Accouplement flexible pour arbres de transmission de force. La présente invention se rapporte aux ac couplements flexibles pour la transmission de force, par exemple aux accouplements flexi bles employés comme joints universels pour arbres à Cardan, du genre dans lequel les deux arbres à accoupler sont munis d'organes d'accouplements présentant des séries de ca naux périphériques situés radialement sur ces organes, ces organes étant reliés au moyen d'une série de ressorts séparés, chacun de ces ressorts s'étendant d'un canal périphérique de l'un des organes d'accouplements, à un canal périphérique de l'autre organe d'accouple ment.
L'accouplement suivant l'invention est ca ractérisé en ce que, dans le but d'éliminer une tension initiale des ressorts lorsque l'ac couplement ne travaille pas, et pour permettre en même temps un montage et un démon tage faciles de ces ressorts, ces derniers sont pourvus d'entailles transversales pratiquées sur l'un au moins de leurs bords longitudi naux et qui coopèrent, avec un certain degré dé liberté, avec des moyens faisant saillie et portés par une partie formant enveloppe pour l'accouplement, de manière à permettre un mouvement pivotant libre des ressorts autour de leur point de coopération avec les moyen susdits, et à limiter, en même temps, le dé placement longitudinal de ces ressorts.
Grâce à ces moyens, les parties peuvent être dispo sées de telle sorte que les axes des arbres d'entraînement et entraîné peuvent former un angle l'un par rapport à l'autre, cet angle pouvant être modifié sans solliciter matériel lement les ressorts, ces derniers ne supportant un effort que lorsque la force est transmise. le fléchissement étant graduel, un bandage violent des ressorts, comme dans des accou plements flexibles connus, étant évité. De plus, spécialement en formant une des brides ou des nervures annulaires sur un anneau et en maintenant cet anneau en place entre un épaulement et un anneau fendu sur le moyeu de l'un des organes d'accouplement. les choc en bout sont éliminés.
Les ressorts peuvent présenter des saillies convexes sur l'un ou sur leurs cieux côtés. aux parties non supportées de celles-ci, de fa çon à augmenter leur résistance aux endroits où l'effort est le plus grand. De plus, en obligeant les ressorts à aller en diminuant de la partie médiane vers chaque extrémité, leur flexibilité est pratiquement augmentée.
Avec l'accouplement suivant la présente invention, on est à même d'augmenter rapide ment l'angle sous lequel les arbres d'entraî nement et entraîné, ainsi que les organes d'ac couplement associés à ces arbres, peuvent être mis en rotation l'un par rapport à l'autre, relativement à l'angle correspondant des ac couplements flexibles du genre employé jus qu'ici. Ceci est rendu possible par suite de l'effort normal des ressorts dus au fait que la transmission de force n'est pas augmen tée pratiquement par les organes d'accouple ment, lorsque ces derniers sont mis hors d'a lignement les uns par rapport aux autres.
Un accouplement flexible est ainsi obtenu qui permet d'avoir un rapport constant des vitesses entre l'arbre entraîné et l'arbre d'en traînement sur toute la révolution de l'ac couplement, même lorsque les arbres d'entraî- ment et entraîné sont placés de manière que leurs axes forment un angle l'un par rapport à l'autre, de telle sorte qu'un entraînement uniforme des parties entraînées est obtenu et l'usure des organes du dispositif en mouve ment est réduitè à un minimum. De plus, des modifications constantes de l'angle entre les arbres d'entraînement et entraîné, comme c'est le cas pour les mécanismes de transmis sion de voitures automobiles, n'ont aucun ef fet nuisible sur l'accouplement.
On a représenté au dessin annexé, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'accouplement suivant l'invention.
