Brevet FR2463312A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne un dispositif destiné à fixer et/ou à régler, dans le sens de l'axe, des éléments de machine sur des arbres, axes, essieux, etc. On utilise entre autres des dispositifs de ce type dans la technique de fixation des paliers. Une bague intérieure de roulement ou une douille de palier lisse sont glissées sur un arbre ou un axe, elles s'appuient sur un côté, par exemple, sur l'épaulement constitué par un plus grand diamètre de l'arbre, et doivent, sur l'autre côté, être fixées ou immobilisées dans le sens de l'axe par rapport à cette partie à plus grand diamètre. Ceci est habituellement réalisé à l'aide d'écrous filetés, de douilles frettées, de circlips comportant des rondelles Belleville ou de bagues d'ajustage. On connaît aussi des circlips engre- nant dans des rainures annulaires circonférentielles, lesquels présentent des épaisseurs différentes dans le sens périphérique et que l'on peut, réunis par paires, faire varier dans leur épaisseur totale en faisant tourner l'un des deux circlips par rapport à l'autre. On connaît de tels dispositifs par le brevet allemand 689 232 et par la demande de brevet allemand 2 654 453. Les bagues sont réalisées sous forme de circlips et présentent des trous ou des pattes (ou oreilles) radiaux qui permet- tent de les tourner l'une par rapport à l'autre. Pour permettre de les bloquer contre un desserrage accidentel, il est prévu que les angles de variation de l'épaisseur de ces bagues dans le sens périphérique soient relativement petits, ce qui assure un blocage automatique. C'est notamment lors du montage que les modes de réalisation connus présentent des inconvénients considérables: les pièces, qui sont néces- sairement toujours au nombre de deux, ne peuvent produire le mouvement axial et, de ce fait, l'effort de fixation axial, que par un mouvement rotatif de l'une par rapport à l'autre. Les oreilles ou les trous radiaux n'offrent qu'une petite surface d'attaque à la force périphérique qui doit être appliquée, à moins qu'ils ne soient réalisés avec des dimensions relativement trop grandes par rapport à celles des autres pièces; de telles dimensions entraîneraient cependant une augmentation du volume de l'ensemble de la paire de bagues. En outre, il faut que les bagues soient écartées, à l'aide d'un outil spécial, comme des circlips normaux, au même diamètre que l'arbre, pour qu'elles puissent être insérées dans la rainure annulaire prévue à cet effet. Il est donc impératif que le matériau des bagues ait une certaine élasticité, qui a des effets très défavorables lorsqu'on tourne les bagues les unes par rapport aux autres, car une moitié au moins de chaque bague a alors tendance à sortir radialement de la rainure annulaire. Un autre incon- vénient est que l'on ne peut se prémunir contre un desserrage axial accidentel, à savoir, par exemple, par le fait que la pièce fixée imprime aux bagues un mouvement de rotation, ou bien par suite de vibrations ou d'autres effets extérieurs, qu'en prévoyant des pièces supplémentaires. De plus les inconvénients susmentionnés limitent consi- dérablement le domaine d'application des modes de réalisation connus, notamment lorsqu'il s'agit de produire de grands efforts de fixation axiaux, par exemple pour empêcher en même temps le mouvement de rotation des pièces immobilisées ou dans le cas des paliers qui doivent absorber de grands efforts axiaux, tels que les roulements à rouleaux coniques et les roulements à billes à contact oblique. Un autre-inconvénient est l'affaiblissement relativement important de l'axe, de l'arbre, etc, par la rainure annulaire requise pour les bagues de fixation. Pour les charges de toute nature, par exemple la torsion ou la flexion, le fait de tailler une rainure annulaire réduit la résistance à celle d'un arbre ou d'un axe ayant un diamètre correspon- dant à celui du fond de la rainure. La présente invention a pour objet de mettre au point un dispositif destiné à fixer et/ou à régler