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Dispositif d'équilibrage pour organe tournant et son procédé de fabrication La présente invention concerne un dispositif d'équilibrage pour organe tournant et son procédé 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 où des contrepoids d'équilibrage sont fixés 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
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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 diamètralement 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
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peut concentrer dans la zone déterminée de la circonférence du collier pour 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
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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 1 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.
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Selon une autre caractéristique de la présente invention, chaque contrepoids d'équilibrage peut être pourvu d'organes formant crochets de type pattes, déformés à froid et se projetant vers l'extérieur, qui sont séparés les 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 empêche.
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 ;
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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
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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 20 qui conférent 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 21a et 21b qui sont formées exclusivement par des découpes pratiquées dans le collier de serrage 10.
De manière plus spécifique, les surfaces latérales concaves 22a et 22b sont produites par des découpes concaves correspondantes formées en segments sur les côtés du collier de serrage. Les surfaces intérieures 23a et 23b de chaque partie formant une bande latérale 21a et 21b 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
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latérales non rectilignes 21a et 21b présentent ainsi une largeur sensiblement constante sur au moins une grande partie de leur longueur, ce qui est réalisé par des surfaces sensiblement parallèles 22a, 23a et 22b, 23b.
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 23a et 23b sont arrondis. De la même manière, les transitions des surfaces latérales 22a et 22b à la largeur normale des surfaces latérales du collier sont aussi arrondies.
Les parties d'extrémité 10a et 10b 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 10a du collier de serrage 10 est pourvue de deux crochets 31a et 31b déformés à froid et s'étendant vers l'extérieur. La partie d'extrémité opposée 10b 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 31a 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
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collier de sorte que le crochet 31b peut s'engager dans l'ouverture 34 lorsque le collier de serrage a été etire, 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 10a et 10b du collier de serrage dans un alignement mutuel, une projection en forme de languette 36 est prévue au centre de la surface d'extrémité 34a de l'ouverture 34 et s'engage au-dessous du crochet 31b, déformé à froid, une fois le collier de serrage mis en place.
Le contrepoids d'équilibrage, généralement désigné par le numéro de reference 40, a un poids et une forme determines, 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
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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
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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.
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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 110a et 110b du collier de serrage généralement désigné par le numéro de référence 110. 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 137a et 137b 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 132a et 132b pourvues d'éléments formant crochets de type pattes 131a, 131 b, 131 c et 131d s'étendant vers l'extérieur pouvant s'engager dans les ouvertures rectangulaires correspondantes 134 prévues dans les parties d'extrémité 110 a et 110b 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
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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 déformable de manière plastique 136 telle qu'elle est connue dans l'art. Les'éléments formant crochets 131 a-131b sont ainsi des éléments de type pattes obtenus en recourbant le matériau du collier après l'execution 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 131a et 131b 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 131a et 131b.
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 122a et 122b 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
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celui du contrepoids d'équilibrage lorsque le collier de serrage aura tendance à se redresser
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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 illustre 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 240a et 240b 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 mentionnèe plus haut. Les parties formant côtés 237a et 237b (figure 12) sont donc reliées aux parties formant contrepoids 240a et 240b par des extensions relativement courtes 232a et 232b (figure 12) qui sont formées par des découpes d'extrémité en forme de U 242a et 242b.
Les éléments formant crochets de type patte 231a, 231b et 232c, 231d sont ainsi formés d'un seul tenant avec les parties formant contrepoids 240b et 240a, respectivement.
La figure 12 illustre un collier de serrage plat 210 pourvu d'ouvertures 224 et dont les extrémités
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ouvertes 21 Oa et 210b sont reliées entre elles par un contrepoids d'équilibrage et un élément de raccordement combinés du type illustré en figure 11.
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
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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 60 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
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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, 5g en poids
Contrepoids d'équilibrage 2-70 mm (largeur) x 50, 8 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur)-23, 5g en poids
Contrepoids d'équilibrage 3-54 mm (largeur) x 50, 8 mm (longueur) x 2,54 mm (épaisseur)-18, 0g en poids
Contrepoids d'équilibrage 4-40 mm (largeur) x 50, 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.
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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,
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il est possible d'augmenter la largeur et/ou l'épaisseur du collier de serrage.
L'élément de raccordement pourvu de l'oreille deformable de manière plastique du type illustre 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 illustre 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 element de raccordement indépendant de même dimension avec une oreille dite oreille"Oetiker" 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
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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
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nécessaire car le collier de serrage lui-même assure un contrepoids d'équilibrage de 4,5g et l'on peut réaliser un contrepoids d'équilibrage de 5,5 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
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avantageuse sur la chaîne de montage. Le collier de serrage, le contrepoids d'équilibrage et l'élément de raccordement indépendant avec l'oreille déformable de manière plastique sont fournis pré-montés et pré-déformes en une configuration ronde. Le monteur n'a plus qu'alors à installer cet organe pre-monte 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 où 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.