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"Accouplement de transmission d'un couple de rotation"
La présente invention concerne un accouplement de transmission d'un couple de rotation, qui permet au moins un désalignement angulaire et un déplacement axial entre deux éléments de l'accouplement et qui comporte : au moins un élément d'accouplement interne muni de moyens externes d'entraînement, un élément d'accouplement externe en forme de manchon, agencé autour des moyens externes d'entraî- nement et comportant des moyens internes d'entraîne- ment qui peuvent être mis en prise avec les moyens externes d'entraînement pour établir une transmis- sion du couple entre éléments d'accouplement externe et interne, les moyens d'entraînement internes et externes étant de plus agencés pour que les éléments d'accouplement interne et externe puissent coulisser l'un dans l'autre,
- un ensemble à ressort agencé pour agir entre l'élé- ment d'accouplement interne et l'élément d'accouple- ment externe de façon à les faire coulisser l'un dans l'autre ou à suivre le coulissement qui leur serait imposé.
On connaît à ce jour un accouplement du type cité ci-dessus (ESCOGEAR FTR90 produit par ESCO TRANSMISSION BELGIUM) constitué d'une juxtaposition de deux demi-accouplements qui comprennent chacun un moyeu muni d'une denture externe et un manchon à denture interne.
La juxtaposition est réalisée par fixation l'un à l'autre des deux manchons. Chaque fois, entre moyeu et manchon il y a un ressort de compression. Les deux
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ressorts sont de force égale pour que, si les deux moyeux sont désalignés ou plus ou moins écartés en cours de service, dans les limites de fonctionnement admises, les manchons fixés ensemble soient automatiquement disposés d'une façon équilibrée ou symétrique sur chacun des moyeux, à l'endroit des dentures d'accouplement.
Le type d'ensemble d'accouplement précité présente de nombreux problèmes et désavantages dont voici des exemples.
- En cas de désalignement, chaque ressort de compression est déformé parce qu'en appui sur deux surfaces qui ne restent pas parallèles et cela provoque un balourd pendant la rotation de l'ensemble d'accouplement.
- Lorsque l'on veut séparer un organe moteur, comportant un des moyeux, d'un organe récepteur comportant l'autre moyeu, il est usuel de détacher l'un de l'autre les deux manchons. A ce moment cependant, les deux ressorts continuent à presser les deux manchons l'un contre l'autre jusqu'à ce que les organes moteur et récepteur soient déplacés axialement à une distance suffisante l'un de l'autre et cela constitue un risque d'accident pendant ce genre de manipulation, en raison de la poussée des ressorts. De plus, si la séparation de l'organe moteur ou récepteur ne peut se faire axialement mais doit se faire transversalement, il y a lieu de prévoir des outillages extérieurs qui compriment les ressort avant de pouvoir séparer les organes. Ceci constitue des coûts supplémentaires et une perte de temps à la manipulation.
- Ce genre d'ensemble d'accouplement est lubrifié usuellement à la graisse et des collerettes destinées à empêcher une sortie de graisse et une entrée de poussière sont agencées à chaque extrémité de l'ensemble. Ces collerettes sont soumises à de fortes déformations qui raccourcissent leur durée de vie et obligent à des
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démontages fréquents et onéreux. Ces collerettes conviennent peu pour une lubrification à l'huile dont cependant les capacités de répartition et de redistribution constante entre éléments à lubrifier constituent un avantage réclamé par les utilisateurs.
- Lors d'un démontage précité, par séparation des manchons, l'espace entre manchon et moyeu de chaque demi-accouplement est ouvert, au moins aux extrémités séparées, et de la graisse peut s'en échapper, et à fortiori de l'huile si cette dernière était tout de même utilisée (à moins de vidanger l'accouplement au préalable, mais cela prend du temps pour de l'huile et n'est pas possible pour de la graisse).
- Les régions entre moyeu et denture externe de celui-ci doivent être profondément creusées pour que, d'une part, la collerette de récolte de lubrifiant puisse être efficace en ramenant le lubrifiant dans les zones à lubrifier et, d'autre part, le ressort puisse être logé, sans allonger inutilement dans le sens axial l'ensemble d'accouplement. Ces évidements diminuent la section du moyeu et donc sa solidité et la rigidité de fixation des dents.
