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"Perfeotionnements aux accouplements flexibles d'arbres pour la transmission de force motrice"
La présente invention est relative aux accou- pements flexibles Pour la transmission de force motrice, par exemple aux aooouplements flexibles destinés à être utilisés comme joints universals dans les arbres de Cardan du genre dans lequel les deux arbres à accoupler sont pourvus d'organes d'accouplement présentant chacun une série d dents a leur périphérie, la force motrice étant transmise d'un de ces organes d'accouplement à l'au- tre au moyen d'une/série de ressorts s'étendant chacun d'un espace entre deux dents dans un organe d'accouplement a
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un espace entre deux dents dans l'autre organe d'accou- plement.
L'invention a pour objetdes moyens à l'aide des- quels des ressorts d'une forme simple et durable sont sup- portés par rapport aux dits organes d'accouplement, et sont soumis à une somme minimum de flexion ou d'effort.
En outre, la mise en place ou l'enlèvement des ressorts est facilité.
Avec des accouplements d'arbres de machines du genre comprenant des élémehts de liaison élastiques en forme de grille, dont les branches ou barres relient et reposent d'une manière amovible dans des rainures di- rigées axialement ou espaces entre @@@@@@ dents formés dans la périphérie des organes d'accouplement et qui sont entourés par une enveloppe, on a en outre proposé de fixer l'enveloppe entièrement à un seul des dits organes d'ac- couplement rainurés à leur périphérie.
Suivant l'invention, les ressorts présentent des rainures ou évidements transversaux, qui sont formés dans leurs bords longitudinaux et s'engagent, avec une somme limitée de jeu, avec des collerettes ou nervures annulaires disposées dans une enveloppe ou logement,de manière permettre le libre mouvement de pivotement des ressorts autour des points où ils s'engagent avec les dites collerettes ou nervures annulaires,et à assurer une somme limitée de mouvement par bout des ressorts.
Par ce moyen, les organes peuvent être disposés de façon que les arbres de commande et commandé puissent être amenés dans une position angulaire l'un par rapport à l'autre, ou l'angle peut être modifié,sans soumettre les ressorts à des efforts, les ressorts n'étant soumis à des efforts que
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.lorsque la force motrice est transmise,la flexion étant graduelle, toute flexion prononcée des ressorts qui se produit dans les accouplements flexibles connus, étant évi tée. En outre, les chocs par bout sont supprimés, plus spécialement en formant une des collerettes ou nervures annulaire sur une bague et en maintenant cette bague en position entre un épaulement et une bague fendue mon- tée sur le moyeu d'un des organes d'accouplement.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, les ressorts présentent des prolongements convexes sur un ou les deux cotés, aux endroits non supportés de ces ressorts, de façon à augmenter leur solidité aux en- droits où l'effort qui s'exerce sur les dits ressorts est le plus grand. De plus, en donnant ainsi aux ressorts une forme effilée de la partie médiane vers chaque extrémité leur flexibilité est sensiblement augmentée.
A l'aide de la, présente invention,on peut aug- menter sensiblement l'angle suivant lequel on peut faire tourner l'un par rapport à l'autre les arbres de commande et commandé a leurs organes d'accouplement, comparativement aux accouplements flexibles du genre utilisé jusqu'ici; cesi est rendu possible en raison des efforts normaux aux- quels les ressorts sont soumis, du fait que la transmis- sion de la force motrice n'est pas sensiblement augmentée par la misehors d'alignement l'un par rapport a l'autre des organes d'accouplement.
Un obtient ainsi un accou- plement flexible qui permet de maintenir un rapport de vi- tesse constant entre les arbres de commande et commandé pendant toute la révolution de l'accouplement, même lorsque les @@@@@ arbres de commande et commandé sont disposés
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suivant un certain angle l'un par rapport à l'autre, de sorte qu'une commande très uniforme des organes commandés est obtenue et que l'usure des éléments du système est ré- duite au minimum. En outre, le changement constant de l'an- gle entre les arbres de commande et commandé, @@@ changement qui se produit dans les mécanismes de transmission pour au - mobiles, n'a aucune action nuisible sur l'accouplement.
L'invention comprend divers perfectionnements de détail décrits ci-après.
Le dessin annexé montre comment l'invention peut être commodément et avantageusement réalisée.
Dans le dessin: La fig.l est une élévation, partie en coupe, d'une forme d'accouplement.
La fig. 2 est une vue représentant une @@@@@@@@ partie de la fig.l, et montrant la faible somme de mou- vement latéral nécessaire de l'enveloppe pendant la mise en position des éléments à ressort.
La fig.3 est une élévation, partie en coupe, d'une autre forme d'accouplement.
