Brevet FR2389796A1 — publié le 19781201

On connaît déjà différents modes de liaison dans lesquels de la matière est refoulée par deformation plastique à partir d'un élément de construction dans un évidement d'un autre élément de construction, par exemple un arbre. De telles liaisons sont couramment réalisées principalement dans le domaine de la mécanique de précision et servent à assuåettir les éléments l'un à l'autre sans que liaison ait à subir des forces considérables.S'il s'agit cependant à assujettir un arbre dans un élément de construction de façon à permettre la transmission de couples mêmes importants, on a habituellement recours à un procédé consistant à changer la section de l'arbre, par exemple en l'aplatissant des deux côtés, au niveau de la liaison et à prévoir dans l'élément de construction à fixer à l'arbre un évidement de section correspondante, comme décrit par exemple dans le brevet français No 94 1333. Afin de permettre à la liaison de résister à des efforts axiaux on peut, de manière connue, en outre, au moyen d'un outil agissant radialement, refouler de la matière constitutive de l'élément de construction dans des évidements ménagés dans la périphérie de l'arbre. Or la présente invention consiste à proposer une liaison définitive entre un élément de construction mécanique et un arbre, laquelle liaison peut non seulement être réalisée d'une manière particulièrement simple mais convient en outre à la transmission de couples importants et présente un haut degré de sûreté de fonctionnement. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce qu'un évidement est ménagé dans la périphérie de l'arbre à son extrémité à section circulaire pénétrant dans un trou de l'élément de construction et en ce que de la matière constitutive de l'élément de construction remplit l'évidement de l'arbre. I)es formes de réalisation avantageuse de la liaison suivant l'invention sont décrites plus loin. L'invention crée en outre un procédé pour la réalisation d'une telle liaison, ce procédé pouvant être mis en oeuvre d'une manière particulièrement simple et conduisant à une liaison très solide et strie Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que de la matiere constitutive de l'élé- ment de construction, destinée à remplir l'évidement de llar- bre, est refoulée dans cet évidement par filage à froid. Il s'est avéré qu'en appliquant la force de filage au moins à peu près tangentiellement à la zone périphérique de l'arbre, dans laquelle est ménagé l'évidement, on obtient une liaison d'une résistance mécanique plus grande que dans le cas où la force de filage est appliquée perpendiculairement à l'arbre en direction de l'évidement. Enfin, il est proposé suivant l'invention une presse pour la mise en oeuvre du procédé et au moyen de laquelle on obtient avec une grande uniformité une déformation bien déterminée par filage à froid. La presse suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un poinçon présentant un élément cylindrique en forme de tenon dont la taille correspond à la quantité de matière à refouler dans l'évidement de l'arbre. Une application particulièrement avantageuse de la liaison suivant l'invention consiste à fixer les fourches d'articulation d'un joint de cardan aux extrémités d'éléments formant arbres reliés entre eux, en particulier dans le cas de la colonne de direction d'un véhicule automobile. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'exemples de réalisation illustrés au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe transversale d'une fourche d'un joint de cardan. La fig. 2 représente, en élévation, les deux extrémités d'un arbre à relier à des fourches suivant la fig. 1. La fig. 3 est une vue de la fourche de la fig. n en direction de son ouverture et montre une partie du poinçon de la presse pour réaliser la liaison. La fig. 4 est une vue latérale d'une fourche avec deux formes de section différentes des évidements exécutes par le poinçon de presse, un évidement de ce genre seulement étant prévu dans une fourche. La fig. 5 est une vue en élévation d'une autre forme de réalisation de l'extrémité d'un arbre. Suivant la fig. 1 l'élément de construction est la fourche 10 d'un joint de cardan non représenté. Un tel joint de cardan peut par exemple être utilisé pour la direction d'un véhicule automobile. Une telle direction comporte,par exemple entre le volant de direction et les roues avant à diri ger, deux joints de cardan qui sont reliés entre eux par un arbre