisation (brevet des EUA 27 20 735). Par le brevet des EUA 44 28 737, on connaît en outre un dispositif d'accouplement composé de segments. Chacun de ceux-ci présente un évidement annulaire s'étendant à partir d'une face d'extrémité. Deux segments annulaires de ce type sont soudés de façon étanche l'un à l'autre, de manière que leurs évidements forment des chambres annulaires. Cette exécution a l'inconvénient que l'élément de serrage doit contribuer à la transmission du couple, lequel exerce des contraintes sur les joints de soudure. De ce fait, il faut prévoir des dimensions radiales suffisamment grandes, sinon les contraintes risquent de provoquer des défauts d'étanchéité dans la région de joint. Partant de cet état de la technique, la présente invention vise à créer un dispositif d'accouplement avec lequel soient évitées lors de la transmission d'un couple, des fuites sur les pièces formant les chambres pour le liquide hydraulique, et avec lequel soient ainsi garantis un serrage et une transmission de couple sûrs. A cet effet, selon l'invention, un dispositif d'accou- plement comme défini au début est caractérisé en ce que la seconde partie d'accouplement, emboltable dans la première partie d'accou- plement, est un manchon sur lequel est formée d'un seul tenant une bride conformée pour la fixation d'un organe menant ou d'un organe mené, que la pièce insérée, placée dans l'alésage du manchon, est pourvue à chacune de ses extrémités d'un collet par lequel elle s'applique de façon étanche contre la paroi continue de l'alésage du manchon, et que le segment axial de la pièce insérée situé entre les deux collets possède un plus petit diamètre que l'alésage du manchon. L'espace annulaire formé entre le segment axial de la pièce insérée - c'est-à-dire la surface latérale du segment de diamètre extérieur réduit - et le manchon situé en regard de lui, sert à la réception de liquide hydraulique et à la mise sous pression par ce liquide. Le manchon est expansé sous l'effet de cette pression et s'applique contre la paroi de l'alésage de la première partie d'accouplement. On obtient ainsi une liaison pour la transmission du couple, c'est-à-dire une liaison d'entraînement par friction entre la surface extérieure cylindrique du manchon et la paroi de l'alésage de la première partie d'accouplement. Comme le manchon est réalisé d'un seul tenant avec une bride pour l'application du couple par un organe menant ou pour la trans- mission du couple à un organe mené, et comme la première partie d'accouplement peut constituer elle-même l'organe menant ou mené, on obtient une application directe du couple, si bien que les régions ou les parties de l'élément de serrage devant surtout être étanches, sont libérées de toute participation à la transmission du couple. Dans le dispositif selon l'invention, la pièce insérée n'est donc pas sollicitée par le couple à transmettre. Les fuites sont ainsi évitées. Le desserrage ou débrayage intempestif de l'accouplement à cause d'une fuite est donc exclu. Pour la pièce insérée, on peut choisir une pièce cylindrique massive ou un tube. Au cas o l'on utilise un tube, il doit être suffisamment épais pour qu'il ne risque pas de subir une déformation permanente sous la pression hydraulique. Un teL tube doit donc avoir une plus grande rigidité à la déformation que le manchon, lequel doit se dilater sous la pression hydraulique. Selon un premier mode de réalisation, la pièce insérée est soudée de façon étanche, par chacune de ses extrémités, à la paroi de l'alésage de la seconde partie d'accouplement. Le joint de soudure Lui-même reste exempt de toute participation à la trans- mission du couple, de sorte qu'il peut s'agir d'un joint de résis- tance mécanique relativement faible. Il est cependant possible aussi de placer un joint, en particulier un joint torique, entre la pièce insérée d'une part et la paroi de l'alésage de la seconde partie d'accouplement d'autre part. Dans une telle exécution, la pièce insérée est empêchée de se déplacer axialement dans l'alésage de la seconde partie d'accou- plement par deux joncs