La fig.4 est une vue des organes actifs d'un accouplement du type dans lequel des moyens sont prévus pour que les arbres de commande et commandé fonctionnent suivant un certain angle l'un par rapport à l'autre, deux ressorts a lames étant représentés en élévation et un en vue dechamp.
La fig. 5 est. une vue de champ et
La fig.6 une élévation d'un ressort à lames re- présenté séparément.
La fig.7 est une élévation d'une forme modifiée
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de ressort,
La fig.8 est une élévation et
La fig.9 une vue de dessus d'un ressort non feuilleté.
La. fig.10 représente un arbre de Gardan compor- tant deux accouplements flexibles construits suivant l'in - vention.
La fig.ll est une coupe longitudinale d'une autre forme d'accouplement.
Les figs 12 et 13 sont des vues de détail re- présentant une construction modifiée d'organe d'accouple- ment.
La fig.14 est une coupe longitudinale d'une au- tre forme d'accouplement.
Les figs.15 et 16 sont des vues de détail d'un* caractéristique de construction de l'accouplement repré- sente fig.14.
Comme représenté fig.l, sur un arbre de comman- de 1 est monté un organe d'accouplement présentant des dents 3. Un second organe d'accouplement 4, présentant des dents 5, est fixé sur un arbre commandé 6. une enveloppe entoure les organes d'accouplement et est faite en deux parties 7,8 qui peuvent avantageusement s'adapter l'une sur l'autre au moyen d'un joint a rainure et languette,com- me représenté. La partie 7 de l'enveloppe est fixée, par des boulons 9, à une bague 10 qui présente une collerette ou nervure annulaire 11.
La face intérieure 10' de cette bague butte contre un épaulement formé sur le moyeu de l'organe d'accouplement 2, et la dite bague est maintenue en position sur le dit organe d'accouplement par une bague
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fendue 12 qui est introduite dans une rtinure annulaire 13, ménagée dans l'organe d'accouplement 2, la bague 12 étant retenue dans cette rainure et s'adaptant contre la paroi intérieure 2' d'un évidement annulaire pratiqué dans l'alé- sage da la partie 7 de l'enveloppe. A la seconde partie 8 de 1 enveloppe est fixée, par des boulons,14, une bague 15 présentant une collerette ou nervure annulaire 16.
Une ba- gue de garniture 17, logée dans une rainure 18 ménagée dans le moyeu da l'organe d'accouplement 4, est en contact avec la bague 15 et empêche ainsi L'échappement,par l'espa- ce annulaire existant entre la bague 15 et l'organe d'ac- couplement 4, de tout lubrifiant approprié contenu dans l'es- pace entourant les dents 3,5.
Les ressorts 19, qui servent d'organes de liai- son entre les organes d'accouplement 2,4, reposent dans des espaces qui coïncident en principe l'un avec l'autre et sont formés respectivement entre des dents adjacentes 3 et des dents adjacentes 5. Chaque ressort présente,dans. son bord intérieur, près de ses extrémités, des rainures 20,21 avec lesquelles s'engagent respectivement les nervures annu- laires 11 et 16 présentées par les bagues 10,15, un jeu ap- proprié étant prévu dans les dites rainures. Par ce moyen, le mouvement par bout des ressorts est limité à volonté, et les deux parties 7 et 8 de l'enveloppe sont simultanément maintenus assemblés.
La rotation de l'arbre 1 et de l'orga- @@@@@@ ne d'accouplement 2 est transmise, par les ressorts 19, à l'organe d'accouplement 4 et à l'arbre 6, les ressorts, par cette transmission, étant soumis à une flexion suivant la charge qu'ils supportent, l'élasticité de ces ressorts éliminant les chocs occasionnés par une transmission irrégu-
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/ .liera et par d'autres conditions analogues,empêchant toute usure excessive et toute mpture des arbres et des engrena- ges, compensant le mauvais alignement des arbres, et di- minuant l'usure sur les paliers des arbres. En même temps,
1' arbre commandé 6 peut se déplacer librement d'une cour- te distance dans le sens axial par rapport à l'arbre de commande 1.
Les ressorts 19 repésentés figs.1 et 2,pré- sentent en leur milieu des prolongements convexes 19', de façon a augmenter leur solidité à l'endroit ou l'ef- fort de flexion est le plus grand. Dans le cas repr- senté, les prolongements convexes se trouvent sur les cô- tés extérieurs des ressorts;
ils peuvent toutefois être situés sur les côtés intérieurs des ressorts, ou à la fois sur les cotés intérieurs et sur les côtés extérieurs des ressorts, coemme représenté fig.7 . Danx les figs.5 et 6, les ressorts 33 sont représentés @@@@@@ comme étant for- més de lames, qui peuvent se déplacer l'une-par rapport à l'autre lorsqu'elles sont soumises à une flexion lors de la rotation de l'accouplement, plus spécialement lors- que les arbrés de commande et commandé ne sont pas en ali- gnement l'un avec l'autre. Les lames constituant le res- sort peuvent être en nombre approprié quelconque suivant la charge transmise.
