Brevet FR2696800A1 — publié le 19940415

La présente invention a pour objet un dispositif d'accouplement destiné à relier entre eux deux arbres de transmission rotatifs et alignés, pouvant subir un mouvement relatif de translation parallèlement à leur axe commun de rotation ainsi qu'un léger mouvement de déplacement angulaire relatif de leurs axes respectifs de rotation. On connait de nombreuses réalisations d'accouplement entre deux arbres de transmission rota- tifs, comme par exemple des dispositifs à cardan ou à plots élastiques qui permettent un désalignement des axes de rotation des arbres, mais qui n'autorisent pas un dé- placement axial. Pour satisfaire à ces deux conditions, on connait des accouplements souples ou télescopiques, mais qui sont relativement encombrants et complexes ce qui a un effet direct sur le coût et la maintenance de ces accouplements. De plus, ce type d'accouplement réagit lentement compte tenu des organes de liaison, ce qui est incompatible avec des conditions de fonctionnement extrêmes, c'est à dire pour un couple important à des très grandes vitesses de rotation. la présente invention a pour but de proposer un dispositif d'accouplement en rotation de deux arbres de transmission qui permet de remédier aux inconvénients inhérents aux dispositifs connus et d'assurer la sou- plesse torsionnelle de l'accouplement ainsi que la filtration des éventuelles vibrations. A cet effet, la présente invention propose un dispositif d'accouplement en rotation de deux arbres de transmission indépendants et alignés, caractérisé en ce qu'il est formé par au moins deux brides de raccordement montées chacune à l'une des extrémités en regard desdits arbres et reliées en périphérie et alternativement l'une à l'autre par des organes de liaison situés dans un même plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation desdits arbres et comportant chacun des éléments déforma- bles. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: les brides de raccordement adjacentes sont emboitables l'une dans l'autre et sont formées chacune par un plateau périphérique circulaire comportant extérieurement trois couples de plots d'entraînement cylindriques, radiaux et uniformément répartis autour de l'axe de rotation desdits arbres, les couples de plots de chaque bride ménagent entre eux un espace libre pour le positionnement des couples de plots de la bride adjacente dans ledit plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation desdits arbres, chaque plot cylindrique a une forme conique, chaque organe de liaison est formé par une biellette comportant deux chapes disposées en regard l'une de l'autre, les extrémités libres des chapes étant montées libres en rotation chacune sur un plot des coupes de plots adjacents de chaque bride et les extrémités en vis -à-vis de ces chapes ménageant un logement pour les éléments déformables et étant reliées entre elles par lesdits éléments déformables, la première chape comporte à son extrémité disposée en vis-à-vis de la seconde chape, des pattes s'intercalant entre des pattes nénagées à l'extrémité de ladite seconde chape, les éléments déformables de chaque biel- lette de raccordement sont formés par deux coussins coaxiaux, une extrémité du premier coussin est solidaire du corps de la seconde chape de ladite biel- lette et l'autre extrémité dudit premier coussin est solidaire des pattes de la première chape de ladite biellette et une extrémité du second coussin est soli- daire des pattes de ladite seconde chape et l'autre extrémité dudit second coussin est solidaire des pattes de ladite première chape, les coussins sont de forme cylindrique et en élastomère. D'autres caractéristiques avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif d'accouplement en rotation de deux arbres de transmission, selon l'invention, la figure 2 est une vue de face de la première bride de raccordement du dispositif d'accou- plement, la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3 3 de la figure 2, la figure 4 est une vue de face de la seconde bride de raccordement du dispositif d'accou- plement, la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5 5 de la figure 4, la figure 6 est une vue montrant les deux brides de raccordement préassemblées, la figure 7 est une vue en bout du dispo- sitif d'accouplement selon l'invention, la figure 8 est une vue de dessus d'une biellette du dispositif d'accouplement selon l'invention, la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne 9 9 de la figure 8, la figure 10 est une vue en coupe selon la ligne 10 10 de la figure 9, la figure 11 est un schéma montrant le fonctionnement du dispositif d'accouplement selon l'invention, la figure 12 est une vue schématique en coupe d'une variante du dispositif d'accouplement selon l'invention. Le dispositif d'accouplement représenté schématiquement à la figure 1 et désigné dans son ensemble par la référence 1, est destiné à relier entre eux deux arbres de transmission 2 et 3 rotatifs et alignés, un arbre menant par exemple 2 et un arbre mené par exemple 3. Ces arbres 2 et 3 peuvent subir un mouvement relatif de translation parallèlement à leur axe commun de rotation ainsi qu'un léger mouvement de déplacement angulaire relatif de leurs axes respectifs