Brevet FR2883349A1 — publié le 20060922

La présente invention concerne un batteur destiné à être monté sur un arbre rotatif, notamment un arbre de transmission cylindrique. Un batteur affecte traditionnellement la forme d'une bague, comprenant un manchon d'inertie extérieur cylindrique en matière dense, généralement métallique, qui entoure un manchon en matière souple et élastique emmanché sur l'arbre et immobilisé sur celui-ci aussi bien en rotation qu'en translation par des organes de fixation appropriés. Sa fonction est d'étouffer les vibrations susceptibles de se développer sur l'arbre en rotation, et d'atténuer les bruits, les caractéristiques du batteur étant déterminées pour que sa fréquence de résonance corresponde à celle à atténuer. Un dispositif de ce genre est couramment mis en oeuvre sur un arbre de transmission d'un véhicule automobile (voir par exemple le document de brevet FR 1 588 960). La mise en place du batteur par emmanchement axial n'est pas toujours aisée, et il est parfois délicat de le positionner correctement sur l'arbre, en particulier lorsque l'arbre est long et/ou est pourvu d'organes en relief contrariant l'emmanchement. C'est pourquoi, il a été proposé des batteurs dits modulaires, qui comprennent plusieurs modules aptes à être mis en place Ixansversalement et fixés 20 autour de l'arbre de transmission. Un batteur de ce type est décrit par exemple dans le document FR-A-2 710 381, qui comprend deux modules ayant chacun la forme d'une coquille semicylindrique. Le document EP-B-O 651 177, quant à lui, se rapporte à un batteur constitué de deux modules, ou plus, qui sont attachés l'un à l'autre (ou les uns aux autres) par une liaison imperdable comprenant un axe d'articulation pouvant pivoter dans un logement complémentaire semi fermé, leur fixation sur l'arbre se faisant au moyen d'un clip rapporté. L'invention a pour objet un batteur modulaire. Un but de l'invention est de perfectionner ce type de batteur de telle façon que celui-ci amortisse au mieux les vibrations, sans générer au cours de sa rotation, d'oscillations parasitaires par suite d'un mauvais équilibrage dynamique, cause de balourds, résultant de la disposition des modules qui le constituent et/ou de la présence des organes de fixation du batteur sur l'arbre de transmission. Pour cela, un objectif de l'invention est de concevoir un batteur qui, malgré son caractère modulaire, présente des caractéristiques structurelles et fonctionnelles équivalentes, ou très proches, de celles d'un batteur traditionnel de structure unitaire qui ne peut être mis en place sur l'arbre que par emmanchement axial. Ce caractère unitaire ne se trouve pas dans l'objet du document FR-A-2 710 381, dont le premier mode de réalisation (figures 1, 2) possède une masse battante composée de coquilles qui présentent des rebords latéraux proéminents et un collier de serrage rapporté, qui perturbent l'équilibre dynamique du dispositif. De plus, les forces centrifuges générées par la rotation tendent à écarter les deux modules l'un de l'autre, ce qui a tendance à créer un balourd orienté perpendiculairement au plan de joint des deux coquilles et qui est également une source de perturbation. Dans le second mode de réalisation (figures 3 à 5), la masse battante a une section non circulaire, en forme de C , de sorte que le manque de matière correspondant à l'ouverture de ce C est également cause de balourd. Dans le dispositif décrit dans le document EP-B- 0 651 177, il est nécessaire de donner aux portions extérieures massives des formes très spécifiques, par usinage ou au moulage, pour permettre leur liaison articulée et la mise en place de l'agrafe de fermeture, ce qui conduit à un coût de fabrication élevé. Il se pose, en outre, le risque de perte inopinée du clip de maintien au moment du montage du batteur sur l'arbre, ou en cours de fonctionnement. D'autres objectifs de l'invention sont de proposer un batteur modulaire de conception simple, qui puisse être mis en place facilement sur l'arbre, qui soit d'un prix de fabrication relativement faible, tout en résistant à la corrosion, et qui adhère parfaitement, sans possibilité de jeu notable, à l'arbre sur lequel il est fixé, et qui puisse être facilement démonté notamment pour être changé si nécessaire. Comme indiqué plus haut, l'objet de l'invention est donc un batteur modulaire pour arbre rotatif, notamment un arbre de transmission cylindrique, qui comprend plusieurs modules aptes à être mis en place transversalement et fixés autour de l'arbre. Les différents objectifs mentionnés ci-dessus sont atteints, conformément à l'invention, grâce au fait que le batteur est composé de trois