Brevet FR2745346A1 — publié le 19970829

L''invention concerne les dispositifs d'accouplement en rotation autour d'un axe d'une pièce menante et une pièce menée, en particulier bien que non exclusivement ceux entrant dans la constitution d'une pompe doseuse. Dans certaines pompes doseuses le mouvement alternatif de l'équipage mobile assurant l'aspiration et le refoulement du fluide est obtenu au moyen d'une bielle dont le pied est monté tourillonnant sur un excentrique accouplé à une roue d'entraînement, l'axe de l'excentrique étant décalé de manière réglable par rapport à l'axe de la roue. Pour permettre le réglage de l'amplitude de la course de cet équipage mobile, une extrémité axiale de la roue porte une mortaise et une extrémité axiale adjacente de l'excentrique porte un tenon engagé en coulissement dans la mortaise suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation. Le déplacement transversal de l'excentrique par rapport à la roue est assuré par un mécanisme à came. L'ajustement entre tenon et mortaise doit être précis pour éviter des chocs et des vibrations lors de la rotation étant donné que le couple transmis est variable en intensité et même susceptible de s'inverser. Or lorsqu'on réalise une pièce en matière plastique (par moulage ou injection), on parvient difficilement à maîtriser les tolérances dimensionnelles pour les maintenir dans les limites requises par l'ajustement. On constate ceci notamment lorsque la matière plastique est de nature spéciale, par exemple conçue pour constituer une roue d'un système roue et vis sans fin, la vis étant en acier. De plus, même si l'adaptation dimensionnelle de la mortaise au tenon est parfaite à l'état neuf, l'usure des parois en matière plastique altère progressivement la qualité du contact entre ces éléments. Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients grâce à un dispositif d'accouplement entre deux pièces d'axes parallèles et d'entre-axe réglable par engagement d'un tenon dans une mortaise avec rattrapage de jeu entre ces deux éléments. L'objet de l'invention est donc un dispositif d'accouplement en rotation autour d'un axe d'une pièce menante et d'une pièce menée, au moins une des deux pièces étant en matière plastique, le dispositif comportant au moins une mortaise sensiblement radiale portée en bout par la pièce en matière plastique et au moins un tenon radial porté par l'extrémité axiale adjacente de l'autre pièce et dans lequel la mortaise comporte deux parois sensiblement parallèles à l'axe, opposées l'une à l'autre et entre lesquelles est logé le tenon, au moins une de ces parois formant une lame élastique de rappel du tenon en direction de l'autre paroi. Une éventuelle imprécision dans les cotes du tenon et de la mortaise suivant la direction perpendiculaire aux parois est ainsi automatiquement rattrapée par la déformation de la paroi élastique. De même, au fur et à mesure de l'utilisation du dispositif d'accouplement, l'usure éventuelle de certaines des faces du tenon et de la mortaise en contact mutuel est compensée par la déformation de la paroi élastique. En outre la paroi élastique constitue un amortisseur des chocs et vibrations engendrées par la variation voire l'inversion du couple traversant l'accouplement. Dans un mode de réalisation de l'invention, le tenon comporte une racine surmontée d'une tête débordante, la paroi élastique étant en contact avec la racine du tenon et présentant un premier bord en appui sous la tête du tenon et un deuxième bord opposé au premier bord et en appui contre une face d'extrémité de la pièce de laquelle le tenon fait saillie. Par conséquent, la paroi élastique rattrape également les différences de cotes entre le tenon et la mortaise suivant une direction parallèle à l'axe, ce qui évite d'avoir à réaliser des cotes très précises sur le tenon et la mortaise suivant cette direction. Selon une version préférée de l'invention, le dispositif comporte deux mortaises et deux tenons, chaque mortaise, et chaque tenon, étant sensiblement symétrique de l'autre par rapport à l'axe de rotation. Avantageusement, la paroi opposée à la paroi élastique est alors indéformable, la transmission du couple d'entraînement étant assurée par appui du tenon sur la paroi indéformable. On peut alors disposer ces parois de sorte que la paroi indéformable assure la transmission du couple alors que la paroi élastique associée ne transmet pratiquement aucun couple, ce qui autorise de lui donner une faible épaisseur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une pièce menante d'un premier mode de réalisation du dispositif d'accouplement; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une pièce menée de ce dispositif d'accouplement; - la figure 3 est une vue partielle en élévation du dispositif d'accouplement constitué par les pièces des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en perspective d'une pièce menante d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'accouplement; - la figure 5 est une vue en perspective d'une pièce menée de ce deuxième dispositif d'accouplement;; - la figure 6 est une vue en élévation du dispositif