Brevet FR2453705A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un procédé ainsi qu'une machine, permettant de réparer des transmissions articu lées de type tripode, telle que celles qui sont utilisées de manière classique. D'une manière tout à fait habituelle, de telles transmissions sont formées, d'une part d'un axe dont une extrémité est par exemple cannelée, et dont l'autre est terminée par un manchon cylindrique ouvert, muni dans sa paroi de logements traversants répartis à la périphérie du manchon et débouchant à l'extrémité ouverte du manchon, ces logements étant délimités au niveau de la paroi du manchon par des surfaces en forme de deux bandes parallèles à l'axe du manchon et formant des surfaces de roulement, et d'autre part d'un axe dont une extrémité comporte une surface cannelée et dont l'autre est munie d'une fourche à plusieurs dents, reliée à un croisillon comportant un nombre de branches correspondant au nombre de dents de la fourche, et terminées chacune par un organe de roulement venant de façon mobile dans le logement correspondant du manchon. Or, actuellement et notamment dans le cas de transmissions à joints tripodes, il n'existe pas de procédé et de machine permettant de rénover ou de réparer des transmissions usées. Or, une telle transmission est une pièce relativement coûteuse, étant donné que le manchon, encore appelé 'tulipe" est une pièce forgée, avec des logements qui doivent être usinés de façon très précise, pour recevoir les galets du croisillon solidaire de la fourche, portés par l'autre axe de la transmission, fourche, qui est également une pièce relativement coûteuse. Or, l'usure d'une telle transmission se limite en réalité à l'usure des surfaces de roulement du manchon, en contact avec les galets du croisillon. En effet, par suite de cette usure, ces surfaces deviennent creuses, et le jeu que prend par suite la transmission se traduit par un mouvement saccadé, générateur de bruit et d' acoup pour les autres parties de la transmission, etc... Actuellement, lorsqu'une telle transmission est usée, on n'a pas d'autre solution que de la remplacer par une transmission neuve, et de mettre la transmission usée à la ferraille. Or, une telle solution est peu satisfaisante, précisément à cause du coût important de fabrication des pièces. En conséquence, la présente invention a pour but de créer un procédé et une machine permettant de rénover ou de réparer une telle transmission, pour lui redonner les caractéristiques d'une transmission neuve tout en étant d'un coût peu élevé. A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que lton démonte l'articulation, on détrempe le macnhon muni de logements formant les surfaces de roulement, on usine des surfaces de roulement de plus grand écartement pour absorber la déformation provoquée par l'usure, on démonte les galets des branches du croisillon, on usine les branches, et on monte de nouveaux galets de dimensions correspondant à la nouvelle dimension des logements, on trempe les surfaces de roulement des logements et on assemble la transmission. Selon une caractéristique préférentielle de ce procédé, les surfaces des logements du manchon appartiennent à un cylindre de section circulaire et les galets sont des galets sphériques. En conséquence, l'invention propose un procédé permettant de réutiliser les transmissions usées, et donc permet d'économiser les cpûts dûs à l'obligation de remplacer une transmission usée par une transmission neuve. Néanmoins, pour permettre la mise en oeuvre de ce procédé, il est nécessaire de proposer une machine permettant d'effectuer ces réparations dites échange rénovation, d'une manière simple et en entraînant des frais peu élevés. A cet effet, la présente invention concerne également une machine destinée à permettre la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle se compose d'un bati portant un plateau mobile portant lui-m8me des organes de réception des manchons dont on veut usiner les logements, ainsi qu'un certain nombre de postes d'usinage devant lesquels le plateau peut amener successivement chaque pièce à usiner, et un moyen de positionnement et d'indexage des pièces à l'entrée de la machine. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'indexage des pièces se compose d'une tige munie à son extrémité d'un galet dont l'épaisseur est inférieure à la largeur de l'ouverture d'un logement du manchon9 mais dont la surface périFhérique correspond sensiblement à la section d'un logement d'un manchon avant usure. Selon une autre caractéristique de l'lnvention9 le galet est porté par une tige mobile en translation et en rotation, perpendiculairement à l'axe du moyen de serrage du manchon porté par le plateau lorsque ce moyen de serrage est dans la position de mise en place de la pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tige est munie d'un levier et d'une butée de fin de course, le levier permettant la commande en translation et en rotation (pivotement) de la tige, et par suite du galet, et la butée limitant le mouvement d'avance de la tige et du galet, à la position correspondant à celle de l'un des logements de la pièce placée dans le