FR2655399A1 - Dispositif d'equilibrage pour organe tournant et son procede de fabrication. - Google Patents

Abstract

Ce dispositif est du type comprenant un contrepoids d'équilibrage (40) et un collier de serrage (10) pouvant être serré autour de l'organe de rotation (60), le contrepoids (40) étant placé dans une position prédéterminée d'équilibrage. Le collier (10) est construit de manière à présenter une possibilité d'allongement élastique dans le sens longitudinal pour compenser les changements de température de l'organe de rotation (60) et ses extrémités libres (10a, 10b) sont reliées entre elles, dans une zone circonférentielle dans laquelle tout poids du raccordement augmente le poids du contrepoids d'équilibrage (40) qui est lui-même choisi pour son poids en fonction du déséquilibre dans l'organe de rotation (60).

Description

La présente invention concerne un dispositif d'équilibrage pour organe

tournant et son procèdé de fabrication Les dispositifs d'équilibrage utilisant des contrepoids d'équilibrage sont connus dans l'art antérieur Divers dispositifs ont été proposés qui se fondent sur la fixation de contrepoids d'équilibrage dans la position ou les positions déterminées sur des dispositifs d'équilibrage assurant la rotation de la pièce à équilibrer Ces dispositifs sont connus, par exemple, pour l'équilibrage des roues d'automobiles ou des contrepoids d'équilibrage sont fixes dans des positions prédéterminées sur

la jante de la roue.

Avec l'apparition des arbres moteurs pour véhicules moteurs conçus en métal léger tel que l'aluminium ou l'alliage d'aluminium qui doivent être équilibrés, le procédé d'équilibrage selon l'art antérieur consistait à souder des contrepoids d'équilibrage de taille et de poids

prédéterminés dans des positions prédéterminées.

Dans la présente invention, ce type d'arbre moteur, à la différence des arbres moteurs de l'art antérieur, est un arbre creux en aluminium présentant un diamètre supérieur à celui des arbres moteurs pleins de l'art antérieur Etant donné que les arbres moteurs en aluminium présentent une épaisseur de paroi de 2,2 mm environ, les contrepoids d'équilibrage doivent être soudés sur la surface extérieure de la pièce d'extrémité cylindrique correspondante du joint de transmission qui présente une épaisseur de paroi d'environ 5 mm Toutefois, non seulement l'opération de soudage nécessite une pièce d'extrémité cylindrique du joint de transmission plus longue pour pouvoir loger les contrepoids d'équilibrage plus grands et leur raccords soudés, comme cela est décrit plus loin, mais cette opération est également longue et onéreuse et entraine toujours des problèmes propres aux

raccords soudés.

Le brevet US 3 901 046 décrit un ensemble formant poids d'équilibrage pour arbres' moteurs avec un collier de serrage dont les extrémités ouvertes sont reliées entre elles par une tête de serrage ressemblant à une vis Toutefois, dans ce brevet, la tête de serrage remplit la fonction d'un contrepoids fixe et des organes formant contrepoids d'équilibrage sont prévus pour compenser tout excès de poids de la tête de serrage et peuvent être montés sur le collier de serrage en un endroit sensiblement diamétralement opposé à la tête de serrage Outre le fait que cet ensemble formant poids d'équilibrage selon l'art antérieur ne permet pas de compenser les sollicitations thermiques dues au températures relativement élevées qui peuvent régner dans les arbres moteurs creux dont le diamètre est relativement large, il présente des inconvénients significatifs en matière de coût, de poids et de facilité d'installation car il utilise un contrepoids d'équilibrage fixe et nécessite un ou plusieurs autres organes formant contrepoids pour compenser tout excès de poids du contrepoids d'équilibrage Par conséquent, il exclut l'utilisation d'un contrepoids que l'on peut choisir pour des raisons de poids comme cela est nécessaire dans une situation donnée et que l'on peut concentrer dans la zone déterminée de la circonférence du collier pouf optimiser son

efficacité en fonctionnement.

Pour cette raison, la présente invention a pour objet principal de fournir un système d'équilibrage qui évite les défauts et inconvénients ci-dessus mentionnés rencontrés avec les systèmes d'équilibrage selon l'art antérieur et dont l'installation est relativement simple et peu onéreuse et qui assure en même temps un positionnement permanent du contrepoids

d'équilibrage sans nécessité de soudage.

La présente invention résoud les problèmes mentionnés plus haut en fournissant un contrepoids d'une taille et d'un poids prédéterminés qui est fixé sur la surface extérieure de l'organe de rotation à l'aide d'un collier de serrage conçu en un matériau tel que de l'acier inoxydable dépourvu de toute possibilité d'allongement élastique dans le sens longitudinal et auquel une possibilité d'allongement élastique dans le sens longitudinal est conférée par une configuration spéciale du collier de serrage, comprenant des ouvertures placées de préférence à l'opposé de la zone dans laquelle le collier de serrage ouvert est relié au-dessus du contrepoids Cela présente d'autres avantages comme cela est décrit plus loin Lorsque les extrémités ouvertes du collier de serrage sont reliées entre elles par un élément de raccordement indépendant pourvu d'une oreille dite oreille "Oetiker", l'élément de raccordement peut alors être utilisé de manière avantageuse comme faisant partie du contrepoids d'équilibrage dont le rôle est renforcé par la présence d'ouvertures placées à l'opposé de ce dernier, dans le collier de serrage Le collier de serrage selon la présente invention permet un montage simple et relativement rapide du contrepoids d'équilibrage tout en assurant, en même temps, le maintien du contrepoids d'équilibrage dans sa position prédéterminée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le contrepoids d'équilibrage peut être pourvu de moyens d'ancrage dans ses surfaces intérieures de sorte que, lors I de l'application des forces de serrage par le collier de serrage, le contrepoids d'équilibrage se fixera de manière appropriée dans la surface externe de l'organe de rotation Ces moyens d'ancrage peuvent être obtenus sous forme de bords grossiers, non ébavurés réalisés, par exemple, à l'aide d'un outil de poinçonnage non tranchant lors de la découpe du contrepoids d'équilibrage Une autre solution consiste à rendre rugueuses les surfaces intérieures des contrepoids d'équilibrage par tout traitement de surface ultérieur connu ou à fournir des surfaces internes rugueuses de ce type, en choissant, de manière appropriée, la composition

du matériau lors de sa fabrication.