de rotation - Les arbres 2 et 3 peuvent être de section cylindrique ou quelconque et peuvent également être creux ou pleins. Le dispositif d'accouplement 1 se compose d'une première bride de raccordement 10 fixée à l'ex- trémité 2 a de l'arbre 2 au moyen de goujons de fixation 4 et d'écrous de serrage 5 et d'une seconde bride de raccordement 20 fixée sur l'extrémité 3 a de l'arbre 3 également au moyen de goujons de fixation 4 et d'écrous de serrage 5. Les brides de raccordement 10 et 20 sont reliées entre elles en périphérie et alternativement l'une à l'autre par des organes de liaison 30 situés dans un même plan sensiblement perpendiculaire à l'axe desdits arbres et comportant chacun des éléments déformables, comme on le verra ultérieurement. Ainsi que représenté sur les figures 2 et 3, la première bride de raccordement 10 fixée sur l'extré- mité 2 a de l'arbre 2 comporte un alésage central 11 et un plateau périphérique 12 circulaire formant un lamage interne 13. Le plateau périphérique 12 comporte exté- rieurement trois couples de plots d'entraînement 14 radiaux et uniformément répartis autour de l'axe de rotation de l'arbre 2. Les couples de plots 14 forment entre eux un angle de 1200 et les axes des deux plots 14 de chaque couple sont inclinés l'un par rapport à l'autre en direction de l'axe de la bride 10. Les plots 14 sont cylindriques et de forme conique. Comme représenté sur les figures 4 et 5, la seconde bride de raccordement 20 fixée sur l'extrémité 3 a de l'arbre 3 comporte un alésage central 21 et un plateau périphérique 22 circulaire formant un lamage interne 23 Le plateau périphérique 22 comporte extérieu- rement trois couples de plots d'entraînement 24 radiaux et uniformément répartis autour de l'axe de rotation de l'arbre 3. Les couples de plots 24 forment entre eux un angle de 1200 et les axes des deux plots 24 de chaque couple sont inclinés l'un par rapport à l'autre en direction de l'axe de la bride 20. Les plots 24 sont également cylindriques et de forme conique. Comme cela est illustré à la figure 6, les brides 10 et 20 sont emboîtables l'une dans l'autre et les couples de plots 14 de la première bride 10 ménagent entre eux un espace libre pour le positionnement des couples de plots 24 de la seconde bride 20 de telle manière que les axes des plots 14 et 24 soient situés sensiblement dans un même plan perpendiculaire à l'axe des brides 10 et 20. Ces organes de liaison sont constitués par des biellettes d'entraînement 30 reliant alternativement un plot 14 de la bride 10 avec un plot 24 de la bride 20 et cela pour l'ensemble des couples de plots 14 et 24, comme représenté sur la figure 7. En se reportant aux figures 8 à 10, on va décrire une biellette d'entraînement 30, toutes les biel- letes 30 étant, dans ce mode de réalisation, identiques. Chaque biellette d'entraînement 30 est formée de deux chapes 31 et 35 disposées en regard l'une de l'autre et dont le corps de chacune desquelles est sensiblement parallèlèpipédique. L'extrémité libre 31 a de la chape 31 comporte un alésage débouchant 32 destiné à recevoir un plot 14 de la bride 10 et est montée sur ledit plot correspond libre en rotation, par exemple au moyen d'une bague conique et de roulements non représentés. Cette chape 31 est maintenue sur le plot 14 par une vis 33. L'extrémité 35 a de la chape 35 comporte un alésage débouchant 36 destiné à recevoir un plot 24 de la bride 20 et est montée sur ledit plot correspondant libre en rotation, par exemple au moyen d'une bague conique et de roulements non représentés. Cette chape 35 est maintenue sur le plot 24 par une vis 37. Le corps de la chape 31 comporte sur sa face disposée en vis-à-vis de la chape 35 et au milieu de son rebord supérieur et inférieur, une patte 34 s'étendant perpendiculairement au corps de ladite chape 31. Le corps de la chape 35 comporte sur sa face disposée en vis-à-vis de la chape 31 et au niveau de son rebord supérieur et inférieur, deux pattes 38 s'étendant perpendiculairement au corps de ladite chape 35 et ménageant entre elles un espace pour le positionnement des pattes 34 de la chape 31, comme cela est représenté sur les figures 8 et 10. Les pattes 34 et 38 des chapes 31 et 35 ménagent un logement pour des éléments déformables 40 qui relient entre elles lesdites chapes 31 et 35. Les éléments déformables 40 sont formés par deux coussins coaxiaux 41 et 42, par exemple de forme cylindrique et en élastomère. Une extrémité du premier coussin 41 est solidaire d'une plaque d'appui 43 qui elle-même fixée sur la chape 35 au moyen de vis 44 L'extrémité opposée du premier coussin 41 est solidaire d'une plaque d'appui intermédiaire 45 qui est fixée sur les pattes 34 de la chape 31 au moyen de vis 46. Une extrémité du second coussin 42 est solidaire d'une plaque d'appui 47 qui elle-même fixée sur les extrémités des pattes 38 de la chape 35 au moyen de vis 48 tandis que l'extrémité opposée de ce coussin 42 est solidaire de la plaque d'appui intermédiaire 45 fixée sur les pattes 34 de la chape 31. Les coussins 41 et 42 sont fixés sur les plaques d'appui 43, 45 et 47 par des moyens appropriés non représentés. Lorsque les biellettes 30 sont montées sur les plots 14 et 24 des brides 10 et 20, cet ensemble forme un accouplement entre les