La présente invention a pour but de remédier à ces problèmes et propose un accouplement : - dont les ensembles à ressort ne sont pas déformés irrégulièrement en cours de fonctionnement, - dont la lubrification peut aisément être réalisée avec de l'huile, dont le démontage par rapport aux organes moteur et/ou récepteur assure automatiquement une fermeture de l'espace entre moyeu et manchon au niveau des extrémités séparées, - qui, utilisé dans un ensemble d'accouplement du genre précité, est agencé pour que les deux manchons s'écartent automatiquement l'un de l'autre, de façon à faciliter le retrait axial ou transversal de
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l'organe moteur ou récepteur sans plus subir la force des ensembles de ressort à ce moment,
et dont la matière entre moyeu et denture du moyeu puisse être suffisamment massive pour la solidité de l'ensemble et la transmission du couple en cas de frettage du moyeu sur un arbre.
A cet effet, suivant l'invention, l'accouplement de transmission comporte : un dispositif intercalé par l'intermédiaire duquel l'ensemble à ressort agit sur un premier des éléments d'accouplement, interne ou externe et qui est monté sur ou dans un deuxième des éléments d'accouplement, respectivement externe ou interne, de façon à pouvoir coulisser parallèlement à un axe de rotation de ce deuxième élément d'accouplement, ce dispositif intercalé coopérant avec ledit premier élément d'accouplement, de façon à le faire coulisser ou à suivre le coulissement qui lui serait imposé par rapport audit deuxième sous l'action de l'ensemble à ressort, et comprenant des moyens de désalignement angulaire entre les deux éléments d'accouplement.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'ensemble à ressort comporte plusieurs ressorts de compression régulièrement répartis autour de l'axe de rotation de l'élément d'accouplement sur ou dans lequel coulisse le dispositif intercalé, les axes longitudinaux des ressorts de compression étant de préférence parallèles à l'axe de rotation précité.
Dans une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention : - l'accouplement de transmission comporte deux élé- ments d'accouplement internes qui peuvent occuper une position sensiblement symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à leur axe de rotation, - l'élément d'accouplement externe est agencé autour des moyens d'entraînement externes de chacun des
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éléments d'accouplement internes et comporte des moyens d'entraînement internes qui peuvent être mis en prise avec ces derniers moyens d'entraînement externes, l'élément d'accouplement externe assurant ainsi la transmission d'un couple entre l'un et l'autre des éléments d'accouplement internes, tout en permettant un déplacement relatif axial et/ou transversal de ces éléments internes et/ou le désalignement angulaire précité,
et un ensemble à ressort et un dispositif intercalé sont agencés entre chacun des éléments d'accouple- ment internes et l'élément d'accouplement externe, de façon sensiblement symétrique par rapport au plan perpendiculaire précité.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation de l'accouplement de transmission suivant l'invention.
La figure 1 montre en coupe axiale une forme de réalisation préférée de l'invention.
La figure 2 montre en coupe, avec brisures, un autre exemple de réalisation du dispositif intercalé et de l'ensemble à ressort.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence (avec éventuellement une lettre supplémentaire) désignent des éléments identiques ou analogues.
L'accouplement 1 de l'invention sert à une transmission d'un couple de rotation et est agencé pour permettre un désalignement angulaire et un déplacement axial entre des arbres d'entrée et de sortie d'organes moteur et récepteur que l'accouplement 1 raccorde.
Une forme de réalisation simple de l'accouplement 1 de l'invention est représentée tant à gauche
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qu'à droite d'une ligne A-A de la figure 1. Cet accouplement 1 comporte un élément d'accouplement interne 2, usuellement sous la forme d'un moyeu 3 à fixer sur un arbre 4 d'un organe moteur ou récepteur, et un élément d'accouplement externe 5 en forme de manchon 6 à raccorder, par exemple par une bride intermédiaire, à un organe récepteur ou respectivement moteur qui peut être un autre manchon 6A semblable.