La fig. 1 est une élévation partiellement en coupe d'une première forme d'exécution; La fig. 2 est une vue montrant une par tie de la fig. 1, représentant le petit mouve ment latéral de l'enveloppe nécessaire pen dant le déplacement des organes élastiques en position; La fig. 3 est une élévation partiellement en coupe d'une autre forme d'exécution; La fig. 4 est une vue des parties actives d'un accouplement d'un genre dans lequel des moyens sont prévus pour permettre aux ar bres d'entraînement et entraîné de travailler selon un angle l'un par rapport à l'autre, deux ressorts à lamelles étant représentés en élévation et un vu en bout; La fig. 5 est une vue en bout, et La fig. 6 est une élévation d'un ressort à lamelles représenté à part; La fig. 7 est une élévation d'une autre forme de ressort;
La fig. 8 est une élévation, et La fig. 9 est une vue par-dessous d'un res sort d'une seule pièce; La fig. 10 montre un arbre à Cardan muni de deux accouplements flexibles cons tituant une autre forme d'exécution; La fig. 11 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution de l'accouple ment; Les fig. 12 et 13 sont des vues de détail montrant une construction modifiée de l'or gane d'accouplement; La fig. 14 est une coupe longitudinale d'encore une autre forme d'accouplement, et Les fig. 15 et 16 sont des vues de détail d'une caractéristique constructive de l'accou plement représenté à la fig. 14.
Comme représenté à la fig. 1, un arbre 1 d'entraînement porte monté sur lui un organe 2 d'accouplement présentant des dents 3. Un deuxième organe 4 d'accouplement présentant des dents 5, est fixé sur un arbre entraîné 6. Une enveloppe est disposée autour des or ganes d'accouplement et comprend deux par ties 7 et 8 qui ont ajustées l'une sur l'autre au moyen d'un joint à manchon, comme re présenté. La partie 7 de l'enveloppe est fixée par des tasseaux 9 à un anneau 10, lequel présente une nervure annulaire ou une bride 11.
Cet anneau bute sur sa face interne 10' contre un épaulement du moyeu de l'organe 2 d'accouplement et il est maintenu en place sur cet organe d'accouplement à l'aide d'un anneau 12 sectionné ou fendu, lequel est in troduit dans une rainure l3 annulaire ména gée dans l'organe 2 d'accouplement et lequel est maintenu dans cette rainure en s'ajustant contre la paroi interne 2' d'un enfoncement annulaire ménagé dans l'alésage de la par tie 7 de l'enveloppe. La deuxième partie 8 de l'enveloppe présente des tasseaux 14 fixes à elle, ainsi qu'un anneau 15 présentant une nervure annulaire ou une bride 16.
Un an neau 17 de garniture logé dans une rainure 18 du moyeu de l'organe 4 d'accouplement, s'étend en contact avec l'anneau 15 et pré vient ainsi l'échappement à travers le jour annulaire entre l'anneau 15 et l'organe 4 d'accouplement, de lubrifiant contenu dans l'espace entourant les dents 3 et 5.
Les ressorts 19 qui agissent comme or gane de liaison entre les organes 2 et 4 d'ac couplement, se trouvent dans des espaces qui sont pratiquement en correspondance l'un avec l'autre et qui sont formés respectivement entre des dents 3 adjacentes et des dents 5 adjacentes. Chaque ressort présente, dans son bord interne près de ses extrémités, des rai nures 20 et 21 qui viennent en prise respec tivement avec les nervures annulaires 11 et 16 des anneaux 10 et 15, un jeu approprié étant prévu dans ces rainures. De cette ma nière, le mouvement en bout des ressorts est limité comme requis et les deux parties 7 et 8 de l'enveloppe sont simultanément mainte nues ensemble.
La rotation de l'arbre 1 et de l'organe 2 d'accouplement est transmise par les ressorts 19 à l'organe 4 d'accouplement et à l'arbre 6, les ressorts étant fléchis par cette transmission selon la charge exercée sur eux, l'élasticité de ces ressorts éliminant les chocs provoqués par la transmission irrégulière et par d'autres choses semblables, en empêchant une usure anormale et une rupture des ar bres des engrenages, en compensant un mau vais alignement des arbres et en diminuant l'usure sur les paliers des arbres. En même temps, l'arbre 6 entraîné peut se déplacer li brement sur une courte distance, axialement par rapport à l'arbre 1 d'entraînement.
Les ressorts 19 représentés aux fig. 1 et 2 sont munis à leur partie médiane de saillies 19' convexes, de façon à augmenter leur ré- sistance à l'endroit où l'effort de fléchisse ment est le plus grand. Dans ce cas, les sail lies convexes se trouvent sur les côtés exter nes des ressorts, cependant elles peuvent être sur les côtés internes des ressorts ou encore à la fois sur les côtés internes et externes de ces ressorts, comme représenté à la fig. 7. Aux fig. 5 et 6, les ressorts 33 sont représen tés constitués par des lamelles, lesquelles peu vent se déplacer les unes par rapport aux au tres lorsqu'elles fléchissent pendant la rota tion de l'accouplement, plus spécialement lorsque les arbres d'entraînement et entraîné ne sont pas alignés l'un avec l'autre.
