Dispositif d'accouplement souple entre deux arbres sensiblement coaxiaux. La présente invention a pour objet un .dis positif .d'accouplement souple entre deux arbres sensiblement coaxiaux.
De nombreux dispositifs comportant des organes élastiques ont été déjà proposés; mais selon la présente invention, l'utilisation des forces de rappel d'organes élastiques s'accom pagne d'une utilisation judicieuse des forces centrifuges engendrées par la rotation, dans des conditions qui vont être exposées et qui ont pour but d'éviter les.
inconvénients ordi naires dies accouplements à .organes élastiques et, dont les principaux sont que leur sou plesse est insuffisante pour diverses applica tions et qu'ils donnent lieu, dans certain cas, à des vitesses. critiques gênantes.
L'utilisation des forces centrifuges dans les conditions où la prévoit la présente. inven- tion augmente considérablement la souplesse de la transmission et permet d'éviter les vi tesses critiques dans la zone des vitesses uti lisées.
Il est toutefois à noter qu'il ne saurait être question dans les dispositifs: d'accouple- ment suivant l'invention de supprimer les organes élastiques ou de ne pleur donner qu'une force faible vis-à-vis des efforts à transmettre:
ils jouent, selon l'invention, un rôle fondamental et les, dispositifs conformes à ladite invention diffèrent donc .d'une ma nière essentielle des dispositifs connus. qui n'utilisent que les forces centrifuges ou n'uti lisent les .organes élastiques que d'une ma nière accessoire.
Selon l'invention, le dispositif d'accou plement comprend au moins un organe en forme d'étoile, participant à la rotation de l'un des arbres, chaque bras de l'étoile conte nant au moins une masse centrifuge suscep- tible,de rouler sur uns surface contre ,laquelle elle appuie, cette surface appartenant à un organe solidaire de l'un des arbres,
le mon tage permettant .ëesdéplacements angulaires relatifs des .deux arbres et ces déplacements ;se faisant à d'encontre ,des forces centrifuges, qui tendent à s'y opposer et -à ramener les deux arbres à leur position relative moyenne, ainsi qu'à l'encontre @de l'action d'organes élastiques qui s'ajoute à celle :
des forces cen trifuges pour ramener les deux arbres à cette position moyenne.
Les organes élastiques peuvent être, par exemple, des ressorts, ou faits -de substances élastiques; telles que le caoutchouc.
Les dessins .annexés, qui ne sont donnés qu'à titre -d'exemples non limitatifs, représen tent deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe! longitudinale de la première forme d'exécution, dont la fi-. donne une coupe transversale et la fig. 3 un détail.
Les fig. 4 et 5 sont relatives à une se- con i forme d'exécution, dont la fig. 4 est une coupe transversale et la fig. 5 une coupe longitudinale.
En fig. 1, les arbres menant 1 et mené 11 sont en prolongement l'un de l'autre et ont un axe commun 0.
L'arbre 1 qui, pour fixer les idées, sera l'arbre menant (,lest rôles pourraient être inter vertis) passe dans le palier \?, à double rangée de billes, susceptible de supporter à la fois des efforts radiaux et des efforts axiaux.
Le palier 14 joue le même rôle, en ce qui concerne l'arbre mené 11.
Une étoile 3 est entraînée par l'arbre 1 grâce à des cannelures 4 (fig. 1 et 2); elle peut se déplacer parallèlement à l'axe 0 de cet arbre, sans tourner relativement à lui.
Une broche 13 est solidement fixée dans l'étoile 3 et :s'engage avec un très faible jeu dians unie rainure hélicoïdale 12 pratiquée dans :l'arbre 11.
Entre ,les faces planes 10, perpendicu laires à l'axe 0,,de l'étoile 3, se trouvent des billes 5 tangentes aux faces 10, que les force centrifuges appliquent contre la, surface 7 d'une cloche 6 solidaire die l'arbre 1.