Le moyeu 3 et le manchon 6 comportent chacun des moyens d'entraînement respectivement externes 7 pour le moyeu 3 et internes 8 pour le manchon 6, ces moyens étant avantageusement, d'une part, une denture externe 9, avec un bombage connu pour permettre le désalignement, et, d'autre part, une denture interne 10. Les dentures externe 9 et interne 10 sont assorties pour être en prise et établir une transmission de couple entre moyeu 3 et manchon 6 comme cela est connu. Les dentures interne 10 et externe 9 peuvent usuellement coulisser l'une dans l'autre, et à cet effet la denture externe 9 est usuellement moins large que l'interne 10.
Un ensemble à ressort 11 est agencé entre moyeu 3 et manchon 6 pour agir entre ceux-ci de façon à les faire coulisser l'un dans l'autre. Cet ensemble 11 est constitué de préférence de plusieurs ressorts de compression 12 répartis régulièrement sur le tour du moyeu 3, sur une circonférence, et de préférence agencés parallèlement à l'axe du moyeu 3.
Dans l'exemple de la figure 1, les ressorts 12 sont en appui, par une extrémité, contre le moyeu 3 dans lequel ils peuvent être partiellement logés et, par l'autre extrémité, contre le manchon 6 par l'intermédiaire d'un dispositif intercalé 13 constitué dans le cas présent par (en partant des ressorts) une bague d'appui 14 appliquée contre une bague d'articulation 15 qui prend appui sur un collet 16 à une extrémité du manchon 6, ce collet 16 étant de préférence démontable
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(vis 17). La bague d'appui 14 est montée à ajustage coulissant sur une partie cylindrique et coaxiale 18 du moyeu 3.
La bague d'articulation 15 est montée sur la même partie cylindrique 18 mais avec un jeu déterminé expliqué ci-après et elle participe aux moyens qui permettent le désalignement angulaire précité et qui comprennent la denture externe bombée 9. Par ce montage, les ressorts 12 agissent donc entre le moyeu 3 et la bague d'appui 14 qui se déplace par coulissement parallèlement à l'axe de rotation du moyeu 3. Les ressorts 12 subissent ainsi tous la même déformation selon leur axe uniquement, parallèlement à l'axe de rotation précité, sans provoquer de balourd dans l'accouplement 1.
La figure 2 montre une autre forme de réalisation de l'accouplement 1 dans laquelle le dispositif intercalé 13 comprend une bague d'appui et d'articulation 14A qui est montée pour coulisser dans un alésage cylindrique 19 coaxial du manchon 6B et qui est appliquée contre le moyeu 3 par la force des ressorts 12 qui d'un autre côté prennent appui sur un collet 20 fixé de préférence de façon démontable (vis 17) à l'extrémité du manchon 6B. Dans ce cas aussi, les ressorts 12 sont de préférence parallèles à l'axe de rotation du manchon 6B.
Pour que l'accouplement 1 de l'invention puisse satisfaire à la condition de désalignement angulaire, selon l'exemple de la figure 2, d'une part la surface de la bague d'appui et d'articulation 14A et d'autre part la surface du moyeu 3 contre laquelle est appliquée cette bague 14A sont des portions de surface sphérique respectivement concave 21 et convexe 22 dont le centre est situé sur l'axe de rotation du manchon 6B ou du moyeu 3. Pour le moyeu 3, ce centre peut être situé à l'intersection de l'axe de rotation et du plan médian du bombage, perpendiculaire à cet axe.
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Pour la même condition de désalignement angulaire, selon l'exemple de la figue 1, le collet 16 et la bague d'articulation 15 présentent respectivement l'un une portion de surface sphérique concave 23 et l'autre une convexe 24 dont les centres coïncident, par exemple pour une position moyenne de coulissement des dentures 9 et 10, avec l'intersection de l'axe de rotation du moyeu 3 et le plan médian de bombage précité.
