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Accouplement flexible
La présente invention concerne un accouplement flexible de transmission de couple entre un élément moteur et un élément récepteur, en particulier un accouplement à dentures, comprenant alors au moins un moyeu, à monter sur un desdits éléments et comportant une denture externe, et un manchon qui est monté sensiblement coaxialement sur le moyeu, qui comporte une denture interne coopérant avec la denture externe du moyeu pour ladite transmission de couple, et qui est à raccorder à l'autre élément.
De tels accouplements ne peuvent que transmettre le couple fourni par l'élément moteur à l'élément récepteur, quelle qu'en soit la valeur et, si l'élément moteur ou même l'élément récepteur transmet une pointe de couple exagérée, il peut en résulter un bris de pièces mécaniques, avec toutes les conséquences importantes que cela peut entraîner : accidents corporels à des individus proches desdits éléments et/ou de l'accouplement, endommagement de l'accouplement et/ou de pièces voisines, temps d'immobilisation de l'installation équipée de cette transmission pour sa réparation, frais résultant de la remise en état, etc.. De plus, dans le but d'éviter de pareils bris, on est amené surdimensionner les éléments de transmission (y compris l'accouplement) et cela en augmente également les coûts et le poids.
Des pointes de couple exagérées peuvent être produites par exemple par des moteurs électriques d'engins ferroviaires alimentés par des convertisseurs électriques. A ce jour, les dispositifs électriques ou électroniques de sécurité de ces convertisseurs ne sont pas à même de limiter immédiatement le couple délivré par le moteur électrique qu'ils pilotent (et Il peut en résulter un endommagement même définitif du convertisseur lui-même). Ces pointes de couple exagérées peuvent
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amener à un bns de l'arbre du moteur et/ou de l'arbre du réducteur entraîné par le moteur et/ou de l'accouplement raccordant ces deux arbres, etc.
Il y a donc, dans ce cas et dans d'autres non exposés ici, un besoin de pouvoir limiter le couple transmis par l'accouplement à une valeur maximale qui ne donne pas lieu aux risques mentionnés cidessus.
On connaît des limiteurs mécaniques de couple qui pourraient être insérés dans une transmission mais leur installation complique la transmission et en augmente sensiblement le prix ou bien n'est pas possible pour des raisons évidentes d'encombrement, entre autres lorsque l'on veut améliorer une transmission existante non munie de limiteur de couple.
La présente invention a pour but de remédier aux risques, dangers et inconvénients mentionnés ci-dessus et de proposer à cet
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effet un accouplement flexible qui, pour un encombrement égal ou très 9 p'rdche de celui d'un accouplement flexible usuel, comporte un moyen mécanique de limitation de couple fiable et à fonctionnement immédiat.
A cet effet, dans l'accouplement flexible de "invention, le manchon précité comprend un corps de manchon, raccordé à l'autre élément et pourvu d'un alésage, et une bague qui comporte ladite denture interne du manchon et qui est montée coaxialement dans ralësagé du corps de manchon avec, entre des surfaces de contact réciproque de ta bague et de l'alésage, un ajustage serrant choisi pour autoriser un glissement de rotation entre bague et corps au delà du couple de valeur maximale. -- L'accoùplement flexible ainsi réalisé répond aux exigences mentionnées ci-dessus par la mise en application de moyens dont la
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fabrication est aisée.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, la surface de contact réciproque de la bague et/ou de l'alésage est cylindrique et/ou
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tronconique
Lorsque les surfaces de contact réciproque sont au moins partiellement tronconiques, ledit ajustage serrant peut être déterminé avantageusement par une mesure de l'enfoncement, en direction axiale, de la bague dans l'alésage à partir d'une position relative de départ de l'un par rapport à l'autre.
D'autres détails et particularités ressortiront des revendications secondaires et de la description de la figure unique qui est annexée au présent mémoire et qui montre en section axiale, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation particulière de l'accouplement flexible suivant l'invention.
L'accouplement flexible 1 destiné à transmettre un couple entre un élément moteur 2 et un élément récepteur 3 peut être en particulier un accouplement à dentures. ¯Un tel accouplement¯1 peut comprendre au moins un moyeu 4 qui est à monter sur un desdits éléments 2, 3, par exemple de préférence sur l'élément moteur 2 (par exemple un arbre de moteur), et qui comporte une denture externe 5. Un manchon 6 est monté sensiblement coaxialement sur le moyeu 4 et comporte une denture interne 7 coopérant avec la denture externe 5 précitée pour ladite transmission de couple. Le manchon 6 est à raccorder à l'autre élément 3,2, donc de préférence à l'élément récepteur 3 (par exemple un arbre de réducteur).
