Brevet FR2737914A1 — publié le 19970221

-1 Accouplement de sûreté pour accoupler ensemble de manière détachable deux éléments de machine L'invention est relative à un accouplement de sûreté selon la clause de précaractérisation de la revendication 1. Dans beaucoup d'installations, comme, par exemple, dans des laminoirs, des mauvais fonctionnements peuvent se produire, ce qui fait que le couple - transféré de la transmission à l'unité menée - atteint une valeur élevée inadmissible. Cela provoquerait des ruptures par torsion dans la transmission. Pour cette raison, des accouplements de sûreté sont nécessaires. L'accouplement de sûreté du type mentionné sert, par exemple, à accoupler ensemble un arbre et un moyeu. Dans un cas de ce genre, il est prévu qu'un élément, par exemple le moyeu, ait un joint cylindrique. Ce joint est disposé de manière concentrique par rapport à l'axe géométrique commun de l'arbre et du moyeu. De plus, il repose radialement près des deux surfaces de contact des deux parties de machine. Il ne reste, par conséquent, qu'un manchon mince entre le joint cylindrique et la paire de surfaces limites. Le joint cylindrique est connecté par l'intermédiaire d'une soupape à un milieu de pression. Par l'intermédiaire de la soupape, un milieu de pression, par exemple de l'huile hydraulique, peut être introduit. En conséquence, ledit manchon mince est comprimé contre l'autre élément de machine, de sorte qu'un accouplement réciproque des deux parties de machine est mis en oeuvre par l'engagement par frottement. Si un mauvais fonctionnement se produit, impliquant le fait qu'un couple dépasse une valeur maximale admissible, la pression de contact appliquée par le milieu ne suffit plus pour transférer le couple. Un glissement se produit donc, ou, en d'autres termes, une torsion relative des deux éléments de machine. La soupape est équipée d'un dispositif qui ouvre la soupape si un - 2 - 2737914 tel glissement se produit. En conséquence, le milieu de pression est évacué du joint cylindrique (joint de dilatation). Cela a pour conséquence que plus aucun couple n'est transféré. Bien que l'élément de machine mené poursuive sa rotation, ce n'est pas le cas de l'autre. Cela évite l'endommagement des éléments de machine impliqués. En pratique, le joint de dilatation est créé en produisant ledit manchon mince comme composant spécial et en le connectant par soudage, au niveau de ses extrémités axiales, & la partie de machine en question. Les soudures constituent l'aspect problématique de l'accouplement de sûreté tout entier. Elles sont en effet soumises à une contrainte particulière. Ceci s'applique en particulier chaque fois que l'accouplement a - vu dans la direction axiale - de très grandes dimensions. La rigidité dans la dimension radiale est, de même, réduite par le joint de dilatation, ce qui n'est pas souhaitable. Dès qu'une soudure se fissure du fait de la contrainte, le joint de dilatation perd son étanchéité, en conséquence de quoi, l'accouplement de sûreté tout entier ne remplit plus correctement sa fonction. L'invention se base sur l'objectif consistant à concevoir un accouplement de sûreté selon la clause de précaractérisation de la revendication 1, de telle sorte qu'il soit capable de remplir sa fonction avec un degré de certitude élevé; en particulier, les problèmes relatifs à la susceptibilité des soudures doivent être réduits. Cet objectif est atteint par les caractéristiques de la revendication 1. En conséquence, le joint de dilatation est subdivisé, dans la direction axiale, en deux sections ou plus, en conséquence de quoi, deux chambres de dilatation ou plus sont produites. Cela a, de manière spécifique, les effets positifs suivants: si l'une des chambres a une défaillance, il reste toujours au moins une chambre supplémentaire active. Avec un dimensionnement adéquat, cette chambre peut assumer la fonction de transfert de couple. - 3 - 2737914 En outre, avec un accouplement de sûreté selon l'invention, des couples plus élevés peuvent être transférés dans le cas d'une valeur de torsion maximale spécifique. En outre, les contraintes dans les soudures sont moins importantes que dans le cas d'une chambre de dilatation unique. Enfin, la rigidité radiale est augmentée par utilisation de l'invention. L'invention est expliquée en référence aux dessins. Les figures 1 et 2 montrent deux éléments de machine, à savoir un moyeu i et un arbre 2. L'arbre 2 est constitué d'une pluralité de parties, à savoir un arbre creux 2.1, un arbre plein 2.2, boulonné sur ledit arbre creux, et également un manchon d'arbre 2.3, qui constitue une partie de l'arbre creux 2.1. L'arbre plein 2.2 a trois joints de dilatation cylindriques, à savoir les joints 2.4, 2.5, 2.6. Ceux-ci sont connectés à des soupapes par l'intermédiaire de canaux. Dans le cas présent, une seule connexion 3. 