Le collier de serrage peut également être pourvu de moyens d'ancrage pour éviter tout mouvement latéral sur les surfaces extérieures de l'organe de rotation Les moyens d'ancrage dans le collier de serrage peuvent être obtenus, de manière la plus adéquate, sous forme de bords grossiers non ébavurés produits par l'utilisation d'outils de poinçonnage relativement non tranchants, particulièrement lors du découpage des ouvertures dans les sections qui confèrent une possibilité

d'allongement élastique au collier de serrage.

Selon une autre caractéristique de la présente invention, chaque contrepoids d I'équilibrage peut être pourvu d'organes formant crochets de type pattes, déformés à froid et S e projetant vers l'extérieur, qui sont séparés 1 es uns des autres par une distance correspondant approximativement à la largeur du collier de serrage et qui définissent entre eux un canal dans lequel vient se loger le collier de serrage de sorte que tout mouvement latéral relatif entre le collier de serrage et le contrepoids d'équilibrage est

totalement empêché.

Selon une autre caractéristique de la présente invention, les contrepoids d'équilibrage ne sont pas plats mais peuvent être incurvés avec un rayon de courbure au moins légèrement inférieur au rayon de courbure des surfaces extérieures de l'organe de rotation et présentent une épaisseur de matériau qui s'adaptera de manière élastique aux surfaces extérieures de l'organe de rotation sous l'effet des forces appliquées au contrepoids par

le collier de serrage.

Ces buts, ces caractéristiques et ces avantages de la présente invention ainsi que d'autres seront mis en évidence dans le mémoire descriptif qui suit, et dans les figures jointes qui montrent, à titre d'exemples uniquement, plusieurs modes de réalisation de l'objet de la présente invention, et dans lesquelles: La figure 1 est une vue en plan d'un collier prévu pour être utilisé dans un système d'équilibrage selon la présente invention; La figure 2 est une vue de côté en élévation du collier de la figure 1; La figure 3 est une vue en plan d'un contrepoids d'équilibrage selon la présente invention; La figure 4 est une vue en élévation de côté du contrepoids d'équilibrage selon la présente invention; La figure 5 est une vue en perspective d'un arbre moteur avec un dispositif d'équilibrage selon la présente invention; La figure 6 est une vue en plan d'un mode de réalisation modifié du collier du dispositif de la présente invention;

La figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-

7 de la figure 6; La figure 8 est une vue en coupe, semblable à la figure 7, d'un mode de réalisation modifié d'un collier de serrage selon la présente invention ayant une surface interne incurvée de forme concave; La figure 9 est une vue en perspective de l'élément de raccordement indépendant utilisé avec le collier de serrage de la figure 6; La figure 10 est une vue en perspective du collier de serrage de la figure 6, dans sa position installée; La figure 11 est une vue en perspective d'un mode de réalisation modifié d'un élément de raccordement indépendant selon la présente invention qui est solidaire d'un contrepoids d'équilibrage; La figure 12 est une vue en plan du collier de serrage installé comprenant un élément de raccordement selon la figure 11; La figure 13 est une vue en coupe axiale au niveau d'une liaison selon l'art antérieur d'un arbre moteur creux avec une pièce d'extrémité d'un joint de transmission, illustrant également un contrepoids d'équilibrage soudé et La figure 14 est une vue en coupe axiale, semblable à la figure 13 et illustrant la liaison entre un arbre moteur creux et une pièce d'extrémité d'un joint de transmission utilisant un dispositif d'équilibrage selon la présente invention. Les figures, dans lesquelles des numéros de référence similaires sont utilisés pour désigner des pièces semblables, et plus particulièrement les figures 1 et 2, illustrent un collier de serrage généralement désigné par le numéro de référence 10 en acier inxodyable ou en acier galvanisé et pourvu d'un nombre de sections généralement désignées par le numéro de référence qui confèrent une possibilité d'allongement élastique au collier de serrage, réalisé en un matériau normalement dépourvu de toute possibilité

d'allongement élastique dans le sens longitudinal.

Chaque section 20 se compose ainsi de deux parties formant des bandes latérales non rectilignes 21 a et 21 b qui sont formées exclusivement par des

découpes pratiquées dans le collier de serrage 10.

De manière plus spécifique, les surfaces latérales concaves 22 a et 22 b sont produites par des découpes concaves correspondantes formées en segments sur les côtés du collier de serrage Les surfaces intérieures 23 a et 23 b de chaque partie formant une bande latérale 21 a et 21 b sont ainsi formées par les surfaces correspondantes d'une découpe 24 pratiquée dans la zone centrale du collier de serrage qui, dans le mode de réalisation illustré, a une forme rappelant celle d'un sablier Les parties formant des bandes latérales non rectilignes 21 a et 21 b présentent ainsi une largeur sensiblement constante sur au moins une grande partie de leur longueur, ce qui est réalisé par des surfaces sensiblement parallèles 22 a, 23 a et 22 b, 23 b Les sections adjacentes sont reliées entre elles par des parties pleines 26 s'étendant sur la largeur normale du collier de serrage et définies par les surfaces d'extrémité 25 s'étendant dans le sens transversal des découpes centrales 24 des sections adjacentes 20 Pour éviter des sollicitations maximales, les angles entre les surfaces d'extrémité 25 et les surfaces latérales 23 a et 23 b sont arrondis De la même manière, les transitions des surfaces latérales 22 a et 22 b à la largeur normale des surfaces latérales du collier

sont aussi arrondies.

