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nRFEC'rIO:l1#l#lrrS Aux MS tins i'0'tiAl
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La présenta invention a trait à des aoccoplooeatx mécanique$ dwi- xin6a â, tranonottrt un couple de l'un à l'autre de deux arbres pouvant être mrc, alignés, L'invention a trait plus perticuliereaont aux jointe dita do Oldham.
Les jointe d 'Old1w1 sont bien connus et sont très employée et di- verses modifications de détails ont été déjà proposé1 qui n'ont pu entrstnd de modifications de leur structure* Cependant, dans le cas de .trvo-a:4can1amed. r4p=no rapide, Ion jointa d'Oldham classiques ont présenté certaine inconvénients se manifestant par la quasi impossibilité de transmettre des couples avec un fort degré de
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lindarit6 et une absence à la fois d'inertie et de jeu entre les arbres,,
L'objet de la présente invention est donc un perfectionnement des
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joints d'Oldhax palliant les inconvénients rappelé ci-dessus* D'autres objets de l'invention sont un dispositif d'accouploment capable de transmettre un couple entre deux arbres parallèles pouvant être mal aliénée et qui présente une grande rigidité, une faible inertie et par conséquent un temps do réponse faibles Pana ce but toutes les pièces du joint coopérant à la transmission du couple seront telles qu'elles ne travailleront plue en torsion Bais en flexion, tension ou compression* De plus le joint
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perfectionné' ccaomément h l'invention est muni d'un dispositif limitant le couple.
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Coafoyaéoent !t l'invention, l'acaoupicaont k clavette* 0r0184oa destiné à accoupler deux arbres parallèles pouvant être mol alignât comprend deux plateaux latéraux tournants respoetiveitent avec les arbres auxquels ils sont connectée et un organe central ni tué entre eux, cet organe central pre- sentant quatre encoche réparties de façon eyoétrique sur na périphérie aux #xtrétaUés X'()IJ1'Qctiwr.:otlt do deux diambtren perpendiculaire l'un h l'autre, chacun fun plateaux latéraux comportant deux tonena 'étendant dans la direc- tion de l'nxo et située aux extréaitéo d'un môme dinmbtzo, ces doiix tenons pouvant a'er:
sngor dans lea encoches correspondante de l'organe central, cette diopoaition autorisant un déplacement radial limité de l'organe contrai
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par rapport aux plateaux latéraux tournant aveo leur arbres respectifs et
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ecïTigoant de cotte façon lo sauvais alîgnoront entre eux* Da façon préférentielle l'organe central *et un plateau plat et les plateaux latéraux sont profilée de façon à trcnamcttre les forces appli- qudon sur loura tenons 1'oxtr.itd h l'arbre corl'OsrOnt1nl1t suivant de lignes
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droites et nous un angle tel que ces plateaux travaillant en fluxion plutôt
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qu'en torsion comme cela est hnbitl1ol1CJtont le cas.
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Une description de l'invention sera donnée dans ce qui suit à titre
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d'exemple non limitatif en se référant aux figures jointes qui représentent s - la figure 1, une vue en élévation d'un joint deoldham classique ; t
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- la figure 2, une vue en coupe suivant l'axe d'un accouplement
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oonforme h l' invention
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- la figure 3, une vue de face de l'organe central de l'accouplement de la figure 2 ;
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- la figure 4 une vue en coups axiale de l'organe central faite
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suivant la ligne IV-IV de la figure 3 !
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la figure 5* une vue en court axiale d'un des plateaux suivant la ligne V-V apparaissant figura 6 - la ritrire 6, U:10 vue de face d'un don plateaux de la figure 5 1
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- la figure 7, une vue en coupe axiale éclatée d'un accouplement
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conf'om6::
l!mt à l'invention, ecablable au dispositif de la figure 2 main dans lequel les plateaux ont été codifiés pour dliminer tout effort de torsion - la figure ±3, une vue de face du plateau du dispositif de la figure 7 t - la figure 9, une vue .c! ¯tique en perspective d'une structure
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mécanique équivalente à la structure du plateau de l'accouplement de la fi- gure 7, pour montrer comment le plateau est soumis aux efforts - la figure 10, une vue en coupe axiale, partiellement éclatée, d'un accouplement conformément à une mise en oeuvre de l'invention et con- pronant des moyens de limitation du couple ;
- la figure 11, une vue de face d'un des deux éléments constituant le membre de l'accouplement do la figure 10 - la figure 12, une vue en coupe do l'élément montré figure 11 suivant la ligne XII-XII.