prévus aux extrémités de la pièce. Au cas o le dispositif d'accouplement doit pouvoir être utilisé en plus comme un accouplement à glissement, c'est-à-dire qu'il doit permettre un mouvement relatif des deux parties accou- plées dans le cas d'une surcharge, l'invention prévoit que le manchon est monté dans la première partie d'accouplement avec interposition de paliers, en particulier de roulements. Pour obtenir une liaison rigide en rotation avec un organe d'entraînement ou un organe entrainé, la bride du manchon est pour- vue de trous de fixation répartis circonférentiellement. Pour créer la pression hydraulique, il suffit généralement d'une petite chambre. A cet égard, il est préférable, selon une autre caractéristique de l'invention, que le diamètre extérieur du segment axial réduit de la pièce insérée soit plus petit de 1 à mm que la partie correspondante de l'alésage du manchon. L'organe menant ou l'organe mené peut constituer lui-même la première partie d'accouplement. Il est cependant possible aussi, afin d'bbtenir un ensemble séparé, de réaliser la première partie d'accouplement sous forme d'un manchon de paroi épaisse et avec des trous taraudés dans une face d'extrémité pour la fixation d'un organe menant ou mené. En vue de l'obtention d'une déformation contrôlée de La portion de manchon de la seconde partie d'accou- plement à emboîter dans l'alésage de la première partie d'accou- pLement, l'invention prévoit que cette portion de manchon possède une faible épaisseur de paroi. Le choix de cette épaisseur est fonction du couple à transmettre. Pour le cas o le dispositif d'accouplement doit servir en même temps de protection contre les surcharges, une autre caracté- ristique de l'invention prévoit la coordination d'une soupape de sûreté à la seconde partie d'accouplement, soupape qui entre en action s'il se produit un mouvement de rotation relatif de la première par rapport à la seconde partie d'accouplement. L'entrée en action de la soupape de sûreté provoque la réduction immédiate de la pression dans la chambre, avec le résultat que le manchon peut tourner librement par rapport à la première partie d'accou- plement. Encore une autre caractéristique prévoit que la soupape de sûreté comporte un clapet qui peut être levé de son siège par une tige de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation préférés mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation et moitié en coupe axiale d'un dispositif d'accouplement selon un premier mode de réalisation de l'invention, comportant une pièce cylindrique massive en tant que pièce insérée; - la figure 2 est une coupe transversale prise suivant la ligne A-B de la figure 1; - les figures 3 et 4 constituent deux moitiés d'une coupe axiale dont celle du haut montre un deuxième mode de réalisation comportant un tube à paroi épaisse en tant que pièce insérée et celle du bas un mode de réalisation comportant, en tant que pièce insérée, une pièce cylindrique massive insérée librement; - la figure 5 est une demi- coupe axiale d'un quatrième mode de réalisation, comportant une soupape de sûreté; et - la figure 6 est un détail à plus grande échelle montrant la soupape de sûreté de la figure 5 à la suite d'une surcharge. Le dispositif d'accouplement du mode de réalisation selon les figures 1 et 2 comprend une première partie d'accouplement 1 sous forme d'un manchon à paroi épaisse. Des trous taraudés 14 sont répartis circonférentiellement dans une face d'extrémité 13 de ce manchon d'accouplement. A l'aide de ces trous 14, la partie 1 peut être raccordée à un organe menant ou un organe mené. La partie d'accouplement 1 présente en outre un alésage 3, dans lequel est emboîtée la seconde partie d'accouplement 2. Cette dernière est formée d'un manchon 5 qui est reçu par sa surface extérieure cylin- drique dans l'alésage 3 de la partie 1. Le manchon 5 est réalisé d'un seul tenant avec une bride 6. