Brevet FR2114130A1 — publié le 19720630

La présente invention concerne on organe pour la fixation rigide d'u.n élément sur un arbre et plus particulièrement pour le blocage à la fois en rotation et en direction axiale de l'élément par rapport à l'arbre. Il est connu de fixer, par serrage radial, un élément sur un arbre par 11 intermé::iaire d'une rondelle en forme de c3ne plat, du genre rondelle "3elieville", en acier trempé spécial à ressort, qui présente dans sa circonférence intérieure ou extérieure des fentes radiales destinées à augmenter son élasticité. Cette rondelle est logée pratiquement sans jeu entre la surface cylindrique extérieure de l'arbre et la surface cylindrique intérieure d'un évidement coaxial à l'arbre, ménagé dans l'élément à fixer sur ledit arbre. Un effet de serrage axial est appliqué à là rondelle dl'une manière telle que celle-ci tende à s'aplatir, de sorte que son diamètre extérieur « devient plus grand en même temps- que son diamètre intérieur devient plus petit, l'effort de serrage axial développe de ce fait un effort radial plus important, et ce dernier applique radialement les circonférences intérieures et extérieures de la rondelle, respectivement contre la surface cylindrique extérieure de l'arbre et la surface cylindrique intérieure de 1'évidement de l'élément, afin d'immobiliser ce dernier par rapport à l'arbre par serrage radial. Dans ce mode de fixation antérieurement connu, la rondelle est déformée élastiquement, de sorte que l'effort de serrage axial doit être maintenu en permanence et ne peut être procuré que par l'adjonction à la rondelle, d'un organe auxiliaire de serrage, tel que vis et écrou, qui assure le serrage axial de la rondelle et provoque par suite le blocage de l'élément sur l'arbre par serrage radial. Les fentes radiales formées dans la rondelle ont 'uniquement pour but d'augmenter son élasticité et lui permettre de s'aplatir dans une'certaine mesure. En outre, avec un tel mode de fixation, il n'est pas possible de transmettre des couples importants, car lorsque ceux-ci dépassent les forces de frottement entre les circonférences intérieure et extérieure de la rondelle et les surfaces cylindriques de l'arbre et de 1'évidement de l'élément, les surfaces en contact peuvent glisser les unes par rapport aux autres. L'invention vise essentiellement à remédier aux inconvénients des rondelles de fixation décrite^ ci-dessus, en supprimant notamment l'organe auxiliaire de serrage. 70 41155 2 2114130 L'invention concerne à cet effet, un organe pour la fixation rigide d'un élément sur un arbre, destiné à être logé sans jeu radial entre la surface cylindrique extérieure de l'arbre et la surface cylindrique intérieure d'un évidement coaxial à l'arbre ménagé dans 5 l'élément, ledit oracine de fixation étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'ancrage agissant radialement de façon à assurer à la fois un blocage en rotation et en direction axiale dudit élément sur l'arbre. L'organe de fixation est constitué de façon connue en soi, 10 par un anneau ou rondelle métallique qui présente la forme d'un cône plat avant d'être utilisé pour la fixation de l'élément sur l'arbre. Selon l'invention, l'anneau est en un métal pouvant subir une déformation permanente, et il est entaillé de manière telle qu'il présente sur ses circonférences intérieure et extérieure, des dents capables 15 de s'ancrer radialement dans les surfaces cylindriques respectives de l'élément et de l'arbre, lorsqu'il est placé entre lesdites surfaces cylindriques et qu'il est soumis à une pression axiale temporaire suffisante pour lui faire subir une déformation permanente dans un sens correspondant à son aplatissement. 20 La description qui va suivre en regard du dessin annexé don né à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée ;.les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de ladite invention. 