Les la melles peuvent être en nombre quelconque ap proprié, selon la charge transmise. Au cas où des ressorts plus épais, d'une seule pièce, sont employés, les rainures 20 et 21 sont évasées sur les deux côtés, par exemple comme représenté aux fig. 8 et 9, de façon à permettre le mouvement pivotant latéral re quis des ressorts autour de leur point de con tact avec les brides ou les nervures annulaire de l'enveloppe, en plus du fait que ces res sorts peuvent avoir un mouvement en bout limité.
On a représenté à la fig. 14 un type de ressort, dans lequel le bord externe est formé entièrement dans une courbe convexe, le bord interne étant concave. Le ressort peut avan tageusement être étampé au poinçon à partir d'un acier uniforme très ductile convenable ment recuit après l'étampage.
Les parties internes des organes 7 et 8 de l'enveloppe présentent des surfaces 22 qui, en appuyant contre les coins externes des res sorts 19, facilitent l'assemblage de l'accouple ment, lorsque les parties de l'enveloppe sont glissées en place en ayant une partie de l'or gane 8 s'ajustant dans une partie en forme de douille de l'organe 7.
La fig. 3 représente une forme modifiée de l'accouplement, particulièrement destinée à ,être employée avec des arbres à Cardan ou avec d'autres arbres semblables dans laquelle l'axe de l'arbre entraîné peut former un an gle considérable avec l'axe de l'arbre d'en- traînement. Dans cette forme d'exécution, l'enveloppe est représenté ici en trois parties, à savoir un anneau 28 central présentant une nervure 24 annulaire et dont la face interne est incurvée pour laisser un jeu avec les par ties médianes convexes des ressorts d'entraî nement, un capuchon 25 ajusté sur un organe 26 denté d'accouplement et un deuxième ca puchon 27, lequel est fixé à l'anneau 22 cen tral par des vis 28.
Un anneau 29, muni d'une nervure 30 annulaire, est fixé sur l'or gane 26 d'accouplement au moyen d'un an neau 31 sectionné ou fendu, s'ajustant dans une rainure annulaire de l'organe 26 d'ac couplement, comme dans l'accouplement re présenté aux fig. 1 et 2. Le capuchon 25 est fixé à l'anneau 29 par des vis 32. Des res sorts 33 présentant des saillies 19' convexes sur leurs bords externes, présentent des rai- uures 34, respectivement 35, ménagées dans leurs bords interne et externe et destinées à s'ajuster sur les nervures annulaires 30 et 24 et à maintenir ainsi les parties de l'enveloppe dans leurs positions assemblées. Ces ressorts reposent dans les espaces entre les dents sur les organes 26 et 37 d'accouplement dentés.
La partie interne du capuchon 25 présente une surface 36 conique qui est destinée à abaisser les extrémités correspondantes des ressorts 33 et à amener les enfoncements 34 aux côtés inférieurs des ressorts sur la bride ou sur la nervure annulaire 30 de l'anneau 29 de l'organe 26 d'accouplement, lorsque le capuchon 25 est déplacé sur cet organe d'ac couplement. Les ressorts basculent alors au tour d'un côté ou d'une extrémité des racines des espaces interdentaires correspondants de l'autre organe 37 d'accouplement, les enfon cements 35 des bords supérieurs des autres extrémités des ressorts se déplaçant alors pour venir en prise avec les brides ou les ner vures 24 sur la face interne de l'anneau 28 central.
L'organe 37 d'accouplement peut pivoter autour d'un joint à bille et à douille, formé par une bille 38 en acier s'ajustant dans un godet 37' ménagé dans cet organe d'accouple ment et dans un godet 26' ménagé dans l'or gane 26 d'accouplement, cette bille et ces go dets guidant l'organe d'accouplement pendant. son mouvement autour de la bille 38 en acier. Des moyens appropriés tels qu'une partie de l'arbre d'entraînement ou de l'arbre entraîné, mobile axialement et sollicitée par un ressort, servent à maintenir la bille 38 et les godet en prise les uns avec les autres, par exemple comme décrit ci-après en référence à la fig. 10. De cette manière, les arbres sont li bres de se déplacer dans des positions angu laires les uns par rapport aux autres sans provoquer des efforts dangereux.
