Brevet FR2429940A1 — publié le 19800125

La présente invention concerne un organe d'entraînement rotatif en tôle, de faible poids et de haute résistance mécanique, fonctionnant en organe de transmission de couple. On a étudié dans l'art antérieur le problème des organes rotatifs d'entraînement, ayant une haute résistance mécanique et un faible coût, tels que les pignons d'entraînement de chaîne. L'approche de ce problème s'est traduite par la fabrication de ces organes d'entraînement, par exemple des pignons d'entraînement, a partir de tôle par des techniques de travail de la tôle, mais les ensembles ainsi obtenus ont un couple et une résistance mécanique limités Pour obtenir une résistance mécanique suffisante d'un pignon, l'une des méthodes bien connues consiste à découper un organe formant pignon dans une pièce de forge et/ou dans une pièce coulée, ce qui entraîne un usinage coûteux et se traduit par une structure plutôt lourde, d'une inertie supérieure à celle que l'on souhaite. La présente invention permet de surmonter les problèmes de l'art antérieur cités ci-dessus, en ce sens qu'elle prévoit la construction d'un organe d'entraînement rotatif, léger et relativement solide, grâce à l'utilisation d'un organe en tôle en forme de coupe sur lequel est monté un organe de support comportant des flasques s 'étendant axialement sur des diamètres intérieur et extérieur, grâce à quoi on obtient une construction en forme de boîte qui est à la fois légère et solide. De plus, les parties d'engagement des organes rotatifs, telles que les dents d'engrenage et les cannelures, peuvent être formées par des outils de travail de la tôle dans les mêmes pièces en tôle, de sorte qu'on obtient des résultats précis sans avoir recours à aucun usinage. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins cijoints, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un organe d'entraînement rotatif selon la présente invention, prise le long de la ligne 1-1 de la figure 2 La figure 2 est une vue en élévation, certaines pièces étant en coupe, de l'organe de la figure 1 La figure 3 est une vue en coupe, prise le long de la ligne 3-3 de la figure 4, d'un second mode de réalisation de l'organe d'entraînement rotatif selon la présente invention La figure 4 est une vue en bout en élévation, en partie en coupe, de la construction de la figure 3 ; et, Les figures 5, 6 et 7 sont des vues en coupe représentant trois autres modes de réalisation d'un organe d'entraînement rotatif selon la présente invention. Les figures 1 et 2 des dessins représentent un organe d'entraînement rotatif unique, ou pignon de chaîne 10. Le pignon 10 est fabriqué selon les techniques de travail de la tôle,d'une façon telle qu'aucun usinage n'est nécessaire. Le pignon 10 comprend un organe d'entraînement rotatif en forme de coupe, ou pignon 12, et un disque de renforcement ou joue 14. L'organe 12 comprend un moyeu annulaire intérieur 16, d'une seule pièce avec une partie 18 s'étendant radialement, et qui est également d'une seule pièce avec un bourrelet annulaire extérieur 20. Formée dans ce bourrelet 20 se trouve une série de dents 22. A l'intérieur d'un moyeu intérieur 16 se trouve un alésage central 24, dans lequel est formée une série de cannelures 26. Les dents 22 sont formées à la presse en utilisant un certain nombre d'outils, qui sont rectifiés suivant le profil de dent requis et déplacés par des cames dans une machine de façonnage de la tôle, de façon à obtenir la forme représentée dans la figure 2. Formée à l'intérieur du moyeu intérieur 16 se trouve une série de cannelures 26 formant des cannelures, lesquelles peuvent être formées par un procédé d'extrusion partielle permettant de développer la forme représentée. Sur l'organe en forme de coupe 12 est montée la joue de renforcement, ou organe de support 14, lequel est en forme de L. L'organe 14 comprend un rebord intérieur s'étendant axialement 30, et un rebord extérieur s'étendant axialement 32,qui sont d'une seule pièce avec une partie centrale s'étendant radialement 34. L'organe 14 est formé suivant les techniques de pressage de la tôle, et suivant une dimension telle que le rebord 32 est en contact