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La présente invention est relative à des accouplements élastiques à torsion pour relier ensemble deux axes normalement coaxiaux et du genre dans le- quel les organes monant et mené de l'accouplement, fixés respectivement aux deux arbres, sont reliés l'un à l'autre par un certain nombre de biellettes, les biel- lettes de chaque paire étant reliées à pivotement ensemble à une de leurs extré- mités, tandis que les autres extrémités sont reliées à pivotement, respectivement aux organes menant et mené de l'accouplement, et l'une au moins des liaisons à pivotement étant retenue dans son mouvement de pivotement par des moyens de re- tenue élastiqueso Avec un tel agencement, deux forces principales sont.propres à être transmises aux dits moyens de retenue élastiques, une force résultant de la force centrifuge sur les biellettes,
et la force résultant de la charge de torsion transmise par l'accouplement. Un objet de la présente invention est d'empêcher lesdits moyens de retenue élastique d'être sollicités à l'excès par lesdites forces et de procurer un accouplement dont la résistance à la torsion effective varie lorsque change le couple transmis, de manière telle que .La degré voulu d'élasticité à la torsion soit maintenu ;
par exemple la résistance effective à la torsion peut augmenter aussi rapidement que possible lorsqu augmente le cou- ple transmiso
Suivant la présente invention, un accouplement élastique à torsion du genre dont question est caractérisé en ce que les liaisons à pivotement sur l'organe menant de l'accouplement sont agencées à des distance de l'axe de rota- tion d'accouplement différentes de celles des liaisons à pivotement sur l'organe mené de l'accouplement, et en ce que les moyens de retenue élastiques sont agen- cés pour, lorsqu'il n'y a pas de charges sur l'accouplement, orienter de manière radiale, ou à peu près radiale, les biellettes partant des liaisons de pivotement qui sont plus près de l'axe de rotation de l'un des éléments de l'accouplement que ne le,
sont les liaisons à pivotement entre les autres biellettes et l'autre organe de l'accouplement.
De préférence, les deux biellettes de chaque paire sont agencées sen- siblement à angle droit l'une par rapport à l'autre lorsqu'il n'y a pas de char- ge sur l'accouplement.
Chacune des biellettes à peu près radiales dont question ci-dessus peuvent être inclinées sur un rayon dans une direction telle que la force centri- fuge tende à faire basculer cette biellette en sens opposé à celui résultant du couple transmis à cette biellette par l'autre biellette qui lui est réunie.
On remarquera que la pièce de l'accouplement à laquelle sont reliées directement à pivotement les biellettes à peu près radiales peut âtre soit l'or- gane menant, soit l'organe menéo Dans des considérations pratiques, il est géné- oralement plus convenable qu'il s'agisse de l'organe menéo Egalement, la disposi- tion des biellettes peut être choisie par rapport au sens de rotation de l'accou- plement de telle sorte que lesdites autres biellettes, soient sollicitées, soit à la traction,!soit à la compression, lors de la transmission d'un coupleo
Dans le cas où c'est l'organe mené qui porte à pivotement les biellet- tes à peu près radiales, et lorsque les autres biellettes sont agencées pour être soumises à une traction,
chacune des biellettes à peu près radiales est agencée pour qu'en état de transmission de couple, elles soient inclinées sur un rayon dans une direction qui les place en avant dans le sens de la rotation de l'ac- couplement, tandis que dans le cas où c'est l'organe menant qui porte à pivote- ment les biellettes à peu près radiales, et que les autres biellettes sont agen- cées pour être tendues chacune des biellettes à peu près radiales est inclinée sur un rayon dans une direction qui la met en retarda
Pour satisfaire aux conditions précédentes, chaque biellette radiale, ou à peu près radiale, d'une paire doit être de préférence aussi courte que pos- sibleo
Dans un quelconque des agencements dont question ci-dessus,
des moyens
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de retenue élastiques peuvent comprendre un manchon élastique à la torsion asso- cié avec au moins l'une des liaisons de pivotement -de chaque paire de biellettes, en sorte que l'extérieur du manchon soit empêché de tourner par rapport à un or- gane de liaison et que l'intérieur du manchon soit empêché de tourner par rapport à l'autre organe de liaison.