Dans les cas ou des ressorts plus épais non feuilletés sont utilisés, les rainures 20, 21 sont éva- sées sur les deux côtés, par exemple comme représenté figs. 8 et 9, de façon a permettre le mouvement de pivote- ment latéral requis des ressorts autour des points où ils s'engagent avec les collerettes ou nervures annulaires @@@- formées dans l'enveloppe, tout en assurant en outre une
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somme limitée de mouvement par bout.
Dans la fig.14 on a représenté un ressort dans lequel le bord extérieur forme entièrement une courbe con- vexe, le bord intérieur étant concave. Le ressort peut être avantageusement matricé et formé d'un acier à grande résistance à la traction et convenablement trempé après matrigage.
Les parties intérieures des pièces 7,8 de l'en- veloppe présentent des surfaces coniques 22,22, qui, en portant contre les coins extérieurs des ressorts 19,fa- cilitent l'axsemblage de l'accouplement-lorsque les dites pièces de l'enveloppe sont glissées en position avec la partie mâle de la pièce 8 s'adaptant dans la partie femel- le de la pièce 7.
La fig.3 représente une forme modifiée d'ac- couplement particulièrement, destinée à être utilisée avec des arbres de Cardan ou élémehts analogues, lorsque l'ar- bre commandé est susceptible de former un angle très grand avec l'arbre de commande. Dans cette forme d'ac- couplement, l'enveloppe est représentée comme étant faite en trois parties, savoir: une bague centraÛ 23 présentant une nervure annulaire 24 et dont la surface intérieure est courbe pour ne pas s'engager avec les parties média- nes convexes des ressorts de commande, un chapeau 25 s'a- daptant sur un organe d'accouplement denté 26, et un se- cond chapeau 27 qui est fixé à la bague centrale. 24 par des vis 28.
Une bague 29 présentant une vernure annulaire 30, est fixée sur l'organe d'accouplement 26 à l'aide d'une bague fendue 31 s'adaptant dans une rainure annulaire ména- gée dans l'organe d'accouplement 26, comme dans l'accou-
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plemeny représenté figs.l et 2. Le chapeau 25 est fixé à La bague 29 à. l'aide de vis 32. Des ressorts 33, comportant des prolongements convexes 19' sur leurs bords extérieurs, pré- sentent des évidements 34;35 formés respectivement dans les bords intérieurs et extérieurs de ces ressorts et destinés a s'engager avec les nervures annulaires 30, 24 retenant ainsi les pièces ,le l'enveloppe dans leurs positions d'assemblage.
Les dit.;; ressorts reposent dans les espaces compris entre les dents présentés par l'organe d'accouplement denté 25 et par l'organe d'accouplement denté 27.
La partie intérieure du chapeau 25 présente une surface conique 36 destinée a abaisser les extrémités cor- respondahtes des ressorts 33 et à amener les évidements 34 formés sur les @@@@@ côtés inférieurs des ressorts, sur la collerette ou nervure annulaire 30 présentée par la ba- gue 29 montée sur l'organe d'accouplement 26, lorsque le chapeau 25 est glissé sur le dit organe d'accouplement., Les ressorts oscillent alors autour d'un bord ou extrémité des racines des espaces entre les dents de l'autre organe d'ac- couplement 37, les évidements 35 ménagés dans les bords su- périeurs .le..; autres extrémités des ressorts venant alors en engagement avec la collerette ou nervure 24 présentée par la surface intérieure de la bague centrale 23.
L'organe d'accouplement 37 peut pivoter autour d'un joint à rotule formé par une bille en acier 38 s'adap- tant dans un eoussinet 37' porté par le dit organe d'accou- plement et dans un coussinet 26' porté par l'organe d'ac- couplement .6, la dite bille et les dits coussinets guidant L'organe d'accouplement pendant son déplacement autour de la bille en acier 38, Un moyen approprié, tel qu'une partie mobile
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axialement et pressée par un ressort de l'arbre de commande ou de l'arbre commandé, sert à maintenir la bille 38 et les coussi- nets en engagement l'un avec l'autre, par exemple comme dé- crit ci-après en référence à la fig; 10. Par ce moyen les arbres peuvent se déplacer dans des positions angulaires l'un par rapport à l'autre sans créer d'efforts nuisibles.
En ou- tre, le mouvement angulaire des arbres l'un par rapport à l'au- tre est assuré en donnant à l'une des faces (par exemple la fa- ce 39) ou aux deux faces opposées des organes d'accouplementune forme conique et en inclinant convenablement les espaces ou fentes entre les dents de l'organe d'accouplement 37,par exemple comme représenté fig.3.