intermédiaire. Un tel arbre intermédiaire Il est représenté à la fig. 2. A chaque extrémité 12, 13 de l'arbre 11 est fixée une fourche 10. Afin d'empêcher la fourche 10 à coup sûr de tourner autour de l'arbre Il, celui-ci présente à chacune de ses deux extrémités 12 et 13 un évidement 14. La fourche 10 presente dans ses branches 15 un trou 16 servant de manière connue en soi à la fixation d'un croisillon non représenté. Ce croisillon et deux fourches 10 articulées sur ce dernier forment un joint de cardan. Afin de fixer la fourche 10 à l'arbre 17 il est prévu un troixième trou 17 dans la partie intermédiaire 18 reliant les deux branches 15 entre elles. Dans le trou 17 est engagé l'arbre 11. Afin de relier l'arbre 71 et la fourche10 rigidement entre eux, un évidement 20 est exécuté dans la partie intermédiaire 18 de la fourche 10 au moyen d'un poinçon 19. Ainsi de la matière 21 constitutive de la partie intermédiaire 18 est refoulée dans l'évidement 14 de l'arbre 11. Cette matière 21 constitutive de la fourche 10, qui pénètre dans l'évidement 14 de l'arbre 11, empêche la fourche 10 de tourner ou de coulisser par rapport à l'arbre 11. L'exécution du trou non-traversant 20 et le fait de refouler une partie 21 de la fourche 10 dans l'évidement 14 de l'arbre Il sont appelés refoulement par tenon et se réalisent par filage à froid. Au moyen d'un outil complémentaire (non représenté), qui présente la même forme que celle du tenon 22, on peut au cours d'une même opération de la presse exécuter du côté opposé un deuxième évidement 20'. L'évidement 14 exécuté dans l'arbre Il peut avoir différentes formes. De même, l'évidement 20 dans la partie intermédiaire 18 de la fourche 10 peut également-présenter différentes formes. A cet égard deux exemples sont représentés à la fig. 4. BEVENDICB1IONS 1 - Liaison définitive entre un élément de construction mécanique et un arbre qui pénètre dans un trou de l'élément de construction, la liaison étant destinée en particulier à la transmission de couples, caractérisée en ce qu'un évidement 14 est exécuté dans la périphérie de l'arbre Il à son extrémité à section circulaire 12 pénétrant dans le trou 17 de l'élément de construction 10 et en ce que la matière 21 constitutive de l'élément de construction 10 remplit l'évidement 14 de l'arbre 11. 2 - Liaison suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement 14 présente la forme d'une partie d'une surface cylindrique, l'axe de la forme cylindrique s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'arbre 11. 3 - Liaison suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement 14 est constitué par une rainure s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'arbre. 4 - Procédé pour la fabrication de la liaison suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière 21, constitutive de l'élément de construction 10 et qui remplit l'évi- dement 14 de l'arbre 11, est refoulée par filage à froid dans l'évidement 14. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la force de filage est exercée au moins à peu près tangentiellement à la zone périphérique de l'arbre 11 dans laquel- le est exécuté l'évidement 14. 6 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que sous l'effet de la force de filage est exécuté dans l'élément de construction 10 au moins un évidement 20 de sorte quelea matière. refoulée se trouve pressée dans l'évidement 14. 7 - Presse pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des-revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le poinçon 19 de la presse présente un élément cylindrique en forme de tenon 22 dont la taille correspond à la quantité de la matière 21 à refouler dans l'évidement 14. 8 - Presse suivant la revendication 7, caractérisée en en ce que l'élément cylindrique en forme de tenon 22 du poinçon 19 présente une section circulaire. 9 - Presse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément cylindrique en forme de tenon 22 du poinçon 19 présente une section rectangulaire. 10 - Presse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément cylindrique en forme de tenon du poinçon 19 présente une section semi-circulaire. Il - Utilisation de la liaison suivant la revendication 1, pour fixer les fourches d'articulation d'un joint de cardan aux extrémités des éléments formant arbres à relier entre eux. 12 - Utilisation suivant la revendication 11, pour fixer des fourches d'articulation aux extrémités d'un arbre intermédiaire de la direction d'un véhicule.