Comme indiqué précédemment, l'un des objets de l'invention est d'em- pécher que ces liaisons à pivotement élastiques à la torsion soient sollicitées exagérément. Les sollicitations excessives peuvent avoir lieu à la fois en com- pression et en torsion. Les fabricants des manchons élastiques à la torsion dé- terminent ordinairement le taux de sécurité à la fois pour la compression et la torsion. On remarquera qu'avec la construction d'accouplement ci-dessus, les deux biellettes de chaque paire tendent à s'aligner lorsque le couple transmis s'accrêît.
En étudiant un accouplement pour un couple maximum voulu, la force compressive 'radiale sur les manchons dont le couple est maximum peut être dé- terminée facilement et les manchons sont choisis de manière à ce que le taux de compression soit bien en deçà de la valeur calculéeo On peut alors déterminer quelle déformation de torsion peut être permise pour le couple maximum pour que la fatigue de torsion dans chaque manchon se trouve bien dans les limites du do- maine de torsion voulu.
Ainsi, une particularité de la présente invention con- siste en ce que les longueurs relatives des biellettes de chaque paire de biellet- tes, leur disposition angulaire l'une par rapport à l'autre et l'angle d'incli- naison de chacune des biellettes à peuprèsradiales sur un rayon, soient choisis en sorte que pour une vitesse maxima prédéterminée et/ou pour un couple maxi- mum pour lequel l'accouplement est prévu, les fatigues de compression et de tor- sion dans le manchon se trouvent dans les limites des valeurs de torsion et de compression de sécurité pour le manchon.
Il résulte de ces considérations que le mouvement angulaire d'un man- chon élastique à la torsion doit être maintenu petit. Le mouvement angulaire le plus petit des biellettes aura lieu entre les biellettes précédentes et l'organe de l'accouplement auquel elles sont reliéeso Ainsi, suivant une autre particu- larité de l'invention, on prévoit un seul manchon élastique à la torsion pour cha- que paire de biellettes et on l'associe à la liaison entre l'autre biellette et l'organe d'accouplement auquel elle est reliée.
On donne ici une description de forme de réalisation de l'invention en se reportant aux dessins annexés dans lesquels g - figure 1 est une vue schématique de l'accouplement en direction axiale, montrant la disposition des pièces lorsque les axes des arbres menant et mené sont sensiblement alignés; - figure 2 est une vue semblable à la figure 1 montrant la disposi- tion des pièces lorsque les axes sont hors d'alignement; - figure 3 est une vue semblable à la figure 1 d'une partie d'un ac- couplement, montrant des détails de construction d'une des formes de l'invention; - figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; - figure 5 est uns coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3 mais avec les biellettes alignées l'une avec l'autre au lieu de former un angle com- me à la figure 3;
- figures 6,7 et 8 sont des vues semblables aux figures 3,4 et 5, d'une forme de construction en variante.
En se reportant à l'agencement montré à la figure 1, le cercle en pointillés 10 représente la partie menante d'un accouplement qui tourne dans le sens indiqué par la flèche 11 et la ligne en pointillés 12 représente la partie menée de l'accouplement. Comme on le verra, les organes menant et mené sont re- liés ensemble par quatre paires de biellettes distribuées uniformément autour de leur circonférence.
Chaque paire de biellettes comprend une biellette relative-
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ment.courte 13 pivotée en un point 14 sur l'organe mené et pivotée à une biellet- te plus longue 15 en un point 16, laquelle biellette plus longue est pivotée én 17 à l'organe menanto Les points 14 et 17 se trouvent sur des cercles de dia- mètres différentso
Chaque liaison à pivotement 17 comporte des moyens élastiques à la torsion tels que des manchons élastiques à la torsion montrés en détails aux fi- gures 3 à 8,
qui sont agencés en sorte de tendre à maintenir la biellette 13 sui- vant un petit angle avec le rayon dans une direction qui la met en avant dans le sens de la rotation de l'accouplement lorsqu'il n'y a pas de charge et les lon- gueurs des biellettes 13 et 15 sont choisies en sorte que lorsque la dernière est reliée à pivotement à la partie menante de l'accouplement, elle s'étend approxi- mativement à angle droit avec la biellette 13 lorsqu'il n'y a pas de chargeso
Comme on le verre, la biellette 15 est soumise à la traction lorsqu' on transmet un mouvement. On remarquera aussi'que la biellette 13 tendre à bas- culer dans une direction radiale sous l'action de la force centrifuge, en oppo- sition au mouvement de rotation exercé sur elle par l'organe 15 sous traction en transmettant un mouvement.