On donne avantageusement à l'extrémité extérieure de la pièce 27 de l'enveloppe la forme d'un segment de sphère contre lequel porte un chapeau 40 de forme correspondante, qui est fixé sur l'organe d'accouplement 37, ou sur l'arbre (non représenté) sur lequel le dit organe d'accouplement est monté, ce chapeau étant poussé vers la pièce 27 de l'en- veloppe à l'aide d'un ressort 41.
La pièce 27 de l'enveloppe présente autour de sa surface extérieurane rainure annulaire dans laquelle est placée une garniture 42, en feutre ou autre matière susceptible d'absorber ou de contenir un lubrifiant.Les espaces entre les dents des organes d'accouplement sont de pré- férenceeffilés ou évasés dans des sens allant en s'éloignant des surfaces juxtaposés des organes d'accouplement,ou ils sont formés comme représenté fig.4, de façon à 'éiuire les efforts sur les ressorts 33 pendant le mouvement angulaire relatif des organes d'accouplement.
En conformant convenablement les faces des dents, celles-ci peuvent rester en contact avec les surfa- ces des ressorts pendant le mouvement angulaire des arbres de
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commande et commandé l'un par rapport à l'autre, sans qu'il soit nécessaire de faire fléchir les ressorts lorsqu'aucune farce mo- trice n'est transmise par l'accouplement. Toutefois, si on le désire, les dents peuvent avoir une section transversale circulaire, elliptique ou autre, par exemple en forme de cônes tronqués, e elles peuvent être obtenues par estampage au mouton ou de toute autre manière convenable.
En donnant aux fa- ces des dents une forme courbe ou effilée,les ressorts de liai- son sont amenés en contact avec une étendue plus grande des di- tes dents lorsque l'angle suivant lequel les ressorts fléchis- sent varie pendant la transmission de mouvement d'un des or- ganes d'accouplement dentés a un autre.
La fig.10 représente un arbre de Cardan compor- tant a chaque extrémité un des présents accouplements flexi- bles perfectionnés. Dans ce cas, les pièces 43; 44 de l'en- veloppe sont vissées l'une dans l'autre comme indique en 45, la pièce 43 présentant une collerette 46 contre laquelle bu@ - te l'extrémité de la partie tubulaire de la pièce 44 lorsqu'elle est vissée a fond. Des vis de/ serrage 47,47 sont également prévues dans la collerette 46 pour s'engager avec la face d'ex- trémité de la partie tubulaire de la pièce 44, de façon à empêcher tout dévissage accidentel des enveloppes lorsque les accouplements sont en usage.
Sous les autres rapports, les accouplements flexibles sont en principe analogues à ceux décrits précédemment en référence aux figs.1,2 et 3 les ressorts 19,19 étant retenus en position par des bagues 48,48 présentant des nervures 49,49 s'engageant dans des encoches 20,21 ménagées dans les dits ressorts. Dans ce cas, des bandes de garniture 50,50 sont disposées dans des rainures prati- quées dans les parties tubulaires des pièces extérieures 44
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des enveloppes 43,44 pour empêcher l'échappement du lubrifiant.
Les billes 38,38 sont retenues dans leurs cous- sinets respentifs en établissant la partie intermédiaire de l'arbre en deux pièces 50a, 51, la pièoe 50a présentant des nervures 52,52 destinées à glisser dans des rainures ména- gées à l'intérieur de la pièce 51, qui comporte un presse-étoupe 52' pour empêcher l'échappement du lubrifiant, et en prévoyant un ressort 53 entre un collier 54 porté par la pièce 51 et un collier réglable 55 porté par la pièce 50a, de façon à obliger l'arbre divisé à exercer une pression vers l'extérieur, ses extrémités. Si on le désire, le ressort extérieur 53 peut être remplacé par un ressort,,, disposé dans la pièce tubulaire 51, entre l'extrémité de la pièce 50a et la face d'extrémité 37a de l'organe d'accouplement adjacent 37.
Si on le àésire, la pièce 5oa de l'arbre té- lescopique peut présenter un trou longitudinal, de façon à per- mettre au lubrifiant de passer d'une partie a l'autre du système.
Dans la disposition représentée fig.11,l'orggane d'accouplement 56 présente une surface extérieure convexe 57 af- Dfectant la forme d'un segment de sphère, cette surface s'engageant avec un guide annulaire 58, dont le face active porte une bague de garniture 59 et qui est fixé dans la pièce extérieure 60 de l'enveloppe, dont les pièces 60 et 61 sont maintenues assemblées par des boulons 62. Par ce moyen la bille 38 est maintenue posi- tivement dans ses coussinets 26" et 37'. Les ressorts 19" sont établis de façon que leurs parties de droite soient concen- triques à la bille 38.