De plus, un mouvement angulaire des arbres l'un par rap port à l'autre, est prévù en faisant l'une (par exemple 39) ou les deux faces opposées de l'organe d'accouplement, coniques et en in clinant de façon convenable les espaces inter- dentaires ou les rainures de l'organe 37 d'ac couplement, par exemple comme représenté à la fig. 3.
L'extrémité externe de l'organe 27 de l'enveloppe a la forme d'un segment de sphère contre lequel repose un capuchon 40 de forme correspondante, lequel est fixé sur l'organe 37 d'accouplement. Ce capuchon est poussé vers l'organe 27 de l'enveloppe au moyen d'un ressort 41. L'organe 27 de l'en veloppe présente autour de sa surface externe une rainure annulaire dans laquelle une gar niture 42 de feutre ou d'une autre matière pouvant absorber ou contenir du lubrifiant, est placée. Les espaces interdentaires des or ganes d'accouplement vont de préférence en diminuant ou sont évasés dans les directions partant des surfaces juxtaposées des organes d'accouplement, ou sont encore formés comme représentés à la fig. 4, de façon à diminuer les efforts sur les ressorts 33 pendant le mouvement angulaire relatif des organes d'accouplement.
En formant convenablement les faces des dents, elles peuvent rester en contact avec les surfaces des ressorts pendant le mouvement angulaire des arbres d'entraî nement et entraîné l'un par rapport .à l'autre. sans qu'il soit nécessaire de faire plier les res sorts lorsqu'aucune force n'est transmise par l'accouplement. Cependant si on le désire, les dents peuvent être de section transversale circulaire, elliptique ou autre forme analogue, par exemple de la forme d'un cône tronqué, et elles peuvent être fabriquées par estam page au marteau à chute libre ou d'une autre manière appropriée.
En faisant les faces des dents incurvées ou coniques, les ressorts de liaison sont déplacés en contact avec une plus grande surface de ces dents lorsque l'angle auquel les ressorts sont fléchis varie pendant la transmission du mouvement de l'un à l'au tre des organes d'accouplement dentés. La fig. 10 représente un arbre à Cardan muni à chacune de ses extrémités d'une forme d'exécution de l'accouplement flexible selon l'invention. Dans ce cas, les organes 43 et 44 d'enveloppe sont vissés l'un dans l'autre en 45, une bride 46 étant prévue sur l'organe 43 contre laquelle l'extrémité de la partie tubulaire de l'organe 44 bute lorsque ce der nier est vissé en place.
Des vis de réglage 47 sont également prévues dans la bride 46 pour venir en prise avec la face d'extrémité de la partie tubulaire de l'organe 44, de façon à empêcher le dévissage accidentel des enve loppes lorsque les accouplements sont em ployés. Les accouplements flexibles sont ana logues à ceux décrits précédemment en réfé rence aux fig. 1, 2 et 3, les ressorts 19 étant retenus en place par des anneaux 48 présen tant des nervures 49 venant en prise avec les encoches 20 et 21 ménagées dans ces ressorts. Dans ce cas, des garnitures 50 sont disposées dans les rainures des parties tubulaires des organes 44 externes des enveloppes 43 et 44, pour empêcher l'échappement du lubrifiant.
Les billes 38 sont retenues dans leurs douilles respectives en faisant la section in termédiaire des arbres en deux parties 50a et 51, dont la partie 50a présente des cane- lures 52, destinées à coulisser dans des rai nures à l'intérieur de la section 51, laquelle est munie d'une boîte à étoupe 52' pour em pêcher l'échappement du lubrifiant et en pré voyant un ressort 53 placé entre un collier 54 de la partie 51 de l'arbre et un collier 55 ré- glable de la partie 50a de l'arbre, de façon à obliger l'arbre divisé à exercer une pression vers l'extérieur à ses extrémités.
Si on le dé sire, le ressort 53 externe peut être remplacé par un ressort disposé dans l'arbre 51 tubu laire entre l'extrémité de la partie 50a et la face d'extrémité 37a de l'organe 3 7 d'accou plement adjacent.
