Brevet FR2867533A1 — publié le 20050916

Dispositif d'accouplement de deux arbres tournants concentriques et arbres tournants accouplés par un tel dispositif L'invention se rapporte à un dispositif d'accouplement de 5 deux arbres tournants concentriques ainsi qu'à des arbres tournants accouplés par un tel dispositif. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'accouplement de deux arbres tournants concentriques, respectivement intérieur et extérieur. io Ce type de dispositif emploie en général un grand nombre de pièces et a un fonctionnement qui est très sensible aux dispersions géométriques de ces pièces. En particulier, lorsque les arbres accouplés sont des arbres cannelés, les défauts géométriques d'orientation des cannelures peuvent entraîner des dysfonctionnements dans la transmission du mouvement (bruits, vibrations, corrosion excessive etc...). De plus, des défauts d'alignements (ou d'excentricité) entre les axes de rotation des arbres accouplés peuvent entraîner de mauvais fonctionnements dans la transmission du mouvement de rotation. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le dispositif d'accouplement selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément intermédiaire destiné à être disposé concentriquement au premier arbre, des premiers moyens de liaison en rotation formés sur la surface intérieure du premier élément et destinés à coopérer avec des moyens conjugués formés sur la surface extérieure du premier arbre, un second élément intermédiaire destiné à être disposé concentriquement au premier élément intermédiaire, des seconds moyens de liaison en rotation formés sur la surface extérieure du premier élément intermédiaire et destinés à coopérer avec des moyens conjugués formés sur la surface intérieure du second élément, des troisièmes moyens de liaison en rotation formés sur la surface extérieure du second élément intermédiaire et destinés à coopérer avec des moyens conjugués formés sur la surface intérieure du second arbre, et en ce que les moyens de liaison en rotation comportent une liaison rotule de façon à autoriser un défaut de co-axialité ou d'excentricité entre les axes de rotation des deux arbres accouplés. io Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la liaison rotule est conformée pour autoriser une rotation relative entre les arbres accouplés selon un axe sensiblement perpendiculaire aux axes de rotation des arbres, - la liaison rotule est formée par deux pivots distincts et perpendiculaires, - les seconds moyens de liaison en rotation constituent également la liaison rotule, - la liaison rotule est formée par un système de doigts formés sur le premier élément intermédiaire, ou respectivement sur le second élément intermédiaire, et coopérant avec des rainures correspondantes formées sur le second élément, respectivement sur le premier élément (3) intermédiaire, - les premiers moyens de liaison comportent des cannelures, - les seconds moyens de liaison comportent des cannelures, - le premier élément intermédiaire a la forme générale 30 d'une bague tubulaire, - le second élément intermédiaire a la forme générale d'une bague tubulaire. L'invention concerne également des arbres tournants concentriques respectivement intérieur et extérieur, accouplés au moyen d'un dispositif d'accouplement, conforme à l'une quelconque des caractéristiques précédentes. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles: - la figure 1 représente une vue en perspective et partielle de deux arbres concentriques tournant destinés à être io accouplés, - les figures 2 et 3 représentent respectivement des vues en perspectives de deux éléments intermédiaires de liaison du dispositif d'accouplement selon l'invention, - la figure 4 représente une vue en coupe transversale 15 des deux arbres de la figure 1, accouplés au moyen d'un dispositif d'accouplement selon l'invention, - la figure 5 représente une vue en perspective et en coupe longitudinale partielle des arbres accouplés de la figure 4, dans laquelle les axes longitudinaux des deux arbres ne sont pas colinéaires, - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale de l'agencement de la figure 5. Le dispositif d'accouplement selon l'invention va à présent être décrit dans un exemple d'application à deux arbres rotatifs concentriques cannelés (cf. figure 1). Un premier arbre dit intérieur 1 comporte des cannelures 101 longitudinales formées sur sa surface extérieure cylindrique. Les cannelures 101 sont dites longitudinales car parallèles à l'axe de symétrie longitudinal de l'arbre 1 (qui coïncide de préférence avec l'axe de rotation de l'arbre 1). Le deuxième arbre dit extérieur 2 est quant à lui de forme tubulaire et comprend également des cannelures 301 longitudinales formées sur sa surface cylindrique intérieure. Le diamètre intérieur du second arbre 2 est supérieur au 5 diamètre extérieur du premier arbre 1, de façon à accueillir le dispositif d'accouplement entre les deux arbres 1, 2. Le dispositif d'accouplement comprend un premier élément 3 intermédiaire ayant la forme générale d'une bague cylindrique et destiné à être disposé concentriquement autour io premier arbre 1 (figure 2). La surface intérieure du premier élément 3 intermédiaire a un diamètre et des cannelures 103 adaptés pour s'engrener avec la surface extérieure du premier arbre 1. Le premier élément 3 intermédiaire présente une surface extérieure cylindrique lisse sur laquelle fait saillie quatre doigts 203 orientés radialement vers l'extérieur du corps de l'élément 3. Les quatre doigts 203 sont situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément 3. Les doigts 203 sont par ailleurs répartis angulairement de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal de l'élément 3 (90 degrés entre deux doigts 203 adjacents). Le dispositif accouplement comprend un second élément 4 intermédiaire ayant la forme générale d'une bague cylindrique et destiné à être disposé concentriquement autour du premier élément 3 intermédiaire. La surface intérieure du second élément 4 intermédiaire a un diamètre correspondant au diamètre extérieur du premier élément 3, et quatre rainures 204 longitudinales disposées relativement de façon à accueillir les doigts 203 du premier élément 3. La surface extérieure du second élément 4 intermédiaire a un diamètre et des cannelures 304 longitudinales adaptés pour s'engrener avec la surface intérieure cannelée 301 du second arbre 2. La figure 4 représente le dispositif d'accouplement monté entre les deux arbres concentriques (premier 3 et second 4 éléments intermédiaires enfilés entre les arbres 1, 2). Dès lors, lorsque l'un des deux arbres 1, 2 dit arbre menant a un couple de rotation, les moyens d'accouplement 3, 4 transmettent le couple à l'autre arbre 2, 1 dit mené. Le dispositif d'accouplement selon l'invention est homocinétique. En effet, le rapport de la vitesse de rotation entre l'arbre menant et l'arbre mené est égal à un. io La transmission du couple entre le premier élément 3 intermédiaire et le second élément 4 intermédiaire est assurée par les doigts 203 du premier élément 3 qui coopèrent avec les rainures 204 du second élément 4. Ces mêmes moyens de liaison en rotation forme également une liaison rotule entre les deux éléments 3, 4 (et donc une liaison rotule entre les deux arbres 1, 2). En effet, les deux paires de doigts 203 alignés forment respectivement deux pivots distincts et perpendiculaires. Les rainures longitudinales autorisent un jeu et donc un déplacement des doigts permettant l'inclinaison d'un arbre 1 par rapport à l'autre 2. Les figures 5 et 6 illustrent les deux arbres accouplés avec un décalage angulaire A de leurs axes de rotation respectifs. De plus, les moyens de liaison en rotation 203, 204 entre 25 les deux éléments 3, 4 peuvent permettre un coulissement longitudinal relatif d'un arbre par rapport à l'autre. Ainsi, tout en étant de structure simple et peu coûteuse, l'invention permet d'accoupler deux arbres en respectant leurs axes de rotation respectifs. L'invention est particulièrement adaptée à la transmission de couple entre deux arbres cannelés non co-axiaux. L'invention peut s'appliquer, par exemple, à l'accouplement d'une machine électrique (Moteur Hybride) avec l'arbre primaire d'une boîte de vitesses. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement de deux arbres tournants concentriques, respectivement intérieur (1) et extérieur (2), caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément (3) intermédiaire destiné à être disposé concentriquement au premier arbre (1), des premiers moyens (103) de liaison en rotation formés sur la surface intérieure du premier élément (3) et destinés à coopérer avec des moyens conjugués (101) formés sur la surface extérieure du premier arbre (1), un io second élément (4) intermédiaire destiné à être disposé concentriquement au premier élément (3) intermédiaire, des seconds moyens (203) de liaison en rotation formés sur la surface extérieure du premier élément (3) intermédiaire et destinés à coopérer avec des moyens conjugués (204) formés sur la surface intérieure du second élément (4), des troisièmes moyens (304) de liaison en rotation formés sur la surface extérieure du second élément (4) intermédiaire et destinés à coopérer avec des moyens conjugués (301) formés sur la surface intérieure du second arbre (2), et en ce que les moyens de liaison en rotation comportent une liaison rotule (203, 204) de façon à autoriser un défaut de co-axialité ou d'excentricité entre les axes de rotation des deux arbres (1,2) accouplés. 2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison rotule (203, 204) est conformée pour autoriser une rotation relative entre les arbres (1, 2) accouplés selon un axe sensiblement perpendiculaire aux axes de rotation des arbres (1, 2). 3. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison rotule (203, 204) est formée par deux pivots distincts et perpendiculaires. 4. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seconds moyens (203, 204) de liaison en rotation constituent également la liaison rotule (203, 204). 5. Dispositif d'accouplement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison rotule (203, 204) est formée par un système de doigts (203) formés sur le premier élément (3) intermédiaire, ou respectivement sur le second élément (4) intermédiaire, et coopérant avec des rainures correspondantes io (204) formées sur le second élément (4), respectivement sur le premier élément (3) intermédiaire. 6. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens (103) de liaison comportent des cannelures. 7. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seconds moyens (203) de liaison comportent des cannelures. 8. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément (3) intermédiaire a la forme générale d'une bague tubulaire. 9. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément (4) intermédiaire a la forme générale d'une bague tubulaire. 10. Arbres tournants concentriques respectivement intérieur (1) et extérieur (2), accouplés au moyen d'un dispositif d'accouplement, caractérisé en ce que ledit dispositif d'accouplement est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.