Les parties d'extrémité 10 a et 1 Ob dépourvues de toute section conférant une possibilité d'allongement élastique 20 comprennent les moyens pour étirer et relier de manière mécanique les extrémités ouvertes de l'organe formant collier de serrage dans la position étirée De manière plus spécifique, la partie d'extrémité 1 Oa du collier de serrage 10 est pourvue de deux crochets 31 a et 31 b déformés à froid et s'étendant vers l'extérieur La partie d'extrémité opposée 1 Ob du collier de serrage est pourvue, en partant de l'extrémité libre de ce dernier, d'une ouverture rectangulaire 34 et d'un autre crochet 35 déformé à froid et s'étendant vers l'extérieur Les éléments formant crochets 31 a et 35 servent ainsi, avec leurs surfaces prévues pour être mises en prise avec un outil, de moyens pour rapprocher en les étirant de manière élastique les extrémités du collier de sorte que le crochet 31 b peut s'engager dans l'ouverture 34 lorsque le collier de serrage a été étiré, de manière élastique, par l'application de forces de tension à l'aide d'un outil connu pour des utilisations de ce type Pour maintenir les deux parties d'extrémité 10 a et 1 Ob du collier de serrage dans un alignement mutuel, une projection en forme de languette 36 est prévue au centre de la surface d'extrémité 34 a de l'ouverture 34 et s'engage au-dessous du crochet 31 b, déformé à froid, une fois le collier de

serrage mis en place.

Le contrepoids d'équilibrage, généralement désigné par le numéro de référence 40, a un poids et une forme déterminés, par exemple, une forme rectangulaire et comprend quatre projections en forme de crochets 41 déformés à froid et s'avançant vers l'extérieur qui définissent entre elles un canal dont la largeur correspond sensiblement à la largeur du collier de serrage 10 pour éviter tout mouvement latéral relatif entre le contrepoids d'équilibrage 40 et le collier de

serrage 10.

Le contrepoids 40 est, de préférence, de forme incurvée, se conformant, au moins de manière approximative, aux surfaces externes de l'organe de rotation sur lequel il doit être fixé et présente, de préférence, un rayon de courbure R légèrement inférieur au rayon de courbure R ARBRE des surfaces externes de l'organe de rotation de sorte que les forces de serrage du collier amèneront le contrepoids d'équilibrage réalisé, en un matériau et/ou avec une épaisseur appropriés, à s'adapter au rayon de courbure de l'organe de rotation Par conséquent, le contrepoids d'équilibrage 40, qui peut être pourvu de moyens d'ancrage appropriés dans ses surfaces internes, s'ancrera, de manière appropriée, dans la position prédéterminée sur les surfaces extérieures de l'organe de rotation Le moyen d'ancrage peut se présenter sous forme de bords grossiers, non ébavurés produits par l'utilisation d'un outil non tranchant pour poinçonner le contrepoids d'équilibrage et/ou peut être produit par le traitement des surfaces intérieures par tout moyen connu pour produire des surfaces rugueuses et/ou par le choix de la composition du matériau dans lequel sera réalisé le contrepoids d'équilibrage. Le collier de serrage 10 peut également être pourvu de moyens d'ancrage pour éviter tout mouvement relatif entre lui et les surfaces externes de l'organe de rotation Cela peut être réalisé de manière adéquate par l'utilisation d'un outil de poinçonnage non tranchant pour poinçonner le collier de serrage 10 et former les découpes qui constituent les tronçons 20 conférant une

possibilité d'allongement élastique au collier.

Le dispositif d'équilibrage selon la présente invention présente d'importants avantages Tout d'abord, il est simple à installer, relativement

peu onéreux et fiable lors du fonctionnement réel.

Par ailleurs, il évite la nécessité d'effectuer des raccordements soudés et les problèmes inhérents à ces derniers, comme cela sera expliqué

plus en détail par la suite.

Il est possible de choisir la taille des contrepoids d'équilibrage et leur matériau afin de satisfaire des exigences particulières Comme dans le cas des autres dispositifs d'équilibrage, il 1 1 est nécessaire d'avoir des contrepoids d'équilibrage de tailles et de poids différents pour permettre l'équilibrage de l'organe de rotation dans le dispositif selon la présente invention En outre, le collier de serrage peut être réalisé en un matériau relativement fin de sorte que le chevauchement dans la zone des extrémités libres du collier est relativement non important par rapport au problème d'équilibrage de l'organe de rotation De plus, il est possible de tenir compte de tout déséquilibre dû au chevauchement lors de la conception des contrepoids d'équilibrage, comme cela est expliqué

plus loin.

La figure 5 illustre un organe de rotation 60 se présentant sous la forme d'un arbre moteur creux en aluminium sur lequel est monté un dispositif

d'équilibrage selon la présente invention.

En utilisant de l'acier inoxydable comme matériau pour le collier de serrage présentant une limite élastique d'environ 2,2 à 2,4 mm, on a pu obtenir une possibilité d'allongement élastique comprise entre environ 0, 4 mm et 0,5 mm par section 20 On a obtenu cette valeur d'allongement élastique bien que les forces de tension appliquées au collier de serrage aient provoqué un allongement du collier de serrage de plus de 0,4 mm à 0, 5 mm par section, sans dépassement de la limite élastique du collier En d'autres termes, on peut obtenir un allongement élastique compris entre environ 0,4 et 0,5 mm par section même lorsque le collier de serrage est soumis à des forces de tension provoquant un allongement supérieur de ce dernier, tant que les forces de tension n'amènent pas le

collier de serrage à dépasser sa limite élastique.