Pour satisfaire à cette même condition de désalignement angulaire en dehors de la position moyenne de coulissement précitée, l'invention prévoit que la bague d'articulation 15 est montée avec un jeu diamétral déterminé sur la partie cylindrique 18. De cette façon, cette bague 15 peut suivre, dans les limites de désalignement angulaire admises, un mouvement de désaxement que subit le collet 16, et donc sa portion de surface sphérique 23, par rapport à l'axe de rotation du moyeu 3, tout en maintenant appliquées l'une dans l'autre les portions de surface concave 23 et convexe 24.
Pour améliorer avantageusement l'étanchéité de l'accouplement 1, un ou des jeux de joints d'étanchéité 25, par exemple toriques, peuvent être prévus dans les deux exemples de réalisation ci-dessus. Dans le cas de la figure 1 (voir le côté droit de celle-ci), selon le cas d'espèce un tel joint 25 peut être disposé entre bague d'appui 14 et bague d'articulation 15, entre l'une et/ou l'autre de celles-ci et la partie cylindrique 18, de préférence pour coulisser sur cette dernière, et/ou entre les portions de surface concave 23 et convexe 24, de préférence dans une rainure annulaire de la portion concave 23.
Dans le cas de la figure 2, un joint d'étanchéité 25 peut être prévu entre la bague d'appui et d'articulation 14A, de préférence dans une rainure annulaire de celle-ci, et l'alésage cylindrique 19 et/ou entre la même bague 14A et la portion de surface sphéri-
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que 22, de préférence dans une rainure annulaire de cette bague 14A. Ces joints d'étanchéité 25 peuvent, au même titre que pour l'exemple de la figure 1, améliorer avantageusement l'étanchéité de l'accouplement 1 à l'extrémité correspondante, pendant qu'il est en service.
Comme le montre la figure 1, l'extrémité axiale du moyeu 3, située de l'autre côté de la denture 9, peut comporter une surface d'appui 30 en face de laquelle il y a une surface d'appui correspondante 31 du manchon 6. Ces surfaces d'appui 30 et 31 sont agencées sur les éléments d'accouplement 2 et 5, et l'une par rapport à l'autre, pour que dans une position extrême de coulissement dans le sens de l'action de détente des ressorts 12 ces deux surfaces d'appui 30 et 31 soient en appui l'une contre l'autre par cette action de détente.
Le coulissement relatif des éléments d'accouplement 2 et 5 est ainsi bloqué par exemple pour faciliter un montage de l'accouplement 1 sur un organe moteur ou récepteur ou son démontage. D'autres emplacements pourraient cependant être choisis pour les surfaces d'appui 30 et 31.
De préférence, les surfaces d'appui 30 et 31 sont de révolution et continues à l'extrémité axiale susdite. Par exemple elles sont tronconiques, comme cela est représenté à la figure 1, de façon que l'une 30 puisse rentrer dans l'autre 31 (ou inversement) et être en contact avec celle-ci, sous l'action des ressorts 12, pour fermer de façon sensiblement étanche à cette extrémité un espace interne 33, entre moyeu 3 et manchon 6, occupé en partie par les dentures 9 et 10. L'étanchéité ainsi obtenue peut par exemple être suffisante pour empêcher une coulée de lubrifiant pendant un montage en une pièce de l'accouplement 1 sur un organe moteur ou récepteur ou son démontage.
L'accouplement 1 de l'invention peut cependant avantageusement comporter deux éléments d'accouple-
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ment internes 2 en forme de moyeu 3 comme cela apparaît dans la totalité de la figure 1. Ces deux moyeux 3, de même genre que celui décrit ci-dessus, peuvent être alors disposés sensiblement symétriquement par rapport à un plan perpendiculaire en A-A à leur axe de rotation. Un manchon 6-6A de cette forme de réalisation de l'accouplement 1 est alors agencé autour des dentures externes 9 des deux moyeux 3 et il comporte pour chacune une denture interne 10 agencée comme ci-dessus.