moyen de serrage. Le procédé ainsi que la machine qui font l'objet de la présente invention, seront décrits plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective de l'extrémité supérieure d'un arbre d'une transmission destinée à être réparée, selon le procédé de l'invention, cette figure montrant le croisillon ; - la figure 2 est une vue en plan correspondant à la figure I - la figure 3 est une vue de côté de la machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention - la figure 4 est une vue de dessus -de la machine représentée sur la figure 3 - la figure 5 montre un détail de la figure 49 représentant le dispositif d'indexage , - la figure 6 est une vue en élévation partielle du dispositif d'indexage ;; - la figure 7 est une vue en élévation partiels lement coupée du moyen de serrage de la pièce à usiner. Les figures représentent le cas d'une transmission à joints tripodes, mais, bien entendu, le procédé de réparation peut également s'appliquer à d'autres types de transmissions, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Donc, selon les figures 1 et 2, le procédé de l'invention est destiné à permettre la réparation d'une transi mission, se composant de deux axes non représentés, dont l'un est terminé par un manchon cylindrique 1 et l'autre par une fourche à trois branches non représentée, reliée à un croisillon 2 également à trois branches. Les deux autres extrémités des axes formant la transmission sont en général, munies d'une surface cannelée, permettant leur liaison avec les pièces motrices ou entraAnées du moteur. le manchon cylindrique I, encore appelé tulipe, est ouvert à sa partie supérieure et, comporte dans sa paroi9 trois logements 3 répartis régulièrement autour de son axe de symétrie de rotation X-X. Ces trois logements 3 traversent, de part et d'autre, la paroi cylindrique du manchon 1 et débouchent à son extrémité ouverte ; ils sont délimités dans la paroi du manchon 1 par des surfaces 3A, 3B en forme de bandes courbes qui font partie d'un cylindre à section circulaire dont l'axe est parallèle à l'axe X-X. Ces surfaces 3A, 3B font office de surfaces de roulement pour des galets 4, portés par les tourillons 5 du croisillon 2. Bien entendu, les branches portant les touril- lons 5 munis des galets 4, sont réparties de façon équiangulaire autour de l'axe géométrique du tourillon. Sur les figures 1 et 2, on a représenté le croisillon 2 dans une position coaxiale à l'axe X-X du manchon 1, lorsque ces deux axes ne coïncident plus, lors de la rotation du manchon 1 et par suite du croisillon 2, les galets 4 roulent suivant un mouvement alternatif sur les surfaces 3A, 3B des logements 3. Or, ce mouvement de roulement et les efforts à transmettre par rotation provoquent une usure des surfaces 3A, 3B qui perdent par suite leur forme cylindrique, et prennent une forme creuse "en tonneau". A partir d'un certain degré d'usure, le jeu est relativement important et nécessite le remplacement de la transmission. Or, le procédé qui fait 11 objet de la présente invention a justement pour but d'éviter ce remplacement total de la transmission, en créant un procédé et une machine permettant la récupération de telles transmissions usées, pour les transformer et obtenir des transmissions refaites à neuf permettant ainsi une réparation dite "échange rénovation". il convient également de mentionner que9 comme on peut le voir sur la figure 1, les logements 3 se terminent à leur partie inférieure par une surface cylindrique de même diamètre que les autres parties du logement, mais dont l'axe est perpendiculaire à l'axe X-X du manchon 1. La forme exacte de ces surfaces terminant les logements 3 est en réalité sans importance, car, en général, la longueur des logements ou plus exactement des surfaces de logements 3A, 3B est suffisante pour éviter qu'en position de décalage angulaire extrême entre l'axe géométrique du croisillon 2 (et par suite l'axe de la fourche portant ce croisillon) et l'axe géométrique X-I du manchon, les galets 4 n'arrivent ni au niveau de la surface supérieure du manchon, ni au niveau de la surface inférieure des logements 3. Par le procédé de réparation d'une transmission telle que celle qui a été décrite ci-dessus, on commence par démonter la transmission pour séparer la fourche avec le croisillon 2 et le manchon 1. Puis, on recuit le manchon 1 pour faciliter son usinage. Cet usinage consiste, selon l'inventions à aléser les surfaces de roulement 3A, 3B des logements 3 pour leur redonner une forme cylindrique 3', mais de diamètre plus grand que le diamètre initial, tel que représenté en pointillés sur la figure 2. Le choix du nouveau diamètre des surfaces de roulement 3'A, 3'B dépend de l'usure de ces surfaces. En conséquence, et comme on le verra plus en détail dans la suite de cet exposé, après avoir analysé de façon statistique, une série de pièces à -traiter, on choisit un outil d'usinage de diamètre suffisamment grand pour absorber toutes les usures de la série de pièces. Parallèlement à cet usinage, on démonte les galets 4 des tourillons 5 du croisillon 2, puis, on y met de nouveaux galets 4', dont le diamètre correspond à celui des