Brevet FR2950945A1 — publié le 20110408

Domaine de l'invention L'invention concerne un dispositif d'accouplement permettant de transmettre un couple entre deux arbres. Arrière plan de l'invention Actuellement, afin de pouvoir transmettre un couple entre deux arbres qui ne se trouvent pas dans le prolongement l'un de l'autre, il est usuel 10 d'assurer cette liaison à l'aide d'un dispositif d'accouplement formant un joint à la Cardan. Au surplus, si la distance est variable entre les deux arbres à relier, l'un de ces arbres doit être télescopique. Un tel dispositif d'accouplement comporte des pièces complexes à réaliser et sont donc chères à produire. 15 Une autre solution est d'utiliser un manchon flexible en lieu et place du joint à la Cardan. Un tel manchon est réalisé soit en polymère déformable soit sous la forme d'un soufflet métallique. Un inconvénient d'un tel manchon est la fiabilité dans le temps avec des problèmes de vieillissement accéléré. Un but de l'invention est de fournir un dispositif d'accouplement qui soit à la fois simple et peu cher à produire tout en étant parfaitement fiable dans le temps. 25 Résumé de l'invention A cet effet, il est prévu selon l'invention, un dispositif d'accouplement destiné à transmettre un couple entre un arbre d'entrée et un arbre de sortie comportant chacun une extrémité en vis-à-vis, l'un parmi les arbres d'entrée 30 et de sortie comportant à son extrémité un élément mâle dont une section est de forme externe générale polygonale, et l'autre parmi les arbres d'entrée et de sortie comportant à son extrémité un élément femelle dont 20 une section est de forme interne générale polygonale complémentaire de la forme externe polygonale, les deux éléments mâle et femelle étant destinés à coopérer l'un avec l'autre par engrènement avec un jeu fonctionnel. Ainsi, la présence d'un jeu fonctionnel entre l'élément mâle et l'élément femelle permet un rotulage entre les deux de manière simple tout en assurant une parfaite fiabilité dans le temps. Avantageusement, mais facultativement, le dispositif d'accouplement présente en plus au moins l'une des caractéristiques suivantes : - la forme externe polygonale étant inscrite dans un cercle, une valeur du jeu fonctionnel est inférieure à une valeur d'une flèche au cercle d'un coté de la forme externe polygonale formant une corde du cercle ; - les formes interne et externe polygonales comportent entre trois et douze cotés ; - les formes interne et externe polygonales comportent quatre cotés ; - l'élément mâle est venu de matière avec l'extrémité de l'arbre sur lequel il est situé ; - l'élément mâle est rapporté sur l'extrémité de l'arbre sur lequel il est situé ; - un deuxième jeu fonctionnel existe entre l'élément mâle et l'extrémité de l'arbre sur lequel il est situé ; - l'élément mâle comporte une ou plusieurs pièces empilées l'une contre l'autre selon un axe longitudinal de l'arbre sur l'extrémité duquel l'élément mâle est situé ; - l'élément femelle forme l'extrémité d'un arbre creux de section la forme interne polygonale ; et, - l'élément femelle forme une extrémité matricée d'un arbre creux de section cylindrique.30 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront lors de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue tridimensionnelle éclatée d'un dispositif d'accouplement selon l'invention monté entre deux arbres ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de deux arbres accouplés avec le dispositif d'accouplement selon l'invention ; et - la figure 3 est une section en coupe du dispositif d'accouplement des figures 1 et 2. Description détaillée de l'invention En référence à la figure 1, nous allons décrire un mode de réalisation d'un dispositif d'accouplement 1 selon l'invention. Ce dispositif d'accouplement 1 est destiné à permettre la transmission d'un couple entre un arbre d'entrée 10 et un arbre de sortie 11. Il comporte un élément mâle 2 et un élément femelle 3, tous deux destinés à coopérer l'un avec l'autre par engrènement. L'arbre d'entrée 10 comporte une extrémité 12 sur laquelle est positionné l'élément mâle 2. Ici, dans le mode de réalisation illustré à la Figure 1, l'extrémité 12 comporte sur un tronçon un ensemble de méplat 13, ici au nombre de quatre et uniformément répartis sur une circonférence de l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10. S'étendant en saillie de l'extrémité 12 selon un axe longitudinal X de l'arbre d'entrée 10, un tronçon cylindrique de révolution 14 présente un diamètre inférieur