Brevet FR2746466A1 — publié le 19970926

i L'invention concerne un accouplement à limitation de couple, en particulier pour l'utilisation pour l'entraînement ou dans des entraînements de machines agricoles, comprenant une première partie d'accouplement dotée de traversées qui s'étendent parallèlement à un axe de rotation et agencées de façon régulièrement répartie sur un cercle de roulement, comprenant une seconde partie d'accouplement, en rotation relative autour de l'axe de rotation par rapport à la première partie d'accouplement et agencée de façon fixe dans le sens axial, et pourvue d'évidements de transmission de couple dans sa surface frontale opposée à la première extrémité de sortie des traversées, lesdits évidements étant agencés de manière correspondante à l'agencement des traversées, comprenant une bague de commutation, agencée en rotation autour de l'axe de rotation par rapport à la première partie d'accouplement et pourvue d'évidements de libération dans sa surface frontale opposée la seconde extrémité de sortie des traversées, lesdits évidements étant ménagés dans leur agencement sur le cercle de roulement et suivant une distribution correspondant à celle des traversées, mais sont maintenus de manière décalée par rapport aux traversées en direction périphérique dans la position de transmission de couple, comprenant des billes qui servent à la transmission du couple, lesquelles sont reçues dans les traversées de façon à pouvoir se déplacer axialement et plongent dans les évidements de transmission de couple dans la position de transmission de couple, et plongent dans les évidements de libération dans la position de libération, et comprenant un ressort qui agit axialement sur la bague de commutation, qui repousse celle-ci en éloignement des traversées à l'encontre d'un déplacement. Un tel accouplement à limitation de couple est décrit dans le document DE 31 51 485 C 1. Pour fixer les deux parties d'accouplement l'une par rapport à l'autre dans la position de transmission de couple, on prévoit plusieurs tiges de fixation agencées à la périphérie de la première partie d'accouplement, ces tiges étant sollicitées par un ressort dans la direction de l'axe et s'engagent dans des évidements de la bague de commutation, de sorte que celle-ci ne peut pas modifier sa position par rapport à la première partie d'accouplement. Les deux parties d'accouplement peuvent cependant parvenir l'une par rapport à l'autre dans une position de transmission de couple, après apparition d'un cas de surcharge, cette position étant déplacée de la position d'origine. Un tel déplacement peut cependant être un inconvénient dans de nombreux cas d'application, en particulier lors de l'utilisation dans des machines agricoles, dans lesquelles différents étages de la machine, c'est-à-dire des fonctions différentes de la machine, sont accordés de telle façon les uns aux autres qu'il doit toujours se produire un déplacement synchrone. Dans le document DE 25 26 212 AI est décrit un accouplement à limitation de couple qui comprend des billes pour la transmission du couple, lesquelles sont agencées dans une cage, disposée entre des surfaces planes de deux parties d'accouplement, dont l'une représente la partie d'accouplement menante et l'autre la partie d'accouplement menée. Ici, les surfaces des deux parties d'accouplement qui sont situées en vis-à- vis de la cage sont dotées d'évidements répartis à la périphérie de façon correspondante aux billes maintenues dans la cage. Les billes s'engagent dans ces évidements pour la transmission du couple lorsque l'accouplement se trouve dans la position enclenchée. Un ressort sollicite la partie d'accouplement susceptible de se déplacer axialement. Lors du dépassement du couple limité par le ressort, la partie d'accouplement mobile se déplace à l'encontre de la force du ressort, de sorte que les billes peuvent sortir hors des évidements et qu'elles peuvent pénétrer dans d'autres évidements de la partie d'accouplement menée. Les parties d'accouplement sont appuyées, après apparition du cas de surcharge, par des billes d'appui qui sont agencés sur un rayon plus petit que les premières billes. Ces billes d'appui s'engagent, à l'état