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accouplement élastique.
Four diminuer les chocs qui proviennent de la machine menante ou de la machine menée, on intercale actuellement à peu près sans exception des accouplements élastiques dans les lignes d'arbres.. Aussi longtemps que les chocs ne sont pas trop grands ou ne se produisent pas périodiquement, il surfit d'employer des accouplements usuels au commerce dans lesquels des ressorts métalliques, des tampons en caoutchouc ou des organes équivalents emmagasinent partiellement l'énergie de Chic. -Lais dès que les chocs valent plusieurs fois le couple normal, comme par exemple dans les la,minoirs, ou se produisent périodiquement comme dans les machines à pistons, ces accouplements ne donnent plus de protection efficace coptre les sollicitations excessives ou rendent le fonctionnement impossible pour certaines Valeurs des nombres de tours.
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un accouplement parfait pour les conditions ae fonction- nement indiquées ci-dessus doit posséder les trois propriétés suivantes : il doit posséder un pouvoir a'absorption de travail suffisamment grand, c'est àoire qu'il aoit permettre un grand angle de torsion pendant le choc ;il ne doit posséder aucune vioration propre au système de masses relié par les ressorts, et finalement l'accouplement doit présenter un amortissement suffisant, c'est-à-aire que l'énergie de choc aoit être détruite partiellement ou complètement lors ae la aétente des ressorts.
Dans les accouplements usuels la capacité d'absorption d'énergie de choc qui en première approximation est propor- tionnelLe au produit du couple par l'angle de torsion, est très minime vu que l'angle de torsion vaut le plus souvent seulement un ou deux degrés tandis qu'il devrait valoir de 5 à Iu fois plus lorsque l'accouplement doit se distinguer de la liaison rigide de deux arbres au point de vue de l'effet de diminutnon des chocs. La cause de ce petit angle réside dans le fait que aans les accouplements usuels, l'arc de torsion est égal au mouvement élastique des ressorts dans le sens tan- gentiel et que celui-ci est minime en lui-même.
La seconde propriété , consistant à éviter les oscillations propres, qui est particulièrement importante dans le cas de moment de commande ou de résistance variant périodiquement, est produite lorsque la variation du moment de rotation de l'accouplement ne se fait pas proportionnellement à l'angle de torsion. les accouplements à allure proportionnelle possèdent pour chaque grandeur des masses reliées entre elles un nombre de vibrations marqué, qui est le même pour tout l'angle de torsion. Si la variation de moment de commande ou de résistance se fait avec une fréquence correspondant au nombre de vibrations propres, il se produit un balancement des vibrations qui peut conduire à la rupture de l'accouplement ou des arbres.
Si au @
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contraire le moment de rotation de l'accouplement ae moaifie non proportionnellement à l'angle de torsion, à chaque angle de torsion correspond un autre nombre de vibrations, de sorte que le balancement des vibrations est évité. ,vans la plupart des accouplements élastiques, le moment de rotation se comporte proportionnellement à l'angle de torsion ou s'en écarte seulement tellement peu que l'effet envisagé ne peut pas se produire.
.vans un autre genre d'accouplements, on a essayé d'obtenir l'écart par rapport à l'allure proportionnelle par des ressorts supplémentaires qui doivent produire une variation brusque au moment de rotation..Dans les accouplements, finalement, dans lesquels l'allure proportionnelle est évitée de prime abord, l'angle de torsion est influencé tellement défavorablement par cette mesure que ces accouplements ne sont pas utilisables à cause de leur élasticité trop minime pour les applications en question. Du reste, l'allure non proportionnelle est obtenue ici par un usinage compliqué et coûteux des rainures recevant les ressorts.
La, troisième propriété principale est l'amortissement à adapter à chaque cas de fonctionnement, il faut éditer que le travail absorbé pendant le choc par le système d'élasticité devienne libre de nouveau sous la l'orme d'énergie cinétique lors de la détente, pour conduire lors de la vibration suivante, avec la nouvelle impulsion de force, à une amplitude agrandie de la vibration et à un danger de rupture, lorsque le nombre de vibrations du système de ressorts et de masses coïncide avec le nombre de périodes des impulsions du moment de rotation. De tous les accouplements connus, aucun ne possède cette propriété, la. plus importante notamment pour les commandes à moteur Diesel.
.four cette raison on a employé jusqu'à présent, en combinaison avec les accouplements usuels, toujours des dispositifs d'amortissement particuliers à disques de friction ou des dispositifs d'amortissement hydrauliques.