Comme indiqué précédemment, les longueurs relatives des 'biellettes dans chaque paire de biellettes, leur position angulaire 1 une par rapport à 1' autre et par rapport aux organes menant et mené, et l'angle d'inclinaison de cha- que biellette à peu près radiale par rapport à un rayon, sont choisis de telle sorte que pour une vitesse maxima prédéterminée et/ou un couple maximum pour le- quel on a conçu l'accouplement, les fatigues de torsion et de compression dans les manchons sont comprises dans les limites de sécurité à la compression et à la torsion des manchons.
Pour satisfaire aux conditions précitées, chaque biellette radiale ou à peu près radiale de chaque paire doit être aussi courte que possible. si, par exemple, on suppose qu'un agencement des liaisons à pivote- ment élastiques est prévu comme montré aux figures 3 à 8, avec un accouplement capable de transmettre un couple de 20.000 livres pieds à la vitesse de 375 tours par minute, les biellettes 13 sont pivotées à la partie menée de l'accouplement, en des points qui se trouvent sur un cercle ayant un diamètre de 32 pouces et les biellettes 15 sont pivotées à l'organe menant en des points se trouvant sur un cercle d'un diamètre de 43 pouces. Les longueurs des biellettes 13 et 15 entre leur centre de pivotement sont de 6 pouces et 51/2 pouces respectivement.
Chacune des liaisons à pivotement peut être d'un type connu comprenant un manchon en caoutchouc ou en matière analogue au caoutchouc limité entre deux douilles mé- talliques concentriques fixées respectivement aux deux parties de la liaison à pivotement.
Le diamètre extérieur de la douille extérieure est de,4 1/2 pouces et le diamètre intérieur de la douille intérieure est de 2 3/4 pouces et l'épais- seur radiale du manchon de caoutchouc est de 0,6 pouceo Le manchon choisi pour être utilisé avec un système de biellettes comme exposé ci-dessus a une qualité élastique telle que dans le cas où les biellettes sont réglées en l'absence de charge de telle sorte que la biellette 13 soit franchement radiale, alors, lors= que l'accouplement transmet un couple de 200000 livres/pied à 375 tours par mi- nute, il n'y a pas de fatigue exagérée du caoutchouc et la déviation angulaire entre les deux organes de l'accouplement est d'environ 8 degréso
Avec un tel agencement,
la force centrifuge sur les biellettes 15 ren- contre une résistance du fait de la traction radiale dans les biellettes 13 ra- diales ou à peu près radiales et du fait des forces radiales au.pivot des biel- lettes. Ainsi, il n'y a pas ou peu de charge de torsion transmise aux organes de retenue élastiques par la force centrifuge. En outre, avec un tel agencement, la résistance de l'accouplement au mauvais alignement radial d'un des arbres par rapport à l'autre est minima puisque lorsque les biellettes dans chaque pai-
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re sont sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre, le mauvais alignement ra- dial est toujours compensé par le basculement ou le déplacement angulaire des biellettes comme indiqué à la figure 2.
En outre, puisqu'une biellette 13 de chaque paire est radiale ou à peu près radiale et que l'autre 15 lui est à peu près perpendiculaire, cette der- nière biellette est à peu près tangentielle à un cercle dont le centre est le centre de rotation. Il résulte de ceci qu'un couple appliqué à l'accouplement sera transmis d'un organe à l'autre organe de l'accouplement, principalement suivant des biellettes tangentielles tendant à faire basculer les biellettes sen- siblement radiales 13, lequel mouvement de basculement rencontre la résistance de la force centrifuge et celle des moyens de retenue élastiques.
En supposant une rigidité complète des différentes parties de l'ac- couplement, autres que les liaisons élastiques à pivotement, on-verra que lors- qu'on transmet un couple très petit et que les biellettes sont approximativement perpendiculaires l'une à l'autre, l'un desdits organes tourne relativement libre- ment par rapport à T'autre, c'est-à-dire que la raideur à la torsion de l'accou- plement est faible. Si, au contraire, le couple transmis ,est suffisamment élevé, la biellette radiale ou à peu près radiale 13 tendra à être tirée en alignement avec la biellette tangentielle 15, et le couple sera transmis par les deux biel- lettes soumises à la traction, en sorte que la raideur à la torsion de l'accou- plement sera élevée avec une rigidité complète des diverses parties.