1 est montrée, qui s'étend à travers l'arbre plein 2.2 et qui établit une connexion conductrice avec la première chambre de dilatation 2.4. Il convient de noter, toutefois, que chacun des trois joints de dilatation a une connexion de pression. Dans ce cas, les trois joints de dilatation peuvent tous être alimentés en milieu de pression par l'intermédiaire d'une et même soupape 3. Toutefois, il est également possible d'équiper chaque joint de dilatation de sa propre connexion de pression et de sa propre soupape de pression. On peut également voir un palier 4 entre le moyeu 1 et l'arbre plein 2.2. Un palier supplémentaire 5 est prévu entre l'arbre creux 2.1 et le moyeu. Dans le cas du présent mode de réalisation exemplaire, le dispositif montré constitue une partie d'une connexion de joint de cardan avec compensation de longueur. A cette fin, il y a une partie coulissante 6, qui s'engage autour du moyeu 1 radialement sur l'extérieur. La partie coulissante 6 a un joint d'étanchéité mécanique 6.1. - 4 - 2737914 Radialement entre les trois joints de dilatation 2.4, 2.5 et 2.6 et la surface circonférentielle interne du manchon mince 2.3, il reste trois manchons également relativement minces. Axialement entre les joints de dilatation réciproquement voisins 2.4 et 2.5 et également 2.5 et 2.6, il y a des soudures, et il y a également des soudures au niveau des extrémités axialement externes des joints de dilatation 2.4 et 2.6. Le type d'ouverture de la soupape 3 ou des soupapes, si un glissement se produit entre le moyeu 2 et l'arbre 1, n'est pas crucial. Cela peut avoir lieu, par exemple, par la fermeture par cisaillement d'une partie de la soupape par un organe de cisaillement (non montré ici). Les joints de dilatation peuvent être affectés soit à l'arbre 2, soit au moyeu 1. Le manchon mince 2.3, qui constitue une partie de l'arbre creux 2.1, n'est pas non plus absolument nécessaire. En variante - si le manchon mince 2.3 est omis -, la surface limite entre le moyeu 1 et l'arbre 2 peut être formée directement par la surface circonférentielle interne du moyeu 1 et la surface ciconférentielle externe de l'arbre plein 2.2. Enfin, les joints de dilatation 2.4, 2.5 et 2.6 peuvent être disposés sur des rayons différents. Par exemple, le joint de dilatation du milieu 2.5 peut se trouver sur un rayon supérieur à ceux des deux joints de dilatation externes 2.4 et 2.6. Une augmentation des rayons des joints de dilatation individuels dans la direction axiale vers l'une ou l'autre extrémité de l'élément de transmission serait également concevable. Cela permet d'appliquer différents niveaux de force de frottement aux emplacements en question, selon les besoins. - 5 - 2737914 Revendications 1. Accouplement de sûreté pour accoupler ensemble de manière détachable deux éléments de machine (moyeu (1) et arbre (2)), qui s'enferment mutuellement, 1.1 l'un des deux éléments a un joint cylindrique (joint de dilatation); 1.2 le joint de dilatation a une connexion de pression/milieu avec une soupape (3); 1.3 la soupape (3) est équipée d'un dispositif qui réalise une ouverture lorsqu'une vitesse de rotation relative apparaît entre le moyeu (1) et l'arbre (2); 1.4 le joint de dilatation est subdivisé, dans la direction axiale, en deux sections ou plus (2.4, 2.5, 2.6). 2. Accouplement de sûreté selon la revendicaion 1, caractérisé en ce que les joints de dilatation (2.4, 2.5, 2.6) sont de longueur inégale dans la direction axiale. 3. Accouplement de sûreté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les joints de dilatation (2.4, 2.5, 2.6) sont disposés sur des rayons différents.