Brevet FR2594504A1 — publié le 19870821

"Système de montage d'une bague autour d'un arbre" La présente invention concerne un système de montage d'une bague autour d'un arbre. Dans le domaine de la construction mécanique ou électro-mécanique, il se pose souvent le problème de monter sur un arbre un organe annulaire rapporté, en forme de bague, en réalisant entre cet élément rapporté et l'arbre une liaison rigide en direction axiale. Le problème se pose, en particulier, pour le montage d'une bague rapportée formant butée pour un autre organe monté mobile autour de l'arbre, ou encore formant butée vis-à-vis d'un élément fixe tel qu'un palier dans lequel tourne l'arbre considéré. Un exemple, parmi d'autres, est la bague montée habituellement sur l'arbre d'un démarreur électrique de moteur à combustion interne, cette bague servant de butée pour le lanceur du démarreur, dont elle limite la course axiale, et pouvant en outre constituer une butée pour le palier d'extrémité de l'arbre, situé sur le nez du démarreur. Actuellement, ce genre de bague formant butée est monté autour de l'arbre du démarreur en prévoyant, sur l'arbre, une gorge annulaire recevant un jonc élastique également introduit dans une rainure annulaire creusée sur la surface interne de la bague. Le montage est permis par l'élasticité du jonc, qui s'efface entièrement dans la gorge de l'arbre lors de l'engagement de la bague sur cet arbre, et qui, lorsque la bague a atteint sa position définitive sur l'arbre, revient à son état initial pour pénétrer dans la rainure de la bague. Le jonc, réalisé en acier à ressort, nécessite que la gorge de l'arbre soit trempée. Or il est difficile de traiter une gorge étroite, creusée dans un arbre lui-même de petites dimensions, et il existe un risque de rupture dans la région de cette gorge. De plus, la solution actuelle consistant à utiliser un jonc annulaire crée seulement un appui linéaire de la bague, lequel peut être insuffisant pour réaliser entre l'arbre et la bague une liaison convenablement rigide et susceptible, notamment, de résister à une poussée axiale exercée sur la bague, dans le cas où celle-ci a une fonction de butée. La présente invention élimine ces inconvénients, en fournissant un système de montage supprimant le jonc élastique et, en conséquence, la nécessité de traitement d'une gorge de l'arbre, ce système de montage assurant une liaison très résistante entre la bague et l'arbre, et pouvant par conséquent encaisser des poussées axiales de valeurs élevées, exercées au moins dans un sens et éventuellement dans les deux sens. A cet effet, I'invention a pour objet un système de montage d'une bague autour d'un arbre, dans lequel l'arbre présente une gorge annulaire de profil sensiblement triangulaire, et la bague est montée autour de l'arbre dans la région de ladite gorge avec interposition d'une douille en matériau déformable, initialement enfilée sur l'arbre et repoussée dans la gorge par emmanchement de la bague sur cette douille, la bague présentant une surface intérieure de forme générale tronconique coopérant avec la douille pour la déformer lors de l'emmanchement et pour réaliser un accrochage de la bague sur la douille déformée. Le montage de la bague est ainsi réalisé sur un arbre pourvu d'une gorge largement ouverte, le jonc élastique habituel étant remplacé par une douille déformable qui reste définitivement ancrée dans la gorge de l'arbre. On obtient de cette manière une liaison très rigide, dans laquelle le contact entré les différents éléments est réalisé suivant des surfaces et non pas suivant une seule ligne. Pour obtenir une liaison encore améliorée du point de vue de la rigidité, la surface intérieure de forme générale tronconique de la bague comporte de préférence des crans réalisant un accrochage sur la face extérieure de la douille en matériau déformable. Ces crans d'accrochage peuvent notamment résulter d'arêtes annulaires, séparant des gorges annulaires creusées sur la surface intérieure de la bague. De préférence, la gorge annulaire de l'arbre est délimitée, sur un côté de son profil triangulaire, par une surface tronconique dont la conicité est relativement faible et correspond à celle de la surface intérieure de la bague. Après montage définitif de la bague, ces deux surfaces tronconiques sont donc parallèles, ce qui