d'accouplement constitué par les pièces des figures 4 et 5; et - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail D de la figure 6 - la figure 8 est une vue en coupe d'un mécanisme de transmission à excentrique réglable pour une pompe alternative incorporant le dispositif d'accouplement des figures précédentes. Les figures 1 à 3 présentent un premier mode de réalisation du dispositif d'accouplement bout à bout en rotation autour d'un axe 6 d'une pièce menante 2 et d'une pièce menée 4. Les deux pièces 2, 4 sont en matière plastique. Ce dispositif comporte une mortaise 10 portée par la pièce 2 et un tenon 8 porté par la pièce 4. La mortaise est constituée d'un seul tenant et s'étend d'un bord à l'autre de la pièce 2 suivant une direction 14 perpendiculaire à l'axe 6. Il en est de même pour le tenon 8 sur la pièce 4. Le tenon et la mortaise permettent l'entraînement en rotation autour de l'axe 6 de la pièce menée 4 par la pièce menante 2 ainsi que la translation relative des pièces 2, 4 suivant la direction 14. La mortaise 10 et le tenon 8 ont des sections transversales complémentaires en 'T11. Le tenon 8 comporte à cet effet en section transversale une racine 16 parallèle à l'axe de rotation 6 et une tête 18 orthogonale à l'axe de rotation. La mortaise 10 comporte deux parois 26, 29 sensiblement parallèles à l'axe 6 et à la direction 14, opposées l'une à l'autre et entre lesquelles est logé le tenon comme sur la figure 3. Chacune de ces deux parois forme une lame élastique de rappel du tenon 8 en direction de l'autre paroi. Le tenon est donc engagé dans la mortaise sans aucun jeu suivant la direction perpendiculaire aux parois 26, 29. Les parois élastiques 29, 30 sont en contact avec la racine 16 du tenon. Les parois 29, 30 sont fléchies entre la tête 18 du tenon et la face terminale de la pièce 4 qui porte le tenon 8, lorsque les deux pièces sont accouplées, cette flexion ayant été exagérée sur la figure 3 pour la clarté de la représentation.Ces parois sont élastiques mais sont dimensionnées de sorte que la transmission du couple d'entraînement soit assurée par appui du tenon sur l'une ou l'autre des parois en fonction du sens de rotation des pièces. En référence aux figures 4 à 7, un deuxième mode de réalisation du dispositif d'accouplement, mode de réalisation qui est préféré, comprend une pièce menante 102 et une pièce menée 104 entraînée par la pièce menante en rotation autour d'un axe 106. Les deux pièces sont ici réalisées en matière plastique moulée. Le dispositif d'accouplement comporte cette fois deux tenons 108 portés par la pièce menée 104 en saillie d'une face axiale 109 d'extrémité de cette pièce et deux mortaises 110 portées par une face 111 par la pièce menante 102. Les tenons 108 sont engagés sur les mortaises respectives 110 pour assurer l'entraînement précité et également permettre la translation relative des pièces 2, 4 suivant la direction 14 perpendiculaire à l'axe 106. Les tenons 108 et les mortaises 110 présentent des sections transversales complémentaires en T". Chaque tenon comporte une racine 116 parallèle à l'axe de rotation 106 et une tête 118 orthogonale à l'axe de rotation et s'étendant à une extrémité de la racine 116 opposée à la face 109 portant le tenon. Les deux mortaises 110 s'étendent dans le prolongement l'une de l'autre en étant symétriques par rapport à l'axe 106. Il en est de même pour les deux tenons 108. Chaque mortaise 110 présente une paroi rigide indéformable 126, 127 et une paroi 129, 130 formant une lame élastique. Ces quatre parois sont sensiblement parallèles à l'axe 106 et à la direction 114. La paroi indéformable 126, 127 et la paroi élastique 129, 130 de chaque mortaise sont opposées l'une à l'autre et en regard l'une de 1 l'autre. Pour la rotation et la translation précitées, les parois de chaque mortaise 110 servent d'appuis au tenon 108 associé. Les deux parois élastiques 129, 130 de chaque mortaise sont dirigées dans des directions opposées. Il en est de même pour les parois indéformables 126, 127 de sorte que celles-ci transmettent au tenon associé un couple d'entraînement dans le sens de rotation indiqué par la flèche 132, les parois élastiques 129, 130 ne transmettant ici pratiquement aucun couple. Plus précisément et en référence notamment aux figures 6 et 7, chaque paroi élastique 129, 130 est parallèle à la racine 116 du tenon associé et s'étend au contact de celui-ci entre la tête 118 et la face 109 portant le tenon. Les cotes des tenons et des mortaises sont choisies pour que, durant la durée d'utilisation du dispositif d'accouplement, chaque paroi élastique 129, 130 soit fléchie pour solliciter le tenon associé en direction de la paroi indéformable 126, 127 en regard. Cette flexion a été exagérée sur la figure 7 pour la clarté de la représentation. La déformation de la paroi élastique rattrape la différence entre d'une part la distance séparant la paroi élastique de la paroi indéformable associée, et d'autre part la distance séparant les faces du corps du tenon contre lesquelles ces parois sont en appui.On assure ainsi entre chaque tenon et la mortaise associée un contact