étroit avec le diamètre intérieur du bourrelet 20, et que le rebord 30 est en contact étroit avec le diamètre extérieur du moyeu 16. L'organe 14 est monté dans le pignon 12, comme cela est représenté dans la figure 1, et peut y être soudé, par exemple, en 40 et 42, de façon à former un ensemble unitaire et solide. Naturellement, d'autres moyens de fixation des organes 14 et 12 peuvent être utilisés, par exemple, soudage à l'arc, brasage, etc... Après réalisation de l'ensemble 10, un espace fermé, ou chambre 44, se trouve défini au centre, qui est tel que les pièces réunies ensemble constituent une structure ayant une section en forme de boîte. La boîte ainsi formée est annulaire. Comme cela apparaîtra, la boîte est très solide, compte tenu de l'épaisseur du matériau utilisé. Ainsi la résistance mécanique du pignon 10 est due à la formation d'une structure en forme de boîte, celle-ci étant complétée par le montage de l'organe 14 sur l'organe en forme de coupe i2. En formant les dents 22 par des techniques de pressage, on obtient un profil de dent t qui a un fini excellent et, comme cela apparaîtra, un durcissement se produit à la surface des dents 22 pendant la fabrication, qui améliore la résistance à l'usure en fonctionnement. De plus, on a l'avantage d'avoir un pas entre-dents 22 qui peut être modifié lors du façonnage de la tôle, de façon à obtenir une réduction du bruit, cette réduction pouvant être obtenue grâce à un écartement différent des dents. De plus, la construction légère, mais de grande résistance mécanique, représentée dans les figures 1 et 2, fournit un ensemble entraîné qui a une inertie très inférieure à celle des pignons fabriqués par des techniques de forgeage ou de coulage. Comme cela apparaîtra dans la présente description, l'ensemble formant pignon 10 est obtenu par modification de la forme des dents 22, et cet ensemble 10 peut être réalisé sous forme d'engrenage ou de tout autre type connu d'organe d'entraine- ment à dents internes ou externes et peut être fabriqué par le procédé actuellement décrit. Le procédé et ses différentes étapes, qui permettent la fabrication de l'ensemble unique 10, peuvent se résumer ainsi 10. Formation d'un organe en forme de coupe à partir d'un disque et formation d'un bourrelet annulaire extérieur et d'un moyeu annulaire intérieur. 20. Préformation d'une partie initiale de dents adjacente à la partie s'étendant radialement 18. 30. Formation des dents suivant leur forme finale dans le bourrelet extérieur au moyen d'outils travaillant radialement. 4 . Formation des cannelures par une technique d'extrusion partielle sur le moyeu annulaire intérieur, 5 . Formation d'un organe de support comportant des rebords s'étendant axialement sur les diamètres intérieur et extérieur. 60. Montage de l'organe de support à l'intérieur de l'organe en forme de coupe. 70. Soudure du support 14 en place de façon à réaliser un ensemble-uniforme solide. Le procédé précédent présente des avantages considérables par rapport aux procédés classiques, en ce sens qu'il permet de réduire sensiblement l'usure des outils et par conséquent d'obtenir un meilleur produit à long terme. Les dents sont préformées sur l'extrémité adjacente à la partie 18, après étirage du bourrelet annulaire. Le façonnage principal permettant d'obtenir la forme finale est exécuté par un déplacement radial d'outils séparés guidés dans des mortaises radiales, Dans les figures 3 et 4 des dessins, un organe d'entrainement rotatif 50, ou pignon pour chaîne, est représenté, ce pignon 50 étant fabriqué par des techniques de travail des tôles, de sorte qu'aucun usinage n'est nécessaire. Le pignon 50 comprend un organe en forme de coupe 52, comportant un bourrelet annulaire extérieur, généralement cylindrique, 54 muni d'une série de dents 56.Solidaire de ce bourrelet 54 se trouve une partie s'étendant généralement radialement vers l'intérieur 58, qui est légère- ment en saillie à la partie centrale 60, dans laquelle est formée une ouverture centrale 62. Un second organe en tôle 64 comprend un flasque tubulaire intérieur s'étendant axialement, ou partie à moyeu, 66, sur lequel sont formées des dents constituant des