Brevet FR2699619A1 — publié le 19940624

La présente invention concerne un dispositif d'accouplement en rotation d'un arbre et d'au moins une pièce mécanique. On connaît des dispositifs d'accouplement en rotation d'un arbre et d'une pièce mécanique. Ces accouplements sont généralement rigides : la pièce est fixée sur l'arbre. Parfois les accouplements ont une certaine souplesse notamment en torsion. Mais ces accouplements ne permettent pas d'absorber les vibrations en torsion et radiales que subissent des pièces telles que les barbotins d'entraînement ou les poulies support de chenilles de véhicules à chenilles. Les vibrations entraînées par le passage des chenilles sur les barbotins et sur les poulies, en l'absence de dispositifs de filtrage, sont transmises par les arbres à la caisse du véhicule, ce qui détériore le véhicule et crée des désagréments pour les passagers. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'accouplement en rotation d'un arbre et d'au moins une pièce mécanique qui permette de filtrer les vibrations tant radiales qu'en torsion. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'accouplement en rotation autour d'un axe d'un arbre et d'au moins une pièce mécanique caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyeu fixé sur l'arbre, un deuxième moyeu solidaire de la pièce mécanique et des moyens élastiques de liaison entre le premier moyeu et le deuxième moyeu permettant un débattement radial et en torsion du deuxième moyeu par rapport au premier moyeu. De préférence, les moyens élastiques de liaison entre le premier moyeu et le deuxième moyeu sont des barreaux cylindriques parallèles à l'axe du dispositif d'accouplement et disposés suivant au moins une couronne circulaire. De préférence, chaque barreau élastique a une de ses extrémités engagée dans l'un des deux moyeux et son autre extrémité guidée par une rotule dans l'autre moyeu. Pour assurer le guidage d'un barreau élastique par la rotule dans le moyeu, ledit moyeu peut comporter un alésage de diamètre supérieur au diamètre du barreau présentant une partie annulaire en saillie vers l'intérieur dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre du barreau et à l'intérieur duquel le barreau est engagé et monté glissant. Les barreaux élastiques successifs disposés en couronne peuvent être alternativement encastrés dans le premier moyeu et guidés par une rotule dans le deuxième moyeu et encastrés dans le deuxième moyeu et guidés par une rotule dans le premier moyeu. Le dispositif peut en outre comporter des moyens pour éviter le déplacement longitudinal du deuxième moyeu par rapport au premier moyeu. De préférence, les moyens pour éviter le déplacement longitudinal du premier moyeu par rapport au deuxième moyeu sont constitués de patins portés par l'un des moyeux et coopérant avec des surfaces de l'autre moyeu, perpendiculaires à l'axe des moyeux. Le dispositif peut comporter des moyens pour limiter le débattement en torsion d'un moyeu par rapport à l'autre. De préférence, les moyens pour limiter le débattement en torsion d'un moyeu par rapport à l'autre sont constitués par des dentures portées par les moyeux, en regard l'une de l'autre avec un certain jeu. L'invention concerne notamment un barbotin pour véhicule à chenilles caractérisé en ce qu'il comporte - un premier moyeu constitué d'une cloche comprenant un manchon, une collerette annulaire ayant une denture périphérique et un fond et d'un flasque annulaire fixé sur le fond de la cloche et ayant une denture périphérique, les deux éléments flasque et collerette présentant des trous et des alésages ayant une partie annulaire en saillie vers l'intérieur formant rotule, disposés en couronne et de manière alternée, - un deuxième moyeu constitué de deux couronnes munies de dentures intérieures et solidaires de pièces annulaires dentées à leur périphérie externe et