sans jeu suivant la direction perpendiculaire aux parois indéformables 126, 127. Chaque paroi élastique 129, 130 présente un premier bord 132 orthogonal à l'axe 106, parallèle à la direction 14 et venant en appui sous la tête 118 du tenon associé, et un deuxième bord 134 parallèle au premier bord 132 et venant en appui contre la face 109 portant le tenon. La distance entre ces deux bords est légèrement supérieure à la distance séparant la tête du tenon de la face 109 afin que la flexion de la paroi élastique 129, 130 entre ces deux faces rattrape les jeux de montage entre la pièce menante et de la pièce menée suivant la direction de l'axe 106. Il n'est donc pas nécessaire d'obtenir des cotes très précises sur les parois indéformables 126 et 127 à cet effet. Chaque paroi élastique 129, 130 est reliée par le bord 132 à la mortaise 110 à laquelle elle appartient. Le dispositif d'accouplement qui vient d'être décrit peut par exemple faire partie du mécanisme de transmission du mouvement entre un moteur et une pompe doseuse comme représenté à la figure 8. On retrouve sur cette figure les éléments déjà décrits avec les mêmes références. La pièce menante 102 est alors une roue d'un système roue et vis 203 sans fin. Elle porte des dents 136 pour son entraînement en rotation au moyen d'une vis sans fin actionnée par un moteur 204. La pièce menée 104 est un excentrique actionnant une membrane ou un piston de la pompe par l'intermédiaire d'une bielle dont le pied 205 est monté à rotation autour de l'excentrique 104. La pompe comprend un mécanisme pour le réglage de la position de l'excentrique 104 par rapport à la roue 102 suivant la direction 114, l'amplitude de la course de l'équipage mobile étant fonction de cette position.Ce mécanisme de réglage de la valeur de l'excentration comporte une came 206 dont la position le long de l'arbre 207 qui porte la roue 102 et l'excentrique 104 est réglable par un dispositif formé d'un écrou 208 qui porte un palier 209 fixé en translation avec la came 206 (celle-ci étant tournante dans ce palier). L'écrou 208 est arrêté en rotation dans une partie tubulaire 210 d'un carter 211 dans lequel est logé le mécanisme de transmission et, grâce à une vis 212 solidaire d'un bouton 213, est déplaçable le long de l'axe 207. Ainsi plus la came 206 est rapprochée de la roue 102 et plus la valeur de l'excentration est élevée, donc plus la cylindrée de la pompe est élevée (toutes choses égales par ailleurs). Bien entendu, on pourra apporter de nombreuses modifications à l'invention sans sortir du cadre de celleci défini par les revendications annexées. Ainsi, on pourra réaliser une des pièces en matière plastique et réaliser l'autre pièce en une matière autre qu'une matière plastique, par exemple en métal. Le tenon pourra être porté par la pièce menante et la mortaise pourra être portée par la pièce menée. Le tenon, ainsi que la mortaise, pourra avoir une section transversale de forme différente d'une forme en "T", par exemple avoir une forme en "L" renversé ou de toute forme permettant à la fois la transmission d'un couple entre les deux pièces et la liaison axiale de ces deux pièces, ou comporter seulement une racine 16. Dans le deuxième mode de réalisation, les mortaises, ainsi que les tenons, pourront être disposées non pas dans le prolongement l'une de l'autre mais au contraire décalées latéralement tout en permettant un déplacement relatif suivant la direction 114. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement en rotation autour d'un axe (6; 106) d'une pièce menante (2; 102) et d'une pièce menée (4; 104), au moins une des deux pièces étant en matière plastique, le dispositif comportant au moins une mortaise (10; 110) portée radialement en bout par la pièce en matière plastique et au moins un tenon (8; 108) porté radialement en bout par l'autre pièce (2; 102), caractérisé en ce que la mortaise (10; 110) comporte deux parois (26, 29; 126, 127, 129, 130) sensiblement parallèles à l'axe, opposées l'une à l'autre et entre lesquelles est logé le tenon, au moins une (26, 29; 129, 130) de ces parois formant une lame élastique de rappel du tenon (8; 108) en direction de l'autre paroi (26, 29; 126, 127). 2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tenon (108) comporte une racine (116) surmontée d'une tête (18) débordante et en ce que la paroi élastique (129, 130) de la mortaise est en contact avec la racine du tenon et présente un premier bord (132) en appui sous la tête (118) du tenon et un deuxième bord (134) opposé au premier bord et en appui contre une face (109) à l'extrémité de la pièce portant le tenon et de laquelle le tenon fait saillie. 3. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux mortaises (110) et deux tenons (108), chaque mortaise, et chaque tenon étant sensiblement symétrique de l'autre par rapport à l'axe de rotation (106). 4. Dispositif d'accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans chaque mortaise la paroi (126, 127) opposée à la paroi élastique (129, 130) est indéformable, la transmission du couple d'entraînement étant assurée par appui du tenon sur la paroi indéformable.