Brevet FR2579695A1 — publié le 19861003

La présente invention se rapporte à des arbres de transmission, et plus particulièrement à des arbres creux de transmission en alliage d'aluminium. Afin de réduire le poids d'un véhicule, des matériaux d'un poids plus léger remplacent les matériaux traditionnel- lement utilisés dans de nombreuses applications. Une application o une économie sensible de poids peut être apportée est la substitution de l'acier par un alliage d'aluminium dans l'arbre ou les arbres de transmission d'un véhicule. Dans un exemple spécifique, il a été possible de réduire le poids des arbres de transmission dans un véhicule de 11,81 kg pour une économie de 40%D de poids en remplaçant l'acierpar un alliage d'aluminium dans les arbres de transmission. Dans la construction perfectionnée à paroi mince, il est possible de réduire encore le poids des arbres de transmission dans l'exemple cidessus de 1,36 kg pour une économie supplémentaire de 7,7%o en poids. On a trouvé que l'épaisseur de paroi nécessaire pour transmettre un couple donné par un tube d'alliage d'aluminium pouvait être réduite si le tube était durci, et ainsi renforcer par traitement thermique. Cependant, comme les parties de fourche de joints universels sont jointes à chaque extrémité du tube par soudure, le tube perd sensiblement toute sa dureté et sa résistance du fait du traitement thermique dans la zone des soudures. Par ailleurs, les zones du tube à proximité des soudures ne peuvent être redurcies par traitement thermique sans provoquer une déformation non souhaitable des fourches qui sont usinées à partir de l'alliage d'aluminium traité thermiquement. Par conséquent, on prévoit un tube d'alliage d'aluminium durci avec l'épaisseur minimum de paroi nécessaire pour transmettre un couple donné sur la plus grande partie de sa longueur. Dans les zones adjacentes aux soudures o le tube a sa dureté réduite par la perte de l'effet du traitement thermique dans le procédé de soudure, l'épaisseur de paroi est suffisamment accrue pour transmettre le couple donné à travers un tube d'alliage d'aluminium sans aucune augmentation de'dureté ou de résistance du fait du traitement thermique. La présente invention concerne un arbre creux de transmission pour un véhicule. L'arbre de transmission comprend un tube en alliage d'aluminium qui est durci par traitement thermique et qui a un diamètre externe constant sur toute sa longueur. Le tube a une épaisseur de paroi constante sur la plus grande partie de sa longueur et une épaisseur accrue de paroi à proximité de chacune de ses extrémités. Des connecteurs séparés sont partiellement télescopés dans chaque extrémité du tube et joints au tube par soudure. La présente invention a pour objet principal un arbre perfectionné et léger de transmission L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 montre l'arbre léger perfectionné de transmission selon l'invention; et - la figure 2 est une vue en coupe fragmentaire agrandie d'une extrémité de l'arbre de transmission de la figure 1. En se référant au dessin, le chiffre de référence 10 désigne un arbre creux de transmission qui comprend une partie tubulaire ou tube 12 et deux organes de connexion 14 qui sont partiellement télescopés dans les extrémités du tube 12 et joints au tube 12 par soudure. Le tube 12 a un diamètre constant sur toute sa longueur et une épaisseur de paroi uniforme 16 sur presque toute sa longueur, à l'exception que l'épaisseur de paroi à proximité de chaque extrémité du tube 12 est accrue. La zone d'épaisseur de paroi accrue 16 s'étend vers l'arrière, à partir de chaque extrémité du tube 12, sur environ 3- 2,54 centimètres, puis se transforme par une transition régulière et graduelle 18 à une épaisseur plus mince de paroi. Un certain nombre d'alliages différents d'aluminium peuvent être utilisés pour le tube 12, mais on préfère l'alliage d'aluminium généralement identifié par 6061 qui a été traité thermiquement à une-dureté de T6. A chaque extrémité du tube 12 est connecté un organe de connexion 14 quii peut être la partie de fourche d'un joint universel, par exemple. La fourche 14 comprend une partie 20 de diamètre réduit qui s'étend dans le tube 12 comme on peut le voir et un épaulement 22 qui est en aboutement contre une extrémité du tube 12 afin de placer avec précision la fourche 14à une extrémité du tube 12 et partiellement télescopée dans le tube 12. La fourche 14 est jointe au tube 12 par une soudure en 24 par le procédé "héliarc" ou autre procédé approprié de soudage. La fourche 14 est de préférence usinée en un produit d'alliage d'aluminium 6061, bien que d'autres alliages d'aluminium puissent être utilisés, qui ont été traités thermiquement à une dureté de T6. Comme on le notera, la partie du tube 12 et de la fourche 14 dans la zone de la soudure 24 perdront presque, sinon toute>leur dureté et leur résistance du fait du traitement thermique, donc la dureté du tube 12 et de la fourche 14 dans la zone de soudure 24 sera d'environ T1. Comme la soudure et la zone qui l'entoure ne peuvent être traitées thermiquement après avoir effectué la soudure parce qu'un tel traitement thermique provoquera une distorsion de la fourche 14 et du tube 12, il est nécessaire que l'épaisseur de paroi du tube 12 dans la zone 16 soit suffisamment accrue pour transmettre le couple donné, en se basant sur la résistance de l'alliage d'aluminium qui est utilisé dans une condition sensiblement non traitée thermi- quement. C'est-à-dire à une dureté comprise entre TO et T1 et la résistance associée à cette dureté. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Arbre de transmission caractérisé en ce qu'il comprend un tube (12) en alliage d'aluminium traité thermiquement ayant des première et seconde extrémités, ledit tube ayant un diamètre externe constant sur toute sa longueur, une épaisseur de paroi constante presque sur toute sa longueur et une épaisseur de paroi accrue (16) adjacente à chaque extrémité, un premier organe de connexion (14) en alliage d'aluminium partiellement télescopé dans ladite première extrémité dudit tube et joint audit tube par soudure et un second organe de connexion en alliage d'aluminium partiellement télescopé dans ladite seconde extrémité dudit tube et joint audit tube par soudure. 2.- Arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dureté du tube précité varie de T6 à proximité de son milieu à T1 ou moins à proximité de chaque extrémité. 3.- Arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transition entre les épaisseurs de paroi du tube précité est régulière et graduelle. 4.- Arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des organes de connexion précités est une pièce usinée. 5.- Arbre de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dureté du tube précité varie de T1 ou moins à proximité de chaque extrémité à T6 au loin desdites extrémités et les épaisseurs de paroi dudit tube sont sensiblement les épaisseurs minimum de paroi nécessaires pour transmettre un couple donné par ledit tube. 6.- Arbre de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 ou 5, caractérisé en ce que l'épaisseur accrue de- paroi du tube précité s'étend sur environ 2,54 cm à partir de chaque extrémité dudit tube. D79695 7.- Arbre de transmission selon la revendication 6, caractérisé eri ce que chacun des organes de connexion précités est une fourche usinée pour un joint universel. 8.- Arbre de transmission selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube précité et les fourches précitées sont en alliage d'aluminium 6061-T6.