25 ' Les figures 1 et 2 sont des vues respectivement en plan et en coupe axiale d'un organe de fixation conforme à l'invention, la coupe de la figure 2 étant pratiquée selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 représente un élément monté sur son arbre et 30 devant être fixé rigidement sur ledit arbre. La figure 4 est une vue analogue à la figure 3, sur laquelle est présenté l'organe avant fixation. La figure 5 représente une coupe axiale d'un exemple de montage pouvant être utilisé pour la mise en place de l'organe de 35 fixation. Les figures 6 et 7 sont des vues respectivement en coupe axiale et en plan de l'élément, fixé rigidement sur son arbre. La figure 8 est une vue à échelle agrandie d'un détail de 70 41155 3 2114130 la figure 7. L'organe do fixation conforme k i'invention et représenté sur les figures 1 et 2 est constitué d1 :;r. anneau 1 ■ métallique, en forme de cône plat, c'est-à-dire de grand angle au sommet. 5 Les périphéries intérieure et extérieure Je cet anneau soi entaillées d'encoches 2 et 3 qui, régulièrement reparties, mer a.- a entre elles des dents .i et 5. hi-n sue sur la figure 1, les laus lut ètsoures ext\:ri' res 1 et sont positionnées deux à deux sur un ::s:o rayon (vu su;' 1D la figure 1'', il est évident que lésai tes dents ? iuv»r.t être alternées . Les arêtes respectives 6 et 7 ues dents 4 es p cc:ic parai; les à l'a xe gé omét ri -j xe YY de 1 ' anneau \ . Ainsi, lorsqu' une pression axiale est exercée sur l'annea: 15 1, d'une manière qui sera décrite en détail plus loir., celui-ci tei à devenir plat, et les 'arêtes 6 et 7 prennent une position oblique par rapport a l'axe YY, de manière à former avec les surfaces plant dudit anneau des peintes radiales aiguës comme le montre particuli! 2^ 0 T"» Ç- V"! 'i H derr.ent 10 dent la surface cylindrique intérieurs 1 Ca a ur. diamètre égal au diamètre extérieur de l'anneau 1, tandis que 1'arbre a un 25 diamètre extérieur égal au diamètre intérieur de l'anneau. Comme représenté sur la figure 4, l'anneau 1 est mis en pla ce de telle façon que le côté creux du cône ainsi que les pointes extérieures dudit anneau soient dirigés vers la face d'appui 11 cen-tituée par le fond de 1'évidement 10 de 1'élément £. En outre, il 30 n'y a pratiquement aucun jeu radial entre l'anneau S et la surface cylindrique 10a de 1'évidement 10, ni entre l'anneau et la surface cylindrique le l'arbre 9. Pour procéder à l'opération de fixation proprement dise, un mandrin ' 2 est monté fixe sur-: l'arbre 9 de manière telle que sa 35 surface frontale 13 soit positionnée suivant un plan xx ccrresocndar. à une cote de montage de l'élément 8 sur l'arbre 9, surface frontale sur laquelle prend appui la petite base de l'anneau 1. Du côté opposé à 1'anneau 1, un piston 14est appliqué contr l'élément S. bien : La figure S. Sur ta figure 3 est représenté un élémen- â devant Cl ~ • .• „ ~ i:: ment S". un a r c r e 9 par l'anneau 1 • Sur 1 ' élément S est ménagé coax ialement ? t 1'arbre L U1 6 V i- 70 41155 4 2114130 Un effort axial est appliqué sur l'élément 8 par le pister. 14, lequel élément se déplace en direction de la flèche F. Pur le déplacement de l'élément 8, l'anneau 1 est comprimé et son diamètre extérieur devient plus grand, en môme temps que son diamètre intérieur devient plus petit. Du fait eue 1. ' effort axial exercé sur l'anneau 1 développe un effort radial bien plue grand, les dents extérieures 5 dudit anneau pénètrent dan;; la surface cylindrique 10a de 1 ' évidement 1C or. même temps que les dents intérieures 4 pénètrent dans la surface cylindrique de l'arbre 9 au niveau du plan xx (figure 8).. Bien entendu, l'anneau 1 doit être réalisé en un métal plus dur que les matériaux constituant l'élément 8 et l'arbre 9. En outre, le métal constituant l'anneau doit pouvoir subir une déformation permanente, et