Les figs.12 et 13 représentent une autre variante, dans laquelle les dents d'un des organes d'accouplement 63 sont biseautées comme indique en 64, de façon a augmenter leur résis-
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tance et a retenir les ressorts 65 plus efficacement en position.
Les figs.14,15 et 16 représentent encore une autre variante,dans laquelle les deux organes d'accouplement présentent des surfaces sphèriques 57'. Ces surfaces peuvent s'engager avec des bagues de guidage telles que 58',comportant des bandes de garniture 59',comme représenté sur le côté gau- che de la fig.14,ou elles peuvent s'engager avec une série de billes 66 disposées dans un chemin ae roulement 67,de façon à réduire le frottement au minimum. Dans ce cas, les ressorts
68 puvent comporter une bague d'espacement 69 fixée entre les pièces 70,71 de l'enveloppe et présentant des rainures trans- versales pour recevoir des pattes ou saillies 72 formées sur les lames intermédiaires des ressorts a lames 68,de façon a main- tenir ces derniers exactement dans les positions requises.
La bague d'espacement 69 est maintenue en position a l'aide de deux bagues 73,74 présentant des surfaces coniques pour s'engager avec la bague 69. Dans certains cas, il peut être avantageux que la bague d'espacement 69 soit fendue ou divisée..Dans ce cas, lés ressorts 68 sont complètement concentriques a la bille formant pivot 38'.
Si on le désire, des chapeaux sphériques, tels que ceux représentés en 40 dans la fig.3, peuvent être prévus poux s'engager avec des bagues de garniture présentées par les extrémités des enveloppes dans ls figs.ll et 14, defaçon a cons- tituer un autre moyen pour protéger les espaces intérieurs des accouplements contre l'entrée de la poussière, et en même temps empêcher l'échappeme.it du lubrifiant.
Dans le cas où les accouplements comportent des guides sphèriques tels que 57, 57', 58', 66, les ressorts,tels que 53 (flg.10) montés sur les arbres relié s ensemble,peuvent. être supprimée.
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. Dans une autre disposition d'accouplement,l'enve- loppe est faite en trois parties,savoir : unebague centrale sur laquelle sont formés des filets de vis extérieurs, et des cha- peaux d'extrémité présentant des filets de vis intérieurs,les dits chapeaux étant vissés sur la bague centrale.
En outre, si on le désire, les ressorts peuvent présenter une seule fente ou évidement transversal ; dans ce cas,, l'enveloppe ne comportera qu'une seule collerette ou ner- vure annulaire; par exemple, la collerette ou nervure 11 et les évidements 20 (fig.1) peuvent être employés seuls, la ner- vure 16 et les évidements 21 étant supprimés. Dans ce cas, d'autres moyens doivent être prévus pour assujettir ensemble les parties de l'envelppe, par exemple ceux représentés fig.11.
L'accouplement flexible perfectionné peut être disposé pour permettre de faire tourner l'arbre commandé d'une distance angulaire considérable, par exemple 20 degrés ou da- vantage par rapport à l'arbre de commande. L'accouplement per- fectionné peut facilement amortir les chocs, ce qui réduit l'usure des engrenages ou autres organes reliés aux arbres de commande et commandé. De plus, en utilisant des ressorts com- portant, en leur centre ou près de leur centre, des prolonge- ments latéraux convexes, leur solidité est sensiblement aug- mentée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements to flexible shaft couplings for the transmission of motive power"
The present invention relates to flexible couplings for the transmission of motive power, for example to flexible couplings intended for use as universal joints in Cardan shafts of the kind in which the two shafts to be coupled are provided with coupling members. coupling each having a series of teeth at their periphery, the driving force being transmitted from one of these coupling members to the other by means of a / series of springs each extending a space between two teeth in a coupling member has
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a space between two teeth in the other coupling member.
The object of the invention is means by means of which springs of a simple and durable shape are supported with respect to said coupling members, and are subjected to a minimum amount of bending or force.
In addition, the installation or removal of the springs is facilitated.
With machine shaft couplings of the kind comprising resilient grid-shaped connecting elements, the branches or bars of which connect and rest removably in axially directed grooves or spaces between. teeth formed in the periphery of the coupling members and which are surrounded by a casing, it has also been proposed to fix the casing entirely to only one of said coupling members grooved at their periphery.
According to the invention, the springs have transverse grooves or recesses, which are formed in their longitudinal edges and engage, with a limited amount of play, with flanges or annular ribs arranged in a casing or housing, so as to allow the free pivoting movement of the springs around the points where they engage with said flanges or annular ribs, and to ensure a limited amount of movement per end of the springs.
