Brevet FR2616699A1 — publié le 19881223

s 2616699 L'invention concerne un appareil pour simultanément évaser hydrauliquement plusieurs segments longitudinaux d'un arbre creux, en augmentant leur diamètre extérieur, en vue de l'établis- sement de liaisons par adhérence et/ou clabotage entre cet arbre et des éléments de construction glissés sur lui, tels que des cames, des pignons, des pièces formant portée, appareil qui se présente sous forme d'une sonde à fluide de pression comportant au moins un canal longitudinal d'alimentation en fluide, d'o part un orifice radial d'alimentation pour chaque segment à évaser du tube formant l'arbre creux, ainsi que des dispositifs d'évasement et d'étan- chéité qui limitent l'action du fluide de pression aux segments à évaser de l'arbre et assurent au contraire l'étanchéité des segments d'arbre intermédiaires. Le document DE-35 30 600.9 montre un dispositif de ce type, servant à la fabrication d'arbres à cames dans une seule opération. En raison des pressions produites et de la nécessité de prévoir des gorges annulaires pour la réception des éléments d'étanchéité des dispositifs d'évasement, on ne peut pas utiliser des tubes ordinaires pour le corps de la sonde, de sorte qu'on est amené à des fabrications spéciales à partir de barres massives dans lesquelles on réalise des perçages longitudinaux. Il s'est révélé que l'obtention de perçages de la longueur désirée dans des barres massives est pratiquement irréalisable, du moins dans des condi- tions économiquement acceptables. Il est à noter à cet égard que chaque type d'arbre demande une sonde particulière pour ce qui concerne Les distances entre les dispositifs d'évasement et d'étan- chéité et les diamètres de ceux-ci. Le but de la présente invention est de procurer des sondes, du type mentionné au début, mais possédant une construction plus économique et facilement modifiable. A cet effet, selon l'invention, la sonde est constituée de sections longitudinales dont le nombre correspond au moins au nombre des dispositifs d'évasement et d'étanchéité et qui com- portent chacune un tronçon du canal longitudinal d'alimentation en fluide de pression. Ainsi, il devient possible de fabriquer sans problèmes des sections de sonde, essentiellement semblables, avec des perçages dont la Longueur peut atteindre environ 200 mm, et de raccorder ces sections entre elles selon des techniques adéquates. Suivant l'exécution, on pourra se contenter ainsi d'un seul type ou de deux types complémentaires de sections longitudinales sur une sonde, si l'on ne tient pas compte de la pièce de raccordement et de la pièce terminale. Selon un premier mode de réalisation préféré, l'appareil comprend des sections longitudinales qui portent chacune l'ensemble d'un dispositif d'évasement, déLimité en particulier par une paire d'éléments d'étanchéité, et les points de liaison des sections longitudinales sont situés dans des zones extérieures aux dispo- sitifs d'évasement. Le perçage radial d'alimentation pour le fluide de pression se termine, dans ce cas, entre les deux éléments d'étanchéité. Pour la variation de la longueur de la sonde ou des distances entre les sections d'évasement, on peut utiliser de simples sections de rallonge qui sont exemptes d'éléments d'étan- chéité et de perçages radiaux. Conformément à une variante avantageuse, un point de liaison entre deux sections peut être situé chaque fois dans la zone comprise entre deux éléments d'étanchéité mutuellement coor- donnés, de sorte qu'il devient possible d'utiliser des éléments d'étanchéité non divisés circonférentiellement, non élastiques et d'une très grande tenue à l'usure, que l'on glisse chaque fois sur deux sections longitudinales avant de les relier l'une à l'autre. Pour le maintien en place des éléments dans le sens axial, on peut prévoir des gorges circonférentielles de faible profondeur sur les sections longitudinales. Une variante avantageuse consiste à assembler des sections longitudinales présentant deux diamètres extérieurs diffé- rents, de manière qu'il se forme entre elles une large gorge annu- laire, laquelle reçoit un seul élément d'évasement et d'étanchéité qui est fermé vers l'extérieur et qui recouvre toute une section d'évasement. Un tel élément d'étanchéité, ayant en demi-coupe axiale une forme en U fermée vers l'extérieur, peut être stabilisé par une bague d'appui glissée en place en même temps. Sur les sondes avec des éLéments d'étanchéité de ce type, on peut se dispenser de perçages de décharge dans Le corps de la sonde. Les sections longitudinales