à une distance entre deux méplats 13 diamétralement opposés. L'élément mâle présente, en section perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une forme externe généralement polygonale. Dans le mode de réalisation illustré dans les figures, la forme polygonale comporte quatre cotés formant un carré. L'élément mâle 2 est ici formé de deux pièces identiques qui se présentent, ici, sous la forme de carrés. Chacune des pièces formant l'élément mâle 2 est percé d'un orifice coaxial 30, lui-même carré, de sorte à ce que les deux pièces formant l'élément mâle 2 puissent être enfilées à coulissement sur les méplats 13 de l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10. Un jeu fonctionnel 131 existe entre le méplat 13 de l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10 et un coté 24 de l'orifice coaxial 30 situé en regard. Ce jeu est identique entre chacun des méplats 13 et chacun des cotés 24 de l'orifice coaxial 30 situé en regard respectivement. Ce jeu fonctionnel 131 est choisi de sorte à ce qu'au moins l'arbre d'entrée 10 entraîne, lors d'un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal X, les pièces de l'élément mâle 2 dans ce mouvement de rotation. Les pièces formant l'élément mâle 2 sont maintenues en place sur l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10 à l'aide d'un anneau 4 venant s'emmancher à coulissement et en force sur le tronçon cylindrique 14. L'anneau 4 est de type « Grifaxe » et est bloqué sur le tronçon cylindrique 14 par arc-boutement, une fois cet anneau 4 mis en place. L'anneau 4 forme alors un moyen de blocage de l'élément mâle 2 sur l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10. En variante de réalisation, les moyens de blocage comprennent un circlips ou une goupille ou encore tout autre moyen connu permettant d'assurer le blocage en translation le long de l'axe longitudinal X sur les méplats 13 des pièces formant l'élément mâle 2 sur l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10. En variante, l'élément mâle 2 comporte une ou plusieurs pièces. Dans une autre variante de réalisation, l'élément mâle 2 est venu de matière avec l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10. Dans d'autres variantes de réalisation, l'élément mâle 2 peut être de toute forme polygonale. En particulier, cette forme polygonale peut comporter entre 3 et 12 côtés. Dans une variante supplémentaire de réalisation, la forme polygonale comporte des sommets arrondis.30 L'arbre de sortie 11 comporte une extrémité 15 sur laquelle est située l'élément femelle 3. L'élément femelle 3 est, en section perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre de sortie, de forme interne générale polygonale qui présente ici quatre cotés. L'élément femelle 3 peut se terminer, comme cela est illustré sur les figures, par une extrémité évasée 31 qui lui confère une forme d'entonnoir. Cette forme d'entonnoir facilite la mise en place de l'élément femelle 3 sur l'élément mâle 2 lors d'un montage du dispositif d'accouplement 1 selon l'invention entre l'arbre d'entrée 10 et l'arbre de sortie 11. La forme polygonale de l'élément femelle 3 présente une forme complémentaire de celle de l'élément mâle 2 situé à l'extrémité 12 de l'arbre d'entrée 10. L'élément femelle 3 est, ici, venu de matière avec l'extrémité 15 de l'arbre de sortie 11. De plus, dans le mode de réalisation illustré au figures, l'élément femelle 3 est réalisé par matriçage de l'extrémité 15 de l'arbre de sortie 11 qui se présente alors sous la forme d'un tube creux cylindrique de révolution. En variante de réalisation, l'élément femelle 3 est une pièce rapportée par soudage ou tout autre moyen sur l'extrémité 15 de l'arbre de sortie 11. Dans d'autres variantes de réalisation, l'élément femelle 3 peut être de toute forme polygonale. En particulier, cette forme polygonale peut comporter entre 3 et 12 côtés. Dans une variante supplémentaire de réalisation, la forme polygonale de l'élément femelle 3 comporte des sommets arrondis. En référence à la Figure 2 et à la Figure 3, nous allons maintenant décrire le fonctionnement du dispositif d'accouplement 1 selon l'invention. Lors d'un montage, l'arbre de sortie 11 est emmanché sur l'arbre d'entrée 10 (ou inversement) de sorte à ce que l'extrémité femelle 3 accueille, dans un mouvement de translation, l'extrémité mâle 2. La complémentarité de forme de l'élément femelle 3 et de l'élément mâle 2 permet que les extrémités respectives 12 et 15 des arbres d'entrée 10 et de sortie 11 de coopérer