By this means, the members can be arranged so that the control and driven shafts can be brought into an angular position with respect to each other, or the angle can be changed, without subjecting the springs to forces. , the springs being subjected to forces only
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. when the driving force is transmitted, the bending being gradual, any pronounced bending of the springs which occurs in known flexible couplings being avoided. In addition, end impacts are eliminated, more especially by forming one of the annular flanges or ribs on a ring and by maintaining this ring in position between a shoulder and a split ring mounted on the hub of one of the members of the ring. coupling.
According to another characteristic of the invention, the springs have convex extensions on one or both sides, at the unsupported places of these springs, so as to increase their strength at the places where the force exerted. on the said springs is the largest. In addition, thus giving the springs a tapered shape from the middle part towards each end, their flexibility is significantly increased.
With the aid of the present invention, the angle at which the drive shafts can be rotated relative to each other with respect to their coupling members can be substantially increased as compared to the couplings. hoses of the kind used heretofore; this is made possible because of the normal forces to which the springs are subjected, since the transmission of the driving force is not appreciably increased by the misalignment with respect to each other of the springs. coupling members.
A flexible coupling is thus obtained which makes it possible to maintain a constant speed ratio between the control and controlled shafts throughout the revolution of the coupling, even when the control and controlled shafts are arranged.
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at an angle to each other, so that very uniform control of the actuators is achieved and wear of system components is minimized. Further, the constant change of angle between the drive and driven shafts, the change which occurs in the transmission mechanisms for au-mobiles, has no detrimental effect on the coupling.
The invention includes various detail improvements described below.
The accompanying drawing shows how the invention can be conveniently and advantageously carried out.
In the drawing: Fig. 1 is an elevation, partly in section, of a coupling form.
Fig. 2 is a view showing part of Fig. 1, and showing the small amount of lateral movement required of the casing during positioning of the spring elements.
Fig. 3 is an elevation, partly in section, of another form of coupling.
Fig. 4 is a view of the active members of a coupling of the type in which means are provided for the control and driven shafts to operate at an angle to each other, two leaf springs being shown in elevation and one in field view.
Fig. 5 is. a field view and
Fig. 6 is an elevation of a leaf spring shown separately.
Fig. 7 is an elevation of a modified form
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spring,
Fig. 8 is an elevation and
Fig. 9 is a top view of a non-laminated spring.
Fig. 10 shows a Gardan shaft comprising two flexible couplings constructed according to the invention.
Fig.ll is a longitudinal section of another form of coupling.
Figures 12 and 13 are detail views showing a modified construction of a coupling member.
Fig. 14 is a longitudinal section of an alternative form of coupling.
Figs. 15 and 16 are detail views of a construction feature of the coupling shown in Fig. 14.
As shown in fig.l, on a control shaft 1 is mounted a coupling member having teeth 3. A second coupling member 4, having teeth 5, is fixed on a driven shaft 6. the coupling members and is made in two parts 7,8 which can advantageously fit one over the other by means of a tongue-and-groove seal, as shown. Part 7 of the casing is fixed, by bolts 9, to a ring 10 which has an annular collar or rib 11.
The inner face 10 'of this ring abuts against a shoulder formed on the hub of the coupling member 2, and said ring is held in position on said coupling member by a ring
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slot 12 which is introduced into an annular groove 13, formed in the coupling member 2, the ring 12 being retained in this groove and fitting against the inner wall 2 'of an annular recess formed in the bore. wise in part 7 of the envelope. To the second part 8 of 1 casing is fixed, by bolts, 14, a ring 15 having an annular collar or rib 16.
A packing ring 17, housed in a groove 18 formed in the hub of the coupling member 4, is in contact with the ring 15 and thus prevents the escape, through the annular space existing between the ring 15 and the coupling member 4, of any suitable lubricant contained in the space surrounding the teeth 3,5.
The springs 19, which serve as connecting members between the coupling members 2, 4, lie in spaces which in principle coincide with each other and are formed respectively between adjacent teeth 3 and teeth. adjacent 5. Each spring present, in. its inner edge, near its ends, grooves 20, 21 with which respectively engage the annular ribs 11 and 16 presented by the rings 10, 15, an appropriate clearance being provided in said grooves. By this means, the end movement of the springs is limited at will, and the two parts 7 and 8 of the casing are simultaneously kept assembled.
The rotation of the shaft 1 and of the coupling member 2 is transmitted, by the springs 19, to the coupling member 4 and to the shaft 6, the springs, by this transmission, being subjected to a bending according to the load which they support, the elasticity of these springs eliminating the shocks caused by an irregular transmission.