nécessaires pour ce mode de réalisation peuvent comporter chacune deux parties avec des dia- mètres extérieurs différents, mais il est possible aussi de prévoir une disposition alternante de sections de diamètre extérieur rela- tivement grand et de sections de diamètre extérieur plus petit, les sections mentionnées en dernier pouvant être emboîtées ou vissées dans les sections voisines de diamètre relativement grand. - Selon un autre mode de réalisation, on prévoit des sections longitudinales portant chacune l'ensemble d'un dispositif d'évasement et d'étanchéité, avec en particulier une paire d'éLé- ments d'étanchéité pour délimiter le dispositif d'évasement propre- ment dit; de telles sections peuvent être reliées entre elles par des morceaux de tube à haute pression, morceaux qui ont un diamètre nettement plus petit et qui sont disposés entre les sections longi- tudinales, ou enfilés à travers celles-ci, le raccordement étant réalisé par un vissage, de sorte que les morceaux de tube inter- médiaires sont interchangeables et variables en longueur. A côté de la possibilité d'assembler les différents éLé- ments des sections longitudinales en les vissant l'un dans l'autre ou en les réunissant à l'aide de joints à baïonnette adéquats, il est possible aussi d'emboîter mutuellement des sections longitu- dinales voisines, avec un ajustement étroit en vue de l'alignement axial, et de les souder ensemble à l'extérieur, notamment par laser. Il est préférable d'étancher le perçage ou canal central d'alimentation pour le fluide de pression, aux points de liaison des différentes sections, à l'aide d'une bague d'étanchéité incor- porée dans les sections, ceci afin d'éviter des pertes de pression. On peut prévoir des perçages excentrés de décharge, lesquels sont de préférence alignés axialement; si cela n'est pas possible, par exemple dans le cas d'un assemblage vissé, il est préférable de les faire communiquer Les uns avec les autres à l'aide de rainures annulaires ménagées dans les surfaces d'extrémité jointives des sections longitudinales. Il n'est pas nécessaire de prévoir des mesures d'étanchéité sur ces perçages de décharge en raison du faible niveau de pression de l'eau ou de l'huile de fuite. Toutes les formes de réalisation ont en commun que les perçages à réaliser dans les sections massives pour la réception des dispositifs d'évasement et d'étanchéité sont plus courts, de sorte que les opérations de perçage et d'érosion peuvent être exé- cutées avec des moyens économiquement acceptables et que les coûts de la fabrication diminuent considérablement, avec préservation d'une sécurité de fonctionnement suffisante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs,-ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - les figures la et b montrent respectivement la coupe axiale et une coupe transversale d'une sonde à fluide de pression dont les différentes sections longitudinales portent chacune l'ensemble d'un dispositif d'évasement; - la figure 2 montre une sonde o des parties raccordées l'une à l'autre de deux sections longitudinales se complètent chaque fois en un dispositif d'évasement; - la figure 3 montre une sonde prévue pour la réception de manchons d'évasement en une seule pièce entre chaque fois deux ou trois sections longitudinales; et - la figure 4 montre une sonde à fluide de pression sur laquelle des sections longitudinales, présentant chacune un dispo- sitif d'évasement, sont reliées entre elles par des sections longi- tudinales constituées par des morceaux de tube flexible de plus petit diamètre. Sur la figure la, on voit, à gauche, une tubulure de raccordement 1 à laquelle se raccordent trois sections longitudi- nales 2a, 2b et 2c dont le diamètre est sensiblement constant. La tubulure de raccordement 1 et les sections longitudinales 2 sont traversées par un canal central d'alimentation 3, lequel est fermé dans la section longitudinale 2c par un bouchon 4. Dans chaque section longitudinale, un perçage radial d'alimentation 5a, 5b oiu c part du canal axial d'alimentation 3 et débouche dans une large gorge annulaire 6a, 6b ou 6c située entre deux bagues d'étanchéité 7 formant une paire. La section 2c comporte des perçages radiaux 8 supplémentaires, à travers desquels du fluide de pression peut être envoyé sur la périphérie intérieure des bagues afin de les dilater. Un chambrage 9 contenant une bague d'étanchéité 10 est prévu à chacune des transitions entre les tronçons du canal d'ali- mentation 3, o les sections longitudinales 2 se joignent. Les sections 2b et 2c comportent