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Les trois propriétés principales mentionnées ne sont présentes au moins simultanément dans aucun des accouplements connus ; en particulier il manque le plus souvent une élasticité suffisante et un amortissement satisfaisant. La présente invention remplit ces conditions en même temps et à un degré quelconque. Sangle de torsion peut être augmenté jusquta 30 la courbe de moments de rotation peut recevoir, sous la dépendance de l'angle de torsion, n'importe quelle forme et l'énergie ae choc peut être détruite uans le système de ressorts presque complètement aans le cas extrême.
L'invention est représentée au aessin.
.La rig. I est une coupe longitudinale et la fig. 2 une coupe perpenaiculaire à l'axe.
La fig. 3 représente une autre forme de réalisation en coupe longitudinale.
La fig. 4 montre un diagramme qui donne la dépenaance du moment de rotation par rapport à l'angle de torsion.
La fig. 5 montre en perspective un corps de roulement.
A l'arbre mentant I est relié rigidement au moyen de la clavette 5 le moyeu à briaes 2, et à l'arbre mené le moyeu 5 est relié au moyen de la clavette 5. Autour au moyeu o est disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe d'accouplement, un système d'elasticitè qui est forme de plusieurs anneaux de ressorts 7.
Les anneaux de ressorts 7 sont introduits dans des évidements 8 et 9 opposés par paire l'un à l'autre à la périphérie extérieure du moyeu 5 et à la périphérie intérieure de l'anneau d'accou- plement .Il relié au moyeu à bride . A l'état noncnargé, les points de contact de chaque anneau 7 avec les éviaements ö et , dans le moyeu 5 et dans l'anneau d'accouplement Io, se trouvent sur une radiale passant par l'axe d'accouplement.Les renfoncements o et 9 sont limités avantageusement par des surfaces cy- lindriques circulaires dont les rayons R et r sont différents l'un de l'autre pour une raison qui doit encore être indiquée.
Des agneaux consistent avantageusement en des rubans d'acier à ressort, enroulés en hélice.
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Si un moment de rotation agit sur l'anneau d'accouplement extérieur IO, par exemple dans le sens de rotation vers la droite, comme on l'a indiqué à la fig. 2 à la partie inférieure, l'anneau d'accouplement IO se déplace dans ce sens de rotation, en suite de quoi la plus grande distance de deux évidements opposés o et diminue avec compression des anneaux de ressorts 7 qui roulent alors dans les évidements. Pour éviter un glissement des anneaux de ressorts 7 aux points de contact avec les évidements, les arcs de roulement sur les évidements intérieurs et extérieurs 8 et 9 doivent être égaux ce qui est le cas, pour les évidements de forme circulaire en section transversale, lorsque les rayons R et r sont dans le rapport inverse des distances Z-b à Z-c.
Les rayons R, r des évidements ayant principalement une forme cylindrique cirdulaire sont pris beaucoup plus grands que le rayon ces anneaux de ressorts 7, ae sorte 'que ces derniers ne sont en aucun cas enfermés étroitement ou sont seulement enfermés dans la mesure nécessaire pour la compensation d'erreurs de placement. l'allure des forces est représentée à la partie inférieure de la, fig. 2 pour l'accouplement chargé, il prena naissance pour chaque anneau de ressort 7 une force P qui est perpendiculaire au,prof il des évidements o et 9 et donne avec le bras de levier a le moment de rotation P x .Le sens de la force 2 est principalement radial.
Si les rayons des avide- méats 8 et 9 avaient la même grandeur que les rayons des anneaux de ressorts 7, la force élastique aurait une allure tangentielle. et l'arc de torsion serait égal au trajet des ressorts. Lors du mouvement de roulement, prévu dans le cas de la présente invention, aans des évidements à rayon plus grand que celui des rouleaux, le trajettangentiel de l'anneau d'accouplement extérieur 10 est 'beaucoup plus grand ( jusqu'à huit fois) que la compression des anneaux de ressorts 7;
il aépend essentiellement du choix de l'angle ss que la force 2 forme pour un moment normal avec une radiale passant par le sens de courbure ± des évidements inté- rieurs 8.
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un peut voir également à la fig. 2 qu'en cas [alpha]e Proill en arc de cercle aes évidements ö et 9, il se produit une allure exponentielle ae la course au moment ae rotation sous -La dépendance ae l'angle de torsion [alpha], à la place a'une allure proportionnelle, comme on l'a représenté en particulier à la fig. 4.
La longueur des perpendiculaires sur les profils ces evlaements extérieurs et intérieurs 8 et 9 se modifie jeu seulement par suite de la forme circulaire, et alors en croissaut as plus en plus, et en concoraance, la force 2 croit é@aleient tandis qu'en même temps par suite au roulement ces anneaux ae ressort 7 il se produit une augmentation ae l'angle et par conséquent aussi du bras de levier a de la Torce P.