- la figure 13, un diagramme, en perspective, montrant les rela- tions géométriques existant entre les quatre points d'application des forces dans l'un des éléments composants de l'accouplement de la figure 10 ; - la figure 14, une vue de face de l'élément de la figure 13 ; - la figure 15, une vue de cote de l'élément de la figure 14 ; - la figure 16, une autre vue de cote de l'élément montré figures
14 et 15, projeté sur un plan perpendiculaire au plan de projection de la figure 15.
Le joint classique d'cidhan ou accouplement à goupillât croisées contre figure 1 et intercomnnectant les arbres la et 1b comporte doux pièces
2a et 2b clavetées chacune our un arbre et une pièce central. ,. Les deux pièces latérales 2a et 2b sont identiques$, chacune d'elle comprenant une. bride en forme de disque sur la face duquel est découpée une cannelure 4a.
4b le long d'un diamètre. La pièce centrale 3 à la forme d'un disque avec deux languettes diamétrales ou clavettes 5a, 5b perpendiculaires l'un à l'autre et situées sur les faces opposées pouvant s'engager en glissant dans les cannelures respectives 4a et 4b. Commo cela est bien connu, un accouple- ment da la sorte transmet un couple d'un des arbres la, 1b à l'autre même s'il$ ne sont pas très bien alignés mais à la condition qu'ils soient paral- léles Ceci est une conséquence du fait que la pièce intermédiaire 3 présente \' un certain jou par rapport aux pièces latérales 2a, 2b pondait la rotation \ des arbres tout on maintenant de façon correcte la tranamission du couple entre les deux pièces latérales.
La figure 2 représente un accoupleront à goupilles =Indes doté des perfectionnements suivant l'invention. Cet accouplement comporte dos pièces identiques 2a et 2b ainsi que la pibco centrale 3. Cette pièce con-
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traie est représentée figures 3 et 4 et une des pièces latérales 2a est représentée figures 5 et 6. En so reportant d'abord à la construction, des pièces latérales 2a. 2b on voit que chacune d'elle comporte un manchon 6 formé par un alésage conique 7 pour permettre un engagement par force avec un =bout conique correspondant sur l'arbre.
Deux bras 8 et 9 s'étendent
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rad!e.loment 11 partir du manchon, chacun d'eux comportant des tenons ou cla- vettes 10-11 s'étendant parallèlement à l'axe. La pi8oe centrale cet un dis- que plat ayant la forme approximative d'une croix de Malte. La pitee 3 pré- sente un alésage central 12 et son périmètre extérieur comporte quatre enco- ches 13 placées à 90 l'une de l'autre. Les cotes externes des encoches 13 se rejoignent par des surfaces concaves 14 pour réduire l'inertie.
Les encoches
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13 sont dimenl3ionnÓes de façon à pouvoir engager par glissement des clavettes ou tenons 10 et 11 des pièces latérales de l'accouplement.
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On constate ainsi eu comparant oe joint agoo celui classique de la figure 1 qu'il y a doux modifications principales introduites*
La première est que le couplage entre la piboo centrale 3 et les pièces latérales 2a, 2b est réalisé h l'aida de petites portions de canne..
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lures limitées aux extrémités de doux diuJ!lot:t'08 croises et non plus par des cannelures s'étendant tout le long dos diamètres. La correction de l'aligne- mont des arbres 1a et 1 b aéra la m3me dans les deux cas.