Des ressorts 9 sont comprimés entre l'étoile 3 et les fonds 19 ,des cylindres 8 fixés sur la cloche 6 et sur.un couvercle 15 main tenu par des vis 16 sur la cloche.
La forme de la surface 7 est telle que, pour la position relative moyenne des deux arbres menant 1. et mené 11, chaque bille soit tangente en un point 1, point le plus éloigné de l'axe 0 sur la, courbe (c) section méri dienne de la surface 7.
La, courbe (c) est concave vers l'axe 0. (La. surface 7 peut être une surface de révo lution (Faxe 0.) En même temps, lorsqu'aucun effort n'est transmis, les ressorts 9 se trouvent éga lement comprimés.
Dans ces conditions, les forces centrifuges s'exerçant sur les billes 5 et les forces élasti ques des ressorts 9 sont des forces -de rappel tendant à rappeler les arbres vers la position relative pour laquelle les billes sont tangentes en I. Le système est donc stable.
La fig. 3 est une coupe par XI' de la fi--. 1 et montre le. tenon 13 engagé dans la rainure hélicoïdale 1.2. Elle montre également les cannelures 4.
Le fonctionnement se fait dans les condi tions suivantes: sous l'action des variations de couple moteur ou des variations de couple ré sistant, l'arbre mené tend tantôt à avancer, tantôt à retarder par rapport à l'arbre me nant.
Dans ces conditions, la rampe hélicoïdale 12 tourne dans le. mouvement relatif et exerce des efforts sur la broche 13. Cette broche ne peut que coulisser par rapport à l'arbre 1 en entraînant l'étoile 3 dont elle est solidaire. Par suite les billes 5 se déplacent en roulant sur les courbes méridiennes (c) de la surface 7 et quittent la position moyenne I. Les res sorts 9 et les forces centrifuges qui s'exercent sur les billes tendent à ramener tout l'ensem ble des arbres vers la, position moyenne pour laquelle .les billes 5 sont tangentes en I.
La liaison obtenue par la combinaison des ressorts 9 et des forces centrifuges est très souple et le choix des valeurs des ressorts et de celles des forces centrifuges peut être fait, dans chaque cas, de façon à éviter les vi tesses critiques sur les arbres dans des zones de vitesses très étendues.
Il va de soi que le dispositif est suscep tible de nombreuses variantes: en particulier, le nombre des billes peut être quelconque. On peut disposer plusieurs systèmes d'étoiles et cloches identiques à la suite l'un ,de l'autre, etc.
Les ressorts à boudin 9 peuvent être rem placés par tout autre type de ressorts: ries, sorts plats ou rondelles Belleville, par exem ple, ou par des organes élastiques qui peuvent être, notamment, en caoutchouc.
Les fig. 4 .et 5 sont encore relatives à l'en trainement de deux arbres coaxiaux, d'axe 0, arbre menant Z, arbre mené 11, pour fixer les idées, car, là encore, les râles peuvent être intervertis.
L'arbre menant 1 est solidaire d'une étoile 21 solidaire de l'arbre 1 ,grâce à une clavette 30. L'étoile 21 porte -des glissières 23 présen tant des .surfaces planes 22 parallèles entre elles et parallèles au rayon médian.
Des cages 24 portent des billes., rouleaux ou galets en contact avec les surfaces planes 22, qui, les guident et .des billes, rouleaux ou galets 26 en contact, d'une part, avec les sur faces 31 portées par les cages et, d'autre part, avec des surfaces concaves 28 portées par une couronne 27, elle-même solidaire de l'arbre mené 11 (fig. 4 et 5).
Des ressorts 29, qui. prennent appui sur des embases 32, ajoutent leur action à celle des forces centrifuges pour appliquer les billes ou galets 26 contre les surfaces 28.
La forme die la rampe 28 et les dimensions du dispositif sont telles que, en aucun cas, la bille ou le ,galet 26 ne puisse ,;dérailler"..
Autrement dit: pour l'aplatissement maxi- mum, du ressort 29, la bille ou le ;galet 26 ne sort pas de la rampe 28.