arbres 2 et 3 qui permet un mouvement relatif de translation desdits arbres parallèlement à leur axe commun de rotation ainsi qu'un léger mouvement de déplacement angulaire relatif de leurs axes respectifs de rotation. Le schéma de la figure il montre le fonc- tionnement du dispositif d'accouplement selon l'inven- tion. En marche avant, c'est à dire lors de la rotation de l'arbre menant 2, les coussins 42 de chaque biellette 30 sont comprimés et le couple moteur est transmis à l'arbre mené 3 Les coussins 42 sont comprimés d'une cote variable et proportionnelle à la valeur du couple transmis. En marche arrière, les coussins 41 de chaque biellette 30 sont alors comprimés. Ces coussins 41 sont comprimés d'une cote variable proportionnelle à la valeur du couple transmis. Selon une variante représentée à la figure 12, une allonge 50 de section par exemple cylindrique est disposée entre les extrémités 2 a et 3 a des arbres 2 et 3. Cette allonge 50 comporte à chacune de ses extrémités une bride de raccordement, respectivement 51 et 52, destinée à coopérer avec la bride de raccordement adjacente, respectivement 10 et 20 des arbres 2 et 3 par l'intermédiaire des biellettes 30. Ce mode de réalisation autorise un mouvement de déplacement angulaire relatif des axes respectifs de rotation des arbres 2 et 3 plus important que pour le précédent mode de réalisation. Le dispositif d'accouplement selon la présente invention est de conception facilement indus- trialisable et présente l'avantage d'utiliser des éléments interchangeables et également de supprimer les liaisons métalliques ce qui permet d'éviter la transmis- sion des vibrations. Le dispositif d'accouplement selon la présente invention autorise les cas de figures suivants: un désalignement axial et/ou angulaire des arbres sans transmission d'efforts parasites, une transmission d'un couple sans désa- lignement des arbres, un désalignement radial des arbres sans transmission d'efforts parasites, et une transmission d'un couple avec désalignement axial desdits arbres. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'accouplement en rotation de deux arbres de transmission ( 2, 3) indépendants et ali- gnés, caractérisé en ce qu'il est formé par deux brides de raccordement ( 10, 20) montées chacune à l'une des extrémités en regard desdits arbres ( 2, 3) et reliées en périphérie et alternativement l'une à l'autre par des organes de liaison ( 30) situés dans un même plan sensi- blement perpendiculaires à l'axe de rotation desdits arbres ( 2, 3) et comportant chacun des éléments déforma- bles ( 40). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brides de raccordement ( 10, 20) adjacentes sont emboitables l'une dans l'autre et sont formées chacune par un plateau périphérique ( 12, 22) circulaire comportant extérieurement trois couples de plots d'entraînement ( 14, 24) cylindriques, radiaux et uniformément répartis autour de 1 'axe de rotation desdits arbres ( 2, 3). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les couples de plots ( 14, 24) de chaque bride ( 10, 20) ménagent entre eux un espace libre pour le positionnement des couples de plots ( 14, 24) de la bride adjacente ( 10, 20) dans ledit plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation desdits arbres ( 2, 3). 4 Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque plot ( 14, 24) cylindrique a une forme conique. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe de liaison est formé par une biellette ( 30) comportant deux chapes ( 31, 35) disposées en regard l'une de l'autre, les extrémités libres des chapes ( 31, 35) étant montées libres en rotation chacune sur un plot ( 14, il 24) des couples de plots adjacents de chaque bride de raccordement ( 10, 20) et les extrémités en vis-à-vis de ces chapes ( 31, 35) ménageant un logement pour les éléments déformables ( 40) et étant reliées entre elles par lesdits éléments déformables ( 40). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première chape ( 31) comporte à son extrémité disposée en vis-à-vis de la seconde chape ( 35), des pattes ( 34) s'intercalant entre des pattes ( 38) ménagées à l'extrémité de ladite seconde chape ( 35). 7 Dispositif selon les revendications 1 et , caractérisé en ce que les éléments déformables ( 40) de chaque biellette de raccordement ( 10, 20) sont formés par deux coussins coaxiaux ( 41, 42). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' une extrémité du premier coussin ( 41) est solidaire du corps de la seconde chape ( 35) de ladite biellette ( 30) et l'autre extrémité dudit premier coussin ( 41) est soli- daire des pattes ( 34) de la première chape ( 31) et une extrémité du second coussin ( 42) est solidaire des pattes ( 38) de ladite seconde chape ( 35) et l'autre extrémité dudit second coussin ( 42) est solidaire des pattes ( 34) de ladite première chape ( 31). 9 Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les coussins ( 41, 42) sont de forme cylindrique et en élastomère. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une allonge ( 50) disposée entre les extrémités des arbres ( 2, 3) et comportant à chaque extrémité une bride de raccordement ( 51, 52) destinée à coopérer avec la bride de raccordement ( 10, 20) adjacente desdits arbres ( 2, 3).