modules similaires constitués chacun de trois éléments concentriques en forme de secteurs d'arc de cylindre s'étendant sur un angle sensiblement égal à 120 , à savoir: - une armature intérieure, de faible épaisseur, dont la face interne 5 possède un rayon égal à celui de l'arbre; - une portion extérieure massive, réalisée dans un matériau de densité élevée, notamment métallique; - une masse de liaison en matériau élastomère intercalée entre ladite armature intérieure et ladite portion extérieure et adhérisée à chacun de ces 10 éléments; et que l'armature intérieure possède une longueur axiale sensiblement supérieure aux longueurs axiales des deux autres éléments de telle façon que ses portions d'extrémité s'étendent au-delà des extrémités de la portion extérieure massive et de la masse de liaison en matériau élastomère, les portions d'extrémité dépassantes de deux au moins desdites armatures intérieures étant munies d'organes de sertissage complémentaires aptes à assurer la liaison par serrage de l'ensemble des modules autour de l'arbre. Grâce à cet agencement, les forces centrifuges générées par la rotation sur chacun des modules se répartissent suivant des axes correspondant à une étoile à trois branches disposées à 120 , qui ne génère pas -ou pratiquement pas- de déséquilibre dynamique pour le dispositif Par ailleurs, la disposition des organes de sertissage sur les portions d'extrémité dépassantes des armatures intérieures fait que:['opération de sertissage, servant à assurer la liaison par serrage de l'ensemble des modules autour de l'arbre, n'est pas contrariée par la partie extérieure massive des modules. Enfin, ces moyens de sertissage faisant partie de l'armature intérieure fine sont proches de l'arbre rotatif et donc de l'axe de rotation, si bien que les forces centrifuges auxquelles ils sont soumis sont proportionnellement réduits. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses possibles, mais non limitatives, de l'invention: - la masse de liaison en matériau élastomère est massive, dépourvue d'évidements internes, ce qui améliore la stabilité dynamique du batteur; - la masse de liaison en matériau élastomère est en caoutchouc naturel ou synthétique (selon la température à laquelle elle est susceptible d'être exposée) ; - la masse de liaison en matériau élastomère possède une longueur axiale sensiblement inférieure à celle de la portion extérieure massive; - la portion extérieure est revêtue, par adhérisation, d'une fine couche de matériau élastomère, qui recouvre au moins sa face externe en arc de cylindre, ainsi que ses chants radiaux (protection anticorrosion et/ou gravillonnage) ; - l'armature intérieure est revêtue par adhérisation d'une fine couche de matériau élastomère, qui recouvre au moins sa face interne en arc de cylindre (protection anticorrosion et gravillonnage) ; l'armature intérieure est munie de reliefs, tels que des ondulations longitudinales aptes à favoriser la mise en place du batteur sur des arbres de diamètres différents; - l'armature intérieure est munie de reliefs, tels que des ondulations transversales, favorisant sa liaison, suivant la direction longitudinale, avec la masse 15 en matériau élastomère qui l'entoure; Concernant les ondulations de l'armature intérieure, on peut faire les observations suivantes: - dans le cas d'un positionnement transversal des ondulations, l'armature s'en trouve rigidifiée; - dans le cas d'un positionnement longitudinal, les ondulations ajoutent une "réserve" élastique au serrage sur l'arbre. Ainsi l'armature peut s'adapter correctement sur des arbres de diamètres différents (à l'intérieur d'une fourchette dimensionnelle donnée). Dans un premier mode de réalisation possible de l'invention, les trois 25 modules qui composent le batteur sont indépendants et reliés deux à deux par sertissage. Dans ce cas, les trois modules qui le composent sont avantageusement identiques, ce qui réduit notablement le prix de revient du batteur, et chacune des deux portions dépassantes de leur armature interne est munie d'une paire de pattes de sertissage complémentaires disposées en vis-àvis l'une de l'autre, sur ses bords longitudinaux opposés. Dans un second mode de réalisation possible de l'invention, les armatures internes des trois modules qui composent le batteur sont attenantes, c'est-à-dire reliées les unes aux autres, formant une sorte de manchon déformable, apte à être suffisamment ouvert pour être engagé transversalement sur l'arbre, puis refermé et fixé avec serrage sur ce dernier, par sertissage. De préférence, les armatures internes des trois modules forment une seule et même pièce. Avantageusement, ces armatures internes