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/ .liera and other similar conditions, preventing excessive wear and breakage of shafts and gears, compensating for misalignment of shafts, and reducing wear on shaft bearings. At the same time,
The driven shaft 6 can move freely a short distance in the axial direction with respect to the drive shaft 1.
The springs 19, shown in figs. 1 and 2, have convex extensions 19 'in their middle, so as to increase their strength at the place where the bending force is greatest. In the case shown, the convex extensions are found on the outer sides of the springs;
however, they may be located on the inner sides of the springs, or both on the inner sides and on the outer sides of the springs, as shown in fig.7. In Figs. 5 and 6, the springs 33 are shown as being formed of leaves, which can move relative to each other when subjected to bending during coupling rotation, especially when the drive and drive shafts are not in alignment with each other. The blades constituting the spring may be of any suitable number depending on the load transmitted.
In cases where thicker non-laminated springs are used, the grooves 20, 21 are recessed on both sides, for example as shown in figs. 8 and 9, so as to allow the required lateral pivotal movement of the springs around the points where they engage with the annular flanges or ribs formed in the casing, while further ensuring
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limited amount of movement per end.
In fig. 14 there is shown a spring in which the outer edge entirely forms a convex curve, the inner edge being concave. The spring may advantageously be forged and formed of a steel with high tensile strength and suitably hardened after forging.
The inner parts of the parts 7,8 of the casing have conical surfaces 22,22 which, by bearing against the outer corners of the springs 19, facilitate the axis assembly of the coupling when said parts of the casing. the casing are slid into position with the male part of part 8 fitting into the female part of part 7.
Fig. 3 shows a particularly modified form of coupling, intended for use with Cardan shafts or the like, when the driven shaft is capable of forming a very large angle with the drive shaft. In this form of coupling, the casing is shown as being made in three parts, namely: a central ring 23 having an annular rib 24 and the inner surface of which is curved so as not to engage with the media parts. convex control springs, a cap 25 which fits over a toothed coupling member 26, and a second cap 27 which is attached to the central ring. 24 by screws 28.
A ring 29 having an annular varnish 30 is fixed to the coupling member 26 by means of a split ring 31 which fits into an annular groove formed in the coupling member 26, as in the birth
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plemeny shown figs.l and 2. The cap 25 is attached to the ring 29 to. with the aid of screws 32. Springs 33, comprising convex extensions 19 'on their outer edges, have recesses 34; 35 formed respectively in the inner and outer edges of these springs and intended to engage with the ribs. annulars 30, 24 thus retaining the parts, the envelope in their assembly positions.
Said them. ;; springs rest in the spaces between the teeth presented by the toothed coupling member 25 and by the toothed coupling member 27.
The inner part of the cap 25 has a tapered surface 36 for lowering the corresponding ends of the springs 33 and bringing the recesses 34 formed on the lower sides of the springs onto the annular flange or rib 30 presented by. the ring 29 mounted on the coupling member 26, when the cap 25 is slid over said coupling member. The springs then oscillate around an edge or end of the roots of the spaces between the teeth of the A further coupling member 37, the recesses 35 in the upper edges. other ends of the springs then coming into engagement with the collar or rib 24 presented by the inner surface of the central ring 23.
The coupling member 37 is pivotable about a ball joint formed by a steel ball 38 which fits into a bearing 37 'carried by said coupling member and into a bearing 26' carried. by the coupling member .6, said ball and said bearings guiding the coupling member during its movement around the steel ball 38, A suitable means, such as a movable part
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axially and pressed by a spring of the drive shaft or the driven shaft, serves to keep the ball 38 and the bushings in engagement with each other, for example as described hereinafter in reference to FIG; 10. By this means the trees can move in angular positions with respect to each other without creating harmful forces.
In addition, the angular movement of the shafts with respect to each other is ensured by giving one of the faces (for example the face 39) or the two opposite faces of the coupling members a conical shape and by suitably inclining the spaces or slots between the teeth of the coupling member 37, for example as shown in fig.3.
The outer end of the part 27 of the casing is advantageously given the shape of a segment of a sphere against which bears a cap 40 of corresponding shape, which is fixed on the coupling member 37, or on the shaft (not shown) on which said coupling member is mounted, this cap being pushed towards part 27 of the casing by means of a spring 41.
The part 27 of the casing has around its outer surface an annular groove in which is placed a lining 42, made of felt or other material capable of absorbing or containing a lubricant. The spaces between the teeth of the coupling members are of preferably tapered or flared in directions away from the juxtaposed surfaces of the coupling members, or they are formed as shown in fig. 4, so as to reduce the forces on the springs 33 during the relative angular movement of the members coupling.
By suitably shaping the faces of the teeth, they can remain in contact with the surfaces of the springs during the angular movement of the shafts.