d'une entretoise ayant la forme d'une roue à gorge fixée entre les deux couronnes et insérée entre la collerette et le flasque et mise en contact avec la collerette et le flasque par l'intermédiaire de patins fixés sur l'entretoise, les deux couronnes comportant des trous disposés en regard des trous et des alésages du premier moyeu, les dentures intérieures des couronnes étant en regard des dentures de la collerette et du flasque du premier moyeu, respectivement, et - des barres cylindriques engagées dans les trous des couronnes, passant chacune à travers un trou de l'un des éléments collerette et flasque et guidée en translation dans un alésage muni d'une partie annulaire en saillie de l'autre des éléments collerette et flasque. L'invention concerne également une poulie à gorge caractérisée en ce qu'elle comporte - un premier moyeu constitué d'une cloche comportant une collerette, un manchon et un fond et d'un flasque fixé sur le fond de la cloche, - un second moyeu ayant la forme d'une roue munie d'une gorge à sa périphérie externe, disposée coaxialement au premier moyeu et comportant des alésages dans une direction axiale des moyeux ayant une partie annulaire en saillie radiale vers l'intérieur, formant rotule - des patins fixés chacun soit sur la collerette de la cloche soit sur le flasque et mis en contact avec le deuxième moyeu, - et des barres cylindriques disposées suivant deux rangées circulaires coaxiales dans la direction de l'axe des moyeux, les barres d'une première rangée circulaire étant engagées dans des trous du flasque et les barres de la seconde rangée dans des trous de la collerette de la cloche, chaque barre coopérant avec une partie annulaire en saillie d'un alésage du second moyeu. L'invention va maintenant etre décrite en regard des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe par un plan axial d'un barbotin de véhicule à chenilles réalisé suivant l'invention - la figure 2 est une demi-vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe d'une barre à l'intérieur d'un alésage comportant une partie en saillie formant rotule - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une poulie à gorge réalisée suivant l'invention - la figure 5 est une demi-vue en coupe suivant 5-5 de la figure 4. Le barbotin désigné de manière générale par le repère 1 à la figure 1 peut être utilisé pour assurer l'entraînement d'une chenille d'un véhicule à chenilles. Le barbotin est monté sur un arbre moteur 2 qui comporte à son extrémité une portée cylindrique 4 à diamètre réduit. L'arbre 2 est monté rotatif dans un carter cylindro-tronconique 3. Le barbotin 1 comporte un premier moyeu 5 constitué d'une cloche 6 et d'un flasque 7, un deuxième moyeu repéré généralement par 8 constitué de deux couronnes identiques 9, 10 et d'une entretoise 11, deux pièces annulaires dentées 12 et 13 fixées sur les couronnes 9 et 10 respectivement, des barres élastiques 14, 15 et des patins 16. La cloche 6 comporte une collerette 17, un manchon cylindrique creux 18 et un fond 19 muni d'un alésage 20 et d'une portée cylindrique 21. La cloche 6 est emmanchée par son alésage 20 sur la portée cylindrique 4 de l'arbre 2 et maintenue par une pluralité de vis 22. Le flasque 7 qui comporte un alésage 23 est emmanché sur la portée cylindrique 21 du fond 19 de la cloche 6 et maintenu par une pluralité de vis 24. La collerette 17 et le flasque 7, fixé sur la cloche 6, constituent une gorge 25. L'entretoise 11 qui est réalisée sous la forme d'une roue à gorge est insérée à l'intérieur de la gorge 25. Les patins 16 encastrés dans l'entretoise 11 coopèrent par frottement avec les parois 26 et 27 de la gorge 25 de façon que l'entretoise puisse se déplacer radialement et en rotation dans la gorge 25 et soit immobilisée dans la direction axiale. Les patins 16 sont par exemple en bronze ou en matériau composite. L'entretoise 11 est