Brevet FR2552003A1 — publié le 19850322

I PROCEDE ET DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE DE JOINTS A CROISILLON La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'assemblage de joints à croisillon dans lesquels, après l'introduction et le positionnement du croisillon dans la fourche, on enfonce et fixe chacun des roulements au moyen d'un appareil de pression prenant appui sur le bras de fourche correspondant. D'après la demande de brevet n 1 527 557, il est déjà connu d'enfoncer les roulements sans réaction dans les 10 alésages des bras d'une fourche de joint et de les fixer axialement, par exemple par matage à l'aide d'organes de pression disposés flottants Le croisillon d'articulation est dans ce cas positionné de façon qu'après l'enfoncement et le matage, le montage soit achevé Le croisillon doit être disposé sans jeu axial et doit présenter un couple de freinage dans la direction de basculement Le couple de freinage résulte du fait que les roulements sont fixés dans les bras de fourche pré-chauffés, écartés vers l'extérieur, en venant s'appliquer par le fond de leur cuvette contre la face frontale des tourillons du croisillon Dans le dispositif connu, les roulements sont tout d'abord enfoncés simultan 6 ment dans les alésages des bras de fourche alors que des éléments d'appui en forme de crochets fixés à l'appareil de pression soutiennent les bras de fourche par l'arrière, de 25 sorte que la pression puisse s'exercer sans réaction par les pistons de pressage sur les roulements Lorsque les roulements viennent s'appliquer, dans le dispositif connu, contre les tourillons du croisillon, un enfoncement ultérieur produit un écartement des bras de fourche vers l'exté30 rieur, ce qui a pour conséquence le déplacement vers l'extérieur des appareils de pression disposés flottants Ce mouvement de coulissement est limité par des butées réglables, si bien que la pré-charge est obtenue par l'écartement prédéterminé des bras de fourche. Un inconvénient particulier du procédé et du dispositif connus réside dans le fait que des différences de sec- tions transversales et/ou des différences de structure des deux bras de fourche, dues aux tolérances, la fourche d'articulation étant notamment une pièce coulée non usinée en section transversale, entraînent des forces de rappel et des pré-charges différentes des bras de fourche pour un même écartement desdits bras La différence des forces de rappel agit par l'intermédiaire des roulements directement sur le croisillon en déplaçant celui-ci de la position précentrée Il s'ensuit un désalignement non admissible des 10 deux pièces du joint l'une par rapport à l'autre qui ne peut même plus être compensé de façon optimale par des équilibrages individuels en raison de l'inclinaison des pièces du joint pendant le fonctionnement Les forces de rappel différentes des deux bras de fourche provoquent en outre un 15 couple de freinage variant fortement d'un joint à un autre. Ce défaut est encore aggravé par les tolérances inévitables des fourches de joint entre elles et non pas seulement entre les bras d'une même fourche de joint. Un autre inconvénient du mode de réalisation connu se manifeste lorsqu'il se présente des tolérances d'ajustement différentes entre le roulement et l'alésage de logement des deux bras de fourche Dans ces cas, il se produit des forces d'enfoncement différentes qui, en particulier au cours de la phase d'écartement des bras, produisent une pré25 charge s'écartant fortement de la course d'écartement réglée, par suite de la déformation interne des bras de fourche, si bien que le désalignement des pièces de joint s'en trouve encore davantage augmenté. Il faut en outre s'attendre dans le mode de réalisa30 tion connu, à la production d'un désalignement supplémentaire, car même dans le cas d'une réalisation extrêmement stable du bâti de machine les forces d'enfoncement différentes peuvent avoir pour conséquence une déformabilité élastique unilatérale La proportion la plus grande en revient dans 35 ce cas aux pièces du joint par suite d'une insuffisance de rigidité interne et de la nécessité d'agencer, lors de l'as- semblage, les dispositifs de serrage des pièces du joint, en partie pour des raisons de place à distance des zones d'action des forces Lors de l'enfoncement des roulements, on ne peut pas éviter pour cette raison que le roulement le 5 plus facile à enfoncer vienne s'appliquer en premier sur le tourillon du croisillon et que celui-ci se trouve tout d'abord unilatéralement sous pression par rapport à la