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REVENDICATIONS
1. Accouplement extensible comprenant deux parties rotatives opposées et des organes de connexion entre ces deux parties, caractérisé par le fait que l'une des parties (1) est munie, à distance de son axe de rotation (3), d'une fente radiale (5, 15, 25), ouverte dans la direction de l'autre partie (2) et, logée dans cette fente de manière à pouvoir pivoter, une bille (6, 16, 26), la profondeur de la fente étant telle que la bille peut se déplacer radialement dans la fente tandis que la largeur de la fente est ajustée au diamètre de la bille de manière à éviter un jeu dans le sens de rotation des deux parties, et que l'autre partie (2) porte une broche d'entraînement (7, 17, 27) parallèle à l'axe de rotation (4) de cette partie (2) et connectée à ladite bille (6, 16, 26), un des organes, bille ou broche d'entraînement,
étant déplaçable dans le sens longitudinal de la broche par rapport à l'une ou l'autre de ces deux parties (1, 2).
2. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite broche (7, 27) est fixée rigidement, d'une part, à la deuxième partie (2) et, d'autre part, à la bille (6, 26) et que ladite fente (5, 25) est limitée par des parois planes et parallèles de sorte que la bille (6, 26) a également un jeu dans le sens longitudinal de la broche.
3. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fente (15) est formée par un alésage radial adapté au diamètre de la bille (16) et dont le côté dirigé vers l'autre partie (2) est ouvert, sur une largeur inférieure au diamètre de la bille, le jeu de la bille dans cet alésage étant limité à un mouvement radial et que ladite broche (17) est fixée sur l'autre partie (2) et traverse un trou central de la bille (16) dans lequel elle peut se déplacer axialement.
4. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fente est formée par un alésage radial adapté au diamètre de la bille et dont le côté dirigé vers l'autre partie est ouvert sur une largeur inférieure au diamètre de la bille, le jeu de la bille dans cet alésage étant limité à un mouvement radial et que ladite broche est fixée à la bille et traverse un trou s'étendant dans l'autre partie parallèlement à l'axe de celle-ci et dans lequel elle peut se déplacer axialement.
5. Accouplement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite broche (7) est constituée par une vis munie d'une tête (8), la tige filetée de la vis étant vissée dans une ouverture taraudée de la deuxième partie (2) et que la bille (6), munie d'un trou central, est montée sur la tige de la vis, serrée entre la tête (8) et une douille d'écartement (9).
6. Accouplement selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé par le fait que ladite bille (26) est brasée sur la broche (27).
7. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la bille et/ou les parois (10) délimitant la fente sont en métal dur.
8. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la bille et/ou les parois (10) délimitant la fente sont en matière synthétique.
9. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu des moyens d'équilibrage des masses des parties (1, 2) pour éviter le balourd dû à la fente, respectivement à la broche et à la bille.
10. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou 8, caractérisé par le fait que les parties (1, 2) sont munies de flasques (la, 2a), lesquels comportent ladite fente, respectivement la bille et la broche.
L'invention a pour objet un accouplement extensible comprenant deux parties rotatives opposées et des organes de connexion entre ces deux parties.
On connaît déjà des accouplements de ce type qui permettent un désajustement parallèle et/ou angulaire entre les deux parties mais le jeu permis est toujours réalisé par des moyens élastiques constitués soit par des pièces en caoutchouc, soit par des ressorts.
Cependant, cette solution, qui fait appel à des moyens élastiques, présente le désavantage qu'au moment où se produit un désajustement entre les deux parties, il se crée une force de réaction d'une partie sur l'autre, autrement dit, une partie influence toujours l'autre.
Par ailleurs, quand il s'agit d'accouplements pour vitesses élevées, par exemple dans les machines-outils, il se produit une déformation des moyens élastiques, ce qui entraîne un mauvais équilibrage de l'accouplement, effet qui est très nuisible et empêche d'obtenir des vitesses très élevées.
