Brevet FR2552180A1 — publié le 19850322

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE DE JOINTS A CROISILLON La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'assemblage de joints à croisillon comportant des bras de fourche radialement préchargés, dans lesquels, 5 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 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-chargés, écartés vers l'extérieur, en venant 20 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 simultanément dans les alésages des bras de fourche alors que des éléments d'appui en forme de crochets fixés à l'appareil de pression sou25 tiennent les bras de fourche par l'arrière,de 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 30 des bras de fourche vers l'extérieur, 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. 35 Un inconvénient particulier du procédé et du dispositif connus réside dans le fait que des différences de sec- tionstransversales 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 produisent en outre 15 un couple de freinage fortement variable d'un joint à l'autre Ces défauts sont encore aggravés par les tolérances de fabrication inévitables des fourches les unes par rapport aux autres, 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 pré-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 du joint s'en trouve encore davantage augmenté Le même défaut sur30 vient dans le cas de forces de matage différentes On ne peut pas éviter ces défaut sans un travail d'appariement individuel précis pour chaque bras de fourche avant chaque montage On ne peut en conséquence obtenir de bons résultats avec le procédé et le dispositif connus que dans des conditions idéales dans lesquelles les bras de fourche sont complètement exempts de tolérances l'un par rapport à l'au- -3 tre et d'une fourche à l'autre et dans lesquelles on dispose de roulements également exempts de tolérances Ceci est impossible en pratique dans une fabrication en série, comme le savent bien les spécialistes du secteur technique consi5 déré. Pour surmonter ces inconvénients, on a proposé selon le modèle d'utilité RFA n 19 65 040 un dispositif avec lequel les bras de fourche sont écartés avec la force de précharge nécessaire avant l'enfoncement des roulements, et sont fixés dans cette position par des éléments mécaniques. De cette façon, il ne se produit plus de forces de rappel différentes des bras de fourche en raison de variations de section transversale et de métériaux, mais ce dispositif présente toutefois une forte réaction sur l'écartement ré15 glé pour les bras de fourche lorsque des forces d'enfoncement et de matage différentes sont nécessaires pour le palier Bien qu'avec ce dispositif connu, on puisse obtenir des résultats meilleurs, il faut s'attendre à un désalignement inadmissible des pièces de joint l'une par rapport à 20 l'autre. Le but de l'invention est de permettre de disposer d'un procédé et d'un dispositif d'assemblage de joints à croisillon avec lesquels on puisse obtenir de meilleurs résultats en ce qui concerne le désalignement et le couple de 25 freinage des pièces du joint, même avec des tolérances de fabrication usuelles pour les fourches de joint, les roulemients et les alésages de logement. Les objectifs précités ainsi que d'autres qui apparaîtront mieux dans ce qui suit sont atteints selon l'inven30 tion essentiellement par un procédé d'assemblage de joints à croisillon à bras de fourche radialement pré-chargés, dans lequel, 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 35 le bras de fourche correspondant, caractérisé par le fait que chacun des bras de fourche se trouve séparément pré- -4 chargé pendant toute la phase d'enfoncement et/ou de fixation par une force correspondant à la différence entre la force-de basculement produite sous l'effet de la force de pression respective entre l'élément d'appui et le piston d'enfoncement/matage, et une force partielle proportionnelle à la valeur de la force d'enfoncement. Conformément à l'invention, on propose un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, constitué par un bâti de machine pourvu de dispositifs de serrage d'au moins une 10 fourche de joint et d'un croisillon de joint et comportant deux appareils de pression respectivement associés aux bras de fourche et dont chacun présente un système de pression principal avec un élément d'appui en forme de crochet venant soutenir le bras de fourche par l'arrière et un piston 15 d'enfoncement et de matage, caractérisé par le fait que l'appareil de pression contient un système de pression auxiliaire dont l'élément sollicité en pression peut coulisser dans la direction de déplacement du système de pression principal et prend appui contre le bâti de la machine. La caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que la pré-charge des bras de fourche est maintenue constante par une force restant identique pendant tout le processus d'assemblage indépendamment de la force d'enfoncement et de la force de matage respectives et de leurs 25 actions Des tolérances d'ajustement entre le roulement et l'alésage de logement et des tolérances de fabrication de la fourche d'articulation en ce qui concerne la section transversale, la densité du matériau, les dimensions et autres n'ont ainsi qu'un effet extrêmement faible, voire nul 30 sur le résultat de l'assemblage On peut de ce fait assembler des joints à croisillon et des arbres articulés dont le mésalignement est si petit qu'un équilibrage est souvent superflu La force à produire pour l'écartement des bras de fourche est elle-même obtenue conformément à l'invention par le système de pression principal pour l'enfoncement et le matage, par utilisation de la force de levier du bras de 2 8 -5 fourche entre l'élément d'appui et le piston d'enfoncement et de matage de l'organe de pression Ladite force est nettement plus grande que nécessaire, en particulier dans la phase de matage, et est abaissée dans la mesure désirée par 5 un système de pression auxiliaire disposé dans chaque organe de pression Cet effet de réaction se produit automatiquement du fait que le système de pression auxiliaire exerce dans chaque phase de l'enfoncement et du matage une force partielle entre le bâti de la machine et l'organe de pression, qui est proportionnelle à la pression respective du système de pression principal et qui ramène le bras de fourche considéré à la pré-charge désirée Lorsque les deux systèmes de Dression sont alimentés à partir de la même source de pression, il