Les moyens de retenue élastiques dont question ci-dessus peuvent être inclus dans certaines ou dans toutes les liaisons à pivotement 14, 16 et 17, mais, de préférence, ils sont incorporés seulement à la liaison à pivotement 17 puisque pour une rotation relative donnée, entre les parties 19 et 26 de 1' accouplement, il y aura un mouvement angulaire moindre entre les parties de la liaison 17 que dans les autres liaisons et ainsi il peut y avoir un déplacement d'accouplement maximum sans surcharger ce manchon.
Par ce moyen, on peut obtenir un accouplement à faible raideur à la torsion,
Comme indiqué ci-dessus, la liaison à pivotement incorporant les mo- yens de retenue élastiques peut être du genre comprenant un manchon en caoutchouc ou analogue à du caoutchouc limité entre deux douilles métalliques concentriques et fixées respectivement aux deux parties de la liaison à pivotement.
En variante, toutes ces liaisons à pivotement peuvent être des liai- sons libres et au moins l'une d'elles est retenue élastiquement à l'encontre du pivotement dans un sens par des moyens à ressort.
Les considérations générales suivantes se présentent en concevant un accouplement qui comprend des manchons élastiques agencés de la manière,ci-dessus et où la douille intérieure du manchon est fixée à une broche fixée à l'un des organes d'accouplement, en sorte de s'étendre parallèlement à l'axe de rotation, tandis que l'autre douille est fixé à l'extrémité d'une biellette.
1) L'angle de torsion auquel les manchons sont soumis sous l'action de la force centrifuge maxima ne doit pas dépasser le mouvement angulaire spé- cifié par les fabricants pour les conditions de sûreté prévues pour éviter la rupture du caoutchouc.
2) Semblablement, l'angle de torsion auquel les manchons sont sou- mis sous couple maximum transmis ne doit pas dépasser le mouvement angulaire pré- cité spécifié par le fabricant.
3) La biellette'radiale doit être aussi courte que possible pour te- nir à faible valeur le moment de la force centrifuge.
4) L'alésage de chaque manchon doit être comparativement grand et la longueur courte.
,5) A pleine vitesse, lorsqu'il n'y a pas de transmission de couple,
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la position de chaque biellette radiale doit être telle que le moment de la force centrifuge ne dépasse pas le moment de torsion maximum auquel le manchon ou les manchons associés à cette biellette résisteraient.
6) Dans des conditions de pleine charge de couple, avec l'accouple- ment immobile, les manchons élastiques doivent résister à la charge de torsion qui leur est.imposée sans être surchargés.
7) Les manchons élastiques doivent résister à la charge radiale lors- que le couple a une valeur prédéterminée maxima.
En se référant à l'agencement montré aux figures 3 à 5, l'élément me- nant de l'accouplement comprend une partie en moyeu rigide agencé pour être 'fixée à un arbre entraîneur (non montré) et ayant un certain nombre de,bras s'étendant vers l'extérieur 19. Fixée pour ne pas pouvoir tourner à l'extrémité extérieure de chaque bras 19, se trouve une broche pivot 20 qui s'étend d'un coté du bras et qui est pourvue à cette extrémité d'une'têt 21.
Une douille 22 est agencée entre la tête et une face latérale du bras et ,l'autre extrémité de la broche pi- vot 20 est filetée pour recevoir un écrou de blocage 23 et une rondelle 24 qui s',qppose à l'extrémité opposée du bras 19 à la douille 22, en sorte qu'en ser- rant l'écrou 23, la broche et la douille 22 sont empêchées de tourner par rap- port au bras.
L'organe,mené de l'accouplement comprend une partie en moyeu 25 agen- cée pour être fixée à un arbre mené (non montré) et qui est pourvue d'un certain nombre de bras 26 s'étendant en rayonnant vers 1, extérieure L'extrémité, exté- rieure de chaque bras est forée pour recevoir la partie plus petite 27 d'une bro- che pivot échelonnée, dont la partie la plus grosse 28 est disposée d'un coté du bras et de l'autre coté de la partie saillante de la broche pivot 20 porté par l'organe menant.
Une rondelle 29 est disposée entre l'épaulement formé par l'é- chelonnement de la broche et le côté du bras 26 et la broche'pivot est fixée pour ne pas tourner dans le bras 26 par un écrou de blocage 30 qui coopère avec une extrémité filetée de la partie plus petite de la broche pivot, une rondelle 31 étant prévue entre l'écrou et l'autre face du bras à la partie élargie 280
Sur la partie élargie 28 de la broche pivot est monté à pivotement un palier anti-friction 32 qui est enfoncé à forae dans une partie en acier 33 retenue en place par une plaqué 34 attachée à la face extrême de, la partie élar- gie 28 de la broche pivot, par des vis 35, La broche pivot échelonnée 27, 28, correspond à la, broche pivot 14 des figures 1 et 2 et la broche pivot 20 cor- respond à la broche pivot 17.