nouvelles surfaces de roulement 3'A, 3'B et au nouveau diamètre des tourillons 5. Entretemps, on a durci de nouveau les surfaces de roulement 3'Â, 3'B par trempe et par cémentation. Lorsque cette opération est terminée on assemble de nouveau l'axe portant le manchon 1 et l'axe à fourche portant le croisillon 2 et on solidarise l'ensemble, à l'aide d'un couvercle non représenté, qui vient coiffer les extrémités des trois branches du manchon 1. Selon les figures 3 et 4, la machine destinée à per mettre la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, se compose d'une façon schématique, d'un bâti 10 muni d'un montant 11 portant les postes usinage 12 ; cette machine comporte également un ensemble rotatif ou plateau 13 entraîné en rotation pas à pas et portant les pièces à usiner. Selon la figure 3, et d'une manière plus dztaillée9 les postes d'usinage 12, se composant en particulier de broches 12', sont commandés par un moteur ?5, et sont portés par un carter 24 susceptible de se déplacer en translation verticale, le long de rails 26 portés par le montant 11, cette translation verticale étant commandée par un moteur 27. Par ailleurs, le carter 24 est également susceptible de se déplacer selon un mouvement horizontal, en fonction du diamètre des surfaces 3'A, 3'B à usiner. En outre, le plateau 13 portant des moyens de fixa- tion des pièces à usiner est un plateau d'indexage relevage, susceptible de se relever automatiquement après chaque usinage. Selon la figure 4, le plateau 13 comporte par exemple quatre moyens de serrage 14, constitués comme on le verra plus en détail ci-dessous, par des mandrins à trois mors, destinés à recevoir et à transporter une pièce à usiner. Chacune de ces pièces est mise en place dans le moyen de serrage 14, successivement, puis, elle passe d'un poste 12a à d'autres postes 12b, 12c, pour y subir successivement l'usinage des trois logements 3. D'une façon préférentielle, le passage d'un poste 12a à un poste 12b est effectué manuellement par l'utilisateur, au moyen d'une poignée 28. Sur la figure 4, sont également représentés les rails 29 de translation horizontale du carter 24, et par suite des broches 12, ce mouvement de translation horizontale étant réglé au moyen d'une vis 30. il est avantageux, sur le plan de la réalisation de la machine, de prévoir autant de postes 12a, 12b, 12c, qu'il y a d'usinages à effectuer, car une machine à broches multi- ples est d'une fiabilité moins grande qu'une machine à plusieurs postes distincts. Selon la figure 5, le moyen d'indexage de la piè~e à usiner se compose essentiellement d'une colonne de support 15 fixée au bati 10 de la machine, en regard du poste de mise en place et d'enlèvement des pièces du plateau 13. Ce montant 15 dont la position verticale peut être réglée, de façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé, porte un palier 17, recevant une tige 18 télescopique logée dans les coussinets 171 du palier 17. l'extrémité avant de la tige 18 est munie d'un galet de positionnement 19, représenté, sur la figure 5, dans sa position d'extension maximale, et en pointillés dans la position de retrait. Ce galet 19 est constitué par une tranche diamétrale de sphère, dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre des logements cylindriques 3 avant usure. Le galet 19 est fixé9 de façon amovible, par exemple par vissage, à l'extrémité avant de la tige télescopique 18. L'extrémité arrière de la tige télescopique 18 comporte une butée 20 en forme de disque, vissée sur la tige. la tige 18 comporte également un organe de maneeuvre 21 constitué par un levier ; cet organe 21 est sensiblement perpendiculaire à l'axe de la tige 18. En outre, à l'extrémité arrière du palier 17, il est prévu une butée réglable 22, coopérant avec la butée 20, pour limiter la position avant de la tige télescopique 18. Selon la figure 5, le manchon 1 de la pièce à usiner représenté schématiquement en vue de dessus, est maintenu en position à l'aide d'un mandrin à trois mors 23. rour effectuer la fixation de cette pièce, on ouvre les mors 23 et à la main, on place la pièce entre ces mors, en l'orientant de façon à présenter l'un des logements 3 dans l'axe de la tige 18 du moyen d'indexage, qui se trouve alors en position de retrait, cette position correspondant à la position "basse" du galet d'indexage 19. Ensuite, on fait avancer la tige 18 de façon à amener la butée 20 contre la butée 22, pour amener la tige 18 en position d'extension, et faire pénétrer le galet 19 dans le logement 3 qui était préalablement mis dans l'axe. Pour faire pénétrer le galet 19 dans ce logement, on le laisse dans la position dite "verticale", c'est-à-dire de façon que le plan diamétral du galet soit parallèle à l'axe du logement 3. De cette façon, le galet 19 peut passer entre les bords extérieurs du logement 3. Une fois que ce galet est mis en place, on le fait pivoter pour le mettre en position horizontale, de façon que son plan médian soit perpendiculaire à l'axe du logement 3. Pour ce, on fait simplement pivoter le levier de manoeuvre de la position par exemple horizontale, (représentée sur la figure 5) dans une position verticale, c'est-à-dire