Brevet FR2707706A1 — publié le 19950120

DISPOSITIF DE LIAISON ENTRE DEUX STRUCTURES La présente invention concerne un dispositif de liaison entre deux structures propres à subir des déplacements relatifs limités en translation selon trois axes orthogonaux deux à deux X, Y, Z, ainsi que des déplacements relatifs en rotation autour de ces mêmes axes. LVune desdites structures pourra être constituée par exemple par une bride fixée rigidement autour de l'arbre de sortie d'une boîte de vitesse d'un groupe moto-propulseur, et l'autre structure par le stator d'un ralentisseur électromagnétique situé autour de l'arbre de sortie précité, son rotor étant solidaire de cet arbre et ledit stator étant rendu solidaire de la structure non tournante du moteur par l'intermédiaire d'éléments élastiques. Le but de la présente invention est d'élaborer lesdits éléments élastiques de telle manière que les rigidités en translation suivant les axes X, Y, Z soient importantes afin de contrôler la position du stator par rapport à l'arbre tournant ; en d'autres termes, les degrés de liberté en translation respectivement dans les directions X, Y et Z devront être contrôlés par des rigidités importantes, empêchant ainsi tout déplacement excessif des ensembles les uns par rapport aux autres dans les directions X, Y et Z respectivement. Pour la même raison, les deux degrés de liberté en rotation autour des axes X et Y devront avoir une rigidité importante. Par contre, et c'est un but complémentaire de l'invention, la raideur en torsion autour de l'axe Z porté par l'arbre devra etre faible et induire ainsi une faible fréquence propre de l'ensemble statique, ceci pour assurer un bon découplage des vibrations. En particulier, les efforts dynamiques créés sur le stator lors du fonctionnement du ralentisseur devront être filtrés au lieu d'être transmis intégralement à la structure du groupe moteur. Autrement dit, en rotation autour de l'axe Z, la raideur devra être basse, ceci pour être adaptée à une filtration des vibrations en torsion autour de cet axe, le déplacement angulaire relatif des deux ensembles autour de l'axe Z pouvant être important. A cet effet, un dispositif de liaison conforme à la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte des articulations cylindriques disposées sur une circonférence centrée sur l'un Z desdits axes et parallèle au plan défini par les deux autres axes X, Y, ces articulations étant constituées chacune par au moins deux tubes rigides cylindriques et coaxiaux entre lesquels est adhérisé un manchon de matière élastique, le tube extérieur étant solidarisé de l'une desdites structures et le tube intérieur étant solidarisé de l'autre structure, et en ce que chacune de ces articulations est disposée de sorte que son axe soit à la fois parallèle au plan précité et tangent à ladite circonférence. Les buts de l'invention peuvent ainsi être atteints facilement et à peu de frais, puisque mettant essentiellement en oeuvre des articulations cylindriques principalement composées d'un volume de caoutchouc ou d'élastomère situé et adhérisé entre deux tubes métalliques. En effet, de telles articulations, au nombre d'au moins trois, permettront d'obtenir de fortes raideurs en translation dans les directions X, Y et Z, également de fortes raideurs en rotation autour des axes X et Y, mais une raideur en rotation relativement faible autour de l'axe Z, permettant des déformations relativement importantes autour de cet axe. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence aux figures du dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 2, de deux structures reliées l'une à l'autre par un dispositif de liaison conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle par la ligne Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une vue partielle de la chape en coupe analogue à celle de la figure 2, la figure 4 montrant une variante de réalisation ; et - la figure 5 est une vue analogue à celle des figures 3 et 4 montrant une autre variante dans le cas d'une circonférence de faible rayon. Sur les figures 1 et 2, l'une des structures à découpler en rotation par rapport à l'autre est représentée par une bride 1 fixée rigidement autour de l'arbre de sortie 2 d'une bolte de vitesses d'un groupe moto-propulseur ; à cet effet, cette bride 1 est solidarisée, par des vis 4, d'une fusée 3 dans laquelle l'arbre 2 est monté par l'intermédiaire de roulements à billes ou analogues, référencés 5 et 6. L'autre structure est représentée par le stator 7 d'un ralentisseur électromagnétique situé autour de l'arbre de sortie 2, dont le rotor 8 est solidaire de cet arbre. Les articulations cylindriques de l'invention relient la bride 1 et le stator 7 avec les caractéristiques élastiques définies plus haut, vis-à-vis des directions ou axes de rotation X, Y et Z représentés sur les deux figures. Ces articulations, référencées globalement en A, sont avantageusement au nombre de quatre, et sont angulairement équiréparties autour de l'axe Z. Chacune de ces articulations comporte une chape 9 solidaire du stator 7 et portant un axe 10, sur lequel est monté le tube intérieur 11 de l'articulation. Le tube extérieur 12 de l'articulation est quant à lui monté dans un bloc évidé 13 solidaire de la bride 1. Entre ces deux tubes est adhérisé un manchon de caoutchouc ou d'élastomère référencé en 14. Les axes a de ces articulations