Elle sera fait* par des clavettes 10a et Ha de la pièce latérale 2a effectuant radialement de 14ce1'$ mouvements glissants dans les cannelures correspondantes in et 14 de la pièce centrale 3 et par les clavettes 10b et 11 b da la pièce 2b et glissant de la môme façon dans les cannelures 15 ot 16 do la pièce 3, Toutefois la limitation du glissement entra les trois pièces à des courtes portions radiales de canneluros situées le plus loin possible de l'axe, rond possible
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un positionnement oxtr3moent précis des pointa d'application et de trans- mission des forces d'une pièce latérale à la pièce contrôle,
puis à l'autre pièce latérale 1 cette disposition contribue à réduire le jeu angulaire qui tend à exister dans l'accouplement et améliore les opérations d'usinage des pièces. En môme temps, la rigidité angulaire étant augmentée, l'inertie du système est réduite.
La seconde modification réside dans le fait que l'accouplement con-
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:torm4mcnt à l'invention ne subit pas d'effort do torsion pendant son fono-. tionneoont, coMto c'est le cas avec l'accouplement classique de la figure 1
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où la transmission du couple entre les pieoea 2& et 2b et la. pièce centrale est effectua ami deux plana transversaux déplacée ada1fttnt l'un par rapports l'autre et en opposition par rapport au plan a6slia tHuMversal de la pièce 3 ; ces plans août déterminée par les positions de* contre* de
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pression également déplaças le long de l'axe des cannelures 4a..; et 4b-5b respectivement.
Leu moments de torsion appliqués a la pièce central 3 peu.. vent avoir don valeurs importantes préjudiciables au ton"Uormc#ont perdait de 2'acabupxosant, en particulier saboolde é des 8orvécanismol d6l1cata, Dans l'accouplement perfectionné de la figure 2, les pointa par où
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sa trGnmtot le couple sont tous situas dans le plan transversal médian do la pièce centrale 3 de sorte quo les efforts de torsion sont coaplètcoont sup- primés ou du moins fortoment réduits.
C0I!11I10 le montre le d1 vectoriel de la fisure z, les quatre bras de la pièce 3 travaillent seulement à la compression et à la tension, los forces étant transmises entre les quatre
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points d'application suivant des lignes droites dans un plan ccosnun, le long des côtés d'un carré* Dans ces conditions, comme la pièce centrale de l'accou- plement ne subit plus d'effort de torsion, son épaisseur peut être réduite ainsi que son inertie.
La figure 7 apporte une modification à l'accouplement présente figure 2. Non seulement la pièce centrale 3 ne subit plus d'efforts de torsion main également les pièces latérales 2a et 2b, dont les formes sont codifiées.
De fait, dans ce cas, les surfaces externes 15 et 16 des pièces latérales 2a et 2b présentent, dans un plan axial, une inclinaison allant des tenons 10-11 transmettant les forces, à la région externe du manchon 6. Ces surfaces inclinées contribuent à transmettre au manchon 6 les forces appliquées aux tenons 10-11, le long de lignes droites faisant avec l'axe de l'accouplement
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un angle inférieur à zou.
On comprendra ce phénomène plus facilement en et reportant au diagramme de la fleure 9 ou chacun des bras incline 15, 16 est assimilé à une poutre en console ayant une extrémité fixée à l'arbre et son extrémité libre s'en éloignant vers les points d'application 10 et 11 do la force. En outre, chacune des poutre* est ancrée, en un point Intermédiaire
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de sa longueur, à une traverse 17 représentant les flasques don pièces latté- râles 2a et 2b de l'accoupleront représenté figure 7.
Dans ces conditions. il apparaît que les forces appliquées aux tenons 10-11 feront travailler les bras 15 ot 16 en flexion qui les transmettront à l'arbre 1 sans qu'aucune
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parti* de la structure soit asnuciar â un ofrorfc de torsion Un accouplesaent do et typa présenter une rigidité beaucoup plus grande et une inertie beau- coup plus petite pour un couple donnât Ccnt'ormôlllunt il. un autre aspect da l'invention un joint daidhua perfectionné est équipa d'un dispositif limitant le couple appliqué, aoase3a..
tant en des éléments travaillant en cisaillement au delà d'une valeur de oouplo prédéterminée Un dispositif de ce genre ont montré figura 10 qui n'eot pam essentiellement différente de la figure 'l, les p1èo.. 2a ot 3 n'étant pas modifiées, La pièce latérale 2b est remplacée par un ensemble de deux éléments lue et 19 interconnectés par l'intermédiaire des éléments à cinaillument 20 et 21.