dans le sens de l'axe des éléments de machine sur des arbres, axes, etc, qui permette d'éviter les inconvénients précédemment mentionnés, qui soit constitué par des pièces faciles à fabriquer et qui permette une utilisation simple. La présente invention permet de résoudre ce problème par au moins un disque - en forme de coin qui présente un évi- dement, et dont l'épaisseur diminue, de façon continue, dans le sens de l'axe de symétrie, une surface d'appui axiale correspondante étant prévue sur l'arbre, l'axe, etc, et ledit disque en forme de coin étant disposé de façon à entourer l'arbre, l'axe, etc, dans le sens de l'axe, entre l'élément de machine à fixer et la surface d'appui. Le mode de réalisation particulier du disque qui présente la forme d'un coin dans le sens radial, permet avantageusement une immobilisation ou un réglage dans le sens de l'axe, par une force agissant dans le sens radial. Il est très facile de produire des forces radiales qui, en cas de besoin, sont aussi très aisément mesurables. Avantageusement, aucune surface d'attaque particulière n'est nécessaire une partie intermédiaire reliant les branches présente en effet L'épaisseur la plus grande et, de ce fait, la stabilité maximale de l'en- semble du disque en forme de coin, ce qui donne une surface d'attaque relati- vement grande, que l'on peut usiner même avec des outils manuels simples. On peut en outre produire de manière simple de très grandes forces axiales, en appuyant ou en frappant. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'arbre, l'axe, etc, porte deux rainures tangentielles diamétralement opposées, dont les flancs servent de surfaces d'appui axiales pour le disque en torinc de coin. Par rapport aux rainures annulaires circonférentielles, cette solution présente des avantages particuliers sur le plan des charges, notamment dans le cas des axes ou essieux. La résistance de l'axe reste entière, au moins en présence d'un effort de flexion, lorsque la force est appliquée dans la direction des rainures tangentiel- les. Il ne se produit alors aucun effet d'entaille. Cette application est particulièrement fréquente dans la technique, par exemple dans la construction des mécanismes de transmission, dans l'industrie automobile, et dans la technique des transports. Lorsque les surfaces d'appui axiales des rainures tangentielles sont inclinées, par rapport au plan radial de l'arbre ou de l'axe, et ce d'un angle identique à l'angle de coin i du disque cuné- iforme, il suffit d'un seul composant, c'est-à-dire d'un disquecunéiforme pour assurer l'immobilisation ou le réglage. Ce mode de réalisation permet de résoudre la plupart des problèmes d'application. L'angle de coin nécessaire résulte-de chaque application particulière et est notamment fonction du déplacement dans le sens de l'axe. Il est, dans une large mesure, indépendant de l'effort axial nécessaire, car, comme précédemment indiqué, celui-ci peut être porté à de grandes valeurs par la simple production d'une force radiale, même lorsque l'angle de coin est grand. Selon d'autres caractéristiques de la présente invention,le disque cunéiforme est ouvert d'un côté, pour permettre son insertion radiale dans les rainures tangentielles de l'arbre, de l'axe, etc, ce qui donne une pièce ayant sensiblement la forme d'un U dont les branches se font face et qui présente une épaisseur qui diminue, par exemple, de façon continue, dans la direction des extrémités libres des branches. De ce fait, le disque cunéiforme peut. être très f acilement inséré, dans le sens radial, dans les rainures tangentielles de l'arbre, de l'axe, etc, ce qui peut aussi, par exemple, être effectué à la main, sans outil, et se traduit encore par un autre avantage important lorsque plusieurs éléments doivent être fixés sur un arbre, ce qui peut arriver, par exemple, dans la construction des mécanismes de transmission, différents éléments, disposés entre d'autres pièces, peuvent être im- mobilisés ou desserrés, sans qu'il soit nécessaire de