La figure 6 illustre un mode de réalisation modifié d'un organe formant dispositif de serrage dans lequel un élément de raccordement indépendant généralement désigné par le numéro de référence 130 est utilisé pour relier entre elles, de manière mécanique, les parties d'extrémité ouvertes 11 a et 11 Ob du collier de serrage généralement désigné par le numéro de référence Dans le mode de réalisation illustré par les figures 6, 7 et 9, l'élément de raccordement indépendant 130 comprend une oreille dite oreille "Oetiker" généralement désignée par le numéro de référence 136 qui comprend des parties formant côtés 137 a et 137 b reliées entre elles par une partie formant pont 138 La partie formant pont peut être pourvue d'une rainure de renforcement ou de préférence d'une dépression de renforcement relativement peu profonde comme cela est décrit dans la demande de brevet US No 06/922 408, déposée le 23 Octobre 1986, dont l'objet est mentionné ici à titre de référence Le brevet britannique correspondant a été publié sous le numéro 2 160 577 L'élément de raccordement indépendant 130 comprend des extensions orientées de manière circonférentielle 132 a et 132 b pourvues d'éléments formant crochets de type pattes 131 a, 131 b, 131 c et 131 d s'étendant vers l'extérieur pouvant s'engager dans les ouvertures rectangulaires correspondantes 134 prévues dans les parties d'extrémité 110 a et 11 Ob du collier

de serrage.

Le collier de serrage 110 est pourvu d'ouvertures ovales et circulaires alternatives 124 et 124 ' qui confèrent au collier de serrage 110 une possibilité d'allongement élastique limitée dans le sens longitudinal d'environ 0,2 mm Toutefois, comme l'élément de raccordement indépendant 130 est pourvu d'une oreille 136 déformable de manière plastique, la possibilité d'allongement élastique réduite communiquée par les ouvertures 124 et 124 ' est suffisante parce que la possibilité d'allongement élastique est associée à la possibilité de compensation de l'oreille dèformable de manière plastique 136 telle qu'elle est connue dans l'art Les éléments formant crochets 131 a 131 b sont ainsi des éléments de type pattes obtenus en recourbant le matériau du collier après l'exécution de découpes sensiblement en forme de U Cela permet de réaliser un préassemblage du collier de serrage 110 et de l'élément de raccordement 130 en insérant d'abord les éléments formant crochets 131 a et 131 b dans les ouvertures 134 ménagées dans les parties d'extrémité 110 b du collier de serrage 110 et en appuyant ensuite sur les éléments formant crochets

131 a et 131 b.

Le contrepoids d'équilibrage 140 est également pourvu de protubérances qui peuvent se présenter sous forme de crochets déformés à froid et qui définissent également un canal pour éviter tout mouvement latéral du collier de serrage 110 par rapport au contrepoids d'équilibrage 140 Dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, le collier de serrage 110 est plat comme le montre la figure 7, c'est-à-dire que les parties latérales 122 a et 122 b sont situées dans le même plan que l'ouverture 124 En revanche, dans la figure 8, le collier de serrage est incurvé dans le sens concave ce qui améliore son ancrage dans la surface extérieure de l'organe de rotation et celui du contrepoids d'équilibrage lorsque le collier de serrage aura tendance à se redresser sous l'influence des forces de serrage résultant

de la déformation plastique de l'oreille 136.

La figure 10 illustre un mode de réalisation d'un dispositif d'équilibrage selon la présente invention sur un arbre moteur creux 60 dans lequel le collier de serrage 110 est du type illustré en figure 8 tandis que le moyen conférant une possibilité d'allongement élastique se compose d'ouvertures circulaires 124 espacées uniformément. La figure 11 illustre une combinaison d'un élément de raccordement et d'un contrepoids d'équilibrage généralement désigné par le numéro de référence 240 dans lequel le contrepoids se compose de deux parties rectangulaires formant contrepoids 240 a et 240 b incurvées comme le montrent les figures 1 à 4 et qui sont solidaires de l'oreille déformable de manière plastique généralement désignée par le numéro de référence 236 qui peut également être pourvue d'un évidement de renforcement 239 du type décrit dans la demande de brevet US mentionnée plus haut Les parties formant côtés 237 a et 237 b (figure 12) sont donc reliées aux parties formant contrepoids 240 a et 240 b par des extensions relativement courtes 232 a et 232 b (figure 12) qui sont formées par des

découpes d'extrémité en forme de U 242 a et 242 b.

Les éléments formant crochets de type patte 231 a, 231 b et 232 c, 231 d sont ainsi formés d'un seul tenant avec les parties formant contrepoids 240 b

et 240 a, respectivement.