L'élément 18 (figuras 10, Il et 12) h la forme d'un manchon 24 avec un al6rsaro conique 7b dans lequel on peut introduira à force un embout de forme correspondante de l'arbre 1b ;ce manchon possède égale- ment doux bras en cône 25 s'étendant dansdeux directions opposées présentant des trous 26, 27 proches de leurs extrémités externes. L'autre élément 19 coopérant avec l'élément 18 comporte une portion d'un manchon cylindrique 28 entourant le manchon 24 de l'élément 18 et des brides radiales engageant les brides 25 de l'élément 18, des trous 29, 30- correspondant aux troua 26, 27 dea flasques 25.
Des goupilles de cisaillement 20,21 peuvent être insérées dans les trous alignés 26-29 et 27-30 pour interconnecter les éléments 18-19 en rotation aussi longtemps que le couple transmis entre eux ne dépasse pas la résistance au cisaillement des goupilles 20-21, convenablement calibrées.
Deux tenons axiaux 22, 23 (seul 22 étant représenté figure 10) protubent de l'autre extrémité du manchon 28 de l'élément 19 et peuvent s'engager dans les encoches 13 correspondantes de la pièce centrale 3.
En fonctionnement, il est évident qu'aussi longtemps que le couple transmis ne dépasse paa la force de cisaillement des goupillai 20, 21, les
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éléments 18 et 19 tournent fixé3 l'un à l'autre et que 1' accouplement da la figura 10 fonctionne alors comme celui de la figure 7. Si le couple depaase cette force de cisaillement, les goupilles ce rompent et l'élément 19 peut tourner librement par rapport a l'élément 18 et h l'arbre ib = il nez a plus t1"MDd.8sion de couple entre lea goupilles 22, 23 de l'élément 19 et la pièce centrale 3, le couplage entre lea arbres la et lb cet =pue On notera que les éléments de claailloscmt 20, 21 sont de prête'- rence situés le plus loin possible de l'axe de l'accouplement, comao =entré,
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de façon à diminuer le moins possible la rigidité de l'ensemble. Dans ces conditions, lori tenons 22 et 23 étant également située le plus loin possible de l'axe, en trouve avantageux conformément à l'invention de placer les quatre points 20, 21,22 et 23 aux ¯canots d'un tétradre régulier, comme indiqua schématiquement figure 13 ou les directions des forças appliquées aux goupilles de cisaillement et aux tenon , lors du fonctionnement, sont l'erré- sontées par des vecteurs.
En fonctionnement, les forces sont tranomises doo goupilles 20, 21 aux tenons 22, 23 ai 1b est l'arbre moteur, ou vice versa, exclusivement le long des arête du tétraèdre. L'élément 19 ect cons- truit de façon à matérialiser les arêtes de ce tétraèdre qui oonatituent lea portions de dimensions minimales transmettant los forces. Un exemple de cet élément 19 est donné figures 14 à 16.
En plus do la portion cylindrique du manchon 28 déjà mentoinnée, et des tenons 22 et 23, cet élément 19 comprend deux portions généralement triangulaires 31 et 32 entourant compléteront ce manchon pour définir la structure du tétraèdre mentionné* La pibee qui en résulte ne cora soumine qu'à des efforts en compression et en tension s'exor- gant le long des arêtes du tétraèdre, tout effort de torsion étant supprimé ; il en résulte une très grande rigidité et la muse, ainsi que l'inertie de cette pièce sera maintenue à un minimum par rapport au couple pouvant être transmis.
Il est entudu quo d'autres modifications pourront être apportée* à l'accouplement décrit sans sortir du domaine couvert par l'invention.