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2, cette bride 6 présente des trous de fixation 12 répartis circonféren- tiellement et servant au raccordement d'un organe menant ou d'un organe mené. De plus, Le manchon 5 possède un alésage 7 dans lequel est insérée une pièce cylindrique massive 8. Dans son segment central, la pièce 8 est réduite, c'est-à-dire qu'elle présente dans ce segment un plus petit diamètre que l'alésage 7 du manchon 5. A ses extrémités, la pièce 8 porte deux collets 9, 10 appliqués contre la paroi de l'alésage 7. Le segment axial réduit de la pièce 8 présente un diamètre qui est plus petit d'environ 1 à 5 mm que l'alésage 7. L'espace intermédiaire ainsi créé sert de chambre 4 pour la réception d'un liquide de pression, en particulier d'une huile hydraulique. Aux extrémités, c'est-à-dire dans La région de ses deux collets 9, 10, la pièce 8 est soudée de façon étanche à la paroi de l'alésage 7 par des joints 20. La bride 6 présente un perçage radial servant de canal de remplissage 19. Ce canal est fermé par une soupape de remplissage 18. On a prévu en plus, comme on peut le voir sur la figure 2, une soupape limitatrice de pression 35 communiquant aussi, à travers un canal, avec la chambre d'huile 4. S'il s'agit de relier en rota- tion - à l'aide du dispositif d'accouplement selon l'invention - deux organes conçus pour la transmission d'un couple, à savoir un organe menant et un organe mené, on emboîte le manchon 5 de la seconde partie d'accouplement 2 en direction axiale dans L'alésage 3 de La première partie d'accouplement 1. Ensuite, on pompe de l'huile sous pression dans La chambre d'huile à travers la soupape de remplissage 18. Du fait que la paroi du manchon 5 est relativement mince, elle est expansée radialement, de sorte qu'elle s'applique avec force contre la paroi de l'alésage 3 de La première partie d'accouplement 1. Une liaison d'entraînement par friction est ainsi établie entre le manchon 5 d'une part- et la paroi de l'alésage 3 d'autre part. Le couple transmissible dépend de la pression dans la chambre d'huile 4. Pour régler la pression convenable ou la pression désirée à chaque fois, on a prévu une soupape limitatrice de pression 35, que l'on peut ajuster au moyen de rondelles par exemple. Quand la pression à l'intérieur atteint la valeur réglée, le clapet conique se lève de son siège de fermeture étanche. Pour débrayer ou défaire la liaison, c'est-à-dire pour supprimer la pression d'huile, on desserre la. vis de détente; après La suppres- sion de la pression, on la resserre. La transmission du couple à la première partie d'accou- plement 1 s'opère seulement par l'intermédiaire du manchon 5. Les pièces chargées de La transmission du couple ne présentent donc pas de surfaces d'étanchéité. En particulier, la transmission du couple ne s'effectue pas par les joints de soudure 20. La figure 3 montre un exemple de réalisation o la pièce insérée 8 est constituée par un tube à paroi épaisse. Ce mode de réalisation correspond par ailleurs à celui de la figure 1. La figure 4 montre un exemple o la pièce insérée est une pièce cylindrique massive, mais qui est seulement disposée libre- ment dans l'alésage 7 du manchon. La pièce présente, à cet effet, dans la région des deux collets 9, 10, des gorges annulaires dans lesquelles ont été placés des joints toriques 36. La pièce insérée 8 est immobilisée axialement dans l'alésage 7 du manchon 5 par des joncs 23. Le dispositif d'accouplement selon les figures 5 et 6 sert en mêmè temps d'accouplement de surcharge, ce qui veut dire qu'un débrayage se produit en cas de surcharge. La pièce insérée 8 de cet 2 616862 exemple est une pièce cylindrique massive qui est également pourvue de collets 9, 10 étanchés dans l'alésage 7 par des joints de soudure 20. De même, la seconde partie d'accouplement 2 est reçue par son manchon 6 dans L'alésage 3 de la première partie d'accou- plement, mais elle est en plus maintenue rotative par rapport à celle-ci par deux roulements 11 situés à distance l'un de l'autre. La bague extérieure de chacun des deux roulements 11 est reçue dans un chambrage ou partie de diamètre adéquat de l'alésage étagé de la première partie d'accouplement 1. La bague intérieure du rou- lement 11 représenté à droite sur la figure 