La figure 12 illustre un collier de serrage plat 210 pourvu d'ouvertures 224 et dont les extrémités ouvertes 21 Oa et 21 Ob sont reliées entre elles par un contrepoids d'équilibrage et un élément de raccordement combinés du type illustré en figure il. La figure 13 illustre un dispositif d'équilibrage selon l'art antérieur dans lequel l'arbre moteur creux 60 est soudé par le joint soudé 310 à l'extension cylindrique en forme de tablier 301 de la pièce d'extrémité formant joint de transmission généralement désigné par le numéro de référence 300 Deux pièces d'extrémité de ce type formant joint de transmission sont ainsi soudées aux extrémités de l'arbre moteur 60 Cette pièce d'extrémité formant joint de transmission 300 comprend une paroi d'extrémité assez épaisse 302 ainsi que des parties formant bras 303 pourvues d'oeils de liaison usinés dans les bras 303 Le contrepoids d'équilibrage 340 est soudé à l'extension cylindrique 301 par le joint soudé 341 Etant donné que l'épaisseur de la paroi de l'arbre moteur 60 est d'environ 2,2 mm, il est nécessaire de prévoir une extension cylindrique 301 relativement longue d'environ 65 mm de longueur et présentant une épaisseur de paroi d'environ 5 mm pour permettre de réaliser une liaison soudée du contrepoids d'équilibrage 40 de toute taille Il n'est pas possible de souder le contrepoids d'équilibrage 340 directement à l'arbre moteur 60 car, avec une épaisseur de paroi de 2,2 mm seulement, le raccord soudé risque de produire des trous et ce, même avec une épaisseur de paroi de 5 mm En pratique, cela signifie que la pièce d'extrémité 300 doit être pourvue d'une extension cylindrique relativement longue 301 qui doit être usinée et qui augmente le poids de l'ensemble formant arbre moteur Dans la figure 13, l'extension cylindrique 301 est en outre pourvue d'un épaulement réduit 301 ' pour permettre de monter l'arbre moteur 60 sur ce dernier même s'il va sans dire que l'arbre moteur 60 peut également être monté à l'intérieur de la pièce 301. Dans le dispositif d'équilibrage selon la présente invention illustré en figure 14, on peut obtenir plusieurs avantages significatifs Tout d'abord, il est possible de raccourcir de 50 mm environ l'extension 301 ce qui permet de réaliser une importante économie, compte-tenu de la réduction ainsi obtenue du poids de l'aluminium des deux pièces d'extrémité 300 de ce type et du temps d'usinage En outre, dans le dispositif d'équilibrage selon la présente invention, il est maintenant possible de monter le contrepoids d'équilibrage en tout endroit situé sur la longueur de l'arbre moteur 60 Par ailleurs, dans le dispositif selon la présente invention, le raccord soudé 310 de l'arbre moteur 60 est effectué dans la zone de la paroi d'extrémité pleine, relativement épaisse 302, ce qui améliore le raccord soudé L'épaulement 301 'a de diamètre réduit qui peut se terminer en un petit cône ne constitue plus l'unique support de l'arbre moteur puisque ce dernier est maintenant également supporté dans la zone de la paroi d'extrémité relativement épaisse 302, ce qui assure non seulement un meilleur support pour l'arbre moteur mais également une meilleure base pour le raccord soudé. A titre d'exemple typique, non limitatif, il est possible d'utiliser six tailles de contrepoids d'équilibrage 340 avec le dispositif selon l'art antérieur de la figure 13, c'est-à-dire, Contrepoids d'équilibrage 1 84 mm (largeur) x 50,8 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur) 28,5 g en poids Contrepoids d'équilibrage 2 70 mm (largeur) x 50,8 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur) 23,5 g en poids Contrepoids d'équilibrage 3 54 mm (largeur) x 50,8 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur) 18,0 g en poids Contrepoids d'équilibrage 4 40 mm (largeur) x ,8 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur) 13,0 g en poids Contrepoids d'équilibrage 5 26 mm (largeur) x 42,0 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur) 7,5 g en poids Contrepoids d'équilibrage 6 plaque ronde de 32 mm de diamètre, 2,54 mm d'épaisseur et un poids

de 5,5 g.

Dans le dispositif d'équilibrage selon l'art antérieur de la figure 13, ces contrepoids d'équilibrage en aluminium sont soudés sur l'arbre moteur à l'aide d'une machine spéciale Cela nécessite plusieurs opérations répétées, ce qui signifie qu'il est nécessaire de suspendre l'arbre moteur afin de le laisser refroidir après chaque première opération de soudage, avant de l'examiner de nouveau afin de vérifier qu'il ne présente aucun déséquilibre une fois refroidi Cela est nécessaire car l'arbre peut subir des contraintes ou des déformations sous l'effet de la chaleur à laquelle il est soumis pendant l'opération de soudage, ce qui peut se traduire par de nouveaux

déséquilibres dans un arbre moteur respectif.

Comme on l'a vu plus haut, dans le dispositif selon l'art antérieur, il est également nécessaire d'avoir, aux deux extrémités de l'arbre moteur, une pièce d'extrémité avec une extension cylindrique présentant une longueur de 65 mm environ et une épaisseur de 5 mm étant donné que l'épaisseur de paroi de l'arbre moteur lui-même n'est que de 2 mm environ Cela est nécessaire pour pouvoir souder les contrepoids d'équilibrage car avec une épaisseur de 2,2 mm, l'opération de

soudage risque de produire des trous. Dans le dispositif d'équilibrage selon la présente invention, la longueur

des pièces d'extrémité des joints de transmission sur lesquels on soude

l'arbre moteur peut être réduite d'environ 50 mm.

Cela permet de réaliser des économies importantes, car on peut ainsi réduire le poids des pièces

d'extrémité ainsi que leur temps d'usinage.

Dans un mode de réalisation non limitatif de la présente invention, un collier de serrage en acier inoxydable, de 10 mm de largeur et de 1 mm d'épaisseur est pourvu, par exemple, de sept sections 20 conférant une possibilité d'allongement élastique du type illustré par les figures 1 et 2 Les extrémités ouvertes de ce collier de serrage sont pourvues, chacune, de deux ouvertures du type illustré et représenté par les ouvertures 134 de la figure 6 tandis que l'on utilise un élément de raccordement indépendant du type illustré en figure 9 pour rapprocher, en les étirant, les extrémités ouvertes du collier de serrage et appliquer les forces de maintien requises pour maintenir le contrepoids d'équilibrage sous-jacent Bien entendu, lorsque les forces de maintien doivent être supérieures, il est possible d'augmenter la largeur et/ou

l'épaisseur du collier de serrage.