sont reliées par des zones susceptibles d'être pincées et repliées pour parfaire le serrage du batteur sur l'arbre, 5 afin de compenser les variations possibles de diamètre de l'arbre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation possibles de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans 10 lesquels: - les figures 1, 2 et 3 sont des vues en perspective représentant, respectivement, la portion extérieure massive, la masse de liaison en matériau élastomère, et l'armature intérieure, qui composent un module constitutif d'un batteur qui fait l'objet d'un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une coupe transversale de ce module, suivant le plan de coupe référencé IV-IV sur la figure 5; - la figure 5 est une coupe longitudinale du même module, suivant le plan de coupe référencé V-V sur la figure 4; - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe transversale illustrant la 20 mise en place du module sur un arbre; - les figures 8 et 9 sont des vues partielles en coupe transversale au niveau d'une partie dépassante de l'armature intérieure, destinées à montrer comment s'opère la liaison par sertissage de deux modules adjacents; - les figures 10 et 11 sont des vues en bout d'un batteur qui fait 25 l'objet d'un second mode de réalisation de l'invention, respectivement au cours de sa mise en place et après sa fixation sur un arbre. Le batteur faisant l'objet du premier mode de réalisation de l'invention, illustré sur les figures 1 à 9, est composé de trois modules similaires 5a, 5b et 5c. Chacun d'eux, qui porte la référence générale 5 sur la figure 4, est constitué de trois éléments concentriques en forme de secteurs d'arc de cylindre s'étendant sur un angle sensiblement égal à 120 . Ces éléments, considérés de l'intérieur vers l'extérieur, solidaires les uns des autres, sont: - une armature intérieure 1; 35 -une masse 2 en matériau souple et élastique (élastomère), par exemple en caoutchouc naturel; - une portion extérieure massive 3, formant volant d'inertie, réalisée dans un matériau de densité élevée, notamment métallique, par exemple en acier ou 5 en fonte. La masse 2, intercalée entre l'armature intérieure 1 et la portion extérieure 3 est adhérisée contre chacun de ces éléments, assurant la liaison des trois éléments. L'armature intérieure 1 comprend une plaquette galbée 10 de faible épaisseur, en forme d'arc de cylindre dont la face interne possède un rayon égal à celui de l'arbre cylindrique, désigné A sur les figures 6 et 7, sur lequel le batteur doit être monté. Elle est réalisée en une matière rigide, par exemple en acier, en aluminium ou en matière plastique. Sa longueur axiale est sensiblement supérieure à la longueur axiale de la portion extérieure 3, laquelle est elle-même supérieure à la longueur axiale de la masse 2, comme on le voit sur la figure 5. Ainsi, ses parties d'extrémité s'étendent au-delà des extrémités des éléments 2-3. Le fait que la masse élastique 2 soit plus courte que la portion 3 20 formant volant d'inertie améliore l'étouffement des éventuelles vibrations axiales. Chaque module 5 présente une configuration symétrique par rapport à un plan transversal médian, correspondant au plan IV-IV de la figure 5. La plaquette 10 présente une paire d'ondulations semi annulaires 100, formant des bossages dirigés vers l'extérieur, destinés à améliorer l'adhérence 25 et la retenue de la partie élastique 2 sur l'armature 1. Les bords longitudinaux de la plaquette 10, désignés 11, sont pourvus à leurs extrémités libres (qui s'étendent au-delà des extrémités des éléments 2-3) d'une paire de pattes, ou languettes, de sertissage 6, 7. Plus précisément, à chaque extrémité de l'élément 1 est prévue une paire de pattes 6-7 de profils complémentaires, l'un des profils étant adapté pour être serti sur l'autre profil par accolement puis repliement des deux pattes. Pour fabriquer un tel module, on met en place l'armature intérieure 1 et la portion extérieure 3 dans un. moule de forme adaptée, et on y introduit la matière élastomère liquide, qu'on frit durcir par traitement thermique approprié afin qu'elle adhérise contre les parois des éléments 1 et 3, par exemple par vulcanisation si on a affaire à du caoutchouc naturel. Cependant, le moule est ainsi dimensionné que ces éléments se trouvent en plus enrobés à l'intérieur d'une couche de revêtement 4 en élastomère. Sur les figures 4 et 5, on a désigné par les références 40, 41 et 42 les films constitutifs de ce revêtement, qu recouvrent, respectivement, la face interne de l'armature 1, la face externe de la portion 3, et les chants longitudinaux de cette portion. La figure 6 représente la mise en place, autour