des canaux excentrés 11b, 11c de décharge, d'o partent des perçages radiaux 12c de décharge. Les perçages 11 débouchent dans des rainures annulaires 23a, 23b qui sont ménagées dans les faces d'extrémité des sections et éta- blissent également des raccordements pour l'eau de fuite entre les canaux de décharge 11 lorsque les sections ont des positions angu- laires différentes. La section 2a est reliée à la tubulure de raccordement 1 et à la section 2b par des assemblages vissés 13a, 13b, tandis que les sections 2b et 2c sont emboîtées l'une dans l'autre et sont reliées par un joint de soudure 14, exécuté en particulier à l'aide d'un laser. La figure 2 montre de nouveau une tubulure de raccor- dement 1, laquelle est combinée ici avec des sections longitu- dinales 2d, e, f et g; cette sonde comporte aussi un canal central d'alimentation 3 qui est continu et est fermé dans la section terminale 2g par un bouchon vissé 4. Des chambrages 9 et des bagues d'étanchéité 10 sont prévus dans ce cas également aux transitions entre les différents tronçons de ce canal central. Les perçages de décharge 11 sont alignés sur le même axe dans toutes les sections longitudinales. Les sections 2e, f du milieu présentent des perçages radiaux de décharge 12e, f qui partent du canal de décharge 11. Les points de raccordement entre Les sections longitu- dinaLes sont situés chacun à l'intérieur d'une des larges gorges annulaires 6e, f, g, délimitées chacune entre une paire d'éléments d'étanchéité 7 coordonnés à elle, de sorte que ces éléments peuvent ne pas présenter une division dans le sens de leur pourtour et qu'ils peuvent avoir une plus grande dureté que les éléments d'étanchéité de l'exemple de réalisation décrit dans ce qui pré- cède. La liaison dans la région de la gorge annulaire 6e est formée par un joint de soudure 14e, tandis que la liaison dans la région de la gorge 6f est constituée par un assemblage vissé 13f; la liaison entre les sections longitudinales 2f et 2g est réalisée à l'aide d'un joint à baïonnette 15g. La figure 3 montre un exemple o une tubulure de raccor- dement 1 est suivie par un certain nombre de sections longitudi- nales 2h, i, j, k, et I qui délimitent entre elles de larges gorges annulaires 6i, j, l, recevant des manchons d'évasement et d'étan- chéité 16i, j, l d'un seul tenant. Les sections longitudinales 2j à 2l constituent une disposition symétrique dans laquelle les sections 2j et 2l ont un diamètre extérieur plus petit que la section 2k et dans laquelle les sections 2j et 2l sont vissées dans la section 2k. Par contre, la section 2i est une pièce uni- taire avec une partie de diamètre extérieur relativement petit et une partie de diamètre extérieur plus grand; en combinaison avec une section de même type et disposée à sa suite dans le même sens, une telle section longitudinale donne la même configuration globale extérieure. Toutes les sections sont assemblées par des filetages 13 et sont traversées par le canal central 3 d'alimentation en fluide de pression, avec prévision d'un chambrage 9 contenant une bague d'étanchéité 10 à chacune des transitions. Les canaux radiaux d'alimentation 5i, j, L, partant du canal central 3, débouchent chacun dans un espace annulaire 17 situé radialement sous le manchon d'évasement 16 en matériau élastique. Dans l'exemple repré- senté à droite, l'espace annulaire 17 est réduit en volume par un manchon de stabilisation 18 qui estpourvu d'un trou de passage 19. Afin de parfaire l'étanchéité, le manchon d'évasement 16l pénètre par des saillies annulaires dans des évidements 20 des sections longitudinales qui s'y raccordent et plus précisément dans la région du manchon 18 de stabilisation ou d'appui. Les exécutions représentées, avec un manchon d'évasement en une seule pièce, ne subissent généralement pas de pertes de fluide de pression et ne demandent donc pas de percages de décharge. La figure 4 représente une sonde à fluide de pression selon l'invention avec une tubulure de raccordement 1, deux sections longitudinales 2m, 2n de diamètre relativement grand et 26 16699 deux sections longitudinales tubulaires 2o, 2p de plus petit dia- mètre. La section 2m porte une paire de bagues d'étanchéité 7a, 7b qui délimitent entre elles une zone d'évasement. La coupe axiale partielle montre qu'une pièce de butée 22 est vissée sur un file- tage extérieur 21 de la section longitudinale 2o et qu'un écrou d'accouplement 26, lui-même vissé dans un filetage intérieur 24 de la section longitudinale 2a, vient s'appliquer contre cette pièce 22. Les filetages 21 et 24 doivent avoir des pas contraires. La section longitudinale 2o possède une extrémité conique 25 par Laquelle elle est appliquée de façon étanche contre la section longitudinale 2m. Tous les autres points de raccordement ont une constitution analogue. Ici également, le remplacement des sections longitudinales 2o, 2p permet de varier facilement la distance qui sépare les différents espaces annulaires 6n enfermés par les joints d'étanchéité 7a, 7b. Selon un mode de réalisation avantageux les sections longitudinales sont rigides et forment globalement une unité rigide ayant chaque fois le même diamètre extérieur entre les zones d'étanchéité. 