enclenché, dans des évidements des deux parties d'accouplement. Les évidements pour les billes d'appui sont agencés sous une distribution telle que ces billes d'appui et les billes de transmission sont simultanément en engagement dans les évidements qui leur appartiennent. Pour le ré-enclenchement de l'accouplement, on doit déplacer en rotation de façon consciente la cage au moyen d'un outil, afin de trouver la position dans laquelle les billes d'appui et les autres billes peuvent s'enclencher dans les évidements qui leur appartiennent. Comme on prévoit trois billes d'appui agencées en répartition périphérique, et que l'on prévoit une répartition égale, les billes d'appui et les trois billes également prévues pour la transmission du couple peuvent toutes s'enclencher respectivement après un angle de rotation de 120 des parties d'accouplement l'une par rapport à l'autre. Le document DE 37 27 484 Ai décrit un perfectionnement de l'accouplement à limitation de couple évoqué plus haut et connu du document DE 25 26 212 Ai, de telle manière que l'on prévoit des butées qui doivent faciliter le ré-enclenchement de l'accouplement. Le document GB 21 33 093 A décrit un accouplement à limitation de couple, dans lequel on utilise également des billes pour la transmission du couple, lesquelles s'engagent dans des évidements opposés des deux parties d'accouplement et en sortent lors d'un déplacement axial de l'une des parties d'accouplement, à l'encontre de la force d'un ressort. On prévoit trois billes et trois évidements régulièrement répartis à la périphérie, de sorte qu'un enclenchement des billes est possible dans trois positions périphériques différentes des deux parties d'accouplement l'une par rapport à l'autre. Les autres billes agencées sur un plus petit diamètre de rotation restent constamment en engagement par rapport à la seconde partie d'accouplement et à un élément menant, mais elles permettent cependant un déplacement axial de ces deux derniers éléments l'un par rapport à l'autre. Elles servent de remplacement à une denture. L'invention a pour objectif de réaliser un accouplement à limitation de couple, qui permette un ré-enclenchement uniquement dans une position déterminée des parties d'accouplement l'une par rapport à l'autre, c'està-dire que l'on doit parcourir un déplacement de 360 afin de ramener à nouveau les parties d'accouplement dans la position de transmission de couple. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que la première partie d'accouplement présente une traversée de commande qui s'étend axialement, agencée par rapport à l'axe de rotation sur un cercle de commande dont le diamètre diffère du cercle de roulement, et que dans les surfaces frontales, opposées aux extrémités de sortie de la traversée de commande, de la première partie d'accouplement et de la bague de commutation respectivement, on prévoit un premier et un second évidement de commande, le second évidement de commande étant associé à la bague de commutation et se trouvant en décalage périphérique de manière correspondante aux évidements de libération dans la position de transmission de couple, et qu'une bille de commande soit reçue dans la traversée de commande avec possibilité de se déplacer parallèlement à l'axe de rotation pour s'engager soit dans le premier soit dans le second évidement de commande. L'avantage d'une telle réalisation, c'est que l'accouplement est toujours ramené dans la position de transmission de couple avec l'agencement imposé au départ des deux parties d'accouplement l'une par rapport à l'autre, de sorte que lors de l'utilisation dans des machines dans lesquelles des étages fonctionnels doivent être entraînés selon une association fonctionnelle déterminée les uns par rapport aux autres, on assure la position d'association correcte et ainsi le mode de fonctionnement synchrone. Dans un développement de l'invention, on prévoit que le cercle de commande ait un diamètre inférieur au cercle de roulement. L'agencement sur un plus petit diamètre est possible parce que la bille de commande elle-même n'a pas besoin de participer à la transmission du couple. Ainsi, le diamètre prédéterminé de l'accouplement peut être totalement