Brevet FR2620183A1 — publié le 19890310

Dispositif de serrage destiné à maintenir deux parties d'arbres en prise entre elles sans jeu dans le sens de la rotation. L'invention se rapporte à un dispositif de serrage pour maintenir en prise entre elles sans jeu dans le sens de la rotation deux parties d'arbres qui sont accouplées l'une à l'autre avec liberté de translation longitudina- le au moyen de profils d'arbres cannelés, ce dispositif comprenant un organe de serrage prévu dans la région ter- rinale libre de la partie d'arbre formant moyen, qui peut être serré au moyen d'un élément de serrage tenu sur la partie d'ar- bre formant moyeu pour accoupler sans jeu les deux par- ties d'arbres. Un dispositif de serrage de ce genre est déjà connu du fait du DE-A-18 08 076. Ce dispositif sert à maintenir les profils d'arbres cannelés pratiquement sans jeu tout en conservant une mobilité axiale. Dans cette construction, l'organe de serrage est formé d'une bague cylindrique en matière plastique élastique, relativement large, destinée à être montée sur la partie d'arbre qui s'emmanche dans la partie d'ar- bre formant moyeu, cette bague s'appliquant contre l'ex- trémité frontale de la partie d'arbre formant moyeu. L'organe de serrage est constitué par une douil- le de serrage cylindrique qui se visse par son filetage intérieur sur un filetage extérieur terminal de la par- tie d'arbre formant moyeu. Cette douille de serrage est rétrécie radialement vers l'intérieur à son extrémité qui est la plus éloignée de la partie d'arbre formant moyeu, pour donner appui à une bague d'appui loqée dans cette douille, et elle reçoit la bague élastique dans cette extrémité. Lorsqu'on visse la douille de serrage sur la partie d'arbre formant moyeu, la bague est serrée sous pression entre la bague d'appui et l'extrémité fron- tale de la partie d'arbre formant moyeu. Ceci a pour ré- sultat d'enfoncer la matière plastique de la bague dans le profil d'arbre cannelé de la partie d'arbre qui re- çoit la bague et de la comprimer aussi bien contre la surface frontale de la partie d'arbre formant moyeu que contre la surface interne de la douille de serrage. De cette façon, la bague établit entre les deux parties d'arbres l'accouplement sans jeu dans le sens de la rotation qu'on cherche à obtenir entre les profils d'arbres cannelés. Ce dispositif se compose donc au total de trois composants qui doivent être fabriqués individuellement, et qui doivent être montés sur l'une des deux parties d'arbre avant l'emmanchement de ces deux parties. Après la mise en prise mutuelle des profils d'arbres cannelés, on doit donc encore en supplément visser la douille de serrage sur le filetage extérieur de la partie d'arbre formant moyeu, afin de comprimer la bague. L'invention se donne pour but de réaliser un dispositif de serrage pour le maintien en prise sans jeu dans le sens de rotation des profils d'arbres cannelés appartenant à deux parties d'arbres mobiles en transla- tion longitudinale l'une par rapport à l'autre, dont la fabrication et le montage puissent être considérablement simplifiés et dans lequel on puisse se dispenser d'un ac- tionnement manuel spécial de l'élément de serrage. Selon l'invention, ce problème est résolu, dans un dispositif présentant les particularités définies au début du présent mémoire, par le fait que la partie d'ar- bre formant moyeu est fendue dans sa région terminale li- bre à la façon d'une pince de serrage, en'ce que l'orqa- ne de serrage est constitué par au moins un ressort annu- laire légèrement conique, monté sur la région terminale fendue de la partie d'arbre formant moyeu, et que l'élé- ment de serrage est une butée contre laquelle le ressort annulaire peut être pressé au niveau de sa région margi- nale extérieure au cours de la mise en prise mutuelle des deux parties d'arbres pour développer une force de serrage radiale. Le dispositif de serrage selon l'invention com- prend donc uniquement deux composants qui sont destinés à être associés individuellement aux deux parties d'ar- bres, à savoir le ressort annulaire et la butée, et le ressort annulaire est une pièce normalisée et facile à L0 monter. Le ressort annulaire et la partie d'arbre for- mant moyeu qui le reçoit doivent être adaptés l'un à l'autre en diamètre de telle manière que, du moins lors- qu'onatteintlaposition radiale, en contrainte, du ressort annu- laire, c'est-à-dire lorsque le ressort annulaire est L5 aplati, la prise sans jeu entre les profils cannelés des arbres qu'on cherche à obtenir soit atteinte tout en conservant en même temps une certaine possibilité de translation axiale. Dans cette construction, on peut ajuster la for- 0 ce axiale et radiale qui peut être produite par le res- sort annulaire, indépendamment de la course axiale que la partie d'arbre formant moyeu doit décrire pour tendre ce ressort annulaire, par le choix de la configuration et de l'épaisseur de ce ressort. !5 On peut avantageusement utiliser comme ressort annulaire au moins une rondelle Belleville habituelle ou une rondelle