cannelures 68. S'étendant radialement vers l'extérieur à partir du moyeu 66 se trouve une partie radiale 70 ayant, sur sa périphérie, un rebord extérieur s'étendant axialement 72. Comme on peut le voir dans les dessins, la partie à moyeu 66 s'étend dans l'ouverture 62 et le rebord 72 s'étend dans la partie annulaire extérieure 54 et est en contact avec les parties intérieures les dents 56. L'ensemble léger à canal en forme de boite annulaire, ainsi formé, est fixé par soudure du rebord 72 sur la partie annulaire extérieure 54 et par soudage du moyeu 66 dans l'ouverture 62. Le façonnage de la tôle peut être exécuté avec précision comme précédemment à l'aide d'une technique similaire à celle qui a été indiquée en liaison avec les figures 1 et 2 des dessins. La construction représentée dans la figure 5 a pour référence générale 80, et comprend un organe en tôle en forme de coupe 82 ayant une partie extérieure s'étendant axialement 84, qui forme des dents 86 sur sa périphérie. Une joue s'étendant radialement vers l'intérieur 88 est d'une seule pièce avec une extrémité de la partie extérieure axiale 84, et cette partie 88, à sa périphérie intérieure, comporte une partie 89 extérieure tubulaire, généralement cylindrique et s'étendant axialement. Un organe à moyeu en tôle 90 comprend une partie 92 en tôle s'étendant généralement cylindriquement, qui comporte des dents 94 formant des cannelures. A son extrémité droite,en regardant les dessins, l'organe 90 comporte une partie 96, formant rebord, qui s'étend radialement vers l'extérieur. Les parties s'étendant radialement 96 et 88 sont soudées ensemble de façon à former une structure unitaire. En utilisation, étant donné que cette structure est ouverte à son extrémité axiale gauche, un organe formant roulement, ou joint, peut être inséré dans l'intérieur de l'organe en forme de coupe 82 de façon à entourer la partie à moyeu 92. La surface extérieure de cette partie à moyeu peut être usinée, comme cela est représenté, de façon à accepter ce roulement ou ce joint. La figure 6 représente une structure similaire, et les pièces identiques portent des numéros de référence identiques. Cependant, cet élément comprend aussi un organe 100, généralement en forme de coupe, également en tôle, qui a une partie extérieure s'étendant axialement 102, un épaulement circonférentiel 103, une autre partie 104 s'étendant axialement de plus petit diamètre et une partie 105 s'étendant radialement vers l'intérieur définissant une ouverture centrale 106. Cet organe 100 est soudé à la partie 88 et aux extrémités intérieures de la partie dentée 86 du bourrelet extérieur s'étendant axialement 84. L'organe 100 donne une rigidité supplémentaire à la structure du pignon. L'agencement représenté dans la figure 7 est généralement similaire à celui représenté dans la figure 5, sauf toutefois que la partie extrême à joue s'étendant radialement 88 de la figure 5 est remplacée par une partie 110 ayant une partie extérieure 112 s'étendant radialement, un épaulement circonférentiel 113, et une partie intérieure 114 s'étendant radialement. Le rôle de cette partie est, de nouveau, de donner une rigidité supplémentaire à la structure du pignon, mais permet de réduire la longueur axiale des dents du pignon. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Organe d'entraînement rotatif (10), caractérisé en ce qu'il comprend un organe en tôle en forme de coupe (12) comportant un bourrelet extérieur s'étendant radialement (20), une série de dents (22) étant formée dans ce bourrelet extérieur pour permettre une relation d'entraînement entre ledit organe et un organe d'entraînement conjugué, une première partie radiale (18) s'étendant vers l'intérieur à partir d'une extrémité axiale du bourrelet extérieur (20) et une seconde partie radiale en tôle (34) s'étendant vers l'intérieur à partir de l'autre extrémité axiale du bourrelet extérieur (20) et une partie à bourrelet extérieur (16) formant un moyeu de l'organe d'entraînement, reliée aux première et seconde parties radiales, un organe rotatif annulaire en tôle en forme de boîte et à résistance mécanique élevée étant ainsi formé. 