En outre, un tel accouplement ne garantit pas que les deux parties sont entraînées dans le sens de rotation par une connexion rigide, cet effet étant dans la plupart des cas également nuisible.
La présente invention se propose de réaliser un accouplement tel que défini ci-dessus, de haute précision et destiné principalement aux vitesses très élevées et qui garantit une parfaite rigidité entre les deux parties dans le sens de leur entraînement en rotation tout en évitant à la fois une réaction d'une partie sur l'autre et une déformation à très haute vitesse, accouplement qui, en outre, est très facile à équilibrer, condition nécessaire pour obtenir de très hautes vitesses.
Ce but est atteint par la clause caractéristique de la revendication 1.
De cette manière, on obtient une construction très simple qui ne fait appel à aucun moyen élastique; il y a seulement une bille, laquelle, comme dans une articulation à bille, peut compenser lesdits désajustements possibles. Cet accouplement peut être utilisé pour des vitesses de rotation très élevées, comme dans les machines-outils, par exemple jusqu'à 100000 t/mn.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de la présente invention.
Les fig. I à 3 représentent une première forme d'exécution de l'accouplement.
La fig. 1 est une vue des deux parties en demi-coupe axiale au niveau de la bille et de la broche, dans l'état d'un désajustement parallèle entre les axes des deux parties.
La fig. 2 est une vue de face de la première partie montrant la position de la bille dans la fente.
La fig. 3 est une vue identique à la fig. I, mais inversée, dans l'état d'un désajustement angulaire entre les axes des deux parties.
La fig. 4 représente une vue éclatée des pièces constituant l'organe de connexion.
Les fig. 5 à 7 illustrent une seconde forme d'exécution de la présente invention, la fig. 5 étant présentée d'une manière analogue à la fig. 1, la fig. 6 analogue à la fig. 2 et la fig. 7 est une vue de dessus de l'accouplement selon la flèche VII de la fig. 5.
La fig. 8 illustre une troisième forme d'exécution de la présente invention présentée de manière analogue à la fig. 1.
On se réfère aux fig. 1 à 4. Les deux parties 1 et 2 destinées à être liées en rotation sont munies à leur extrémité d'un flasque la respectivement 2a, faisant partie intégrante ou non du moyeu, placés en vis-à-vis, les axes de rotation 3 et 4 des deux parties étant normalement alignés. L'une des deux parties constitue l'organe entraîneur, l'autre l'organe entraîné ou récepteur. L'une des parties 1 est munie, à distance de son axe de rotation 3 et dans le flasque la, d'une fente radiale 5 qui débouche dans la direction de l'autre partie 2. La fente 5 est limitée par deux parois 10 planes et parallèles. Les flancs de ladite fente peuvent être revêtus de métal dur, ou de toute autre matière capable d'absorber les chocs, notamment une matière synthétique telle que polytétrafluoréthylène, chlorure de polyvinyle, Nylon, Delrin (marques déposées), etc.
Une bille 6, également en métal dur, ou recouverte de matière synthétique, est logée dans cette fente 5 dont la largeur est adap
tée au diamètre de la bille de manière qu'il n'y ait aucun jeu possible dans le sens de rotation des deux pièces, cela pour assurer un accouplement en rotation entre les deux parties parfaitement rigide. Cependant, la profondeur et la longueur de la fente 5 sont telles que la bille 6, qui peut naturellement toujours pivoter, peut se déplacer radialement et longitudinalement entre les deux parois 10.
L'autre partie 2 est munie d'une broche d'entraînement 7 parallèle à son axe de rotation 4 et connectée à ladite bille 6. Dans la forme d'exécution représentée sur les fig. 1 à 4, la broche 7 est constituée par une vis munie d'une tête 8 et d'une tige filetée vissée dans un trou taraudé du flasque 2a de la partie 2. La bille 6, munie d'un trou central, est montée sur la tige de la vis, serrée entre la tête 8 et une douille d'écartement 9.