utilisé pour l'agencement des billes qui servent à la transmission du couple. Ceci signifie que celles-ci peuvent être agencées sur un diamètre aussi grand que possible, et qu'elles transmettent ainsi un couple plus élevé, sous la même charge, que dans une réalisation dans laquelle les billes seraient agencées sur un cercle de roulement plus petit. Afin d'obtenir que la bille de commande ne participe pas elle-même à la transmission du couple, on prévoit dans un autre développement de l'invention, que la bille de commande, pour des dimensions par ailleurs égales des évidements de transmission de couple et du premier évidement de commande ainsi que des évidements de libération, ainsi que du second évidement de commande et que des traversées et de la traversée de commande, présente un diamètre plus petit que les billes de transmission. Un mode de réalisation préféré de l'invention est représenté de façon schématique dans les dessins. Les figures montrent: figure 1 une coupe longitudinale à travers un accouplement à limitation de couple, dans la position de transmission de couple, cette coupe longitudinale étant prise suivant la ligne de coupe I-I à la figure 2; la figure 2 représente une coupe suivant la ligne II-II à la figure 1; et la figure 3 représente une coupe longitudinale suivant la ligne III-III à la figure 2, l'accouplement à limitation de couple se trouvant dans la position de libération. On va d'abord expliquer en détails en se rapportant aux figures 1 à 3 la structure de l'accouplement à limitation de couple de l'invention, puis on expliquera ensuite la position de transmission de couple à l'aide de la figure 1 et la position de libération à l'aide de la figure 3. La première partie d'accouplement 1 est en rotation autour de l'axe de rotation 2. Elle possède un perçage 3, qui peut présenter une denture conique multiple, et qui sert au raccordement d'un composant menant. La première partie d'accouplement 1 comprend un tronçon de moyeu tubulaire 4, et dans la région médiane de celui-ci, un tronçon de bride 5 dirigé radialement vers l'extérieur. Le tronçon de bride 5 a une certaine épaisseur en direction de l'axe de rotation 2. Dans ce tronçon de bride sont ménagées des traversées 6, sous forme de perçages cylindriques, régulièrement réparties sur le cercle de roulement 7, et dont les axes de perçage s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 2. Les traversées 6 sont ouvertes vers les deux faces frontales du tronçon de bride 5 de la première partie d'accouplement 1. La première extrémité de sortie des traversées 6 est désignée par la référence 8 et la seconde extrémité de sortie est désignée par la référence 9. La première partie d'accouplement 1 comporte en outre une traversée de commande 10, qui est agencée sur un cercle de commande 11 de diamètre plus petit que le cercle de roulement 7. De plus, cette traversée de commande est agencée à mi-chemin entre deux traversées 6, comme on le voit en particulier à la figure 2. En outre, la première partie d'accouplement 1 comporte dans le tronçon de bride 5 trois perçages de réception 12, agencés en répartition périphérique, de plus petit diamètre dans la région des secondes extrémités de sortie 9 et de plus grand diamètre dans la région des premières extrémités de sortie 8. Ces perçages de réception 12 sont également agencés respectivement entre deux traversées 6 qui se suivent l'une l'autre en direction périphérique. Sur le tronçon, agencé avant l'extrémité de sortie 8, du tronçon de moyeu 4 est agencé un palier à roulement 13, à l'aide duquel la seconde partie d'accouplement 14 est montée en rotation sur la première partie d'accouplement 1. A la seconde partie d'accouplement 14 est associé un tenon de raccordement 15 qui sert au raccordement solidaire en rotation, par exemple d'un composant mené. La seconde partie d'accouplement 14 est réalisée sous forme de disque et présente dans sa surface frontale tournée vers les premières extrémités de sortie 8 des logements de transmission de couple 16 qui sont adaptés à la forme d'une coupole sphérique. Comme on peut le voir à la figure 2, on a prévu au total six traversées 6. De façon correspondante, la seconde partie d'accouplement 