Si on le désire, la partie 50a de l'arbre té lescopique peut présenter une cavité longitu dinale de façon à permettre un déplacement du lubrifiant d'une partie à l'autre du sys tème Dans la disposition représentée à la fig. 11, l'organe 56 d'accouplement présente une surface 57 externe convexe de la forme d'un segment sphérique, cette surface ve nant en prise avec un guide 58 annulaire qui présente une garniture 59 annulaire placée dans sa surface active et ce guide est fixé dans l'organe externe 60 de l'enveloppe, les organes 60 et 61 étant maintenus ensemble par des boulons 62. De cette manière, la bille 38 est maintenue dans ses logements 26'' et 37'. Les ressorts 19'' ont leurs parties incur vées concentriques à la bille 38.
Les fig. 12 et 13 représentent une autre modification, dans laquelle un des organes 63 d'accouplement a des dents dont les faces sont inclinées comme représenté en 64, de façon à augmenter la résistance de ces dents et à maintenir les ressorts 65 plus efficacement en place.
Les fig. 14, 15 et 7 6 représentent une dernière modification, dans laquelle les deux organes d'accouplement présentent des surfa ces 57' sphériques. Ces surfaces peuvent, soit venir en prise avec des anneaux de guidage tels que 58' présentant des garnitures 59'. comme représenté du côté gauche de cette fi gure, soit venir en prise avec une rangée de billes 66 disposées dans un chemin de roule ment 67, de façon à réduire le frottement à un minimum. Dans un tel cas, les ressorts 68 peuvent être munis d'un anneau 69 d'espa cement fixé entre les organes 70 et 71 de l'enveloppe et présentant des rainures trans versales pour recevoir des tasseaux 72 sur les organes médians des ressorts 68 à la melles, de façon à maintenir ces ressorts exactement dans les positions requises.
L'an neau 69 d'espacement est maintenu en place par deux anneaux 73 et 74 présentant des surfaces coniques pour venir en prise avec l'anneau 69. Il peut être avantageux, dans certains cas, de fendre ou de diviser l'anneau 69 d'espacement. Dans ce cas, les ressorts 68 sont entièrement concentriques au pivot 38' à bille.
Si on le désire, des calottes sphériques, telles que celles représentées en 40 à la fig. 3, peuvent être prévues pour venir en prise avec les anneaux de garniture aux extrémités des enveloppes, aux fig. 11 et 14, de façon à constituer des moyens supplémentaires de protection pour les espaces internes des ac couplements, contre l'entrée de poussière et en même temps pour empêcher l'échappement du lubrifiant.
Dans les cas où les accouplements sont mu nis de guides sphériques, tels que 57, 57', 58' et 66, des ressorts tels que 53 (fig. 10) dis posés sur les arbres reliés, peuvent être sup primés.
Dans une autre modification de l'accou plement, l'enveloppe comporte trois parties, c'est-à-dire un anneau central sur lequel des filets externes sont formés et des capuchons d'extrémité qui sont munis de filets internes. ces capuchons sont vissés sur l'anneau cen tral.
De plus, si on le désire, les ressorts peu vent être munis d'une seule rainure ou en foncement transversal; dans ce cas, une seule bride ou une seule rainure annulaire est né cessaire dans l'enveloppe. Par exemple, la bride ou la nervure 11 et les rainures 20 (fig. 1), peuvent être employées seules, la nervure 16 et les rainures 21 étant suppri mées. Dans de tels cas, d'autres moyens doivent être prévus pour fixer ensemble les parties de l'enveloppe, par exemple les moyens représentés à la fig. 11.
Les accouplements flexibles décrits peu vent être disposés pour permettre à l'arbre entraîné d'être tourné selon un angle consi- dérable, par exemple de 20 ou plus par rap port à l'arbre d'entraînement. L'accouplement est capable d'absorber facilement des chocs en réduisant ainsi l'usure des engrenages ou d'autres organes reliés avec les arbres d'en traînement et entraîné. De plus, en employant des ressorts présentant les saillies latérales convexes à leurs centres ou près de leurs cen tre, la résistance de ces ressorts est sensible ment augmentée.
Dans certains cas, l'un des anneaux pourvu d'une bride ou nervure annulaire ve nant en prise avec l'une des rainures ou en tailles latérales des ressorts peut être prévue capable de coulisser en direction axiale, par exemple comme représenté en 21 à la fig. 10, de manière à empêcher que les ressorts 19 su bissent une tension supplémentaire contre les parties 20, 21, durant la flexion sous l'effet de l'effort moteur.