l'un avec l'autre par engrènement et ainsi de transmettre un couple de l'arbre d'entrée 10 à l'arbre de sortie 11. Comme illustré à la Figure 3, une fois l'élément mâle 2 introduit dans l'élément femelle 3, un jeu fonctionnel 20 existe entre un côté 23 de la forme externe polygonale de l'élément mâle 2 et un côté 31 de la forme interne polygonale de l'élément femelle 3 situé en regard du côté 23 de la forme externe polygonale de l'élément mâle 2. Une valeur du jeu fonctionnel 20 est inférieure à une valeur d'une flèche 21. La flèche 21 est définie comme suit : - le polygone de la forme externe polygonale de l'élément mâle 2 est inscrit dans un cercle 22, - les côtés 23 de ce polygone forment alors des cordes de ce cercle 22, - la flèche 21 correspond alors à un segment reliant les milieux d'une 23 des cordes et d'un arc du cercle 221 en regard de cette corde, les extrémités de la corde 21 étant celle de l'arc de cercle 221. Le jeu fonctionnel 20, associé au jeu fonctionnel 131, permet un rotulage entre l'arbre d'entrée 10 et l'arbre de sortie 11, une fois ceux-ci accouplés, selon un angle maximal A tout en permettant la transmission par engrènement d'un couple entre l'arbre d'entrée 10 et l'arbre de sortie 11. En variante, une valeur du jeu fonctionnel 131 est identique à celle du jeu fonctionnel 20. Ainsi, Les jeux fonctionnels sont tous identiques dans le dispositif d'accouplement 1 selon l'invention. Il est possible d'adapter la capacité de transmission de couple en jouant sur le nombre de pièces formant l'élément mâle 2 et/ou le nombre de côtés des formes polygonales externe de l'élément mâle 2 et interne de l'élément femelle 3. La valeur du jeu fonctionnel 20 et/ou du jeu fonctionnel 131 permet, quant à elle, d'ajuster la valeur de l'angle maximal A pour le rotulage permis entre l'arbre d'entrée 10 et l'arbre de sortie 11 et aussi d'adapter la capacité de transmission de couple (car plus il y a de jeu, moins de couple peut être transmis de l'arbre d'entrée 10 à l'arbre de sortie 11). En variante de réalisation, seul l'un des jeux fonctionnels 20, 131 est présent, l'autre étant alors quasi-nul. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. Revendications1. Dispositif d'accouplement (1) destiné à transmettre un couple entre un arbre d'entrée (10) et un arbre de sortie (11) comportant chacun une extrémité en vis-à-vis, le dispositif d'accouplement comprenant un élément mâle (2 ; 13) et un élément femelle (3 ; 30) destinée à coopérer l'un avec l'autre, caractérisé en ce que l'un (10) parmi les arbres d'entrée et de sortie comporte à son extrémité (12) l'élément mâle (2 ; 13) dont une section est de forme externe générale polygonale, et l'autre (11) parmi les arbres d'entrée et de sortie comporte à son extrémité (15) l'élément femelle (3 ; 30) dont une section est de forme interne générale polygonale complémentaire de la forme externe polygonale, les deux éléments mâle et femelle étant destinés à coopérer l'un avec l'autre par engrènement avec un jeu fonctionnel (20 ; 131). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la forme externe polygonale étant inscrite dans un cercle (22), une valeur du jeu fonctionnel (20) est inférieure à une valeur d'une flèche (20) au cercle (22) d'un coté (23) de la forme externe polygonale formant une corde du cercle (22). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les formes interne et externe polygonales comportent entre trois et douze cotés. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les formes interne et externe polygonales comportent quatre cotés. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 30 l'élément mâle est venu de matière avec l'extrémité de l'arbre sur lequel il est situé.25 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément mâle est rapporté sur l'extrémité de l'arbre sur lequel il est situé. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que un deuxième jeu fonctionnel (131) existe entre l'élément mâle et l'extrémité de l'arbre sur lequel il est situé. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'élément mâle comporte une ou plusieurs pièces empilées l'une contre l'autre selon un axe longitudinal (X) de l'arbre sur l'extrémité duquel l'élément mâle est situé. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément femelle forme l'extrémité d'un arbre creux de section la forme interne polygonale. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément femelle forme une extrémité matricée d'un arbre creux de section cylindrique.20