démonter au préalable les éléments situés devant ou derrière. Cette situation se présente notamment pendant les réparations, lorsqu'il faut remplacer les disques cunéiformç&une grande variété peut intervenir dans le choix des angles des disques cunéiformes à l'intérieur d'une large gamme, en fonction de la nature de l'application. Cependant, dans le cas de modes de maniement bien déterminés, qui ont un caractère provisoire, il est avantageux que le disque nEormereste dans sa position, après le déplacement radial, et ne soit pas repoussé dans sa position préalable par la force de ser- rage axiale. Dans de tels cas, on confère au disque cunéiforme selon la présente invention un angle de coin suffisamment petit pour qu'un blocage automatique se produise sur les surfaces en coin. Lorsque les angles de coin sont plus grands, mais aussi pour assurer le blocage dans la zone de blocage automatique, les extrémités libres des branches du disque cméiforme sont> selon une autre caractéristique de la présente invention, repliées l'une vers l'autre, après que l'immobilisation ou la mise en position est achevée, ceci jusqu'à ce qu'elles entourent l'arbre ou l'axe en s'appuyant sur lui, ces conditions permettant d'éviter avec certitude tout déplacement radial accidentel du disque qui se trouve bloqué après mise en place, et donc tout desserrage du dispositif. Selon une autre caractéristique de la présente invention, -- le disque cunéifoimefameun cercle fermé et son évidement présente un orifice adapté au diamètre de l'arbre, ce qui permet de le glisser par-dessus l'arbre, dans le sens de l'axe, jusqu'au point d'utilisation-- proprement dit. Cet orifice se poursuit en se rétrécissant à un diamètre correspondant à l'écart entre les fonds des rainures de l'arbre, de l'axe, etc., et l'épaisseur du disque cueiforme augmente en direction du rétrécissement. Avec des dispositifs de ce type, comportant un disque cunéiforme selon ce mode de réalisation, le déplacement radial peut avantageusement se faire sous l'action des forces de pression et/ou de traction. Dans ce cas également, on peut empêcher tout desserrage accidentel en repliant les branches l'une vers l'autre. Dans les cas o il faut s'attendre à des déplacements plus grands dans le sens de l'axe, d'autres caractéristiques de la présente invention prévoient d'utiliser deux disques cunéiformes ayant le même angle de coin, qui reposent l'un sur l'autre de sorte que les deux surfaces frontales, qui sont alors à l'extérieur, sont planes et parallèles l'une à l'autre. Ces deux disques sont disposés de façon à pouvoir se déplacer radialement en sens opposé et ce déplacement permet d'obtenir une aug- mentation de leur épaisseur globale, et, de ce fait, la fixation ou le réglage souhaité, en ce cas avec un trajet axial double. On pratique alors sur l'arbre, l'axe, etc. deux rainures tangentielles diamétrale- ment opposées dont les surfaces d'appui axiales sont parallèles au plan radial. D'autres éléments, tels que l'épaulement d'un tronçon d'arbre de plus grand diamètre, une pièce supplémentaire glissée sur l'arbre, la paroi du carter, la fixation de l'axe ou bien une rainure annulaire avec ou sans les circlips ou rondelles de blocage habituels peuvent aussi servir de surfaces d'appui axiales. Lesdites surfaces d'appui axiales prévues pour les disques cunéiformespEuvent,selon une caractéristique supplémentaire de la présente invention, âtre consti- tuées par des composants, tels que circlips, boulons, goupilles, etc., qui sont réalisés indépendamment de l'arbre ou équivalent. Le dispositif précédemment décrit se prête de façon parti- culièrement avantageuse, par exemple, à l'assemblage des galets ou rou- leaux des bandes transporteuses. On soumet souvent les roulements utilisés à cet effet à une précontrainte axiale bien définie. Les disques _uxeiformes selon la présente invention permettant aussi en outre de compenser les tolérances axiales. Les disques cunéiformes selon la présente invention peuvent être fabriqués de