L'élément de raccordement pourvu de l'oreille déformable de manière plastique du type illustré en figure 9 présente un poids de 4,5 g ce qui signifie qu'il est possible de réduire d'autant le poids d'équilibrage En outre, les sections 20 conférant une possibilité d'allongement élastique du type illustré en figure 1 réduisent le poids du collier de serrage à l'opposé de l'élément de raccordement et au contrepoids ce qui permet de

réduire encore le contrepoids.

Dans le mode de réalisation présent, la masse de l'élément de raccordement peut rester telle quelle, la masse du collier de serrage peut être la même pour tous les dispositifs d'équilibrage

et, seul, le poids d'équilibrage doit être changé.

En outre, dans la présente invention, les contrepoids peuvent présenter, en apparance, les

mêmes dimensions.

Afin d'éviter toute confusion, le dispositif d'équilibrage selon la présente invention se compose d'un collier de serrage en acier inoxydable pouvant s'allonger de manière élastique de longueur, largeur et épaisseur constants et d'un élement de raccordement indépendant de même dimension avec une oreille dite oreille "Qetiker"

ainsi que de différents contrepoids d'équilibrage.

Dans le dispositif d'équilibrage de la présente invention, les contrepoids peuvent avoir les dimensions suivantes et le numéro du contrepoids correspond à celui à utiliser dans le dispositif soudé selon l'art antérieur: Contrepoids d'équilibrage 1 54 mm (largeur) x 25 mm (longueur) x 2,00 mm (épaisseur) = 20,4 g ce qui correspond très exactement au poids d'équilibrage de 28,5 g si l'on prend en compte les ouvertures pratiquées dans le collier de serrage situées à l'opposé du contrepoids d'équilibrage. Contrepoids d'équilibrage 2 52 mm x 25 mm x 1, 5 mm = 14,6 g ce qui correspond très exactement au poids d'équilibrage de 23,5 g si l'on prend en compte les ouvertures pratiquées dans le collier de serrage situées à l'opposé du contrepoids d'équilibrage. Contrepoids d'équilibrage 3 49 mm x 25 mm x 1,0 mm = 9,8 g ce qui correspond très exactement au poids d'équilibrage de 18,0 g si l'on prend en compte les ouvertures pratiquées dans le collier de serrage situées à l'opposé du contrepoids d'équilibrage. Contrepoids d'équilibrage 4 47 mm x 25 mm x 0, 5 mm = 4,5 g ce qui correspond très exactement au poids d'équilibrage de 13,0 g si l'on prend en compte les ouvertures pratiquées dans le collier de serrage situées à l'opposé du contrepoids d'équilibrage. Contrepoids d'équilibrage 5 dans ce cas, le contrepoids d'équilibrage n'est plus nécessaire car l'organe formant collier de serrage lui-même produit un contrepoids d'équilibrage de 4,5 g et l'on peut obtenir un contrepoids d'équilibrage effectif de 7,5 g avec un certain nombre d'ouvertures pratiquées dans le collier de serrage qui sont placées à l'opposé de l'oreille déformable de manière plastique dans l'élément de raccordement. Contrepoids d'équilibrage 6 dans ce cas également, le contrepoids d'équilibrage n'est plus nécessaire car le collier de serrage lui-même assure un contrepoids d'équilibrage de 4,5 g et l'on peut réaliser un contrepoids d'équilibrage de ,5 g avec une grande précision à l'aide des ouvertures pratiquées dans le collier de serrage en acier qui sont placées à l'opposé de l'oreille

déformable de manière plastique.

Ce qui précède démontre qu'il est possible de réaliser des contrepoids d'équilibrage d'apparance similaire, leur poids étant le seul élément modifié du fait de changements essentiellement dans leur épaisseur Le dispositif d'équilibrage selon la présente invention permet ainsi d'utiliser le même élément de raccordement pourvu de l'oreille déformable de manière plastique et la même longueur de collier de serrage A l'aide d'un outil de type pince pneumatique, l'oreille peut être fermée avec toujours les mêmes pressions de fermeture de sorte que les différentes épaisseurs de matériau des poids d'équilibrage peuvent être compensées par l'ouverture plus ou moins grande de l'oreille En outre, du fait de cette compensation les tolérances dans l'arbre moteur deviennent non significatives. L'action de ressort qui devient nécessaire pour maintenir le poids d'équilibrage en place en raison des dilatations et des contractions thermiques de l'arbre moteur, est réalisée par l'action de ressort qui s'exerce au niveau du collier de serrage en acier inoxydable et de l'oreille déformable de manière plastique et dans la mesure nécessaire au niveau de la courbure du

collier de serrage lui-même.

Le dispositif d'équilibrage selon la présente invention peut également être utilisé de manière avantageuse sur la chaîne de montage Le collier de serrage, le contrepoids d'équilibrage et l'élément de raccordement indépendant avec l'oreille dèformable de manière plastique sont fournis pré-montés et pré-déformés en une configuration ronde Le monteur n'a plus qu'alors à installer cet organe pré-monté dans la position requise sur l'arbre moteur sur lequel l'oreille peut être fermée avec une force prédéterminée à l'aide de pinces pneumatiques Au cas o l'oreille se projetterait trop loin même une fois refermée, l'outil de type pince pneumatique peut, en même temps qu'il déforme l'oreille, appuyer sur la partie formant liaison de sorte que l'oreille ainsi déformée se projetterait de manière

minimale de l'arbre moteur.