permet d'utiliser une douille d'épaisseur constante, extrêmement simple. L'emmanchement de la bague sur la douille déformable assure, à lui seul, le montage définitif, et il est réalisable aisément au moyen d'un outillage comprenant simplement un poinçon et un élément d'appui. L'ensemble formé par l'arbre et la bague réunis rigidement par l'intermédiaire de la douille déformée, est utilisable directement dans un mécanisme quelconque, et réalise l'équivalent d'un arbre pourvu d'un collet, ce qui procure notamment une butée, soit pour l'arbre lui-même vis-à-vis d'un palier, soit pour un autre organe monté mobile sur cet arbre. La bague présentant deux faces annulaires inégales, du fait de la conicité de sa surface intérieure, au moins la plus grande de ces faces annulaires peut encaisser des poussées axiales s'exerçant dans un sens déterminé, si la bague a une fonction de butée. La douille déformable, repoussée dans la gorge de l'arbre, sert alors à transmettre sur l'arbre les efforts qui s'appliquent sur la bague. Dans une forme de réalisation particulière, la douille déformable possède un prolongement qui, dans la configuration définitive, s'étend à l'extérieur de la gorge annulaire de l'arbre et à l'extérieur de la bague, du côté de la plus petite face annulaire de cette bague, la surface annulaire terminale dudit prolongement étant apte à encaisser des poussées axiales s exerçant dans le sens inverse de celui précédemment considéré. Le prolongement de la douille déformable peut être simplement tubulaire, ou encore plié vers l'extérieur de manière à offrir une surface terminale plus importante. Cette forme de réalisation procure une butée à double fonction, absorbant des poussées axiales de sens opposés. De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux mises en oeuvre de ce système de montage d'une bague autour d'un arbre Figure I est une vue en coupe passant par l'axe de la bague et de la douille déformable, avant emmanchement Figure 2 est une vue similaire à figure 1, mais montrant les éléments après emmanchement Figures 3 et 4 sont des vues similaires respectivement aux figures 1 et 2, mais relatives au montage d'une bague formant, avec la douille, une butée agissant dans deux directions opposées. Comme le montre le dessin, l'invention concerne le montage, autour d'un arbre mécanique 1 dont l'axe est indiqué en 2, d'une bague 3 qui forme une butée rapportée. A l'endroit où la bague 3 doit être montée, l'arbre 1 présente une gorge annulaire 4. La gorge 4 creusée dans l'arbre 1 possède un profil triangulaire, déterminé par deux surfaces tronconiques 5 et 6. Le premier côté du profil triangulaire de la gorge 4, correspondant à la surface tronconique 5, possède une faible pente, définie par un angle d'inclinaison os par rapport à la direction de l'axe 2. Le deuxième côté du profil triangulaire de la gorge 4, correspondant à la surface tronconique 6, forme un angle sensiblement droit avec le premier côté. La bague 3, en acier traité, possède une section trapézoïdale, sa surface extérieure 7 étant cylindrique tandis que sa surface intérieure est généralement tronconique, les faces annulaires opposées 8 et 9 de cette bague étant inégales. La surface intérieure de la bague 3, dont l'inclinaison correspond sensiblement à celle OC de la surface tronconique5 précitée, présente une alternance d'arêtes annulaires 10 et de petites gorges annulaires 11, avec un profil en dents de scie. La liaison entre la bague 3 et l'arbre 1 est réalisée par l'intermédiaire d'une douille 12 en matériau déformable. Dans l'exemple des figures 1 et 2, et comme le montre plus particulièrement la figure 1, la douille déformable 12 présente initialement une section sensiblement rectangulaire, la surface intérieure 13 de cette douille 12 étant cylindrique, et son diamètre intérieur d correspondant au diamètre de l'arbre 1 dans les régions autres que celle de la gorge 4. Le diamètre extérieur D de la douille déformable 12 correspond sensiblement à la valeur maximale du diamètre intérieur de la bague 3. Pour réaliser le montage, la douille déformable 12 est enfilée sur l'arbre 1 de manière à coïncider avec la gorge 4. La bague 3 est également enfilée sur l'arbre 1, mais se trouve initialement décalée par rapport à la gorge 4, du côté de la surface tronconique 6 - voir figure 1. Le sens