manière simple, par exemple par estampage de bandes de t8le coniques préfabriquées. La qualité de surface du matériau initial suffira dans la plupart des cas. Cependant, s'il s'avérait nécessaire, notamment pour de petits angles de coin, dans la zone de blocage automatique, de conférer des propriétés de glissement parti- culières à la surface en coin, on pourrait obtenir ces propriétés par des opérations supplémentaires ou par d'autres post-traitements. De plus, d'autres matériaux, par exemple des matières plastiques, peuvent aussi être utilisés pour la fabrication des disques, ce qui entraîne une modification ou permet une simplification de l'usinage. On peut en outre conférer différentes formes à la surfaces en coin. Ainsi, il est ima- ginable de prévoir un autre système de blocage contre un desserrage accidentel, par une légère denture ou une configuration en gradins de la surface. Les dispositifs du type proposé peuvent être utilisés, non seulement avec les pièces décrites, qui sont sensiblement circulai- res, telles que les arbres, axes, essieux, etc., mais aussi avec des pièces ayant une section polygonale ou ovale. Des corps présentant des surfaces planes et parallèles, et accessibles à partir du côté frontal, par exemple des plaques ou t8les, conviennent également à cette application. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation préférentiels, pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: - la figure i est une vue latérale d'un dispositif, en cas d'utilisation d'un disque cunéiforme sur un arbre ou un axe; - la figure 2 est une vue frontale du dispositif selon la figure 1; - la figure 3 est une vue frontale d'un dispositif comportant un disque cunéiforme-, les extrémités des branches étant repliées; - la figure 4 est une vue latérale d'un dispositif, en cas d'utilisation de deux disques cunéiformes; et - la figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif de fixation de rouleaux porteurs, la fixation étant assurée par deux disques cunéiformes. Les figures I et 2 représentent, selon des angles de vue différents, la fixation dans le sens de l'axe, par un seul disque cunéiforme. Le disque cunéiformel a sensiblement la forme d'un U et présente deux branches 2 reliées par un dos 3. L'épaisseur des branches 2 va en diminuant en direction de leur extrémité 4, ce que l'on constate notamment sur la figure 1. Ceci donne l'angle de coin 'c'. L'axe ou l'arbre 5 porte des rainures tangentielles 6 taillées dans sa masse et diamétralement opposées, dont l'inclinaison, par rapport au plan radial de l'axe ou de l'arbre 5 est identique à l'angle de coin oC. Les flancs extérieurs de ces rainures tangentielles 6 constituent les surfaces d'appui axiales 7 destinées à la surface en coin 8 du disque c;jnéiforme 1. La face frontale opposée 10 du disque cunéiforme l est plane et parallèle au plan radial de l'axe ou de l'arbre 5. L'écart entre les surfaces intérieures des branches 2 du disque cunéiforme 1 correspond-à l'écart diamétral des surfaces de fond des rainures tangentielles 6. Le dos 3 qui constitue la partie intermédiaire entre les branches 2 du disque cuné- iforme 1 présente la plus grande épaisseur, rapportée à l'ensemble du disque cunéiforme 1, et une grande surface d'attaque 9 pour produire l'effort radial. Lorsque le disque cunéiformelse déplace, dans le sens radial, dans la direction des branches 2, la face frontale 10 du disque cunéiîorme i se meut vers la pièce Il quis'y appuie, dans la direc- tion axiale de l'axe ou de l'arbre 5. La figure 3 représente un dispositif comportant un disque Cunéiforme, dans le cas duquel les extrémités 4 des branches sont repliées vers l'axe ou l'arbre 5 sur lequel elles sont ajustées, pour assurer un blocage et verrouillage contre tout desserrage accidentel. Grâce à cette disposition,le disquecunéiformelest bloqué dans le sens radial. La figure 4 représente l'utilisation de deux disques cuné- iformes 1. qui ont le même angle de coin oGS. Les rainures tangentielles diamétralement