La rurme expenentielle de la courbe des ioments de r@ation est done obtenue par la forme circulaire .les évidements nécessaires sans cela, d'une maniere très précise et remarquable par sa simplicité , sans usinage supplémentaire.
@n cas de moment de rotation variant non périodiquement, on peut employer des anneaux de ressorts 7 fermés avec une seule couche ou des anneaux avec une fente colique, La position de la fente obliquement à l'axe est nécessaire pour que lors ae mouvement de roulement, latente ne passe pas brusquement sur toute son étendue sur la ligne de contact de l'anneau de ressort et avec les évidements o et , ce qui troublerait l'allure uniforme de l'action élastique, Pour la production d'un travail de frottement, par lequel l'énergie de choc emmagasinée aans le systéme de ressorts est détruite partiellement ou complètement lorsae la aétente des ressorts, comme c'est nécessaire en cas de chocs périodiques,
on peut employer des anneaux de ressorts cylindriques enroulés en hélice, avec une ou plusieurs couches de ressorts. Lors de la compression de ressorts en hélice, il se produit aux spires frontales un déplacement relativement grand qui peut être accru par l'augmentation du nombre de spires. Dans le cas d'anneaux de ressorts en une couche en hélice, il se produit un frottement d'amortissement dans une mesure plus
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minime seulement à la périphérie extérieure. Pour la production d'un plus grand frottement, on peut mettre l'un dans l'autre plusieurs anneaux cylindriques enroulés en helice ; le frottement prend alors naissance à toutes les surfaces de contact entre les anneaux.
Le plus grand amortissement possible est atteint lorsque dans le cas de plusieurs anneaux en hélice s'enveloppant l'un l'autre, les sens d'enroulement de deux couches de ressorts voisines sont opposés, le déplacement entre les couches de ressorts s'additionnant alors en partieu lier aux extrémités. Cette forme de réalisation des anneaux ae ressorts est représentée en perspective à la fig. 5. Comme il résulte de ce qui précède, l'amortissement par frottement de ressorts peut être produit sous n'importe quelle intensité et être approprié aux conditions de fonctionnement.
L'accouplement suivant les fig. I et 2 compense également de minimes déplacements axiaux des deux moitiés d'accouplement et le déplacement angulaire des arbres. Par le déplacement a n- gulaire des arbres,lds anneaux de ressorts sont déformés élas- tiquement de telle façon qu'on obtient à la place de la section longitudinale rectangulaire une section longitudinale en forme Eté losange sans qu'il se produise un glissement des anneaux de ressorts dans les évidements. En cas de déplacement angulaire des arbres, il se produit une élévation de la pression à l'une Ualphaes deux extrémités des anneaux de ressorts. Cette élévation de pression a, d'autant moins d'intérêt que l'élasticité des anneaux à ressort est plus granae.
La répartition uniforme des forces et la minime profondeur des évidements pour la réception des anneaux permet la fabrication des moyeux et des anneaux extérieurs en tronçons de tubes usuels dans le commerce, ce qui est impossible dans les accouplements connus.
Dans la forme de réalisation de l'accouplement suivant la fig. 3 qui a été imaginée pour le cas d'une grande limitation au diamètre, les evidements b pour les anneaux de ressorts 7
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sont usinés directement dans Les arbres et on a disposé sur le moyeu, deux systèmes élastiques juxtaposés. Pour augmepter l'angle ce torsion, on a disposé en outre aes systèmes a'élas- ticite sur l'arbre menant I et sur l'arbre mené 4. Les systèmes d'élasticité sont reliés par un manchon d'accouplement commun IV, et par des disques d'extrémté I2 fixés à celui-ci ils sont empêchés de se mouvoir axialement ; sls sont séparés l'un de l'autre par un anneau 26 inséré aans le manchon 10.
Les disques d'extrémité I2 servent en même temps aussi au centrage du manchon d'accouplement 10 sur les aeux arbres i et 4. Des accouplements de ce genre conviennent particulièrement pour la compensation d'erreurs au point de vue ae la position parallele des axes aes deux arbres.
R e v e n d i c a t i o n s .
1@ Accouplement élastique pourvu de corps de ressorts cylindri- ques, dans lequel les corps de ressorts sont placés,en position couchée axialement, dans des évidements opposés l'un à l'autre, caractérisé en ce que les évidements en forme de cercles ser- vent de voies de roulement pour les corps ae ressorts.