de montage de la bague 3 est tel que le profil de sa surface intérieure soit parallèle à celui de -I'autre surface tronconique 5 de la gorge 4. L'emmanchement est réalisé au moyen d'un outillage indiqué par le tracé en traits mixtes, qui est coaxial à l'arbre 1. Cet outillage est formé de deux parties tubulaires 14 et 15 situées en vis-à-vis, et amenées de part et d'autre de l'ensemble formé par la bague 3 et par la douille déformable 12. La première partie 14 de l'outillage est un manchon d'appui, pourvu à son extrémité d'un talon 16 contre lequel s'applique une extrémité de la douille 12. La seconde partie 15 de l'outillage est un poinçon, pourvu d'un épaulement annulaire intérieur 17 prévu pour coopérer avec la bague 3. L'emmanchement est commandé au moyen d'une presse hydraulique, mécanique ou autre, ou de tout autre moyen tel que vérin, capable d'exercer un effort de poussée important sur le poinçon 15 selon la flèche F, suivant la direction de l'axe 2, en le rapprochant du manchon d'appui 14. Le poinçon 15 entraîne alors avec lui, par son épaulement 17, la bague 3 qui dans son déplacement axial est emmanchée en force sur la douille déformable 12. Cette dernière est déformée au fur et à mesure de l'avance de la bague 3, la surface intérieure inclinée de la bague 3 provoquant un resserrement de la douille 12, qui est ainsi repoussée dans la gorge 4. Finalement, comme le montre la figure 2, la bague 3 recouvre entièrement la douille 12, laquelle est appliquée contre la surface tronconique 5 de la gorge 4. Dans cette configuration définitive, les arêtes annulaires intérieures 10 de la bague 3 pénètrent dans le matériau déformable de la bague 12 et réalisent un accrochage de ces éléments entre eux. Après retrait de l'outillage 14,15, on obtient un arbre 1 pourvu d'une sorte de collet formé par la bague 3 et par une partie de la douille 12. Ce collet constitue notamment une butée, par la grande face annulaire 8 de la bague 3 qui peut encaisser une poussée- axiale P dirigée de droite à gauche (par référence au dessin). Cette poussée P est transmise à la douille 12, qui elle-même la communique à l'arbre 1, sous la forme d'une pression p appliquée sur la surface tronconique 5. Les figures 3 et 4 sont relatives à une variante de réalisation, dans laquelle la butée obtenue après montage de la bague remplit une double fonction, en étant également capable d'encaisser une poussée axiale dirigée de gauche à droite (toujours par référence au dessin). Dans cette variante, le profil de la gorge 4 de l'arbre 1, et la configuration de la bague 3, ne sont pas modifiés . Par contre, la douille déformable 12 est prolongée, à son extrémité initialement éloignée de la bague 3 (position de la figure 3), par une partie 18 pliée vers l'extérieur, pour former une collerette présentant une face annulaire 19 relativement importante, située dans un plan perpendiculaire à l'axe 2. Dans l'outillage servant à réaliser l'emmanchement, le talon 16 du manchon d'appui 14 est supprimé, ce manchon d'appui 14 se terminant par une face annulaire plane 20, contre laquelle s'applique la face annulaire 19 du prolongement 18 de la douille 12. Après réalisation de l'emmanchement de la bague 3 sur la douille 12, comme le montre la figure 4, on obtient une butée à double fonction, dans laquelle la grande face annulaire 8 de la bague 3 absorbe comme précédemment une poussée axiale P1 dirigée de droite à gauche, tandis que la face annulaire 19, appartenant au prolongement 18 de la douille 12 qui reste à l'extérieur de la gorge 4, absorbe une poussée axiale P2 dirigée de ,,auche à droite. Dans le cas où la poussée axiale P2 peut être encaissée par une surface assez réduite, une autre variante est envisageable, dans laquelle le prolongement 21 de la douille déformable 12 est plus court et n'est pas plié vers l'extérieur. Dans ce dernier cas, la face d'extrémité annulaire du prolongement 21 reçoit la poussée axiale à absorber. Le montage objet de l'invention est applicable à la réalisation de la butée qui est portée habituellement par l'arbre d'un démarreur électrique pour moteur à combustion interne, et qui sert à limiter la course axiale du lanceur du démarreur, dont le pignon vient en prise avec la couronne dentée de lancement du moteur. Le lanceur étant monté sur l'arbre 1 du côté droit, si l'on se