Brevet FR2473916A1 — publié le 19810724

On sait réaliser des corps tubulaires dont les extrémités sont de diamètre inférieur à celui du reste de l'arbre, mais ceux-ci sont obtenus par forgeage. On sait aussi façonner à froid, par des opérations successives d'étirage et de rétreint, des corps tubulaires dont le diamètre varie en augmentant d'une extrémité à l'autre ; on peut en effet extraire du corps tubulaire, à travers son extrémité de plus grand diamètre, le ou les mandrins qui ont été utilisés successivement pour ces différentes opérations. La présente invention a pour objet un procédé de façonnage à froid, au moyen d'une série d'opérations d'étirage et de rétreint, d'un arbre tubulaire dont les deux extrémités ont un diamètre intérieur calibré inférieur à celui de sa partie centrale, et, plus spécialement, d'un arbre de transmission pour véhicules automobiles, dont une au moins de ses deux extrémités de moindre diamètre doit comporter une denture extérieure pour assurer la transmission du couple moteur entre deux parties emmanchées l'une sur l'autre. Jusqu'à présent, de telles dentures étaient obtenues par enlèvement de copeaux ; le procédé est coûteux et nécessite une deuxième opération complémentaire. Suivant la présente invention, un arbre creux, dont les extrémités comportent des dentures extérieures peut être réalisé par façonnage à froid. A cet effet, le façonnage d'une première partie de l'arbre creux, constitué de tronçons cylindriques successifs dont les diamètres vont constamment en croissant de l'extrémité vers le centre et sont raccordés par des chanfreins, est obtenu par l'engagement d'un ou de plusieurs mandrins successifs, constitués de tronçons cylindriques dont les diamètres vont constamment encroissant de l'avant vers l'arrière, raccordés par des chanfreins, dans un tube de diamètre intérieur approximativement égal à celui du diamètre extérieur maximal du mandrin, et dont l'extrémité antérieure, dont le diamètre doit être réduit, est façonnée froid pour pouvoir servir de butée au mandrin, et le mandrin, entraînant le tube, est poussé à travers une ou plusieurs filières successives qui, en appliquant la surface intérieure du tube contre la surface extérieure du mandrin, provoque soit des rétreints, soit des étirages du tube, et on extrait ensuite le mandrin du tube, à travers son autre extrémité dont le diamètre initial n'a pas été diminué. Pour façonner cette autre extrémité du tube, dont les diamètres des différents tronçons cylindriques doivent constamment décroître depuis la partie centrale du tube, on introduit dans ce tube, à travers ladite extrémité, un mandrin cylindrique de diamètre égal au diamètre intérieur désiré pour cette extrémité de l'arbre, ou, successivement, plusieurs mandrins cylindriques de diamètres décroissants égaux à ceux qu'on désire obtenir pour les tronçons successifs de l'arbre creux à réaliser et, on exerce une poussée sur l'extrémité antérieure précédemment façonnée du tube, qui entraine l'extrémité-postérieure du tube et le mandrin qu'il contient, à travers une ou plusieurs filières successives de diamètres décroissants appropriés, assurant par des opérations de rétreint et d'étirage le façonnage à froid désiré de cette autre extrémité, le ou les mandrins cylindriques successivement utilisés pouvant facilement être extraits du tube à travers son extrémité postérieure en cours de façonnage, de diamètre intérieur toujours au moins égal à leur diamètre extérieur. Les dentures extérieures des extrémités de l'arbre ainsi réalisé peuvent également être façonnéesà froid, en faisant passer la ou les extrémités de l'arbre à travers une filière ayant un profil correspondant à celui des dentures désirées. On évite ainsi toutes les opérations d'enlèvement de copeaux, ce qui fait que l'arbre peut ainsi être immédiatement façonné à froid, avec des extrémités creuses dont la surface extérieure oomporte des dentures sans défaut et ayant la précision indispensable au centrage de l'articulation que cet arbre peut être destiné à constituer ; on obtient par cela même une réduction du poids ainsi qu'une réduction des frais de fabrication, puisque, d'une part, le refoulement à chaud des arbres, et, d'autre part, leur usinage par enlèvement de copeaux sont supprimés. Grâce à un traitement thermique subséquent de l'arbre profilé ainsi obtenu, du type de trempe et revenu, celui-ci peut obtenir la même résistance mécanique désirée sur toute sa longueur. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-dessus plus en détail, en référence au dessin annexé, relativement à un arbre de transmission pour véhicules automobiles, dont les deux extrémités, de plus faible diamètre intérieur que leur partie centrale, sont pourvues de dentures extérieures. La figure 1 est une vue d'une extrémité du tube utilisé pour obtenir ledit arbre creux de façonnage à froid. La figure 2 montre cette même extrémité du tube convenablement façonnée pour pouvoir servir de butée à un mandrin. Les figures 3 à 8 montrent les différentes opérations de façonnage à froid. La figure 9 montre l'arbre de transmission obtenu. Comme le montre la figure 1, on part d'un tube 1 dont le diamètre intérieur est égal au diamètre maximal que doit avoir l'arbre tubulaire à réaliser et dont l'épaisseur est au moins égale à l'épaisseur maximale dudit arbre. On commence à façonner une extrémité de ce tube, comme le montre la figure 2, de façon qu'il présente un épaulement intérieur 2 contre lequel peut prendre appui l'extrémité du ou des mandrins cylindriques qui seront successivement utilisés pour les opérations de façonnage. Dans le mode de réalisation représente, on utilise un mandrin constitué de deux tronçons 3 et 4, de diamètres différents, reliés par un chanfrein 5. Ce mandrin est enfoncé dans le tube jusqu'à ce que son extrémité vienne buter contre l'épaulement intérieur. 