26 16699 R EV E N DI C A T I ON S 1. Appareil pour simultanément évaser hydrauliquement plu- sieurs segments longitudinaux d'un arbre creux, en augmentant leur diamètre extérieur, en vue de l'établissement de liaisons par adhérence et/ou clabotage entre cet arbre et des éléments de construction glissés sur lui, tels que des cames, des pignons, des pièces formant portée, appareil qui se présente sous forme d'une sonde à fluide de pression comportant au moins un canal longitudinal d'alimentation en fluide, d'o part un orifice radial d'alimentation pour chaque segment à évaser du tube formant l'arbre creux, ainsi que des dispositifs d'évasement et d'étan- chéité qui limitent l'action du fluide de pression aux segments à évaser de l'arbre et assurent au contraire l'étanchéité des segments d'arbre intermédiaires, caractérisé en ce que la sonde est constituée de sections longitudinales (2a à 2n) dont le nombre correspond au moins au nombre des dispositifs d'évasement et d'étanchéité et qui comportent chacune un tronçon du canal longi- tudinal d'alimentation (3). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des sections longitudinales (2a, b, c) qui portent chacune l'ensemble d'un dispositif d'évasement, délimité en parti- culier par une paire d'éléments d'étanchéité (7), et les points de liaison des sections longitudinales sont situés dans des zones extérieures aux dispositifs d'évasement (figure 1). 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des sections longitudinales (2d, e, f, g) qui portent chacune une dispositif d'évasement conjointement avec l'une des sections longitudinales qui s'y raccordent, le dispositif d'évasement étant délimité par une paire d'éléments d'étanchéité et chacun des points de liaison entre deux sections est situé à l'intérieur d'un dispositif d'évasement (figure 2). 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des sections longitudinales (2h, i, j, k, l) à dia- mètre relativement grand et à diamètre plus petit, qui sont raccordées entre elles de manière à former chaque fois une large gorge annulaire (6i, j, l) dans laquelle est reçu complètement un manchon d'évasement (16i, j, l) d'un dispositif d'évasement (figure 3). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des sections (2i) ayant deux parties de diamètres extérieurs différents etse raccordant entre elles dans le même sens. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que des sections (2k) de diamètre extérieur relativement grand et des sections (2j, 2l) de plus petit diamètre extérieur se raccordent alternativement entre elles. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les sections longitudinales sont rigides et forment globalement une unité rigide ayant chaque fois le même diamètre extérieur entre les zones d'étanchéité. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des sections longitudinales (2m, 2n) de diamètre extérieur relativement grand, portant chacune l'ensemble d'un dispositif d'évasement, qui sont reliées à des sections longitudi- nales flexibles (2o, 2p) de plus petit-diamètre (figure 4). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les sections sont vissées (13b, 13f) l'une dans l'autre. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les sections sont emboîtées l'une dans l'autre et sont soudées (14, 14e) ensemble. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les sections sont assemblées par des joints à ba;onnette (15g). 12. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les sections (2d, e) de diamètre plus petit sont vissées dans les sections (2m, n) de diamètre relativement grand à l'aide d'écrous d'accouplement (26). 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les sections comportent des perçages excentrés de décharge (11) qui se terminent en particulier dans des rainures annulaires (23) ménagées dans les faces d'extrémité des sections et servant au raccordement.