Les broches pivots associées à chaque paire de bras 19 et 26 sont reliées ensemble par des biellettes 13 et 15 qui sont elles- mêmes pivotées l'une à l'autre par une broche pivot 36 correspondant à la broche pivot 16 de la figure 1. Comme on peut le voir à la figure 5, la biellette 15 est formée de deux parties semblables dont chacune est pourvue à une extrémité' d'une partie à embasee 37 dans laquelle est fixée une douille d'acier 38 et en- tre la douille d'acier 38 et la douille 22 se trouve limité un manchon élasti- que 39 formé de caoutchouc ou de caoutchouc synthétique.
Les deux parties de la biellette présentent entre elles des bras à fourche 40 à travers laquelle s'étend la broche pivot 36 et la broche pivot est pourvue à une extrémité d'une tête 41 et à l'autre extrémité d'une partie filetée 42 coopérant avec un écrou 43, une. rondelle 44 étant prévue entre l'écrou et une face latérale de l'un des bras de fourche,40. La broche de pivotement 36 est entourée d'une douille 45 qui est serrée entre les bras de fourche 40 enserrant l'écrou 43.
La biellette 13 est formée de deux plaques similaires 46 qui sont forées aux deux extrémités,'une extrémité entourant la douille 45 avec une intercalation d'un palier anti-fric- tion 47 et l'autre entourant la douille 33 sur la partie élargie 28 de la broche pivot porté par le bras 26.
Les deux douilles d'acier 22 et 38 et le manchon de caoutchouc inter- médiaire 39 sont assemblés en sorte que leurs parties associées et le manchon de caoutchouc soient placées angulairement en sorte que les bielles 13 et 15 pren-
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nent des positions à peu près comme montré à la figure 1 lorsqu'il n'y a pas transmission de couple.
L'accouplement montré aux figures 6 à 8 convient pour relier un vo- lant de moteur à un arbre entraîné. Dans ce but, le volant du moteur 48 est pourvu d'un certain nombre de broches pivots 49 qui font saillie de et sont dis- tribuées sur l'une de ses faces. Comme dans l'agencement décrit en dernier ci- dessus, la partie de l'accouplement fixée à l'arbre entraîné comprend une partie en moyeu 25 dont partent en rayonnant un certain nombre de bras 26. Des broches pivots 50 sont fixées dans des trous formés à l'extrémité extérieure des bras 26 et dépassent les deux côtés au lieu de ne dépasser que d'un côté comme dans la description donnée ci-avanto Les broches pivots 49 et 50 sont reliées en- semble par des biellettes 13 et 15 agencées de la manière décrite au sujet de la figure 1.
La biellette 15 est conformée avec une partie unique ayant une partie en embase- élargie 51 dans laquelle est montée à force une douille d'acier 52.
Une seconde douille d'acier semblable de diamètre plus petit 53, en- toure la broche pivot 49 et bute contre l'épaulement formé sur une partie élargie 54 de la broche pivot. Une extrémité filetée de la broche pivot 49 coopère avec un écrou de serrage 55 et une rondelle 56 est disposée entre celui-ci et l'extré- mité de la douille intérieure 53 qui est fixée à la broche pivot, tandis que la douille 52 est fixée à la biellette 15.
Un manchon 57 de caoutchouc ou de caout- chouc synthétique est limité entre les deux douilleso La biellette 13 est en double et une extrémité de chaque partie est reliée à la biellette 15 par une broche pivot 58 qui passe à travers des paliers anti-friction 59 fixés dans les extrémités et cette broche pivot étant retenue dans la biellette 15 par une bro- che 60 qui coopère avec une rainure circonférentielle 61 de la broche pivot.
Les autres extrémités de la biellette en deux pièces 13 sont pourvues de paliers anti-friction 62 qui entourent les extrémités de la broche pivot 50 qui dépas- sent de part et d'autre du bras 26, une rondelle 63 étant prévue entre les côtés 'de la biellette et les côtés du bras 26. Les deux parties de la biellette 13 sont serrées ensemble par une tige 64 passant à travers des trous dans ladite par- tie et filetées à ses extrémités pourrecevoir un écrou de serrage 650 REVENDICATIONS.