perpendiculaire à la surface de la feuille, soit vers le hauts soit vers le bas, suivant le mode de réalisation et les butées de fin de course utilisées. Comme le galet 19 est en position horizontale, et que son diamètre correspond sensiblement au diamètre du logement cylindrique 3, avant usure, on peut ainsi positionner suffisamment la pièce 1 pour permettre son usinage. La pièce 1 étant ainsi positionnée, on serre les mors 23 pour la bloquer à l'aide d'une clé dynamométrique, puis on bascule le levier 21 suivant un mouvement inverse du mouvement précédent et on retire le levier et la tige 18 pour retirer le galet 19 du logement 3 et l'amener, par exemple, dans la position "basse". Une sécurité est prévue pour ne libérer le mouvement de la table que lorsque le galet 19 est en position de retrait Cette sécurité peut autre un micro-contact détectant cette position de retrait. Selon la figure 6, la fixation du palier 17 sur la colonne 16 du support du moyen d'indexage, se fait par exemple, à l'aide de vis 24. Le réglage en hauteur du palier 17 et par suite de la tige 18, et surtout du galet d'indexage 19 est import tant pour choisir la position d'indexage, en fonction de la pratique. En effet, il est préférable d'effectuer l'indexage, à l'aide du galet 19, dans les parties du logement 3, qui ont subit la moindre usure. En général, ces parties sont les parties hautes des logements 3, ou des surfaces de roulement 3A, 33, car la position la plus fréquente lorsque la transmission est en service est la position dans laquelle le croisillon est horizontal, c'est-à-dire lorsque son axe est coaxial à celui du manchon, ce qui correspond pour une telle transmission montée sur ut véhicule automobile, au déplacement en ligne droite. Or, comme les manchons 1 peuvent avoir des hauteurs différentes, ou encore les logements 5 peuvent être situés à des hauteurs différentes dans les manchons, il est nécessaire de pouvoir régler en hauteur la position d'indexage du galet 19 pour arriver à l'indexage le plus précis. REVENDICATIONS 10) Procédé de réparation d'une transmission formee d'une part d'un axe dont une extrémité est par exemple canelée et dont l'autre est terminée par un manchon cylindrique ouvert9 muni dans sa paroi de logements traversant répartis à la périphérie du manchon et débouchant à l'extrémité ouverte du manchon, ces logements étant délimités au niveau de la paroi du manchon par des surfaces en forme de deux bandes parallèles à l'axe du manchon, et formant des surfaces de roulement et d'autre part d'un axe dont une extrémité comporte une surface canelée, et dont l'autre est munie d'une fourche à plusieurs dents, reliée à un croisillon comportant un nombre de branches correspondant au nombre de dents de la fourche, terminées chacune par un organe de roulement venant, de façon mobile dans le logement correspondant du manchon pour former une articulation de type cardan, procédé caractérisé en ce qu'on démonte l'arts culation, on détrempe le manchon muni des logements formant les surfaces de roulement, on usine des surfaces de roulement de plus grand écartement pour absorber la déformation provoquée par usure, on démonte les galets des branches du croisillon, et on monte de nouveaux galets de dimensions correspondant à la nouvelle dimension des logements, on trempe les surfaces de roulement des logements et on assemble la transmission. 20) Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les surfaces des logements du manchon appartiennent à un cylindre de section circulaire et en ce que les galets sont des galets sphériques. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les logements du manchon et les branches du croisillon sont au nombre de trois. 40) Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un bâti portant un plateau mobile portant des organes de réception des manchons dont on veut usiner les logements, ainsi qu'un certain nombre de postes d'usinage devant lesquels le plateau peut amener successivement chaque pièce à usiner, et un moyen de positionnement et d'indexage des pièces à l'entrée de la machine. 50) Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen d'indexage des pièces se compose d'une tige munie à son extrémité d'un galet dont l'épaisseur est inférieure à la largeur de l'ouverture d'un logement de manchon mais dont la surface périphérique correspond sensiblement à la section d'un logement d'un manchon avant usure. 60)Machine selon l'une quelconque des revendica tions 4 et 5, caractérisée en ce que le galet est porté par une tige mobile en translation et en rotation9 perpendiculairemen- > à l'axe du moyen de serrage du manchon porté par le plateau lorsque ce moyen de serrage est dans la position de mise en place de la pièce. 70) Machine selon l'une quelconque des revendica tions 4 à 6, caractérisée en ce que la tige est munie d'un levier et d'une butée de fin de course, le levier permettant la commande en translation et en rotation (pivotement) de la tige9 et par suite du galet, et la butée limitant le mouvement d'avance de la tige et du galet, à la position correspondant à celle de l'un des logements de la pièce placée dans le moyen de serrage.