Il va sans dire que l'exemple ci-dessus mentionné n'est cité qu'à titre d'illustration de la présente invention qui ne se limite pas à ce dernier mais qui peut subir de nombreuses

modifications comme la description ci-dessus le

montre Par exemple, la configuration des sections conférant une possibilité d'allongement élastique peut être modifiée pour obtenir des résultats particuliers, à condition que le dispositif soit tel qu'il présente une possibilité d'allongement élastique et un contrepoids d'équilibrage effectif En outre, la présente invention ne se limite pas aux applications avec des organes de rotation en aluminium mais peut également être utilisée avec des organes de rotation en matériaux métalliques ou en alliages de ces derniers ainsi qu'en matériaux plastiques ou autres matériaux étrangers comme les matériaux frittés à haute

température.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 Dispositif d'équilibrage pour un organe de rotation ( 60) particulièrement pour un arbre moteur creux construit en métal léger ou en un alliage de ce dernier, qui comprend un contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240) d'une taille et d'un poids prédéterminés, et un collier de serrage ( 10, , 210) pouvant être serré autour de l'organe de rotation ( 60) afin de se mettre étroitement en prise avec les surfaces extérieures de l'organe de rotation ( 60) et du contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240) ce dernier étant placé dans une position prédéterminée pour fixer, de manière appropriée, le moyen formant contrepoids d'équilibrage sur les surfaces extérieures de l'organe de rotation dans la position prédéterminée, caractérisé en ce que le collier ( 10, 110, 210) est construit de manière à présenter une possibilité d'allongement élastique dans le sens longitudinal pour compenser les changements de température de l'organe de rotation ( 60), et en ce que ses extrémités libres ( 1 Oa, 1 Ob; 11 Oa, 11 Ob; 210 a, 210 b) sont reliées entre elles, dans une zone circonfèrentielle dans laquelle tout poids du raccordement augmente le poids du contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240) qui est lui-même choisi pour son poids en fonction

du déséquilibre dans l'organe de rotation ( 60).

2 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240) est un organe choisi pour son poids pour compenser le déséquilibre dans l'organe de rotation ( 60) et placé dans la zone circonférentielle, et en ce que la totalité du contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240) est

placée dans la zone circonférentielle.

3 Dispositif d'équilibrage selon les

revendications 1 ou 2, dans lequel le collier de

serrage ( 10, 110, 210) est conçu en un matériau, sensiblement dépourvu de toute possibilité d'allongement élastique significative, particulièrement en acier galvanisé ou inoxydable, caractérisé en ce que le collier de serrage est pourvu d'autres moyens ( 20; 124, 124 ') permettant de lui conférer une possibilité d'allongement élastique prédéterminèe dans son sens longitudinal, les autres moyens étant formés par un enlèvement de matière du collier lui-même et comprenant au moins une section ( 20) avec des parties formant bandes latérales non rectilignes ( 21 a, 21 b) sur les deux côtés du plan longitudinal central du collier et placées au moins dans la zone située à l'opposé du raccordement des

extrémités libres du collier de serrage.

4 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties formant bandes latérales non rectilignes ( 21 a, 21 b) sont formées par au moins une fenêtre ( 24) placée dans la zone centrale du collier de serrage, en ce que les côtés non rectilignes ( 22 a, 22 b) du collier de serrage sont incurvés de manière concave, et en ce que les côtés non rectilignes ( 22 a, 22 b) du collier de serrage sont formés de manière à suivre, au moins approximativement, la forme du côté adjacent ( 23 a, 23 b) d'une fenêtre ( 24) formée par l'enlèvement de matière dans la zone centrale du collier Dispositif d'équilibrage selon l'une quelconque

des revendications 1-4, caractérisé en ce que les

parties formant bandes latérales non rectilignes ( 21 a, 21 b) sont formées entre une surface latérale respective ( 22 a, 22 b) du collier de serrage et le côté adjacent correspondant ( 23 a, 23 b) de la fenêtre, en ce que chacune des deux parties formant bandes latérales ( 21 a, 21 b) présente au moins une largeur approximativement constante sur une partie importante de sa longueur, et en ce qu'une fenêtre respective ( 24) a une forme ressemblant de manière approximative à celle d'un sablier. 6 Dispositif d'équilibrage selon l'une quelconque

des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le

collier de serrage comprend plusieurs sections ( 20) comprenant d'autres moyens de ce type, et en ce qu'une partie pleine s'étendant dans le sens transversal ( 25) correspondant sensiblement à la largeur totale du collier relie les sections

adjacentes ( 20).

7 Dispositif d'équilibrage selon l'une quelconque

des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que

les autres moyens sont formés, au moins en partie, par des ouvertures ( 124, 124 ', 224) dans le collier de serrage situées au moins dans la zone placée à l'opposé du raccordement des extrémités libres du collier lorsqu'il est installé sur l'organe de rotation et le contrepoids

d'équilibrage.

8 Dispositif d'équilibrage selon l'une quelconque

des revendications 1-7, caractérisé en que les

autres moyens ( 20, 124, 124 ', 224) sont sensiblement symétriques par rapport au plan central longitudinal du collier de serrage et sont formés exclusivement par des découpes pratiquées dans le collier, et en ce que les découpes comprennent au moins une découpe ( 24) dans la zone centrale du collier ainsi que des découpes sur les côtés ( 22 a, 22 b) du collier, dans la zone d'une découpe respective ( 24) dans la zone centrale. 9 Dispositif d'équilibrage selon l'une quelconque

des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au

moins le contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240) ou le collier de serrage comprend des moyens d'ancrage pour être fixé dans les surfaces extérieures de l'organe de rotation ( 60), en ce que les moyens d'ancrage sont formés, au moins en partie, par des bords grossiers non ébavurés du contrepoids d'équilibrage, respectivement, du collier de serrage et/ou sont formés, au moins en partie, par des surfaces intérieures non lisses fondées, au moins en partie, sur la composition du matériau ou la fabrication et/ou le traitement ultérieur de la partie respective pour obtenir les

surfaces d'ancrage internes requises.