Le fonctionnement se fait -comme suit: Sous l'action des variations du couple moteur et/ou du couple résistant; l'arbre mené tend alternativement à avancer et à retarder par rapport à l'arbre menant. Il en résulte des oscillations du corps roulant 26 autour du point J, du point médian de l'arc 28 le plus éloigné die l'axe 0, -et, en même temps, des oscillations de da cage 24 dans ses glis sières.
Les forces centrifuges et les forces élasti ques des ressorts 29 tendent à ramener les deux arbres dans leur position relative moyenne.
Le dispositif est susceptible de nom breuses variantes.
En particulier, le nombre des cages peut être quelconque. Les, billes ou galets 25 peu vent être remplacés par des .galets ou rou lettes d'axes portés par le .corps .de cage 24. <B>De</B> même pour les billes ougalets 26.
Les ressorts 29 peuvent être remplacés par des ;blocs de caoutchouc placés au fond des rainures radiales..
Les surfaces 28 sont avantageussementdes fractions ,die cylindres ,die révolution. Die même, la surface concave 31 (fig. 4 et 5) de la cage en contact avec chaque bille 26 sera avanta- geusement une fraction ide cylindre de révo- lution.
Flexible coupling device between two substantially coaxial shafts. The present invention relates to a positive .dis flexible coupling between two substantially coaxial shafts.
Numerous devices comprising elastic members have already been proposed; but according to the present invention, the use of the return forces of elastic members is accompanied by a judicious use of the centrifugal forces generated by the rotation, under conditions which will be explained and which are intended to avoid .
ordinary drawbacks of couplings with elastic members and, the main ones being that their flexibility is insufficient for various applications and that they give rise, in certain cases, to speeds. annoying reviews.
The use of centrifugal forces under the conditions provided for in this. The invention considerably increases the flexibility of the transmission and makes it possible to avoid critical speeds in the zone of the speeds used.
It should be noted, however, that there can be no question in the devices: of coupling according to the invention of removing the elastic members or of giving only a weak force with respect to the forces to be transmitted:
according to the invention, they play a fundamental role and the devices according to said invention therefore differ in an essential way from known devices. which use only centrifugal forces or use the elastic members only in an accessory way.
According to the invention, the coupling device comprises at least one star-shaped member participating in the rotation of one of the shafts, each arm of the star containing at least one susceptible centrifugal mass, to roll on a surface against which it presses, this surface belonging to an organ integral with one of the trees,
the assembly allowing .ëesdisplacements relative angular .two shafts and these displacements; being done opposite, centrifugal forces, which tend to oppose it and -to bring the two shafts to their average relative position, as well as against @the action of elastic organs which is added to that:
cen trifugal forces to bring the two trees to this middle position.
The elastic members can be, for example, springs, or made of elastic substances; such as rubber.
The attached drawings, which are given only by way of non-limiting examples, represent two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a cut! longitudinal of the first embodiment, including the fi-. gives a cross section and fig. 3 detail.
Figs. 4 and 5 relate to a second embodiment, of which FIG. 4 is a cross section and FIG. 5 a longitudinal section.
In fig. 1, the driven 1 and driven 11 shafts are an extension of one another and have a common axis 0.
Shaft 1 which, to fix ideas, will be the driving shaft (, ballast roles could be interchanged) passes through the bearing \ ?, with a double row of balls, capable of supporting both radial forces and forces axial.
The bearing 14 plays the same role, with regard to the driven shaft 11.
A star 3 is driven by the shaft 1 by means of splines 4 (fig. 1 and 2); it can move parallel to the axis 0 of this shaft, without rotating relative to it.
A pin 13 is firmly fixed in the star 3 and: engages with a very small clearance in the united helical groove 12 made in: the shaft 11.
Between, the plane faces 10, perpendicular to the axis 0,, of the star 3, are balls 5 tangent to the faces 10, which the centrifugal forces apply against the surface 7 of a bell 6 integral with the die l 'tree 1.