Ainsi, lorsqu'il se produit un désajustement parallèle entre les axes 3 et 4 des deux parties 1 et 2, tel qu'illustré fig. 1, la bille 6 solidaire de la broche 7 se déplace dans le sens radial dans la fente 5, comme indiqué par la double flèche F de la fig. I sur laquelle on a montré un désajustement parallèle des axes d'environ 1 mm.
De même, s'il se produit un désajustement angulaire entre les parties 1 et 2, tel qu'illustré fig. 3, la bille 6 se déplace à la fois radialement et longitudinalement entre les parois 10 de la fente 5 en pivotant selon la double flèche F. Dans l'exemple représenté, le désajustement angulaire est d'environ 5 .
Bien entendu, des moyens d'équilibrage peuvent être prévus pour compenser l'asymétrie constituée par la fente et/ou la broche et éviter le balourd, ce qui est une condition indispensable pour obtenir de très hautes vitesses. Ces moyens sont constitués, par exemple, par une fente ou un trou, respectivement un contrepoids disposé sur le côté diamétralement opposé à la fente 5, respectivement à la broche 7. Il est également possible de prévoir, au voisinage de la fente, une masse supplémentaire compensant le vide laissé par la fente, respectivement, au voisinage du point de fixation de la broche, un vide pour'compenser la masse de la broche à l'endroit même de ce balourd.
Dans la forme d'exécution représentée fig. 5 à 7, la fente 15 formée dans le flasque la est constituée par un alésage radial adapté au diamètre de la bille 16, cet alésage débouchant sur les deux faces du flasque la. La bille 16 est montée dans cet alésage, de sorte qu'elle ne peut se déplacer que radialement entre les parois arrondies de l'alésage. La broche 17 est fixée sur l'autre partie 2, par exemple par vissage ou par chassage, et traverse un trou central de la bille 16 dans lequel elle peut coulisser axialement.
Ainsi, s'il se produit un désajustement parallèle entre les axes des parties 1 et 2, lesdites parties peuvent se décaler grâce à un déplacement radial de la bille 16 dans l'alésage radial et dans le cas d'un désajustement angulaire entre les axes des parties 1 et 2; le décalage est également possible grâce à un déplacement radial de la bille dans l'alésage combiné à un déplacement axial de la broche dans le trou central de la bille 16, et grâce aussi au pivotement de la bille.
En variante, la broche 17 pourrait être fixée d'une manière rigide à la bille et traverser un trou s'étendant dans l'autre partie, parallèlement à l'axe de celle-ci, et dans lequel elle peut se déplacer axialement. Ces deux dernières formes d'exécution diminuent l'usure des pièces, car les points de contact sont répartis sur la surface de la bille et non sur des points.
Dans la forme d'exécution représentée fig. 8, les parois délimitant la fente 25 sont également planes et parallèles. Dans ce cas, la bille 26 est fixée par brasage sur la broche 27 elle-même vissée, chassée, brasée ou soudée sur le flasque 2a de la partie 2. Le fonctionnement de cet accouplement est identique à celui décrit en référence aux fig. I à 3.
Bien entendu, dans les deux dernières formes d'exécution décrites, on peut également prévoir un équilibrage des masses des parties.
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CLAIMS
1. Extensible coupling comprising two opposite rotating parts and connection members between these two parts, characterized in that one of the parts (1) is provided, at a distance from its axis of rotation (3), with a slot radial (5, 15, 25), open in the direction of the other part (2) and, housed in this slot so as to be able to pivot, a ball (6, 16, 26), the depth of the slot being such that the ball can move radially in the slot while the width of the slot is adjusted to the diameter of the ball so as to avoid play in the direction of rotation of the two parts, and that the other part (2) carries a drive pin (7, 17, 27) parallel to the axis of rotation (4) of this part (2) and connected to said ball (6, 16, 26), one of the members, ball or drive pin ,
being movable in the longitudinal direction of the spindle relative to one or the other of these two parts (1, 2).
2. Coupling according to claim 1, characterized in that said pin (7, 27) is rigidly fixed, on the one hand, to the second part (2) and, on the other hand, to the ball (6, 26 ) and that said slot (5, 25) is limited by planar and parallel walls so that the ball (6, 26) also has a play in the longitudinal direction of the spindle.