2 du tube 1 ,comme le montre la figure 2 ; on fait ensuite passer l'ensemble de ce tube et du mandrin qu'il contient à travers une filière 6 qui, par une opération de rétreint, fait porter la surface intérieure 7 de l'extrémité du tube 1 contre la surface extérieure de moindre diamètre, du tronçon 3 du mandrin, jusqu'à la hauteur du chanfrein 5 ; c'est ce que montre la figure 3. On fait ensuite passer ce tube et ce mandrin, comme le montre la figure 4, à travers une filière 8 de plus grand diamètre qui réalise par étirage un tronçon de tube 9 de diamètre réduit, raccordé par un chanfrein 10 au tronçon d'extrémité 11 ayant conservé ses diamètres et épaisseur initiaux. On extrait ensuite de ce tube, à travers son extrémité de plus grand diamètre non modifié, le mandrin précédemment utilisé et on le remplace par un autre mandrin 12, dont le diamètre extérieur est inférieur à celui du tube d'origine, et, comme le montre la figure 5, on fait passer l'extrémité arrière du tube à travers cette même filière 8, ce qui fait que, par une opération de rétreint, le diamètre extérieur de cette partie arrière 13 du tube devient égal à celui de sa partie centrale 9, mais son diamètre intérieur a été réduit pour devenir égal à celui du mandrin utilisé 12. Si le diamètre désiré pour cette extremite du tube doit être inférieur à celui dudit mandrin 12, et, par exemple, égal à celui de sa partie antérieure, on extrait de ce tube ce mandrin 12, on introduit à sa place un autre mandrin 14 dont le diamètre est égal à celui désiré pour les deux extrémités de l'arbre. En faisant ensuite passer cette autre extrémité du tube, avec le mandrin qu'il contient, à travers une filière 15 de plus faible diamètre, on applique, par une opération d'étirage et de rétreint,. la surface intérieure de ladite extrémité du tube contre la surface extérieure dudit mandrin 14, comme le montre la figure 6. En faisant ensuite passer une partie de cette extrémité à travers une filière 16, de plus faible diamètre, ainsi que le montre la figure 7, on provoque un étirage du tronçon antérieur 17 du tube, sans modifier son diamètre intérieur. Comme le montre la figure 8, on peut ensuite obtenir des dentures extérieures 18 et 19 sur l'une ou sur les deux extrémités de l'arbre tubulaire ainsi réalisé, en faisant passer l'extre- mité correspondante à travers une filière 20 ou 21 dont l'ouverture a le profil des dentures désirées. I1 suffit ensuite de tronçonner suivant A-A, et éventuellement aussi suivant B-B, le tube ainsi façonné entièrement à froid pour obtenir l'arbre de transmission creux désiré. I1 est bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus en référence au dessin annexé a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. - REVENDICATIONS 1. Procédé de façonnage à froid d'un arbre tubulaire dont les extrémités ont un diamètre intérieur calibré inférieur à celui de sa partie centrale dans lequel le façonnage d'une première partie de l'arbre creux, constitué de tronçons cylindriques successifs dont les diamètresvont constammentencroissant de l'extrémité vers le centre et sont raccordés par des chanfreins, est obtenu de façon connue par des opérations successives de rétreint et d'étirage à froid, caractérisé en ce que pour façonner cette autre extrémité du tube dont les diamètres des différents troncons cylindriques doivent cons tamment decroitre depuis la partie centrale du tube, on introduit dans ce tube, à travers ladite extrémité, unmandrin cylindrique de diamètre égal au diamètre intérieur désiré pour cette extrémité de l'arbre, ou, successivement, plusieurs mandrins cylindriques de diamètres décroissants,égaux-à ceux qu'on désire obtenir pour les tronçons successifs de l'arbre creux à réaliser, et on exerce une poussée sur l'extrémité antérieure précédemment façonnée du tube, qui entraîne 1' autre extrémité postérieure du tube et le mandrin qu'il continent, à travers une ou plusieurs filières successives de diamètres décroissants appropriés assurant par des opérations de rétreint et d'étirage le façonnage à froid désiré de cette autre extrémité, le ou les mandrins cylindriques successivement utilisés pouvant facilement être extraits du tube à travers son extrémité postérieure en cours de façonnage, de diamètre intérieur toujours au moins égal à leur diamètre extérieur. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des dentures extérieures sont réalisées sur une ou les deux extrémités de l'arbre tubulaire en faisant passer la ou les extrémités de l'arbre à travers une filière ayant un profil correspondant à celui des dentures désirées.