d'un arbre cylindrique A, de trois modules identiques 5a, 5b et 5c. Leur rapprochement de l'arbre A se fait par déplacement transversal (radial); symbolisé par les flèches F sur la figure 6. Les modules sont ainsi orientés qu'une paire de pattes de liaison 6 d'un module donné vienne en regard d'une paire de pattes complémentaires 7 du module voisin, et réciproquement. Chaque module vient porter contre la paroi de l'arbre A par la couche 40 qui revêt la face interne de son armature 1. On provoque alors la fixation par sertissage des trois paires de pattes 67 des modules entre eux. Les figures 8 et 9 permettent de comprendre comment s'opère ce sertissage, montrant l'accolement et le repliement conjoint des pattes 6a et 7b de deux des armatures la, lb (correspondant aux modules 5a et 5b). Des sertissages identiques sont réalisés pour relier entre eux les modules 5a-5c et 5b-5c, de telle manière que ces modules enserrent fortement l'arbre A et en deviennent solidaires par friction, aussi bien en translation qu'en rotation. L'ensemble se trouve ainsi solidarisé de l'arbre A, grâce aux six 25 zones de sertissage 67 réparties par paires, disposées à 120 , et proches de la paroi de l'arbre. En conséquence, ce mode de liaison ne perturbe ni l'équilibre statique ni, pratiquement, l'équilibre dynamique de l'arbre. La présence des couches d'élastomère 40 et 42 qui sont soumis à une précontrainte au cours de ce sertissage, d'une part entre chaque module et l'arbre, d'autre part entre deux modules voisins, améliore encore la qualité de cette liaison. La couche 42 évite un écartement des masses lors de sollicitations dues aux forces centrifuges. Le revêtement 4, en particulier la couche 41, a en outre pour intérêt 35 de protéger la portion 3 des modules des agressions physico-chimiques extérieures, 15 20 évitant la nécessité d'un traitement anti-corrosion, même si cette pièce est réalisée en métal. Le second mode de réalisation du batteur, illustré sur les figures 10 et 11, se distingue essentiellement du premier en ce que les armatures internes des 5 différents modules, en forme d'arcs de cylindre, référencées 90a, 90b et 90c forment parties intégrantes d'une même pièce 9. Elles sont attenantes par une paire de zones de liaison au niveau de leurs parties d'extrémité longitudinales qui dépassent des parties 2 et 3. Ces zones de liaison sont déformables. Elles présentent des lignes 91a, respectivement 91b, qui sont des amorces de pliage. Les bords libres des portions d'extrémité de la pièce 9 sont munies de deux paires de pattes de sertissage complémentaires 92, 93, similaires aux pattes 6,7 du mode de réalisation précédent. Les portions extérieures 3a, 3b et 3c présentent des bords longitudinaux à profil étagé. A l'un des bords, sur une demi épaisseur, la moitié externe de la pièce forme une languette, et la moitié interne forme un lamage. A l'autre bord, cette disposition est inversée. Les trois modules sont disposés de telle façon que les bords de deux portions 3 voisines, venant en vis-à-vis, aient des configurations inverses. Lors de la mise en place du batteur sur l'arbre A, l'opérateur commence par ouvrir la plaque 9, ce qui est possible par déformation des zones de liaison au niveau des lignes 91a et 91b. Cette mise en place, par un mouvement transversal, est symbolisée par la flèche G sur la figure 10. Il referme ensuite la plaque 9, écrase les portions 91a et 91b pour en faire des plis radiaux, et réalise une liaison 900 par sertissage des pattes 92-93. Les dimensions relatives des languettes et lamages précités sont choisies pour qu'après fixation le chant (radial) d'une languette interne vienne en appui contre la face radiale du larnage de la portion massive 3 adjacente, ce qui ménage des interstices longitudinaux 12a, 12b et 12c à la périphérie du batteur. Bien entendu, comme dans le mode de réalisation précédent, les portions 3 et la face interne des armatures 90 sont revêtues d'une couche souple et élastique d'élastomère adhérisée apte à assurer une protection physicochimique du batteur et une certaine précontrainte au serrage, favorable à une bonne immobilisation des différents modules entre eux et autour de l'arbre. Dans chacun des deux modes de réalisation ci-dessus décrits, du fait que les pattes de sertissage et, pour le second mode de réalisation, les lignes de pliage et de pincement, sont situées à l'extérieur des parties principales 2 et 3 du batteur, ces éléments sont aisément accessibles à l'opérateur aussi bien pour le montage que le démontage du dispositif Il n'y a pas d'élément de serrage indépendant tel qu'un collier de serrage ou un clip qui risquerait d'être perdu au cours