Pour la suite de la description, il sera fait référence à cette préférence, tout en sachant qu'elle n'est pas limitative.
Dans l'accouplement 1 de l'invention, le'manchon 6 comprend un corps de manchon 10, raccordé à l'autre élément ou élément récepteur 3 et pourvu d'un alésage 11, et une bague 12 qui comporte ladite denture interne 7 du manchon 6 et qui est montée coaxialement dans l'alésage 11 du corps de manchon 10 avec, entre des surfaces 13, 14 de contact réciproque de la bague 12 et de l'alésage 11, un ajustage serrant choisi pour autoriser un glissement de rotation entre
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bague 12 et corps 10 au delà d'un couple de valeur maximale déterminée.
Comme le montre la figure unique, le manchon 6 peut être formé par deux pièces reliées en un ensemble par des vis et écrous 15 et l'accouplement flexible 1 peut comporter un second moyeu 16 pour son raccordement à l'élément récepteur 3. Cette forme de réalisation n'est cependant pas non plus limitative.
La surface de contact réciproque 13 de la bague 12 et/ou celle 14 de l'alésage 11 peuvent être cylindriques mais elles sont avantageusement tronconiques, avec un angle de cône relativement faible afin de respecter entre autre les conditions d'encombrement. Une combinaison de surfaces de contact-13, 14 cylindrique (s) et tronconique (s), qui se suivent axialement sur la bague 12 d'une part et dans l'alésage 11 d'autre part et qui sont en correspondance, peut également être envisagée.
La bague 12 étant frettée avec un ajustage serrant (ou une interférence) connu dans l'alésage 11, l'homme de métier peut en déduire la valeur maximale de couple transmissible par l'accouplement 1 de l'invention et, par un réglage de cet ajustage serrant,'régler cette valeur maximale en fonction des cas rencontrés.
Diverses solutions peuvent être mises en oeuvre pour éviter un éventuel grippage à l'endroit des surfaces de contact réciproque 13 et 14. Outre un choix de deux métaux de duretés suffisamment différentes pour la bague 12 et le corps 10 (au moins à l'endroit desdites surfaces de-contact), au moins une des deux surfaces de contact réciproque 13, 14 r peut être munie d'une matière antifriction, comme du bronze à l'aluminium, et/ou peut être traitée d'une façon appropriée connue de l'homme de métier
Dans le cas de l'accouplement'flexible 1 tel que représenté à la figure unique, un lubrifiant est prévu dans le manchon 6 et y est maintenu par des moyens d'étanchéité 18.
Dans ce cas, le manchon 6
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peut être agencé de façon à ce que le lubrifiant puisse s'introduire entre lesdites surfaces de contact réciproque 13,14 et y éviter ou coopérer pour y éviter un grippage.
Avantageusement, le manchon 6 présente, autour de l'alésage 11, une épaisseur de paroi 19 choisie pour que cette paroi 19 ait une élasticité déterminée pour enserrer la bague 12 avec une pression de contact permettant, pour l'ajustage serrant choisi, une transmission de couple jusqu'à la valeur maximale susdite de celui-ci.
Une paroi 19 relativement mince peut présenter une relativement grande élasticité et donc un réglage relativement fin du couple maximum transmissible.
') c, - - L'homme de'métier comprendra qu'étant donné ér'l outre le diamètre relativement grand des surfaces de contact réciproque 13,14, une pression de frettage relativement faible entre ces surfaces suffit pour transmettre un couple maximum donné (puisque d'une'part le diamètre ou bras de levier est relativement grand et puisque d'autre part, en conséquence, lesdites surfaces 13,14 proportionnelles au diamètre, sont relativement grandes)
Au cas où les surfaces de contact réciproque 13, 14 sont au moins partiellement tronconiques, ledit ajustage serrant peut être déterminé par une mesure de l'enfoncement, en direction axiale selon la flèche 20, de la bague 12 dans l'alésage 11 à partir d'une position relative de départ de l'un par rapport à l'autre.