l'effort de compression axiale exercée par le piston 14 est choisi de telle manière que les contraintes qu'il engendre dans l'anneau 1 scient supérieures à la limite d'élasticité du métal, mais inférieures à sa limite de rupture, de telle sorte que lorsque cesse l'effort de compression exercé par le piston 14, l'anr.eau reste sensiblement plat. On obtient ainsi une 'fixation rigide de 1'élément 8 sur l'arbre 9 comme cela est représenté, sur les figures 6 et 7. L'élément 8 ne peut ni tourner, ni se déplacer axialement par rapport à l'arbie 9. Ce mode de fixation apporte de nombreux avantages, notamment des avantages économiques et techniques tels que : - La position angulaire et la position axiale de l'élément sur l'arbre peuvent être définitivement ajustées au moment de la fixation ; - la fixation ne fait intervenir aucune pièce ou organe intermédiaire de serrage ; - la fixation permet la transmission de couples beaucoup plus importants qu'avec les rondelles antérieurement connues. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation de l'organe qui a été décrit ci-dessus et qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif. C'est ainsi que les encoches 2 et 3 de l'anneau 1 qui déterminent les dents 4 et 5 peuvent présenter toute autre forme, par exemple en V. En outre, leur nombre peut être plus petit ou plus grand. 70 41155 5 2114130 R E V E N B I C A T I 0 N S 1.- Organe pour la fixation rigide d 1 ur. él-?rae::t sur un arcre, destiné à être logé sans jeu radial entre la surface cylindrique extérieure de l'arbre et la surface cylindrique intérieure d'un évidement eoaxial audit arbre et ménagé dans l'élément, caractérisé en 5 ce qu'il comporte des moyens d'ancrage destinés à agi;' radialement de façon à assurer à la fois le blocage en rotation et en direction axiale dudit élément sur l'arbre. 2.- Organe de fixation selon la revendication 1, constitué par un anneau métallique en forme de cône plat, caractérisé en ce 10 qu'il est réalisé en un métal pouvant subir 'une déformation permanente, et en ce qu'il est entaillé de manière telle qu'il présente sur ses circonférences intérieure et extérieure des dents capables de s'ancrer radialement dans les surfaces cylindriques respectives de l'élément et de l'arbre lorsqu'il est placé entre lesdites surfaces cylindri-15 ques et qu'il est soumis à une pression axiale temporaire suffisante pour lui faire subir 'une déformation permanente dans un sens correspondant à son aplatissement. 3.- Organe de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les arêtes des dents sont parallèles à l'axe géométrique 20 de l'anneau et prennent, après aplatissement de l'anneau, une position oblique par rapport audit axe, de manière à former avec les surfaces planes de l'anneau des pointes radiales aiguës. 4.- Assemblage comprenant un arbre, un élément entourant l'arbre et comportant un évidement cylindrique eoaxial à l'arbre, et 25 un anneau de serrage radial pour-la fixation de l'élément sur l'arbre, ledit anneau étant monté sans jeu radial entre la surface périphérique extérieure de l'arbre et la surface cylindrique intérieure de 1'évidement et présentant, avant montage, la forme d'un cône plat, caractérisé en ce que l'anneau est en une matière plus dure que celles 30 constituant l'arbre et l'élément-, et pouvant subir une déformation permanente sous une pression axiale tendant à aplatir 1'anneau, et en ce qu'il est entaillé de manière telle qu'il présente sur ses circonférences intérieure et extérieure des dents capables de s'ancrer radialement dans les surfaces cylindriques respectives de l'élément 35 et de l'arbre, lorsqu'il est placé entre lesdites surfaces cylindriques et au'il est soumis à une pression axiale temporaire suffisante 70 41155 6 2114130 pour lui faire subir une déformation permanente dans un sens corr pondant à son aplatissement.