de ces opérations, ni en cours de fonctionnement, car les organes de sertissage forment parties intégrantes du batteur. Bien entendu, les armatures intérieures, malgré leur relative faible épaisseur, doivent être réalisées dans un matériau suffisamment rigide pour retenir convenablement, sans se déformer, les éléments 2 et 3 au cours de leur rotation avec l'arbre. Le fait que les trois modules composant le batteur sont identiques est un facteur important de réduction de son prix de revient. Io REVENDICATIONS 1. Batteur modulaire pour arbre rotatif (A), notamment un arbre de transmission cylindrique, qui comprend plusieurs modules aptes à être mis en place transversalement et fixés autour de l'arbre, caractérisé par le fait qu'il est composé de trois modules similaires (5) constitués chacun de trois éléments concentriques en forme de secteurs d'arc de cylindre s'étendant sur un angle sensiblement égal à 120 , à savoir: -une armature intérieure (1; 90), de faible épaisseur, dont la face interne possède un rayon égal à celui de l'arbre; - une portion extérieure massive (3), réalisée dans un matériau de densité élevée, 10 notamment métallique; une masse de liaison (2) en matériau élastomère intercalée entre ladite armature intérieure et ladite portion extérieure et adhérisée à chacun de ces éléments; et que ladite armature intérieure (1; 90) possède une longueur axiale sensiblement supérieure aux longueurs axiales des deux autres éléments (2, 3) de telle façon que ses portions d'extrémité s'étendent au-delà des extrémités de la portion extérieure massive et de la masse de liaison en matériau élastomère, les portions d'extrémité dépassantes de deux au moins desdites armatures intérieures étant munies d'organes de sertissage complémentaires (6-7; 92-93) aptes à assurer la liaison par serrage de l'ensemble des modules (5a, 5b, 5c) autour de l'arbre (A). 2. Batteur modulaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite masse de liaison (2) en matériau élastomère est en caoutchouc naturel ou synthétique. 3. Batteur modulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le 25 fait que ladite masse de liaison (2) en matériau élastomère possède une longueur axiale sensiblement inférieure à celle de la portion extérieure (3). 4. Batteur modulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite portion extérieure (3) est revêtue par adhérisation d'une fine couche de matériau élastomère (4), qui recouvre au moins sa face externe en arc de cylindre ainsi que ses chants radiaux. 5. Batteur modulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite annature intérieure (1) est revêtue par adhérisation d'une fine couche (40) de matériau élastomère, qui recouvre au moins sa face interne en arc de cylindre. 6. Batteur modulaire selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite armature intérieure (1) est munie de reliefs, tels que des ondulations transversales (100), favorisant sa liaison, suivant la direction longitudinale, avec la masse en matériau élastomère (2) qui l'entoure. 7. Batteur modulaire selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite armature intérieure (1) est munie de reliefs, tels que des ondulations longitudinales aptes à favoriser la mise en place du batteur sur des arbres de diamètres différents. 8. Batteur modulaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les trois modules (5a, 5b, 5c) qui le composent sont indépendants et reliés deux à deux par sertissage. 9. Batteur modulaire selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les trois modules (5a, 5b, 5c) qui le composent sont identiques, chacune des deux portions dépassantes de leur armature interne étant munie d'une paire de pattes de sertissage complémentaires (6-7) disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, sur ses bords longitudinaux opposés. 10. Batteur modulaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les armatures internes (90a, 90b, 90c) des trois modules qui le composent sont attenantes, formant un manchon déformable (9), apte à être suffisamment ouvert pour être engagé transversalement sur l'arbre (A), puis refermé et fixé avec serrage sur ce dernier, par sertissage. 11. Batteur modulaire selon la revendication 10, caractérisé par le 25 fait que les armatures internes (90a, 90b, 90c) des trois modules forment une seule et même pièce (9). 12. Batteur modulaire selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les armatures internes (90a, 90b, 90c) des trois modules sont reliées par des zones (91a, 91b) susceptibles d'être pincées et pliées pour parfaire le serrage du batteur sur l'arbre (A), en en compensant les éventuelles variations de diamètre.