Ainsi le manchon 6-6A, qui peut ne former qu'une pièce, peut assurer une transmission d'un couple d'un moyeu 3 à l'autre, tout en permettant pour chaque moyeu 3 par rapport au manchon 6-6A un désalignement angulaire et/ou un déplacement axial déterminés, et par conséquent entre les deux moyeux 3 un désalignement angulaire et/ou un déplacement axial et/ou transversal déterminés. Pour la clarté du dessin, les références d'éléments semblables ou de même fonction, situés d'un côté ou de l'autre du plan perpendiculaire en A-A ne sont pas répétées. Des éléments, de ce genre peuvent être un second ensemble à ressort 11 et un second dispositif intercalé 13 pour le second moyeu 3 de droite à la figure 1.
Ces seconds ensemble à ressort 11 et dispositif intercalé 13 d'une part et les secondes surfaces d'appui 30 et 31 d'autre part peuvent être agencés symétriquement par rapport au plan perpendiculaire en A-A à ceux et celles décrits pour la partie gauche de la figure l, l'extrémité du moyeu 3 portant la surface d'appui 30 étant de préférence la plus proche du plan en A-A.
De préférence aussi, le manchon 6-6A peut être formé de deux parties, deux manchons 6 et 6A fixés l'un à l'autre par des boulons 35. Dans ce cas également pour chaque moyeu 3, l'extrémité axiale qui porte la surface d'appui 30 est la plus proche du plan en A-A et coopère avec une surface d'appui 31 du même côté de ce plan en A-A pour obtenir un blocage de coulissement
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et éventuellement une étanchéité de chaque espace interne 33 précité lors d'un montage ou d'un démontage en bloc de l'accouplement 1. Dans le même but d'étan- chéité, les dispositif intercalé 13 et ensemble à ressort 11 de chaque moyeu 3 sont placés de préférence aux extrémités axiales opposées des deux manchons 6 et 6A assemblés.
Dans le cas de l'accouplement 1 à deux moyeux 3 de la figure 1, les deux ensembles à ressort 11 sont dimensionnés pour localiser le manchon 6-6A, ou les deux manchons 6 et 6A assemblés, dans une position déterminée, de préférence pour que les dentures externes 9 et internes 10 des deux moyeux 3 et du ou des manchons 6,6A soient disposées automatiquement sensiblement symétriquement au plan en A-A lorsque cet accouplement 1 est installé entre un organe moteur et un organe récepteur, même en cours de transmission de couple et en cours de déplacement de l'organe moteur par rapport à l'organe récepteur, et ceci quelle que soit la position relative des deux moyeux 3 dans les limites admises.
D'un examen de la figure 1, il apparaît qu'en desserrant les boulons 35, chaque manchon 6 ou 6A est repoussé par l'ensemble à ressort 11 correspondant de façon à s'écarter l'un de l'autre et à appliquer l'une contre l'autre les surfaces d'appui 30 et 31 correspondantes et, à fermer de façon sensiblement étanche l'extrémité ainsi libérée des manchons 6 et 6A.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre de la présente invention.
Par exemple, bien que les ressorts 12 qui sont représentés ici et qui sont de dimension réduite ne nécessitent que des trous de faible volume dans la partie de raccordement entre moyeu 3 et denture externe 9 et bien que cette réalisation soit favorable à la
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solidité de cette pièce, l'invention peut être réalisée avec un ressort à boudin entourant la partie cylindrique 18 du moyeu 3 et constituant à lui seul l'ensemble à ressort 11.
Bien que les ressorts 12 soient agencés de préférence parallèlement à l'axe de rotation de l'élément d'accouplement 2 ou 5 sur lequel ils s'appuient directement, ils pourraient cependant occuper toute autre position appropriée à condition que tous les ressorts d'un même ensemble à ressort 11 soient disposés d'une façon régulière et semblable autour de l'axe de rotation correspondant et par rapport à celui-ci. De plus, des ressorts de traction ou d'autres types pourraient être utilisés dans ces ensembles 11.
Comme le représente la partie de droite de la figure 1, l'accouplement 1 peut comporter à une ou à ses extrémités un dispositif de protection antipoussière formé par exemple par une collerette métallique 40 fixée au manchon 6,6A, une rondelle en caoutchouc 41 coincée entre la collerette 40 et le collet 16 et une collerette 42 fixée au moyeu 3.