3. Coupling according to claim 1, characterized in that the slot (15) is formed by a radial bore adapted to the diameter of the ball (16) and whose side directed towards the other part (2) is open, on a width less than the diameter of the ball, the clearance of the ball in this bore being limited to a radial movement and that said pin (17) is fixed on the other part (2) and passes through a central hole in the ball (16 ) in which it can move axially.
4. Coupling according to claim 1, characterized in that the slot is formed by a radial bore adapted to the diameter of the ball and whose side directed towards the other part is open over a width less than the diameter of the ball, the clearance of the ball in this bore being limited to a radial movement and that said pin is fixed to the ball and passes through a hole extending in the other part parallel to the axis of the latter and in which it can move axially.
5. Coupling according to claim 2, characterized in that said pin (7) is constituted by a screw provided with a head (8), the threaded rod of the screw being screwed into a tapped opening of the second part (2 ) and that the ball (6), provided with a central hole, is mounted on the screw rod, clamped between the head (8) and a spacer sleeve (9).
6. Coupling according to one of claims 2 or 4, characterized in that said ball (26) is brazed on the spindle (27).
7. Coupling according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ball and / or the walls (10) delimiting the slot are made of hard metal.
8. Coupling according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ball and / or the walls (10) delimiting the slot are made of synthetic material.
9. Coupling according to claim 1, characterized in that there are provided means for balancing the masses of the parts (1, 2) to avoid unbalance due to the slot, respectively to the spindle and the ball.
10. Coupling according to any one of claims 1 to 5 or 8, characterized in that the parts (1, 2) are provided with flanges (la, 2a), which comprise said slot, respectively the ball and the spindle.
The invention relates to an extensible coupling comprising two opposite rotating parts and connecting members between these two parts.
Couplings of this type are already known which allow parallel and / or angular misalignment between the two parts, but the play allowed is always achieved by elastic means constituted either by rubber parts or by springs.
However, this solution, which uses elastic means, has the disadvantage that when an imbalance occurs between the two parts, it creates a reaction force from one part to the other, in other words, a part always influences the other.
Furthermore, when it comes to couplings for high speeds, for example in machine tools, there is a deformation of the elastic means, which results in poor balance of the coupling, an effect which is very harmful and prevents to get very high speeds.
In addition, such a coupling does not guarantee that the two parts are driven in the direction of rotation by a rigid connection, this effect being in most cases also harmful.
The present invention proposes to produce a coupling as defined above, of high precision and intended mainly for very high speeds and which guarantees perfect rigidity between the two parts in the direction of their rotational drive while avoiding both a reaction from one part to the other and a deformation at very high speed, coupling which, moreover, is very easy to balance, a condition necessary for obtaining very high speeds.
This object is achieved by the characteristic clause of claim 1.
In this way, a very simple construction is obtained which does not require any elastic means; there is only one ball, which, as in a ball joint, can compensate for said possible imbalances. This coupling can be used for very high rotational speeds, as in machine tools, for example up to 100,000 rpm.
The accompanying drawing shows, by way of example, three embodiments of the present invention.
Figs. I to 3 represent a first embodiment of the coupling.
Fig. 1 is a view of the two parts in axial half-section at the level of the ball and the spindle, in the state of a parallel misalignment between the axes of the two parts.
Fig. 2 is a front view of the first part showing the position of the ball in the slot.
Fig. 3 is a view identical to FIG. I, but reversed, in the state of an angular misalignment between the axes of the two parts.
Fig. 4 shows an exploded view of the parts constituting the connection member.
Figs. 5 to 7 illustrate a second embodiment of the present invention, FIG. 5 being presented in a manner analogous to FIG. 1, fig. 6 similar to FIG. 2 and fig. 7 is a top view of the coupling according to arrow VII of FIG. 5.
Fig. 8 illustrates a third embodiment of the present invention presented in a manner similar to FIG. 1.