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controls and controlled in relation to each other, without the need to bend the springs when no motor stuffing is transmitted by the coupling. However, if desired, the teeth may have a circular, elliptical or other cross section, for example in the form of truncated cones, and they may be obtained by sheep stamping or in any other suitable manner.
By giving the faces of the teeth a curved or tapered shape, the link springs are brought into contact with a greater extent of the said teeth as the angle at which the springs flex varies during transmission of the teeth. movement from one toothed coupling member to another.
Fig. 10 shows a Cardan shaft with one of the present improved flexible couplings at each end. In this case, parts 43; 44 of the casing are screwed into one another as indicated at 45, the part 43 having a collar 46 against which the end of the tubular part of the part 44 is screwed when it is screwed. thoroughly. Set screws 47,47 are also provided in the flange 46 to engage with the end face of the tubular portion of the part 44, so as to prevent accidental unscrewing of the casings when the couplings are in position. use.
In other respects, the flexible couplings are in principle similar to those described above with reference to figs. 1,2 and 3, the springs 19,19 being held in position by rings 48,48 having ribs 49,49 engaging in notches 20,21 formed in said springs. In this case, strips of trim 50, 50 are arranged in grooves made in the tubular parts of the outer parts 44.
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43,44 envelopes to prevent the escape of the lubricant.
The balls 38,38 are retained in their respective cushions by establishing the intermediate part of the two-piece shaft 50a, 51, the part 50a having ribs 52,52 intended to slide in grooves formed at the bottom. interior of the part 51, which comprises a gland 52 'to prevent the escape of the lubricant, and by providing a spring 53 between a collar 54 carried by the part 51 and an adjustable collar 55 carried by the part 50a, so to force the split tree to exert pressure outward at its ends. If desired, the outer spring 53 can be replaced by a spring ,,, disposed in the tubular part 51, between the end of the part 50a and the end face 37a of the adjacent coupling member 37.
If desired, part 5a of the telescopic shaft may have a longitudinal hole, so as to allow lubricant to pass from one part of the system to the other.
In the arrangement shown in fig. 11, the coupling member 56 has a convex outer surface 57 having the shape of a segment of a sphere, this surface engaging with an annular guide 58, the active face of which bears a packing ring 59 and which is fixed in the outer part 60 of the casing, the parts 60 and 61 of which are held together by bolts 62. By this means the ball 38 is held positively in its bearings 26 "and 37 The springs 19 "are set so that their right-hand parts are centered on the ball 38.
Figs. 12 and 13 show another variant, in which the teeth of one of the coupling members 63 are bevelled as indicated at 64, so as to increase their strength.
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tance and retain the springs 65 more effectively in position.
Figs.14,15 and 16 show yet another variant, in which the two coupling members have spherical surfaces 57 '. These surfaces can engage with guide rings such as 58 ', having trim strips 59', as shown on the left side of Fig. 14, or they can engage with a series of balls 66. arranged in a raceway 67, so as to reduce friction to a minimum. In this case, the springs
68 may include a spacer ring 69 fixed between the parts 70, 71 of the casing and having transverse grooves for receiving tabs or protrusions 72 formed on the intermediate leaves of the leaf springs 68, in a hand-held manner. hold these exactly in the required positions.
The spacer ring 69 is held in position with the aid of two rings 73,74 having tapered surfaces to engage with the ring 69. In some cases it may be advantageous for the spacer ring 69 to be split. or split. In this case, the springs 68 are completely concentric with the pivot ball 38 '.
If desired, spherical caps, such as those shown at 40 in fig. 3, can be provided to engage with packing rings presented by the ends of the casings in figs. 11 and 14, so as to cons - use another means to protect the interior spaces of the couplings against the entry of dust, and at the same time to prevent the escape of lubricant.
In the case where the couplings have spherical guides such as 57, 57 ', 58', 66, the springs, such as 53 (flg.10) mounted on shafts connected together, can. be deleted.
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. In another coupling arrangement, the casing is made in three parts, namely: a central ring on which external screw threads are formed, and end caps having internal screw threads, the so-called caps being screwed onto the central ring.
In addition, if desired, the springs can have a single slot or transverse recess; in this case, the casing will have only one flange or annular rib; for example, the collar or rib 11 and the recesses 20 (fig.1) can be used alone, the rib 16 and the recesses 21 being omitted. In this case, other means must be provided to secure the parts of the envelope together, for example those shown in fig.11.
The improved flexible coupling can be arranged to allow the driven shaft to be rotated a considerable angular distance, for example 20 degrees or more, from the drive shaft. The improved coupling can easily absorb shocks, reducing wear on gears or other components connected to the drive shafts and driven. In addition, by using springs having convex lateral extensions at their center or near their center, their strength is appreciably increased.
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