2 - Organe d'entraînement rotatif (50), caractérisé en ce qu'il comprend un organe en tôle en forme de coupe (52) comportant un bourrelet extérieur s'étendant axialement, une série de dents (56) étant formée dans le bourrelet extérieur pour permettre une relation d'entraînement de l'organe avec un organe d'entraine- ment conjugué, une partie radiale (58) s'étendant vers l'intérieur à partir d'une extrémité axiale du bourrelet, un disque en tôle (64) comportant des parties s'étendant axialement extérieure (72) et intérieure (66), ladite partie intérieure formant un moyeu de l'organe d'entraînement qui est fixé à la partie radiale, ladite partie extérieure étant fixée à l'extrémité axiale opposée du bourrelet de l'organe en tôle en forme de coupe, un organe rotatif en tôle annulaire, en forme de boîte et de résistance mécanique élevée, étant ainsi formé. 3 - Organe d'entraînement rotatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyeu de l'organe d'entraînement comporte une série de dents (68) qui sont formées sur ce moyeu de façon à assurer une relation d'entraînement entre ledit organe et un arbre d'entraînement. 4 - Organe selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parties (72) et (66) du disque sont fixées à l'organe en tôle en forme de coupe par soudure. 5 - Organe selon la revendication 2, carter%sé en ce que les parties (72) et (66) du disque s'étendent dans des directions axiales opposées. 6 - Organe d'entraînement rotatif (10), caractérisé en ce qu'il comporte un organe en tôle en forme de coupe (12) comprenant un moyeu intérieur s'étendant axialement (16) et un bourrelet extérieur s'étendant axialement (20), une partie (18) reliant le moyeu au bourrelet sur l'un des côtés de l'organe, une série de dents (22) formée dans le bourrelet extérieur de façon à permettre une relation d'entrainement entre ledit organe et un organe d'entraînement conjugué, un disque formé avec des rebords extérieur (40) et intérieur (42) s'étendant axialement et montés dans l'organe d'entraînement rotatif sur le côté opposé de cet organe à partir de cette partie radiale, un organe rotatif en tôle annulaire, en forme de boite, léger et de résistance mécanique élevée, étant ainsi formé. 7 - Organe selon la revendication 6, caractérisé en ce que les rebords du disque sont étroitement adaptés au bourrelet et au moyeu de l'organe en tôle en forme de coupe et y sont fixés. 8 - Organe selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rebords du disque sont fixés audit organe par soudage. 9 - Organe selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bords du disque s'étendent dans des directions axiales opposées. 10 - Organe d'entraînement rotatif (80), caractérisé en ce qu'il comprend un organe en tôle en forme de coupe (82), comportant un bourrelet extérieur s'étendant axialement (84), une série de dents (86) étant formée dans ce bourrelet extérieur pour permettre une relation d'entraînement entre ledit organe et un organe d'entraînement conjugué, une partie radiale (88) s'étendant vers l'intérieur à partir d'une extrémité axiale du bourrelet (84) et y définissant une ouverture centrale, un moyeu tubulaire (90) en tôle étant inséré dans l'ouverture, un rebord (96) s'étendant radialement vers l'extérieur sur le moyeu en tôle, et un moyeu fixant ce rebord radial du moyeu sur la partie radiale de l'organe en forme de coupe. 11 - Organe selon la revendication 10, caractérisé en ce que le rebord radial et la partie s'étendant radialement vers l'intérieur sont fixés l'un à l'autre par soudage. 12 - Organe selon la revendication 10, caractérisé en ce que des dents (94) sont formées sur la surface intérieure du moyeu. 13 - Procédé de façonnage d'un organe d'entraînement rotatif à partir de tôle, dans lequel un disque est façonné, dans une presse, en organe annulaire en forme de coupe comportant une partie radiale et une partie périphérique axiale, la partie périphérique axiale étant munie de dents, caractérisé en ce que la partie des dents adjacente à la partie radiale est préformée, pendant le déplacement axial de la presse, et en ce que les dents sont formées pour prendre leur aspect final par une opération radiale subséquente de l'outil.