fourche, sous l'effet de la force d'enfoncement Suivant la rigidité, il en résulte un désalignement qui ne peut même plus être compensé une fois que l'autre roulement est venu s'appliquer contre le croisillon car de façon courante, pour éviter d'autres défauts, les deux appareils de pression exercent des forces égales après l'application des roulements sur ledit croisillon Le croisillon ne peut plus de 15 ce fait abandonner la position de désalignement qu'il a prise vis-à-vis de la fourche Le même défaut survient dans le cas de forces de matage différentes. Sans un travail d'appariement individuel précis pour chaque bras de fourche avant l'assemblage, ces défauts ne 20 peuvent être évités De bons résultats ne peuvent, en conséquence, être obtenus avec le procédé et le dispositif connus que dans des conditions idéales, à savoir lorsque les bras de fourche sont complètement exempts de tolérances entre eux et d'une fourche de joint à une autre et que l'on 25 dispose de roulements exempts de tolérances Ceci est en pratique impossible dans une fabrication en série comme le sait le spécialiste du secteur technique considéré. Le but de l'invention est de permettre de disposer d'un procédé et d'un dispositif d'assemblage de joints à 30 croisillon, avec lesquels on puisse obtenir de meilleurs résultats en ce qui concerne le désalignement des pièces de joint, même en présence de fourches de joint, de roulements et d'alésages de logement ayant les tolérances de fabrication courantes. L'objectif précité ainsi que d'autres qui apparaîtront mieux dans ce qui suit sont atteints selon l'inven- tion par un procédé d'assemblage de joints à croisillon, dans lequel, après 'introduction et le positionnement du croisillon dans la fourche, on enfonce et fixe chacun des roulements au moyen d'un appareil de pression prenant appui sur le bras de fourche correspondant, caractérisé par le fait que des forces de correction engendrées en fonction du désalignement respectif des pièces de joint l'une par rapport à l'autre, sont appliquées sur les deux bras de fourche pendant l'ensemble du processus d'assemblage. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, constitué par un bâti de machine équipé de dispositifs pour le serrage d'au moins une fourche de joint et d'un croisillon de joint, ainsi que par deux appareils de pression qui sont associés aux bras de fourche, 15 sont mobiles dans la direction de pression, prennent appui contre les bras de fourche et sont pourvus de systèmes de pression principaux, caractérisé par le fait qu'il comprend des systèmes de pression auxiliaires disposés entre les carters desdits appareils de pression et le bâti de machine, 20 des capteurs de mesure montés sur les pièces de joint dans la direction de déplacement des appareils de pression, un circuit électronique connecté auxdits capteurs et pourvu de sorties commandant les systèmes de pression principaux et auxiliaires des deux appareils de pression par l'intermé25 diaire d'unités d'asservissement. Compte tenu d'ajustements différents en raison de tolérances de fabrication et par suite de forces d'enfoncement différentes pour les deux roulements, la différence de ces forces s'exerce unilatéralement sur la fourche de joint 30 et de son fût ou son arbre Bien que les dispositifs de serrage assurent une immobilisation, le centre de la fourche de joint se trouve décalé par rapport à sa position de repos par suite d'un manque de rigidité propre ainsi que de celle du bâti de machine On évalue avantageusement déjà ce déca35 lage des centres au stade initial au moyen d'un capteur de mesure Par l'intermédiaire d'un circuit électronique, on produit par exemple une force de correction dans l'appareil de pression par lequel a été provoqué secondairement le décalage des centres La force de correction agit à cet égard en tant que force de traction entre le bâti de machine et l'appareil de pression en tant que telle sur l'appui de celui-ci contre le bras de fourche considéré L'arbre revient de ce fait dans sa position de repos Le processus décrit ci-dessus est commandé de façon analogique et se déroule en réalité dans une plage partielle infiniment petite 10 du décalage possible des centres, si bien qu'il ne se produit pratiquement aucun décalage ou désalignement gênant des centres conformément au procédé de l'invention. Lorsque l'un des deux roulements vient en premier s'appliquer contre le tourillon correspondant du croisillon, 15 le serrage dudit croisillon vient s'opposer de façon supplémentaire à l'action de la force d'enfoncement, de