se produit dans la phase terminale de l'assemblage des forces identiques agissant sur les deux bras de fourche, si bien que d'une manière avantageuse la fourche considérée n'est pas chargée dans son serrage Après le desserrage de la fourche assemblée, celle-ci présente, en plus des avantages précités, un couple de freinage prédé20 terminé avec une tolérance étroite par la pré-charge des bras de fourche. Dans une forme de réalisation avantageuse, on peut régler la valeur de pression proportionnelle par rapport à la pression principale On peut aussi faire varier la va25 leur de la pré-charge désirée et par suite le couple de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre donnée à titre d'exemple 30 indicatif, mais nullement limitatif, en référence à la figure unique du dessin annexé, qui représente une vue schématique en coupe partielle de l'un des deux appareils de pression 2 disposé dans un bâti de machine 1, après l'enfoncement et le matage d'un roulement à aiguilles 3 dans 35 l'alésage de logement 4 du bras d'une fourche de joint 6, les détails non essentiels pour le fonctionnement étant omis. -6 La fourche de joint 6 se trouve engagée dans un élément de serrage 7 rigidement liée sur le bâti de machine 1. Un croisillon de joint 8 est inséré et positionné ou centré dans la fourche 6 de façon correspondante à sa fonction ul5 térieure, par l'intermédiaire des tourillons 9 Le roulement à aiguilles 3 est déjà enfoncé à ajustement serré par l'appareil de pression 2 dans l'alésage 4 de logement du bras de fourche 5 représenté à droite sur la figure et est appliqué par le fond 10 de sa cuvette contre la face frontale 10 du tourillon 9 du croisillon 8 Le frottement produit à cet emplacement fait naître un couple de freinage entre la fourche 6 et le croisillon 8, lorsque les deux bras 5 sont pourvue de roulements à aiguilles 3 et les deux bras 5 se trouvent sous une pré-charge qui est obtenue par écartement vers 15 l'extérieur pendant l'enfoncement et le matage Après le desserrage, la pré-charge des bras de fourche 5 produit une force de rappel par laquelle les fonds 10 des cuvettes des roulements à aiguilles 3 sont pressés contre les faces frontales des tourillons 9. L'appareil de pression 2 se compose d'un système de pression principal 11 et d'un système de pression auxiliaire 12 Le système de pression principal 11 présente un cylindre de pression 13 pourvu d'un piston 14 dont la tige 15 comporte un piston 16 d'enfoncement et de matage Pour iso25 ler les forces de réaction de la fourche 6 du bâti de machine 1, l'appareil de pression est librement mobile dans son ensemble dans la direction de pression et est pourvu d'un élément d'appui 17 en forme de crochet qui vient attaquer par l'arrière l'extrémité libre du bras 5 de fourche De ce 30 fait, la pression d'enfoncement FS du piston 16 et la force de traction FA de l'élément d'appui se compensent L'écartement des bras 5 de fourche est assuré seulement par la force d'enfoncement FS et la force de traction FA, produisant une force de basculement entre leurs points d'attaque; cet 35 écartement dépend directement de la force d'enfoncement FS pour le roulement à aiguilles 3 correspondant et de son ajustement avec l'alésage 4 de logement et est tout d'abord plus grand que nécessaire Pour diminuer l'écartement dans la mesure nécessaire, l'appareil de pression 2 est pourvu du système de pression auxiliaire 12 qui produit par l'in5 termédiaire d'un piston 19 fixé sur le bâti de machine 1, entre ledit bâti 1 et le système de pression principal 11, une force partielle FT La force partielle FT produitepar le système de pression auxiliaire 12 est rigoureusement proportionnelle à la force d'enfoncement et de matage FS 10 et suit proportionnellement celle-ci dans chaque phase de l'assemblage Sa valeur relative fournit la pré- charge désirée des bras 5 de fourche et peut être modifiée par un organe de réglage 20 Les deux appareils de pression 2 sont raccordés à la même source de pression, si bien que les for15 ces sur la fourche 6 sont supprimées et qu'ainsi il ne s'exerce aucune charge, par l'intermédiaire de l'élément de serrage 7 de la fourche de joint 6, sur le bâti de machine 1. -8 REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage de joints à croisillon comportant des bras de fourche radialement pré-chargés, dans lequel, après l'introduction et le positionnement du croi5 sillon 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 chacun des bras de fourche se trouve séparément préchargé pendant toute la phase d'enfoncement et/ou de fixa10 tion par une force correspondant à la différence entre la force de basculement produite sous l'effet de la force de pression respective entre l'élément d'appui et le piston d'enfoncement/matage, et une force partielle proportionnelle à la valeur de la force d'enfoncement. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la force partielle est produite pour chaque bras par un système de pression auxiliaire et prend appui contre le bâti de la machine. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté20 risé par le fait que les deux systèmes de pression sont alimentés à partir de la même source de pression. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, constitué par un bâti de machine ( 1) pourvu de dispositifs ( 7) de serrage d'au moins une fourche de joint ( 6) et d'un croisillon de joint ( 8) et comportant deux appareils de pression ( 2) associés aux bras de fourche ( 5) et dont chacun présente un système de pression principal ( 11) avec un élément d'appui ( 17) en forme de crochet venant soutenir le bras 30 ( 5) de fourche par l'arrière et un piston ( 16) d'enfoncement et de matage, caractérisé par le fait que l'a D Dppareil de pression ( 2) contient un système de pression auxiliaire ( 12) dont l'élément ( 19) sollicité en pression peut coulisser dans la direction de déplacement du système de pression 35 principal ( 11) et prend appui contre le bâti de machine ( 1). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le système de pression auxiliaire ( 12) est agencé de manière à produire une force partielle (FT) agissant dans la direction d'enfoncement. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, carac5 térisé par le fait que le système de pression auxiliaire ( 12) présente une pression proportionnelle, dérivée du système de pression principal ( 11). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la valeur de pres10 sion proportionnelle est réglable par rapport à la pression principale.