Springs 9 are compressed between the star 3 and the ends 19, cylinders 8 fixed on the bell 6 and sur.un cover 15 held by screws 16 on the bell.
The shape of the surface 7 is such that, for the average relative position of the two shafts driving 1. and driven 11, each ball is tangent at a point 1, the point furthest from axis 0 on the curve (c) meridian section of the surface 7.
Curve (c) is concave towards axis 0. (Surface 7 can be a revolving surface (Axis 0.) At the same time, when no force is transmitted, springs 9 are also found. slightly compressed.
Under these conditions, the centrifugal forces exerted on the balls 5 and the elastic forces of the springs 9 are return forces tending to return the shafts to the relative position for which the balls are tangent at I. The system is therefore stable.
Fig. 3 is a section through XI 'of the fi--. 1 and show the. tenon 13 engaged in the helical groove 1.2. It also shows the grooves 4.
Operation is carried out under the following conditions: under the action of variations in engine torque or variations in resistant torque, the driven shaft sometimes tends to advance, sometimes to lag relative to the driving shaft.
Under these conditions, the helical ramp 12 rotates in the. relative movement and exerts forces on the spindle 13. This spindle can only slide relative to the shaft 1 by driving the star 3 to which it is integral. Consequently the balls 5 move by rolling on the meridian curves (c) of the surface 7 and leave the middle position I. The springs 9 and the centrifugal forces which are exerted on the balls tend to bring back the whole assembly. shafts towards the, mean position for which .the balls 5 are tangent in I.
The connection obtained by the combination of the springs 9 and the centrifugal forces is very flexible and the choice of the values of the springs and those of the centrifugal forces can be made, in each case, so as to avoid the critical speeds on the shafts in very wide speed zones.
It goes without saying that the device is susceptible of numerous variations: in particular, the number of balls can be any. You can have several identical star systems and bells one after the other, etc.
The coil springs 9 can be replaced by any other type of spring: ries, flat spells or Belleville washers, for example, or by elastic members which can be, in particular, rubber.
Figs. 4. And 5 also relate to the training of two coaxial shafts, of axis 0, drive shaft Z, driven shaft 11, to fix ideas, because, here again, the rails can be inverted.
The driving shaft 1 is integral with a star 21 integral with the shaft 1, by virtue of a key 30. The star 21 carries slideways 23 presenting flat surfaces 22 parallel to each other and parallel to the median radius.
Cages 24 carry balls., Rollers or rollers in contact with the flat surfaces 22, which guide them and .des balls, rollers or rollers 26 in contact, on the one hand, with the surfaces 31 carried by the cages and , on the other hand, with concave surfaces 28 carried by a crown 27, itself integral with the driven shaft 11 (FIGS. 4 and 5).
Springs 29, which. are supported on bases 32, add their action to that of the centrifugal forces to apply the balls or rollers 26 against the surfaces 28.
The shape of the ramp 28 and the dimensions of the device are such that, in any case, the ball or the roller 26 cannot,; derail "..
In other words: for maximum flattening, of the spring 29, the ball or the roller 26 does not come out of the ramp 28.
Operation is as follows: Under the action of variations in engine torque and / or resistive torque; the driven shaft alternately tends to advance and retard relative to the driving shaft. This results in oscillations of the rolling body 26 around point J, from the midpoint of the arc 28 furthest from the axis 0, -and, at the same time, oscillations of the cage 24 in its slides.
The centrifugal forces and the elastic forces of the springs 29 tend to return the two shafts to their mean relative position.
The device is susceptible of numerous variations.
In particular, the number of cages can be any. The balls or rollers 25 can be replaced by .galets or wheels of axes carried by the .corps .de cage 24. <B> De </B> even for balls or rollers 26.
The springs 29 can be replaced by rubber blocks placed at the bottom of the radial grooves.
The surfaces 28 are advantageously fractions, die cylinders, die revolution. Also, the concave surface 31 (Figs. 4 and 5) of the cage in contact with each ball 26 will advantageously be a fraction of the revolution cylinder.