Ainsi une bague tronconique 12 présentant une longueur plus grande que nécessaire (non représentée) peut être introduite dans l'alésage 11 avec un enfoncement choisi pour produire le serrage souhaité. La partie de la bague tronconique 12 dépassant de l'alésage 11 en 21 peut être ensuite raccourcie jusqu'à être à fleur de l'extrémité de l'alésage 11 en 21 et ainsi est réglé le couple maximum transmissible par l'accouplement 1 de l'invention
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée
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aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent êtres apportées à ces dernières sans sortir du cadre des revendications.
Ainsi, l'accouplement flexible 1 de l'invention peut être également du type homocinétique à billes ou autre.
Des trous taraudés 23 peuvent être prévus dans la bague 12 pour pouvoir retirer celle-ci de l'alésage 11 en cas de besoin.
Il apparaît clairement à la vue de la figure unique que l'encombrement du manchon 6, du côté muni de la bague 12, n'est pas différent de celui du côté sans bague 12. Cela peut être obtenu en augmentant le diamètre primitif des dentures 5 et 7 du côté sans bague 12 et/ou en diminuant de préférence, dans des limites acceptables, le diamètre primitif des dentures du côté avec'bague 12 de l'accouplement 1 de l'invention.
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Flexible coupling
The present invention relates to a flexible torque transmission coupling between a motor element and a receiving element, in particular a gear coupling, then comprising at least one hub, to be mounted on one of said elements and comprising an external toothing, and a sleeve which is mounted substantially coaxially on the hub, which has an internal toothing cooperating with the external toothing of the hub for said torque transmission, and which is to be connected to the other element.
Such couplings can only transmit the torque supplied by the motor element to the receiving element, whatever the value and, if the motor element or even the receiving element transmits an exaggerated torque peak, it can result in the breakdown of mechanical parts, with all the important consequences that this may entail: bodily accidents to individuals close to said elements and / or the coupling, damage to the coupling and / or neighboring parts, downtime of the installation equipped with this transmission for its repair, costs resulting from the repair, etc. In addition, in order to avoid such breakage, it is necessary to oversize the transmission elements (including the coupling ) and it also increases costs and weight.
Exaggerated torque peaks can be produced for example by electric motors of railway vehicles powered by electric converters. To date, the electrical or electronic safety devices of these converters are not able to immediately limit the torque delivered by the electric motor they drive (and this may result in even permanent damage to the converter itself). These exaggerated torque peaks can
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bring to a bns of the motor shaft and / or of the reducer shaft driven by the motor and / or of the coupling connecting these two shafts, etc.
There is therefore, in this case and in others not explained here, a need to be able to limit the torque transmitted by the coupling to a maximum value which does not give rise to the risks mentioned above.
Mechanical torque limiters are known which could be inserted into a transmission, but their installation complicates the transmission and appreciably increases the price, or else is not possible for obvious reasons of space, inter alia when one wishes to improve a existing transmission not fitted with torque limiter.
The purpose of the present invention is to remedy the risks, dangers and drawbacks mentioned above and to propose to this
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Indeed a flexible coupling which, for an equal or very large footprint 9 that of that of a usual flexible coupling, includes a mechanical means of torque limitation reliable and immediate operation.
To this end, in the flexible coupling of "invention, the aforementioned sleeve comprises a sleeve body, connected to the other element and provided with a bore, and a ring which has said internal toothing of the sleeve and which is mounted coaxially. in the direction of the sleeve body with, between the reciprocal contact surfaces of your ring and the bore, a tight adjustment chosen to allow a slip of rotation between the ring and the body beyond the maximum value torque. flexible thus produced meets the requirements mentioned above by the implementation of means including
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manufacturing is easy.
According to one embodiment of the invention, the reciprocal contact surface of the ring and / or of the bore is cylindrical and / or
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tapered
When the reciprocal contact surfaces are at least partially frustoconical, said tight adjustment can advantageously be determined by measuring the depression, in an axial direction, of the ring in the bore from a relative starting position of the one over the other.
Other details and particularities will emerge from the secondary claims and from the description of the single figure which is annexed to the present specification and which shows in axial section, by way of nonlimiting example, a particular embodiment of the following flexible coupling. the invention.
The flexible coupling 1 intended to transmit a torque between a driving element 2 and a receiving element 3 can in particular be a gear coupling. ¯ Such a coupling¯1 may comprise at least one hub 4 which is to be mounted on one of said elements 2, 3, for example preferably on the motor element 2 (for example a motor shaft), and which has an external toothing 5. A sleeve 6 is mounted substantially coaxially on the hub 4 and has an internal toothing 7 cooperating with the external toothing 5 above for said torque transmission. The sleeve 6 is to be connected to the other element 3,2, therefore preferably to the receiving element 3 (for example a reduction shaft).