We refer to fig. 1 to 4. The two parts 1 and 2 intended to be linked in rotation are provided at their end with a flange 1a respectively, forming an integral part or not of the hub, placed opposite, the axes of rotation 3 and 4 of the two parts being normally aligned. One of the two parts constitutes the driving member, the other the driven or receiving member. One of the parts 1 is provided, at a distance from its axis of rotation 3 and in the flange la, with a radial slot 5 which opens in the direction of the other part 2. The slot 5 is limited by two walls 10 flat and parallel. The sides of said slot may be coated with hard metal, or any other material capable of absorbing shocks, in particular a synthetic material such as polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, Nylon, Delrin (registered trademarks), etc.
A ball 6, also made of hard metal, or covered with synthetic material, is housed in this slot 5 whose width is adapted
ted to the diameter of the ball so that there is no possible play in the direction of rotation of the two parts, this to ensure a coupling in rotation between the two perfectly rigid parts. However, the depth and the length of the slot 5 are such that the ball 6, which can of course always pivot, can move radially and longitudinally between the two walls 10.
The other part 2 is provided with a drive pin 7 parallel to its axis of rotation 4 and connected to said ball 6. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the spindle 7 consists of a screw provided with a head 8 and a threaded rod screwed into a threaded hole in the flange 2a of part 2. The ball 6, provided with a central hole, is mounted on the screw rod, clamped between the head 8 and a spacer sleeve 9.
Thus, when a parallel misalignment occurs between axes 3 and 4 of the two parts 1 and 2, as illustrated in FIG. 1, the ball 6 secured to the spindle 7 moves in the radial direction in the slot 5, as indicated by the double arrow F in FIG. I on which we have shown a parallel misalignment of the axes of about 1 mm.
Likewise, if there is an angular misalignment between parts 1 and 2, as illustrated in fig. 3, the ball 6 moves both radially and longitudinally between the walls 10 of the slot 5 by pivoting according to the double arrow F. In the example shown, the angular mismatch is approximately 5.
Of course, balancing means can be provided to compensate for the asymmetry formed by the slot and / or the spindle and to avoid unbalance, which is an essential condition for obtaining very high speeds. These means are constituted, for example, by a slot or a hole, respectively a counterweight disposed on the side diametrically opposite to the slot 5, respectively to the spindle 7. It is also possible to provide, in the vicinity of the slot, a mass additional compensating for the vacuum left by the slot, respectively, in the vicinity of the point of attachment of the spindle, a vacuum pour'compensation the mass of the spindle at the very place of this imbalance.
In the embodiment shown in fig. 5 to 7, the slot 15 formed in the flange 1a is constituted by a radial bore adapted to the diameter of the ball 16, this bore opening on the two faces of the flange 1a. The ball 16 is mounted in this bore, so that it can only move radially between the rounded walls of the bore. The pin 17 is fixed to the other part 2, for example by screwing or by driving, and passes through a central hole of the ball 16 in which it can slide axially.
Thus, if a parallel mismatch occurs between the axes of parts 1 and 2, said parts can be offset by a radial displacement of the ball 16 in the radial bore and in the case of an angular mismatch between the axes parts 1 and 2; the offset is also possible thanks to a radial displacement of the ball in the bore combined with an axial displacement of the spindle in the central hole of the ball 16, and also thanks to the pivoting of the ball.
Alternatively, the pin 17 could be rigidly fixed to the ball and pass through a hole extending in the other part, parallel to the axis thereof, and in which it can move axially. These last two embodiments reduce the wear of the parts, since the contact points are distributed over the surface of the ball and not over points.
In the embodiment shown in fig. 8, the walls delimiting the slot 25 are also flat and parallel. In this case, the ball 26 is fixed by brazing on the spindle 27 which is itself screwed, driven, brazed or welded to the flange 2a of part 2. The operation of this coupling is identical to that described with reference to FIGS. I to 3.
Of course, in the last two embodiments described, provision may also be made for balancing the masses of the parts.