14 présente six évidements de transmission de couple 16. Ceux-ci sont agencés sur le même cercle de roulement 7 que les traversées 6 et sont agencés, en correspondance des traversées 6, de façon régulière à la périphérie autour de l'axe de rotation 2. Entre deux évidements de transmission de couple respectifs 16 s'étendent des premières gorges de roulement 17. Les gorges de roulement 17 ont la forme d'arcs de cercle. De plus, la seconde partie d'accouplement 14 comporte, en correspondance de la traversée de commande 10, un premier évidement de commande 21 qui est réalisé en correspondance des évidements de transmission de couple 16. Il est en outre prévu une seconde gorge de roulement 18 qui représente pratiquement une bague circulaire qui n'est interrompue que par le premier évidement de commande 21, et qui est centrée sur le cercle de commande 11. Sur le côté du tronçon de bride 5, associé aux extrémités de sortie 9 des traversées 6, est agencée une bague de commutation 19 capable de tourner par rapport à la première partie d'accouplement 1. La bague de commutation rotative 19 est repoussée par des ressorts à bras 33 (qui peuvent toutefois être aussi agencés de façon correspondante à celle décrite dans le document DE 31 51 485 C1 et peuvent développer l'effet décrit dans ce document), qui servent à maintenir la bague de commutation 19 dans une position de rotation déterminée autour de l'axe de rotation 2 par rapport à la première partie d'accouplement 1 ou à ses traversées 6, et à repousser la bague vers cette position. La bague de commutation 19 possède des évidements de libération 20, ménagés dans sa surface frontale opposée aux extrémités de sortie 9, agencés de façon répartie en périphérie sur le cercle de roulement 7. Comme il est prévu au total six traversées 6, on prévoit également en correspondance six évidements de libération 20. Entre deux évidements de libération respectifs 20 se trouve une première piste de roulement annulaire 24. Il est en outre prévu un second évidement de commande 22, agencé sur le cercle de roulement 11 et situé entre deux évidements de libération 20 en direction périphérique. La bague de commande 19 possède de plus des évidements de fixation 26, agencés en correspondance du perçage de réception 12, dans lesquels peuvent s'engager des tiges de fixation 23 agencées dans les perçages de réception 12 et sollicitées par des ressorts. En cas d'engagement, ces tiges servent à fixer la bague de commutation 19 dans sa position en rotation par rapport à la première partie d'accouplement 1. La bague de commutation 19 est de plus supportée au moyen de corps de roulement sur une bague de palier 27. La bague de palier 27 elle-même est appliquée contre un ressort Belleville 28 qui agit en direction de l'axe de rotation 2, et dont l'autre extrémité s'appuie contre un élément d'appui 29 qui est maintenu sur le tronçon de moyeu 4 de la première partie d'accouplement 1. Dans les traversées 6 sont reçues des billes 30 qui servent à la transmission du couple et sont susceptibles de se déplacer parallèlement en direction de l'axe de rotation 2. Dans la traversée de commande 10 est maintenue une bille de commande 31, capable de se déplacer dans une direction parallèle à l'axe de rotation 2. Il est en outre prévu un couvercle 32 qui recouvre les composants, de sorte que l'on réalise une unité structurelle fermée. La bille de commande 31 a un diamètre légèrement inférieur aux billes de transmission de couple 30, de sorte que cette bille de commande ne participe pas à la transmission du couple. Elle sert uniquement, lorsqu'on atteint la position de coïncidence, à permettre un enclenchement des billes 30 dans les évidements de transmission de couple 16, et les deux parties d'accouplement 1 et 14 se trouvent alors dans la position de rotation prévue. On décrit maintenant la position de transmission de couple à l'aide de la figure 1. Dans celle-ci, les billes 30 dans les traversées 6 sont déplacées vers la gauche en direction de la seconde partie d'accouplement 14, de sorte qu'elles s'engagent dans les évidements de transmission de couple 16. Les billes s'appuient en outre de l'autre côté contre la première piste de roulement 24 