sont situés dans le plan P défini par les axes X et Y, et sont tangents au cercle C centré sur l'axe Z et situé dans ce plan P. On comprend que l'on obtienne ainsi, entre les structures 1 et 7 - de fortes raideurs en translation selon les directions X, Y et Z, puisque la direction Z est perpendiculaire aux axes a des quatre articulations A, que la direction X est perpendiculaire à deux des axes a (ceux de deux articulations A diamétralement opposées), et que la direction Y est perpendiculaire aux deux autres axes ê (ceux des deux autres articulations A diamétralement opposées) - de fortes raideurs en rotation autour des axes X et Y, puisque cette rotation fait encore intervenir des efforts perpendiculaires aux axes ffi des articulations A ; et - une faible raideur en rotation autour de l'axe Z, puisque cette rotation fait intervenir des efforts s'exer çant dans la direction des axes a, pour lesquels les articulations A présentent la plus faible raideur. Les buts de la présente invention sont ainsi parfaitement atteints, et l'on obtiendra un excellent découplage des vibrations en rotation selon l'axe Z entre les structures 1 et 7. On évitera ainsi toute transmission, par voie solidienne, des vibrations sur une large bande de fréquences, ces vibrations provenant du groupe moto-propulseur. On constate en outre que le montage des articulations élastiques est sécuritif et que pour s'affranchir d'éventuelles courses excessives des ensembles fixes par rapport aux ensembles mobiles, des butées mécaniques peuvent etre disposées sur les trois axes à proximité des suspensions, limitant ainsi les débattements. Il est à considérer aussi comme préférable que le plan de fixation des articulations élastiques A dans la direction X ou Y soit le plus près possible du centre de gravité de la structure 7, ceci afin de limiter les couples de basculement dus à des efforts appliqués au centre de gravité de cette structure dans ces directions. Aux figures 3 et 4 on a montré la possibilité de limiter les débattements autour de l'axe Z, autour duquel la raideur en torsion est faible. Ceci est obtenu grâce à des butées élastiques 15 prévues en bout sur les manchons 14 (les autres références désignent les mêmes éléments que sur les figures 1 et 2) On comprend que ces butées limiteront les débattements entre le rotor 8 et le stator 7 en venant progressivement en appui sur les faces intérieures de la chape 9. Dans le mode de réalisation de la figure 3, on utilise deux demi-manchons 14 et deux demi-tubes extérieurs 12 ; dans le mode de réalisation de la figure 4, on utilise deux demi-manchons 14 engagés à force dans le bloc évidé 13, sans tube extérieur. Enfin, dans le mode de réalisation de la figure 5, on a montré la possibilité d'utiliser des parties élastiques 14 arquées, selon les circonférences C' et C", concentriques à la circonférence C, lorsque de grands débattements angulaires en torsion autour de l'axe Z sont à envisager, et pour un faible rayon de cette circonférence C. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison entre deux structures (1, 7) propres à subir des déplacements relatifs limités en translation selon trois axes orthogonaux deux à deux (X, Y, Z), ainsi que des déplacements relatifs en rotation autour de ces mêmes axes, caractérisé en ce qu'il comporte des articulations cylindriques (A) disposées sur une circonférence (C) centrée sur l'un (Z) desdits axes et parallèle au plan (P) défini par les deux autres axes (X, Y), ces articulations (A) étant constituées chacune par au moins deux tubes rigides cylindriques (11, 12) et coaxiaux entre lesquels est adhérisé un manchon (14) de matière élastique, le tube extérieur (12) étant solidarisé de l'une desdites structures (1) et le tube intérieur (11) étant solidarisé de l'autre structure (7), et en ce que chacune de ces articulations (A) est disposée de sorte que son axe (a) soit à la fois parallèle au plan précité (P) et tangent à ladite circonférence (C). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites articulations cylindriques (A) sont au nombre d'au moins trois. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque articulation cylindrique (A) comporte un tube intérieur (11) monté sur un axe (10) porté par une chape (9) solidaire de l'une (7) desdites structures, et un tube extérieur (12) monté dans un bloc évidé (13) solidaire de l'autre structure (1). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plan (P) desdites articulations cylindriques (A) est situé le plus près possible du centre de gravité de l'une desdites structures, afin de limiter les couples de basculement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une desdites structures est constituée par une bride (1) entourant l'arbre de sortie (2) d'une bote de vitesses ou analogue, et l'autre structure par le stator (7) d'un ralentisseur électromagnétique ou analogue, dont le rotor est solidaire dudit arbre (2). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les extrémités des manchons (14) sont conformées en butées (15) aptes à prendre appui sur les faces intérieures de ladite chape (9) pour limiter les débattements angulaires relatifs autour de l'axe (Z), entre lesdites structures (1, 7). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits manchons (14) sont arqués concentriquement à ladite circonférence (C), notamment lorsque celle-ci est de faible rayon.