disposée entre les deux couronnes 9, 10 et rendue solidaire des deux couronnes 9, 10 par une pluralité de vis 28. Les vis 28 servent également à maintenir les couronnes dentées 12 et 13 qui sont encastrées dans les couronnes 9, 10. et fixées à la périphérie externe des couronnes 9, 10. La collerette 17 et le flasque 7 comportent sur leur partie périphérique une denture 29 composée de dents en arc de cercle. Les couronnes 9, 10 comportent sur leur surface interne une denture 30 composée de dents en arc de cercle. Les dentures de la collerette 17 et du flasque 7 d'une part et des couronnes 9, 10 d'autre part sont complémentaires les unes des autres avec un jeu important J2. Les couronnes 9 et 10 comportent une pluralité de trous 31, 32 disposés circulairement autour de l'axe commun aux moyeux 5 et 8 dans lesquels sont engagées les barres élastiques 14, 15. La collerette 17 et le flasque 7 comportent, de manière alternée, disposés circulairement autour de l'axe, des trous 33, 34 de diamètre sensiblement supérieur au diamètre des barres 14, 15 et des alésages 35, 36 comportant une partie cylindrique 37 (figure 3) et une partie annulaire 38 de forme torique en saillie vers l'intérieur de l'alésage dont le diamètre interne est sensiblement égal à celui des barres 14, 15. Les barres 14, 15 sont engagées dans les trous 31, 32 des couronnes 9, 10, passent à travers les trous 33, 34 de la collerette 17 ou du flasque 7 et pénètrent dans les alésages 35, 36 de la collerette ou du flasque ; dans les alésages 35, 36, les barres coopèrent avec les parties annulaires 38 de façon à constituer un appui à rotule. Les couronnes 9 et 10, la cloche 6 et le flasque 7 sont montés de façon qu'un barreau élastique 14 soit encastré dans la couronne 9 et en appui à rotule dans le flasque 7 et que le barreau suivant soit encastré dans la couronne 10 et en appui à rotule dans la collerette 17 on obtient ainsi un comportement mécanique symétrique. Le moyeu 8 constitué de l'entretoise 11 et des couronnes 9 et 10 peut se déplacer en rotation et radialement par rapport au moyeu 5 constitué de la cloche 6 et du flasque 7. Ces déplacements se font avec frottement des patins 16 sur les faces 26 et 27 de la gorge 25, de manière à interdire les déplacements axiaux. Lors des déplacements en rotation ou radialement du moyeu 8 par rapport au moyeu 5, la pluralité de bar reaux 14, 15 encastrés à l'une de leurs extrémités et en appui à rotule à leur autre extrémité, fléchissent et assurent une liaison élastique. Cette liaison élastique permet de filtrer les vibrations transmises par le moyeu 8 au moyeu 5 et ainsi à l'arbre 2. Lorsque les efforts à transmettre sont trop importants, les déplacements du moyeu 8 par rapport au moyeu 5 peuvent devenir suffisants pour que les dents 30 des couronnes 9 et 10 viennent au contact des dents 29 de la collerette 17 et du flasque 7. Il y a alors entraînement direct du moyeu 8 par le moyeu 7. La raideur de la liaison entre le moyeu 7 et le moyeu 8 peut être réglée dans une très grande plage de valeurs et avec beaucoup de précision en jouant sur le nombre de barres élastiques, le diamètre de ces barres, leur longueur et le diamètre d'implantation. Un autre mode de réalisation de l'invention concerne une poulie pour le support de chenilles de véhicules à chenille. La poulie repérée généralement par 40 à la figure 4 comporte un moyeu repéré généralement par 41 et constitué d'une cloche 42 comportant une collerette 58 et d'un flasque 43 fixé sur la cloche par une pluralité de vis 44 de façon à constituer une gorge 45 dans laquelle est inséré un deuxième moyeu 46 muni d'une gorge 47 périphérique. Le deuxième moyeu 46 s'appuie sur les faces latérales 48 et 49 de la gorge 45 constituée par la cloche 42 et le flasque 43, par l'intermédiaire d'une pluralité de patins 50 encastrés dans les parois 48, 49 disposés circulairement