5, est disposée sur une surface cylindrique de diamètre réduit du manchon d'accouplement 5, par rapport auquel elle est empêchée de se déplacer axialement par un jonc 23. La bague extérieure de ce roulement est maintenue en place à l'aide d'un couvercle 21 fixé par des vis 31 à la partie 1. Le second roulement 11, représenté à gauche sur la figure 5, est monté sur une partie cylindrique de plus grand diamètre du manchon et dans une partie de diamètre agrandi de l'alésage de la première partie d'accouplement 1. La bague intérieure de ce rou- lement est en contact avec un anneau-entretoise 38 dont l'autre face d'extrémité est appuyée sur une face radiale de la bride 6 solidaire du manchon 5. Enfin, l'anneau-entretoise 38 est combiné avec un joint 22 pour l'étanchéité du roulement 11. La chambre d'huile 4 est pourvue d'un canal d'échappement 28. Une soupape de sûreté 15 est installée dans un logement cylindrique étagé s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la surface périphérique de la bride 6. Cette soupape comporte un clapet conique 16 qui ferme normalement le canal d'échappement 28 par une extrémité conique. Le clapet 16 proprement dit est suivi par un collet de guidage 32 qui est d'un seul tenant avec le clapet et se raccorde lui-même à une tige filetée 33, laquelle est vissée dans une douille de guidage 37. Cette dernière est maintenue coulissante dans l'alésage central d'une vis de fermeture 29. Une ou plusieurs rondelles-ressorts 26 sont disposées entre l'extrémité de la douille 37 et le collet de guidage 32 et maintiennent l'extrémité conique du clapet 16 contre le siège formé par la sortie du canal d'échappement 28. Un orifice 27 établit la communication entre l'atmosphère extérieure et La partie du logement dans laquelle le canal 28 débouche quand le clapet est levé de son siège. Le liquide sous pression contenu dans la chambre d'huile 4 peut alors s'échapper brusquement, de sorte que la pression chute et qu'il n'y a plus de liaison par friction entre la surface extérieure du manchon 5 et la paroi de l'alésage 3 de la première partie d'accouplement 1. Le manchon 5 peut alors tourner librement par rapport à la partie 1. Les rondelles-ressorts 26 sont conformées de manière qu'après une course de levée déterminée du clapet 16,. elles inversent brusquement leur bombement pour prendre ainsi une position de décharge, posi- tion qu'elles conservent. L'ajustement de la précontrainte des rondellesressorts 26 s'opère par l'enfoncement plus ou moins profond de la vis de fermeture 29. Il est possible de fixer l'enfoncement maximal à l'aide de rondelles-cales 30. Le collet de guidage 32, solidaire du clapet 16, est en contact avec la tête 34 d'une tige de commande 1.7. La tête est maintenue appliquée contre le collet par un ressort 40 enfilé sur une partie de plus faible diamètre de la tige 17. Cette partie de plus faible diamètre possède une extrémité pointue, à l'opposé de la tête 34, qui pénètre dans une empreinte 25 de forme complémentaire de la face d'extrémité 24 de la partie 1 à la position enclenchée. S'il se produit une surcharge, la partie d'accouplement 1 tourne par rapport à la seconde partie d'accouplement 2, si bien que la bride 6 tourne également par rapport à la face d'extrémité 24 et qu'on obtient la position illustrée sur la figure 6. Pendant ce mouve- ment, la pointe conique de la tige de commande 17 est dégagée de l'empreinte 25, de sorte que la tige, par suite de la coopération de sa tête 34 avec le collet de guidage 32, lève le clapet 16 de la sortie du canal d'échappement 28, ce qui crée une liaison entre la chambre d'huile 4 et l'atmosphère extérieure à travers le canal 28 et l'orifice 27. Grâce au montage sur les roulements 11, la rotation est quasiment libre. Les rondelles-ressorts 26 restent à la position de décharge qu'elles viennent de prendre et qui est illustrée sur la figure 6. Le réenclenchement est possible seulement par application d'une poussée axiale sur la douille de guidage 37, dépassant radialement de la vis de fermeture. Lors d'une telle poussée, l'autre extrémité de la douille 