telle sorte que la position de repos de la fourche, auparavant déterminée par le capteur des mesures, se trouve perturbée. Un autre capteur de mesure disposé sur le croisillon trans20 met le décalage du centre de celui-ci au circuit électronique qui déclenche une nouvelle correction des rapports de pression des deux appareils de pression, et exerce également une action dans cette phase sur les systèmes de pression principaux en corrigeant leur rapport de pression jus25 qu'à ce que le croisillon ne présente plus de désalignement. Le dispositif de l'invention est en activité pendant l'ensemble de l'assemblage du joint à croisillon et de ce fait il ne se produit pas de désalignement des pièces du joint lorsque des forces d'enfoncement différentes sont nécessaires ou lorsque des défauts de la fourche du joint dus à des tolérances de fabrication sont à l'origine de précharges différentes des deux bras de fourche. Lorsque dans un deuxième stade d'assemblage, on assemble une deuxième fourche avec le croisillon ou lorsqu'on 35 effectue l'ensemble de l'assemblage avec le même serrage des pièces, le capteur de mesure peut également être dispo- -6 sé sur la deuxième fourche du joint. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, on produit dans chaque appareil de pression séparément au moyen de son système de pression auxiliaire, une 5 force partielle proportionnelle à la pression du système de pression principal et maintenant constante la pré-charge du bras de fourche La force partielle s'exerce entre le bâti de machine et le bras de fourche et diminue la précharge de celle-ci produite par le système de pression principal dans la mesure nécessaire De ce fait, la précharge est indépendante de la force d'enfoncement fortement variable ce qui permet d'obtenir des couples de freinage très peu variables des pièces de joint les unes par rapport aux autres. Dans d'autres exemples de réalisation du dispositif de l'invention les capteurs de mesure sont des capteurs de déplacement ou des capteurs de force qui sont montés dans les dispositifs de serrage des pièces du joint En particulier, les capteurs de force autorisent une réalisation avan20 tageuse, robuste et insensible qui ne gêne pas en outre le maniement des pièces du joint. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation donné à titre indicatif, mais nullement limitatif en référence au dessin annexé dont la figure unique représente un dispositif d'assemblage conforme à l'invention d'un joint à croisillon. Dans ladite figure, on peut voir un dispositif d'as30 semblage d'une fourche de joint 2 reliée à un arbre 1, avec un croisillon de joint 3 qui est déjà assemblé avec une autre fourche de joint 4 comportant un fût 5 L'agencement représenté remplit conformément à l'invention en dehors de sa fonction d'enfoncement et de matage des roulements 6 la 35 fonction d'une correction des forces d'enfoncement afin d'éviter un désalignement des pièces 2, 3, 4 de joint Le dispositif et les pièces du joint sont représentées schématiquement avec omission des détails peu importants. Le dispositif se compose essentiellement de deux appareils de pression 8 opposés, associés chacun à un bras 7 de fourche, les carters 9 desdits appareils étant montés de façon à pouvoir se déplacer librement sur le bâti 10 de la machine dans la direction d'enfoncement et étant pourvus d'éléments d'appui 11 en forme de crochets qui viennent attaquer par derrière les extrémités libres des bras 7 de four10 che De ce fait, la force d'enfoncement et de matage produite par le système de pression principal 12 pour la fixation des roulements 6 dans les alésages 13 des bras de fourche s'exerce sans réaction sur les bras 7 de fourche Les roulements 6 et les alésages 13 présentent sur les deux bras 15 7 de fourche des ajustements différents dus à des tolérances de fabrication, ce qui fait que les bras 7 de fourche sont écartés de façon différente Il s'ensuit qu'une force qui est la résultante des forces d'enfoncement et de matage s'exerce unilatéralement sur l'ensemble de la fourche de joint 2, et en raison du manque de rigidité des dispositifs de serrage 14 de l'arbre 1 et de l'arbre 1 lui-même, ce dernier s'infléchit et la fourche 2 présente un désalignement par rapport à sa position de repos et par rapport au croisillon de joint 3 Ce désalignement est converti, par l'in25 termédiaire de la déformation de l'arbre 1, par un capteur de mesure 15 en une tension électrique qui est envoyée dans un circuit électronique 16 Celui-ci engendre à partir de ladite tension une