et coopérant avec les flancs 51 et 52 du deuxième moyeu. Une pluralité de barres 53 parallèles à l'axe des moyeux et disposées circulairement autour de l'axe commun aux moyeux sont engagées sans jeu dans des trous 54 ménagés dans le flasque 43. Les barres 53 pénètrent avec jeu dans des alésages 55 comprenant chacun une partie annulaire en saillie 56, ménagés dans le deuxième moyeu et viennent coopérer avec la partie annulaire en saillie 56 de forme torique de façon à assurer un appui à rotule. Une pluralité de barres 57 parallèles à l'axe des moyeux et disposées circulairement de façon coaxiale à la rangée circulaire des barres 53 sont encastrées dans des trous 59 ménagés dans la collerette 58, pénètrent dans des alésages 60 ménagés dans le deuxième moyeu et viennent coopérer avec des parties annulaires 61 des alésages 60 formant rotule. La cloche 42 comporte un fond 62 muni d'un alésage 63 venant s'emboîter sur une portée cylindrique 64 d'un arbre 65. La cloche 42 est rendue solidaire de l'arbre 65 par une pluralité de vis 66. Les barres élastiques 53 et 57 constituent une liaison élastique dans les directions radiales et en torsion du deuxième moyeu par rapport au premier moyeu. Lorsque le deuxième moyeu se déplace par rapport au premier moyeu, les barres qui sont encastrées à l'une de leurs extrémités et montées pivotantes à leur autre extrémité fléchissent et font ressort. Le barbotin et la poulie qui viennent d'être décrits sont destinés particulièrement à l'entraînement et au guidage de chenilles d'un véhicule à chenilles. Mais le lecteur comprendra que la liaison élastique dans le sens radial et en torsion entre un premier moyeu et un deuxième moyeu par l'intermédiaire de barres travaillant en flexion peut être utilisée pour la réalisation de tout accouplement entre deux pièces tournantes dès lors qu'il y a des vibrations à absorber. Cette liaison élastique peut être utilisée pour accoupler deux arbres, un arbre et un ensemble mécanique ou deux ensembles mécaniques. L'arbre ou l'ensemble mécanique sont alors solidarisés de façon rigide avec l'un ou l'autre des moyeux. Dans certains cas, l'un des moyeux peut constituer la pièce à entraîner. Il en est ainsi dans le cas de la poulie décrite plus haut. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'accouplement en rotation autour d'un axe d'un arbre (2, 65) et d'au moins une pièce mécanique (1, 40), caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyeu (5, 41) fixé sur l'arbre (2, 65), un deuxième moyeu (8, 46) solidaire de la pièce mécanique (1, 40) et des moyens élastiques de liaison (14, 15, 53, 57) entre le premier moyeu (5, 41) et le deuxième moyeu ( 8, 46) permettant un débattement radial et en torsion du deuxième moyeu (8, 46) par rapport au premier moyeu (5, 41). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques de liaison (14, 15, 53, 57) entre le premier moyeu (5, 41) et le deuxième moyeu (8, 46) sont des barreaux cylindriques parallèles à l'axe du dispositif d'accouplement et disposés suivant au moins une couronne circulaire. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque barreau élastique (14, 15, 53, 57) a une de ses extrémités engagée dans l'un des deux moyeux (5, 41, 8, 46) et son autre extrémité guidée par une rotule (38, 56) dans l'autre moyeu (5, 41, 8, 46). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour assurer le guidage du barreau élastique (14, 15, 53, 57) par la rotule (38) dans le moyeu, ledit moyeu (5, 41) comporte un alésage (37) de diamètre supérieur au diamètre du barreau présentant une partie annulaire en saillie (38) de forme torique dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre du barreau (14, 15, 53, 57) et à l'intérieur duquel le barreau est engagé et monté glissant. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les barreaux élastiques successifs (14, 15, 53, 57) disposés en couronne sont alternativement encastrés dans le premier moyeu (5, 41) et guidés par une rotule (38) dans le deuxième moyeu (8, 46) et encastrés dans le deuxième moyeu (8, 46) et guidés par une rotule dans le premier moyeu (5, 41). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (16, 50) pour éviter le déplacement longitudinal du deuxième moyeu (8, 46) par rapport au premier moyeu (5, 41). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (16, 50) pour éviter le déplacement longitudinal du premier moyeu (5, 41) par rapport au premier moyeu (8, 46) sont constitués de patins (16, 50) portés par l'un des moyeux (8, 41) et en contact avec deux surfaces de l'autre moyeu, perpendiculaires à l'axe des moyeux. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (29, 30) pour limiter le débattement en torsion d'un moyeu (5) par rapport à l'autre (8). 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour limiter le débattement en torsion d'un moyeu (5) par rapport à l'autre (8) sont constitués par des dentures (29, 30) portées par les moyeux (5, 8) en regard l'une de l'autre avec un certain jeu. 10.- Barbotin pour véhicule à chenilles caractérisé en ce qu'il comporte - un premier moyeu (5) constitué d'une cloche (6) comprenant un manchon (18), une collerette (17) annulaire ayant une denture périphérique (29) et un fond (19) et d'un flasque (7) annulaire fixé sur le fond (19) de la cloche (6) et ayant une denture périphérique (29), les deux éléments flasque (7) et collerette (17) présentant des trous (33, 34) et des alésages (35, 36) ayant une partie annulaire (38) en saillie vers l'intérieur formant rotule, disposés en couronne et de manière alternée, - un deuxième moyeu (8) constitué de deux couronnes (9, 10) munies de dentures intérieures (30) et solidaires de pièces annulaires dentées (12, 13) à leur périphérie externe et d'une entretoise (11) ayant la forme d'une roue à gorge fixée entre les deux couronnes (9, 10) et insérée entre la collerette (17) et le flasque (7) et mise en contact avec la collerette (17) et le flasque (7) par l'intermédiaire de patins (16) fixés sur l'entretoise (11), les deux couronnes (9, 10) comportant des trous (31, 32) disposés en regard des trous (33, 34) et des alésages (35, 36) du premier moyeu (5), les dentures intérieures (30) des couronnes (9, 10) étant en regard des dentures (29) de la collerette (17) et du flasque (7) du premier moyeu (5), respectivement, et - des barres cylindriques (14, 15) engagées dans les trous (31, 32) des couronnes (9, 10), passant chacune à travers un trou (33, 34) de l'un des éléments collerette (17) et flasque (7) et guidée en translation dans un alésage (35, 36) muni d'une partie annulaire en saillie (38) de l'autre des éléments collerette (17) et flasque (7). 11.- Poulie à gorge caractérisée en ce qu'elle comporte - un premier moyeu (41) constitué d'une cloche (42) comportant une collerette (58), un manchon et un fond (62) et d'un flasque (43) fixé sur le fond (62) de la cloche (42), - un second moyeu (46) ayant la forme d'une roue munie d'une gorge (47) à sa périphérie externe, disposée coaxialement au premier moyeu (41) et comportant des alésages (55) dans une direction axiale des moyeux ayant une partie annulaire (56) en saillie radiale vers l'intérieur, formant rotule - des patins (50) fixés chacun soit sur la collerette (58) de la cloche (42) soit sur le flasque (43) et mis en contact avec le deuxième moyeu (46), - et des barres cylindriques (53, 57) disposées suivant deux rangées circulaires coaxiales dans la direction de l'axe des moyeux, les barres (53) d'une première rangée circulaire étant engagées dans des trous du flasque (43) et les barres de la seconde rangée dans des trous de la collerette (58) de la cloche (42), chaque barre (53, 57) coopérant avec une partie annulaire en saillie (56) d'un alésage (55) du second moyeu (46).