37 vient porter sur Le bord circulaire intérieur des rondeles-ressorts et pousse celles-ci au- deLà de la position plane, de sorte qu'elles reprennent brusquement leur position de départ, ce qui revient à dire que la soupape est de nouveau fermée. Il faut cependant que la tige de commande 17 soit amenée préalablement en coincidence avec l'empreinte 25. Un nouveau serrage peut être produit ensuite par application de la pression. Ce dispositif comporte également, exactement comme l'exemple de la figure 3, une soupape limitatrice de pression 35, laquelle réagit plus tôt, c'est-à- dire à une pression inférieure à celle nécessaire à la levée du clapet 16. 2 616862 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement débrayable, destiné à établir une liaison par friction entre une première partie d'accouplement et une seconde partie d'accouplement, comprenant dans la première partie d'accouplement un alésage dans Lecquel peut s'embolter la seconde partie d'accouplement, réalisée comme un élément de serrage et applicable contre la paroi de l'alésage de la première partie au moyen de liquide contenu dans au moins une chambre et susceptible d'être mis sous pression, de même qu'un manchon et une pièce insérée, laquelle s'applique de façon étanche contre la paroi de l'alésage du manchon par ses extrémités, la chambre étant agencée dans la zone axiale située entre ces extrémités, caractérisé en ce que la seconde partie d'accouplement (2), emboi- table dans la première partie d'accouplement (1), est un manchon (5) sur lequel est formée d'un seul tenant une bride (6) conformée pour la fixation d'un organe menant ou d'un organe mené, que la pièce insérée (8), placée dans l'alésage (7) du manchon (5), est pourvue à chacune de ses extrémités d'un collet (9, 10) par lequel elle s'applique de façon étanche contre la paroi continue de l'alésage (7) du manchon, et que le segment axial de la pièce insérée (8) situé entre les deux collets (9, 10) possède un plus petit diamètre que l'alésage (7) du manchon (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce insérée (8) est soudée de façon étanche par chacune de ses extrémités à la paroi de l'alésage (7) de la seconde partie d'accouplement (2). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (36), en particulier un joint torique, est disposé entre la pièce insérée (8) d'une part et la paroi de l'alésage (7) du manchon (5) d'autre part. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce insérée (8) est empêchée de se déplacer axialement dans l'alésage (7) du manchon (5) par des joncs (23). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (5) est monté dans la première partie d'accouplement (1) avec interposition de paliers, en particulier de roulements (11). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce insérée (8) est une pièce cylindrique massive ou un tube à paroi épaisse. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride (6) est pourvue de trous de fixation (12) répartis circonférentiellement. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre dudit segment axial de la pièce insérée (8) est plus petit de 1 à 5 mm que la partie correspondante de l'alésage (7) du manchon (5). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie d'accouplement (1) est un manchon à paroi épaisse avec des trous taraudés (14) dans une face d'extrémité (13) pour la fixation d'un organe menant ou d'un organe mené. 10. 'Dispositif seslon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de manchon (5) de la seconde partie d'accou- plement (2) s'emboîtant dans l'alésage (3) de la première partie d'accouplement (1) possède une paroi de faible épaisseur. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une soupape de sûreté (15) est coordonnée à la seconde partie d'accouplement (2) de manière à entrer en action lors d'un mou- vement de rotation de la première partie d'accouplement (1) par rapport à la seconde partie d'accouplement (2). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la soupape de sûreté comporte un clapet (16) manoeuvrable par une tige de commande (17).