tension de commande pour une unité d'asservissement 17 qui exerce à son tour par l'intermédiaire d'un système de pression auxiliaire 18 une force de correction entre le bâti 10 de la machine et le système de pression principal 12 ou le carter 9 de l'appareil de pression 8 Cette force de correction agit sur la fourche 2 et ramène celle-ci dans sa position de repos, si bien que le désa35 lignement se trouve compensé Pour que la position réciproque des bras de fourche ne soit pas modifiée et pour pou- voir effectuer une correction simple dans les deux sens, les deux appareils de pression 8 présentent des systèmes de pression auxiliaires 18. Lorsque l'un des deux roulements 6 vient prématuré5 ment s'appliquer contre le croisillon 3, une force unilatérale qui s'exerce sur ledit croisillon entraîne également un désalignement et une déformation de l'autre fourche 4 y compris son fût 5 Ce désalignement est également transmis par l'intermédiaire d'un autre capteur de mesure 19 au cir10 cuit électronique 16 qui réalise par l'intermédiaire d'autres dispositifs d'asservissement 20 une correction de pression dans les deux systèmes de pression principaux 12 Comme ceci entraîne toutefois des effets en retour sur la fourche 2 pourvue de l'arbre 1 qui est destinée à être assemblée, 15 une correction de rattrapage est effectuée par le circuit électronique 16 également par l'intermédiaire des systèmes de pression auxiliaires 18 De cette façon, les pièces 2, 3, 4 du joint demeurent dans leur position de repos sans désalignement pendant l'ensemble du processus d'enfoncement 20 et de matage Les appareils de pression 8 sont alimentés en provenance d'une source d'alimentation en pression 21 centrale. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage de joints à croisillon dans lequel, après l'introduction et le positionnement du croisillon dans la fourche, on enfonce et fixe chacun des roule5 ments au moyen d'un appareil de pression prenant appui sur le bras de fourche correspondant, caractérisé par le fait que des forces de correction engendrées en fonction du désalignement respectif des pièces de joint l'une par rapport à l Vautre, sont appliquées sur les deux bras de fourche pendant 10 l'ensemble du processus d'assemblaqe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la force de correction est chaque fois produite par un système de pression auxiliaire agissant entre le système de pression principal et le bâti de machine. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le désalignement est évalué par un capteur de mesure monté sur les pièces du joint, toutes les valeurs de mesure sont traitées dans un circuit électronique et les signaux de sortie de ce circuit commandent les deux appareils 20 de pression. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les forces de correction sont produites de façon supplémentaire par variation de pression dans ledit système de pression principal. 5 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que dans chaque appareil de pression est produite séparément par son système de pression auxiliaire, une force partielle proportionnelle à la pression du système de pression principal et maintenant 30 constante la pré-charge des bras de fourche. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, constitué par un bâti ( 10) de machine équipé de dispositifs ( 14) pour le serrage d'au moins une fourche ( 2, 4) de joint et d'un 35 croisillon ( 3) de joint, ainsi que par deux appareils de pression ( 8) qui sont associés aux bras ( 7) de fourche, sont déplaçables dans la direction de pression, prennant appui contre les bras de fourche et sont pourvus de systèmes de pression principaux ( 12), caractérisé par le fait qu'il comprend des systèmes de pression auxiliaires ( 18) disposes entre les carters ( 9) desdits appareils de pression et le bâti ( 10) de machine, des capteurs de mesure ( 15, 19) mon'tés sur les pièces ( 2, 3 4) du joint dans la direction de déplacement des appareils de pression ( 8), un circuit électronique ( 16) connecté auxdits capteurs et pourvu de sorties commandant les systèmes de pression principaux ( 12) et auxiliaires ( 18) des deux appareils de pression ( 8) par l'intermédiaire d'unités d'asservissement ( 17, 20). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les capteurs de mesure ( 15, 19) sont des 15 capteurs de déplacement. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les capteurs de mesure ( 15, 19) sont des capteurs de force et sont montés dans les dispositifs ( 14) de serrage des pièces ( 2, 3, 4) du joint.