opposées 6 sont, dans ce cas, parallèles au plan radial. Les surfaces en coin 8 des deux disques eunéiformes 1 reposent l'une sur l'autre de telle manière que-les faces frontales 10 sont planes et parallèles, l'une à l'autre. Lorsque les deux disques se déplacent en sens inverse, dans la direction radiale de l'axe ou de l'arbre 5, l'épaisseur globale de la pairede disques cunéiformes augmente, à la suite de quoi la face frontale 10 de l'un des disques cunéiformes exerce une pression sur les surfaces d'appui axiales 7 extérieures des rainures tangentielles 6, et la face frontale 10 de l'autre disquecunéiforme 1, une pression sur la pièce à immobiliser ou fixer 11. La figure 5 représente un côté d'un galet ou rouleau de bande transporteuse avec sa fixation correspondante. Les roulements à billes à contact oblique, utilisés dans ce cas, doivent être soumis à une précontrainte axiale bien définie. Deux disques cunéiformes 1 ayant le même angle de coin.et sont utilisés. Le circlip 12, fixé dans une rainure annulaire 13 qui est taillée dans l'axe 5, sert de surface d'appui axiale. La précontrainte axiale nécessaire est convertie en une force radiale FR par l'intermédiaire de l'angle de coin de la pairede de disques cuneiformes etappliluéepar l'intermédiaire des surfaces d'attaque 9 des deux disques cunéiformes.Une fois la fixation réalisée, les extrémités 4 des branches des deux disques cunéiforme sont repliées comme précédemment décrit et ainsi que l'indique la figure 3, pour empê- cher tout desserrage accidentel. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à fixer et/ou à régler, dans le sens de l'axe, des éléments de machine sur des arbres, axes, essieux, etc., caractérisé par au moins un disque cunéiforme en forme de coin (1) qui présente un évidement, et dont l'épaisseur diminue, de façon continue, dans le sens de l'axe de symétrie, une surface d'appui axiale (7) correspondante étant prévue sur l'arbre, l'axe (5), etc., et ledit disquecunéiforme(@ étant disposé de façon à entourer l'arbre, l'axe (5), etc., dans le sens de l'axe, entre l'élément de machine (11) à fixer et la surface d'appui (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre, l'axe (5), etc., porte deux rainures tangentiel- les (6) diamétralement opposées, dont les surfaces d'appui axiales (7) sont inclinées, par rapport au plan radial de l'arbre ou de l'axe (5), et ce d'un angle identique à l'angle de coin d du disque cunéiforme (1) 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le disque cunéiforme) est ouvert sur un côté, pour permettre son insertion radiale dans les rainures tangentielles (6) de l'arbre, de l'axe (5), etc.. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le disque (1) présente une épaisseur qui diminue, dé façon continue, dans la direction des extrémités libres (4) de ses branches (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait quele disquecuréiforrme(.l) se trouve bloqué dans le sens radial après mise en place, les extrémités libres (4) de ses branches étant repliées l'une vers l'autre. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I ou 2, caractérisé par le fait que l'évidement du disque cunéiforme (1) présente un orifice adapté au diamètre de l'arbre et un orifice rétréci et que l'épaisseur du disque cunéiformeff)augmente en direction du rétrécissement. 7. Dispositif selon i.n revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise deux disques cunéiformes") ayant le même angle de coin, qui sont disposés de façon à pouvoir se déplacer radia- lement en sens opposé, et par le fait que l'on pratique sur l'arbre, l'axe (5), etc., deux rainures tangentielles (6) diamétralement opposées, dont les surfaces d'appui axiales (7) sont parallèles au plan radial. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les surfaces d'appui axiales ( 7) prévues pour les disques cunéiformes (1) sont constituées par des composants, tels que circlips (12), boulons, goupilles, etc, qui sont réalisés indépendamment de l'arbre ou analogue.