réfère toujours au dessin annexé, c'est la grande face annulaire 8 de la bague 3 qui arrête le lanceur dans son déplacement axial le rapprochant de la couronne dentée du moteur. Dans le cadre de la même application, si l'on adopte la réalisation selon les figures 3 et 4, on obtient une butée pouvant assurer aussi, par la face annulaire 19, un appui sur le palier d'extrémité de l'arbre 1 situé sur le nez du démarreur. Il va de soi que l'invention n'est nullement limitée aux seuls modes de mise en oeuvre de ce système de montage d'une bague autour d'un arbre qui ont été décrits ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, par des modifications de détail des formes de la gorge creusée dans l'arbre, de la bague et de la douille déformable. De même, le système est applicable au montage sur un arbre d'une bague ou de tout organe annulaire analogue, ayant une fonction autre que celle de butée. REVENDICATIONS 1. Système de montage d'une bague autour d'un arbre, caractérisé en ce que l'arbre (1) présente une gorge annulaire (4) de profil sensiblement triangulaire, et en ce que la bague (3) est montée autour de l'arbre (1) dans la région de ladite gorge (4) avec interposition d'une douille (12) en matériau déformable, initialement enfilée sur l'arbre (1) et repoussée dans la gorge (4) par emmanchement de la bague (3) sur cette douille (12), la bague (3) présentant une surface interne de forme générale tronconique coopérant avec la douille (12) pour la déformer lors de l'emmanchement et pour réaliser un accrochage de la bague (3) sur la douille (12) déformée. 2. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure de forme générale tronconique de la bague (3) comporte des crans (10) pour son accrochage sur la face extérieure de la douille (12) en matériau déformable. 3. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les crans d'accrochage de la bague (3) résultent d'arêtes annulaires (10), séparant des gorges annulaires (11) creusées sur la surface intérieure de la bague (3). 4. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la gorge annulaire (4) de l'arbre (1) est délimitée, sur un côté de son profil triangulaire, par une surface tronconique (5), dont la conicité (od) est relativement faible et correspond à celle de la surface intérieure de la bague (3). 5. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon la revendication 4, caractérisé en ce que la gorge annulaire (4) de l'arbre (1) est encore délimitée, sur un deuxième côté de son profil triangulaire, par une autre surface tronconique (6), ce deuxième côté du profil formant un angle sensiblement droit avec le premier côté du profil de la gorge (4). 6. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la douille (12) en matériau déformable présente initialement une section sensiblement rectangulaire, son diamètre intérieur (d) correspondant au diamètre de l'arbre (1) et son diamètre extérieur (D) correspondant sensiblement à la valeur maximale du diamètre intérieur de la bague (3). 7. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que la bague (3) montée autour de l'arbre (I) est prévue pour constituer une butée, apte à encaisser des poussées axiales (P,Pl) par au moins la plus grande de ses faces annulaires (8). 8. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon la revendication 7, caractérisé en ce que la douille déformable (12) possède un prolongement (18,21) qui, dans la configuration définitive, s'étend à l'exté- rieur de la gorge annulaire (4) de l'arbre (1) et à l'extérieur de la bague (3), du côté de la plus petite face annulaire (9) de cette bague (3), la surface annulaire terminale (19) dudit prolongement étant apte à encaisser des poussées axiales (P2) s'exerçant en sens inverse des poussées (P1) encaissées par la plus grande face annulaire (8) de la bague (3). 9. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon la revendication 8, caractérisé en ce que le prolongement (18) de la douille déformable (12) est replié vers l'extérieur pour former une collerette. 10. Système de montage d'une bague autour d'un arbre selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par son application à la réalisation de la butée portée par l'arbre (1) d'un démarreur électrique pour moteur à combustion interne, et servant à limiter la course axiale du lanceur du démarreur.