de la bague de commutation 19, puisque ces évidements de libération 20 sont maintenus dans une position décalée dans le sens périphérique par rapport aux traversées 6, en raison des ressorts à bras 33 qui agissent en direction périphérique autour de l'axe de rotation 2. Ceci s'applique également à la bille de commande 31. Celle-ci est en engagement avec le premier évidement de commande 21 dans la seconde partie d'accouplement 14. Elle dépasse également légèrement au-delà de la face frontale vers laquelle sont disposées les secondes extrémités de sortie 9, et roule contre la seconde piste de roulement 25 de la bague de commutation 19. On peut de plus voir que la tige de fixation 23 est en engagement dans l'évidement de fixation 26. La première partie d'accouplement I représente le composant menant. S'il se produit par exemple un bourrage dans une machine, de sorte que la seconde partie d'accouplement 14 est retenue en direction de rotation par rapport à la première partie d'accouplement 1, les billes 30 et la bille de commande 31 montent dans les évidements de transmission de couple 16 ou dans le premier évidement de commande 21 en roulant, de sorte que la bague de commutation 19 est déplacée à l'encontre de la force du ressort 28, vers la droite en direction de l'élément d'appui 29. Comme on le voit à la figure 3, les billes 30 parviennent alors sur les premières gorges de roulement 17 et la bille de commande 31 sur la seconde gorge de roulement 18 de la seconde partie d'accouplement 14. Comme la première partie d'accouplement 1 continue à tourner par rapport à la seconde partie d'accouplement 14, il s'ensuit, à cause du contact de la bague de commutation 19 avec les billes 30 ou avec la bille de commande 31, un déplacement périphérique de la bague de commutation 19 par rapport à la première partie d'accouplement 1 dans la direction de rotation autour de l'axe de rotation 2 à l'encontre de la force des ressorts à bras 33 qui sollicitent la bague de commutation, jusqu'à ce que les évidements de libération 20 présents dans la bague de commutation 19 et le second évidement de commande 22 viennent en coïncidence avec les traversées 6 et les billes 30, ou avec la traversée de commande 10 et la bille de commande 31, et ces billes peuvent alors plonger dans les évidements de libération 20, de sorte que la bague de commande 19 est à nouveau ramenée vers la gauche jusque dans la position de départ dans laquelle elle n'est pas chargée par le ressort 28. La première partie d'accouplement 1 se déplace alors à vide ensemble avec la bague de commutation 19 et les billes 30, ou la bille de commande 31, c'est-à-dire que les billes 30 et la bille de commande 31 viennent uniquement "lécher" les évidements de transmission de couple 16 ou le premier évidement de commande 21 qui leurs sont associés. Il se produit une sorte d'effet de cliquet. Lors de l'abaissement de la différence de vitesses de rotation vers zéro, un ré-enclenchement est possible, et on est assuré grâce à la bille de commande 31 que la première partie d'accouplement 1 et la seconde partie d'accouplement 14 ne peuvent être mises que dans une seule position de rotation l'une par rapport à l'autre, comme on peut le voir à la figure 1, lorsque la bille de commande 31 est opposée au premier évidement de commande 21 de la seconde partie d'accouplement 14. Les billes 30 et la bille d'accouplement de commande 31 sont alors tournées, sous l'effet des ressorts qui sollicitent la bague de commutation 19, vers la gauche en engagement avec les évidements de transmission de couple 16, ou avec le premier évidement de commande 21. Un tel déplacement peut se produire pratiquement sans effort, parce que le ressort 28 ne sollicite pas la bague de commutation 19 dans cette position. Une sollicitation de la bague de commutation 19, c'est-à- dire une force de réaction, n'est produite que lorsqu'il apparaît un couple de rotation entre les deux parties d'accouplement 1 et 14. Liste des références 1. Première partie d'accouplement 2. Axe de rotation 3. Perçage 4. Tronçon de moyeu 5. Tronçon de bride 6. Traversée 7. Cercle de roulement 8. Première extrémité de sortie 9. Seconde extrémité de sortie 10. Traversée de