For the rest of the description, reference will be made to this preference, while knowing that it is not limiting.
In the coupling 1 of the invention, the sleeve 6 comprises a sleeve body 10, connected to the other element or receiving element 3 and provided with a bore 11, and a ring 12 which comprises said internal toothing 7 of the sleeve 6 and which is mounted coaxially in the bore 11 of the sleeve body 10 with, between surfaces 13, 14 of mutual contact of the ring 12 and of the bore 11, a tight adjustment chosen to allow a sliding of rotation between
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ring 12 and body 10 beyond a torque of determined maximum value.
As shown in the single figure, the sleeve 6 can be formed by two parts connected in an assembly by screws and nuts 15 and the flexible coupling 1 can comprise a second hub 16 for its connection to the receiving element 3. This shape however, is not limiting.
The reciprocal contact surface 13 of the ring 12 and / or that 14 of the bore 11 may be cylindrical, but they are advantageously frustoconical, with a relatively small cone angle in order to comply, inter alia, with the space requirements. A combination of contact surfaces-13, 14 cylindrical (s) and frustoconical (s), which follow one another axially on the ring 12 on the one hand and in the bore 11 on the other hand and which are in correspondence, can also be considered.
The ring 12 being hooped with a tightening adjustment (or an interference) known in the bore 11, the skilled person can deduce therefrom the maximum value of torque transmissible by the coupling 1 of the invention and, by an adjustment of this tightening adjustment, 'set this maximum value according to the cases encountered.
Various solutions can be implemented to avoid possible seizure at the location of the reciprocal contact surfaces 13 and 14. In addition to a choice of two sufficiently hardness metals for the ring 12 and the body 10 (at least at the location of said contact surfaces), at least one of the two reciprocal contact surfaces 13, 14 r may be provided with an anti-friction material, such as aluminum bronze, and / or may be treated in a suitable manner known from the tradesman
In the case of the flexible coupling 1 as shown in the single figure, a lubricant is provided in the sleeve 6 and is held there by sealing means 18.
In this case, the sleeve 6
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can be arranged so that the lubricant can be introduced between said reciprocal contact surfaces 13,14 and avoid or cooperate there to avoid seizing.
Advantageously, the sleeve 6 has, around the bore 11, a wall thickness 19 chosen so that this wall 19 has a determined elasticity to grip the ring 12 with a contact pressure allowing, for the tightening adjustment chosen, a transmission of torque up to the above-mentioned maximum value thereof.
A relatively thin wall 19 can have a relatively high elasticity and therefore a relatively fine adjustment of the maximum transmissible torque.
') c, - - The skilled person will understand that given er'l in addition to the relatively large diameter of the reciprocal contact surfaces 13,14, a relatively low hooping pressure between these surfaces is sufficient to transmit a given maximum torque (since on the one hand the diameter or lever arm is relatively large and since on the other hand, consequently, said surfaces 13, 14 proportional to the diameter, are relatively large)
In the case where the reciprocal contact surfaces 13, 14 are at least partially frustoconical, said tight adjustment can be determined by measuring the depression, in the axial direction according to arrow 20, of the ring 12 in the bore 11 from from a relative starting position of one relative to the other.
Thus a frustoconical ring 12 having a length greater than necessary (not shown) can be introduced into the bore 11 with a recess chosen to produce the desired tightening. The part of the frustoconical ring 12 protruding from the bore 11 at 21 can then be shortened until it is flush with the end of the bore 11 at 21 and thus the maximum torque transmissible by the coupling 1 is adjusted. the invention
It should be understood that the invention is in no way limited
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to the embodiments described and that many modifications can be made to these without departing from the scope of the claims.
Thus, the flexible coupling 1 of the invention can also be of the constant velocity type with balls or the like.
Tapped holes 23 can be provided in the ring 12 in order to be able to remove the latter from the bore 11 if necessary.
It is clear from the single figure that the size of the sleeve 6, on the side provided with the ring 12, is not different from that on the side without the ring 12. This can be obtained by increasing the pitch diameter of the teeth 5 and 7 on the side without ring 12 and / or by decreasing preferably, within acceptable limits, the pitch diameter of the teeth on the side with ring 12 of coupling 1 of the invention.