Brevet FR2619174A1 — publié le 19890210

26191.74 L'invention se rapporte à un élément d'accouple- ment d'arbre élastique admettant un décalage élastique axial et anqulaire, fait d'un matériau composite renfor- cé de fibres et comportant des couches qui possèdent des orientations de fibres différentes, cet élément présen- tant la forme d'un polygone muni de trous de passage de vis destinés à fixer en alternance deux flasques ou bouts d'arbres qui s'y raccordent axialement. Les élé- ments de ce genre sont destinés à supporter les petites variations angulaires et axiales des chaTnes cinémati- ques et ils doivent être capables d'absorber des couples élevés tout en possédant une bonne flexibilité. Un élément d'accouplement d'arbre du genre cité est déjà connu du fait du DE-31 08 07 C2, selon lequel un polygone est comDosé, dans les régions des barrettes, d'un certain nombre de lamelles séparées par des espaces libres à parois parallèles situés entre ces lamelles, les lamelles se recouvrant dans les régions d'extrémités et y formant des régions d'assemblage compactes. Dans des couches individuelles des lamelles, l'orientation des fibres est alternativement de +/- 45 et de 0/90 , ce par quoi on cherche à donner une grande résistance mé- canique et une grande rigidité à l'élément d'accouple- ment. L'élément d'accouplement présentant la constitu- tion indiquée forme dans ce cas un corps volumineux, qui possade une grande dimension axiale et présente une rigi- dité excessive. Des inconvénients particuliers résultent du fait que, en raison de la disoosition choisie et de la construction prédéterminée des différentes couches, on trouve, dans chaque mode de déformation, des fibres qui sont chargées dans la direction de la traction à une grande distance d'une ligne de flexion centrale et oppo- sent ainsi une grande résistance à la déformation. En prenant cette constitution pour base de dé- part, la présente invention se donne pour but de créer un élément du genre cité au début qui présente une bonne flexibilité avec une bonne capacité de transmission du couple, non diminuée, et dans lequel les allonqements in- ternes des fibres soient réduits à une faible valeur. La solution de ce problème est caractérisée en ce qu'un po- lygone simple est prévu dans une disposition symétrique par rapport au plan médian et est composé de régions de barrettes rectilignes minces et de régions d'oeillets épaissies, en ce que les régions de barrettes présentent des couches de fibres centrales qui possèdent une orien- tation de fibres selon la direction longitudinale des barrettes et des couches de fibres extérieures qui possè- dent une orientation de fibres comprise entre +/- 30 et , en particulier égale à +/- 45 , par rapport à la di- rection longitudinale des barrettes, et en ce que les ré- gions d'oeillets épaissies se raccordent aux régions de barrettes avec des limites perpendiculaires à la direc- tion longitudinale des barrettes. Le résultat est que, dans les régions de barrettes construites selon l'inven- tion, grâce à l'orientation choisie, l'allongement des fibres est limité aussi bien en présence d'une contrain- te de traction qu'en présence d'une contrainte de flexion. Grâce à la configuration simple du polygone dans le plan médian, on obtient une grande flexibilité avec une haute capacité de résistance à la torsion. Une autre caractéristique essentielle réside dans la forma- tion des limites des régions d'oeillets perpendiculaire- ment à la direction longitudinale des barrettes, qui donne naissance à des lignes de flexion nettes dans les régions de barrettes sans que l'effet de différences de longueurs n'introduise des forces de torsion, comme c'est le cas pour les éléments déjà connus. En outre, la longueur des régions flexibles, qui est au total plus grande, se traduit par une plus faible sollicitation de la matière dans les mouvements de flexion, comparative- ment aux éléments connus, pour une même dimension totale de l'élément. Il s'est révélé particulièrement avantageux que les couches de fibres existant dans les barrettes se pro- longent dans les récions d'oeillets adjacentes et que, de cette façon, il ne se forme pas de points faibles dans les zones des transitions entre les barrettes et les oeillets. On utilise dans ce cas des éléments élémen- taires à peu pros en forme de C, dont chacun comprend une barrette et deux régions d'oeillets adjacentes. Dans une configuration particulièrement avantageuse, les tran- sitions entre les barrettes et les récions d'oeillets sont munies d'arrondis, en coupe longitudinale, pour éviter tout effet d'encoche. Pour auqmenter l'épaisseur de la matière, les régions d'oeillets présentent des couches additionnelles interposées dont l'orientation des fibres est quelconque. La différence d'éDaisseur entre les régions d'oeillets rigides et les régions de barrettes résistantes à la traction peut être encore accentuée par le fait que les régions de barrettes sont comprimées plus fortement et que les couches de fibres sont ici plus étroitement rapprochées les unes des au- tres. Le rapport des épaisseurs est compris dans l'inter- valle de 1: 3 à 1: 5 et, à l'exception des trous de passage de vis, on ne peut remarquer aucun point faible dus aux transitions de fibres entre les régions d'oeil- lets et les régions de barrettes. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre de plusieurs exemples préférés de réa- lisation représentés sur les dessins. Sur ces dessins, la figure 1 représente un élément d'accouple- ment par une vue axiale; la figure 2 représente un élément d'accouple- ment par une vue de côté; la figure 3 représente une barrette, par un dé- tail agrandi; la figure 4 montre différents états de contrain- tes dans une région de barrette et dans les fibres; la figure 5 représente un élément individuel avant le travail; la figure 6 représente un élément' individuel par une vue agrandie. Sur les figures 1 et 2, on peut voir un polyqo- ne comprenant des réqions de barrettes 1 de plus faible épaisseur et des régicis d'oeillets 2 de plus forte épaisseur, qui sont délimitées entre elles par des li- gnes perpendiculaires à la direction longitudinale des barrettes. La transition présente un arrondi 3. Les ré- gions d'oeillets 2, à peu près triangulaires et arron- dies à l'extérieur, présentent des trous.4 de passage de vis qui peuvent être reliés en alternance à des étoiles ou flasques d'accouplement. On a indiqué par un détail que les couches extérieures 6 d'une barrette ont une orientation de fibres de +/- 45 tandis que les couches centrales 5 présentent une orientation de fibres pure- ment longitudinale. Les deux sortes de fibres se prolon- gent dans les régions d'oeillets adjacentes. Des couches additionnelles ou couches de remplissage 7 sont ajoutées dans les régions d'oeillets 2. Sur la figure 3, on a représenté de nouveau une barrette individuelle 1 qui comprend une couche centrale dont les fibres sont orientées longitudinalement et des couches extérieures 6 dont les fibres sont inclinées de +/- 45 . Sur la figure 4, on a représenté, pour une ré- gion de barrette représentée en détail en coupe longitu- dinale, à gauche les états d'allongement et, à droite, les allongements de fibres correspondants dans l'ensem- ble de la barrette, systématiquement pour une contrainte de traction (a), une contrainte de flexion (b) et une superposition d'une traction et d'une flexion (c). Grâce à la stratification choisie, les allongements des fibres sont limités et peuvent rester dans un intervalle admis- sible. Sur la fiqure 5, on a représenté la forme de l'élément individuel qui peut présenter l'un des angles possibles d'-inclinaison des fibres par rapport à la di- rection longitudinale de la barrette. Dans le cas d'une configuration à peu près en C, l'élément comprend une barrette et les deux réqions d'oeillets adjacentes. Sur la figure 6, on a une nouvelle fois repré- senté à échelle agrandie, un élément individuel qui com- prend une couche centrale 5 possédant des fibres orien- tées lonqitudinalement et des couches extérieures 6, com- posées de couches individuelles 6a, 6b Possédant des fi- bres disposées dans des orientations différentes, sous un anale de +/- 45 par rapport à la direction longitudi- nale de la barrette. Le polygone de l'élément oeut être notamment un hexagone et des bagues peuvent être noyées dans les trous de passage de vis. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C AT I ON S 1 - Elément d'accouplement d'arbre élastique, admettant un décalage axial et angulaire, fait d'un maté- riau composite renforcé de fibres et comportant des cou- ches qui possèdent des orientations de fibres différen- tes, cet élément présentant la forme d'un polygone muni de trous de passage de vis destinés à fixer en alternan- ce deux flasques ou éléments d'arbres qui s'y raccordent axialement, caractérisé en ce qu'un polygone simple est prévu dans une disposition symétrique par rapport à un plan médian et est composé de régions de barrettes rec- tilignes minces (1) et de régions d'oeillets épaissies (2), en ce que les régions de barrettes présentent des couches de fibres centrales (5) qui possèdent une orien- tation de fibres selon la direction longitudinale des barrettes, et des couches de fibres extérieures (6) pré- sentant une orientation de fibres comprise entre +/- 30 0 et 60 , en particulier égale à +/- 45 , par rapport à la direction longitudinale des barrettes et en ce que les régions d'oeillets épaissies (2) se raccordent aux ré- gions de barrettes (1) avec des limites perpendiculaires à la direction longitudinale des barrettes. 2 - Elément selon la revendication 1, caarctéri- sé en ce que, dans une région de barrette (1), les cou- ches de fibres centrales (5) représentent environ 50 % de l'épaisseur totale et les couches de fibres extérieu- res (6) représentent chacune environ 25 % de l'épaisseur totale, cette épaisseur totale étant en particulier d'en- viron 1,5 mm. 3 - Elément selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les couches de fibres (5, 6) des régions de barrettes (1) se prolongent dans les ré- gions d'oeillets (2) adjacentes. 4 - Elément selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les couches de fibres (5, 6) sont plus fortement pressées et plus étroitement adjacentes dans les régions de barrettes (1) que dans les régions d'oeillets (2). - Elément selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en coupe longitudinale, les ré- gions de barrettes (1) se raccordent aux régions d'oeil- lets (2) avec un raccordement arrondi (3). 6 - Elément selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des couches de fibres additionnel- les (7) sont prévues dans les régions d'oeillets (2). 7 - Elément selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des bagues sont noyées dans les trous de passage de vis. 8 - Elément selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le polygone est un hexagone.