commande 11. Cercle de commande 12. Perçage de réception 13. Palier à roulement 14. Seconde partie d'accouplement 15. Tenon de raccordement 16. Évidement de transmission de couple 17. Première gorge de roulement dans seconde partie d'accouplement 18. Seconde gorge de roulement dans seconde partie d'accouplement 19. Bague de commutation 20. Évidement de libération 21. Premier évidement de commande 22. Second évidement de commande 23. Tige de fixation 24. Première piste de roulement dans la bague de commutation 25. Seconde piste de roulement dans la bague de commutation 26. Évidement de fixation 27. Bague de palier 28. Ressort Belleville/ressort 29. Élément d'appui 30. Bille 31. Bille de commande 32. Couvercle 33. Ressort à bras Revendications 1. Accouplement à limitation de couple, en particulier pour l'utilisation pour l'entraînement ou dans des entraînements de machines agricoles, comprenant une première partie d'accouplement (1) dotée de traversées (6) qui s'étendent parallèlement à un axe de rotation (2) et agencées de façon régulièrement répartie sur un cercle de roulement (7), comprenant une seconde partie d'accouplement (14), en rotation relative autour de l'axe de rotation (2) par rapport à la première partie d'accouplement (1) et agencée de façon fixe dans le sens axial, et pourvue d'évidements de transmission de couple (16) dans sa surface frontale opposée à la première extrémité de sortie (8) des traversées (6), lesdits évidements étant agencés de manière correspondante aux traversées (6), comprenant une bague de commutation (19), agencée en rotation autour de l'axe de rotation (2) par rapport à la première partie d'accouplement (1) et pourvue d'évidements de libération (20) dans sa surface frontale opposée la seconde extrémité de sortie (9) des traversées (6), lesdits évidements (20) étant ménagés dans leur agencement sur le cercle de roulement (7) et suivant une distribution correspondant à celle des traversées (6), mais sont maintenus de manière décalée par rapport aux traversées (6) en direction périphérique dans la position de transmission de couple, comprenant des billes (30) qui servent à la transmission du couple, lesquelles sont reçues dans les traversées (6) de façon à pouvoir se déplacer axialement et plongent dans les évidements de transmission de couple (16) dans la position de transmission de couple, et plongent dans les évidements de libération (20) dans la position de libération, et comprenant un ressort (28) qui agit axialement sur la bague de commutation (19), qui repousse celle-ci en éloignement des traversées (6) à l'encontre d'un déplacement, caractérisé en ce que: la première partie d'accouplement (1) présente une traversée de commande (10) qui s'étend axialement, agencée par rapport à l'axe de rotation (2) sur un cercle de commande (1 1) dont le diamètre differe du cercle de roulement (7), en ce que dans les surfaces frontales, opposées aux extrémités de sortie de la traversée de commande (10), de la première partie d'accouplement (1) et de la bague de commutation (19) respectivement, on prévoit un premier et un second évidement de commande (21, 22), le second évidement de commande (22) étant associé à la bague de commutation (19) et se trouvant en décalage périphérique de manière correspondante aux évidements de libération (20) dans la position de transmission de couple, et en ce qu'une bille de commande (31) est reçue dans la traversée de commande (10) avec possibilité de se déplacer parallèlement à l'axe de rotation (2) pour s'engager soit dans le premier soit dans le second évidement de commande (21, 22). 2. Accouplement à limitation de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cercle de commande (11) présente un diamètre plus petit que le cercle de roulement (7). 3. Accouplement à limitation de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bille de commande (31) a un diamètre plus petit que les billes (30), pour des dimensions par ailleurs identiques des évidements de transmission de couple (16) et du premier évidement de commande (21), ainsi que des évidements de libération (20) et du second évidement de commande (22), ainsi que des traversées (6) et de la traversée de commande (10).