Dispositif d'équilibrage selon l'une

quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé

en ce que les moyens de raccordement comprennent au moins un crochet déformé à froid s'étendant vers l'extérieur ( 31 b) placé près d'une extrémité libre ( 1 Oa) du collier de serrage et pouvant s'engager dans une ouverture ( 34) prévue près de l'autre extrémité libre ( 10 b) du collier de serrage, en ce que le collier de serrage est adapté pour être serré en mettant en prise des surfaces opposées, prévues pour être mise en prise par force ( 31, 35) et situées près de ses

extrémités libres ( 10 a, 10 b).

11 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ouverture ( 34) est pourvue d'une projection ( 36) en forme de languette placée au centre dans sa surface d'extrémité transversale ( 34 a) la plus proche de l'extrémité libre correspondante du collier de serrage qui peut se mettre en prise avec un crochet correspondant déformé à froid

( 31 b).

12 Dispositif d'équilibrage selon l'une

quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé

en ce que les moyens de raccordement des extrémités libres du collier de serrage

comprennent un élément de raccordement (figures 6-

10; 11, 12 et 14) indépendant du collier et comprenant une oreille dèformable de manière plastique ( 136; 236) présentant des parties formant côtés s'étendant généralement vers l'extérieur ( 137 a, 137 b; 237 a, 237 b) reliées entre elles par une partie formant pont ( 138, 238), et des extensions de liaison ( 132 a, 132 b; 232 a, 232 b) reliées aux parties formant côtés ( 137 a, 137 b; 237 a, 237 b) et pourvues de crochets s'étendant vers l'extérieur ( 131 a-131 d; 231 a-231 d) pouvant s'engager dans des ouvertures correspondantes prévues dans les parties d'extrémité du collier de serrage, les extensions de liaison ( 132 a, 132 b; 232 a, 232 b) s'étendant depuis l'oreille ( 136; 236)

dans des sens circonférentiels.

13 Dispositif d'équilibrage selon la revendication 12, caractérisé en ce que le crochet ( 131 a, 131 b, 131 c et/ou 131 d; 231 a, 231 b, 231 c et/ou 231 d) dans au moins une des extensions ( 132 a et/ou 132 b; 232 a et/ou 232 b) est un organe formant crochet de type patte prévu pour être recourbé une fois engagé dans l'ouverture correspondante afin de permettre un pré-montage de l'élément de

raccordement sur le collier de serrage.

14 Dispositif d'équilibrage selon l'une

quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé

en ce que le contrepoids d'équilibrage ( 240) et les moyens de raccordement ( 231 a, 231 b, 231 c, 231 d) sont combinés en une structure unitaire Dispositif d'équilibrage selon l'une

quelconque des revendications 1 à 9 et 12 à 14,

caractérisé en ce que les moyens de raccordement comprennent une oreille déformable de manière plastique ( 236), et en ce que le contrepoids ( 240) est formé de deux parties ( 240 a), 240 b) reliées aux côtés opposés de l'oreille ( 236) et comprenant chacune un crochet s'étendant vers l'extérieur ( 131 a, 131 b; 131 c, 131 d) pouvant s'engager dans une ouverture correspondante prévue dans le

collier de serrage.

16 Dispositif d'équilibrage selon l'une

quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé

en ce que le contrepoids d'équilibrage ( 40, 140; 240) présente des surfaces intérieures de forme concave avec un rayon de courbure (R) égal ou légèrement inférieur à celui (R An) de l'organe de rotation de sorte que le collier de serrage, une fois resserré, amène le contrepoids d'équilibrage à s'adapter de manière élastique aux surfaces extérieures de l'organe de rotation 17 Procédé pour équilibrer un organe creux pouvant tourner, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes: de détermination de l'ampleur et de l'emplacement de tout déséquilibre dans l'organe pouvant tourner, de sélection d'un organe d'équilibrage qui fournit un contrepoids d'équilibrage correspondant à l'ampleur du déséquilibre dans l'organe pouvant tourner et qui comprend un collier de serrage ouvert ( 10, 110, 21), un moyen de raccordement ( 31 b, 34; 131 a- 131 d, 134;

231 a-231 d) pour relier, de manière mécanique, les extrémités ouvertes du collier de serrage, d'autres moyens ( 20, 124, 124 ', 224) pour conférer une possibilité d'allongement élastique au collier de serrage dans son sens longitudinal qui sont placés dans le collier, au moins dans la zone de ce dernier située à l'opposé du moyen de raccordement, et un contrepoids d'équilibrage ( 40, 140, 240), et d'installation de l'organe d'équilibrage sur l'organe pouvant tourner dans une position prédéterminée de telle manière, qu'en matière de poids, le moyen de raccordement vient s'ajouter au contrepoids d'équilibrage et le collier de serrage fixe, de manière appropriée, le contrepoids d'équilibrage sur l'organe pouvant tourner dans la

position prédéterminèe.

18 Procèdé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de prèmontage du collier de serrage, du moyen de raccordement sous forme d'un élément de raccordement indépendant avec une oreille dèformable de manière plastique et du contrepoids d'équilibrage en un organe d'équilibrage prémonté, avant de fixer l'organe d'équilibrage prémonté sur

l'organe pouvant tourner en fermant l'oreille.