annulaire de serrage ou encore une combinai- son de rondelles Belleville et/ou de rondelles annulai- res de serrage appropriées. f0 Dans l'état détendu, ces ressorts annulaires peuvent être montés sans problème sur la partie d'arbre formant moyeu, avec agrandissement correspondant de leur diamètre intérieur. La force de rappel orientée axiale- ment qui subsiste dans ces ressorts annulaires dans leur position radiale, encontrainte,faciliteefficacement les tra- vaux de démontage correspondants lorsqu'on détend les ressorts annulaires pour séparer les deux parties d'ar- bres. Dans cette construction, on mettra avantageuse- ment le ressort annulaire en prise avec une gorge pé- riphérique prévue sur la région terminale fendue de la partie d'arbre formant moyeu, cette gorge formant en sup- plément une sécurité contre la perte pour le ressort an- nulaire, de sorte que ce ressort peut être prémonté sur la partie d'arbre. On peut encore augmenter la force de serrage ra- diale qui doit être produite par ce ressort annulaire sans grande dépense de moyens techniques en disposant le ressort annulaire à l'intérieur d'un collet cylindrique de la butée, contre lequel il s'appuie au cours de sa précontrainte. Un autre avantage de la construction selon l'in- vention consiste en ce que les forces de serrage radia- les qui doivent être produites par le ressort annulaire sont atteintes avec une petite course de translation de la partie d'arbre formant moyeu, sans que l'on ait ? ac- tionner manuellement le ressort annulaire d'aucune fa- çon. On n'a donc absolument Das besoin de possibilité d'accéder au dispositif de serrage lors du montage ou de la mise en prise mutuelle des deux parties d'arbres, con- trairement au cas du dispositif de serrage déjà connu. Ceci permet d'utiliser le dispositif de serrage selon l'invention d'une façon particulièrement avantageuse lorsque les parties d'arbres sont les bouts d'arbres à accoupler d'un arbre de transmission et d'un arbre d'en- trée de pont appartenant à la chaîne cinématique d'un vé- hicule automobile et lorsque le bout d'arbre de l'arbre d'entrée du pont, ainsi que la butée fixée au pont et qui coopère avec le ressort annulaire sont engagés dans uneextrénitéd'untubecentraloutubede transmission qui est fixé à la botte de vitesses et au pont du véhicule auto- mobile, et qui renferme l'arbre de transmission. Sur le dessin, on a représenté un exemple de réalisation de l'invention. Sur ce dessin, la figure 1 est une coupe longitudinale partiel- le d'une chaîne cinématique de véhicule automobile dans la région du pont arrière, sur laquelle on a représenté dans son état détendu le ressort annulaire du dispositif de serrage servant à supprimer le jeu dans le sens de la rotation entre les profils d'arbres cannelés engagés l'un dans l'autre et qui appartiennent à l'arbre de transmission et à l'arbre d'entrée du pont; la figure 2 est un détail de la figure 1 sur le- quel le ressort annulaire du dispositif de serrage est représenté dans l'état tendu; la figure 3 est une vue avant du ressort annu- laire. On a indiqué en 10 un arbre de transmission qui peut être entraîné par le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile et qui présente à son extrémité arrière une partie d'arbre 12 formant moyeu, quelquefois appelée moyeu de différentiel. Cette partie d'arbre 12 est raniesursapériphérieintérieured'unprofild'arbrecannelé 14et présente une partie terminale 16, par exemple cylindrique, quiestde préférence munie d'une gorge périphérique extérieu- re 18 à proximité de son extrémité frontale. Dans la par- tie d'arbre formant moyeu 12, s'engage une partie d'ar- bre 20 formant tourillon, appartenant à un arbre d'en- trée 22, par exemple à l'arbre d'entrée du pont arrière 24, cette partie d'arbre étant elle aussi munie sur sa périphérie extérieure d'un profil d'arbre 6annelé 26 cor- respondant. On a indiqué en 28 ce qu'on appelle un tube cen- tral ou tube d'arbre de transmission qui est centré d'une façon appropriée par ses extrémités frontales, d'un côté, sur la botte de vitesses accolée au moteur à combustion interne, de l'autre côté, au pont arrière 24 et qui renferme aussi bien l'arbre de transmission 10 que la partie d'arbre 20 de l'arbre d'entrée 22 apparte- nant au pont arrière 24. On a désigné en 30 dans son ensemble un disposi- tif de serrage qui se trouve lui aussi à l'intérieur du tube d'arbre de transmission 28 et à l'aide duquel les profils d'arbres cannelés 14 et 26, qui sont en prise en- tre eux dans la partie d'arbre formant moyeu 12,sont maintenus, encore mobiles en translation axiale mais sans jeu dans le sens de la rotation, afin d'éviter le jeu de flancs de denture. Ceci garantit qu'il ne pourra plus se produire de ronflements perceDtibles résultant de vibrations, non plus que de bruits d'inversion de charge dans la chalne cinématique. Ce dispositif de serrage 30 est formé de la par- tie terminale cylindrique 16 de la partie d'arbre for- mant moyeu 12, d'un ressort annulaire 32 légèrement coni- que, servant d'organe de serrage, emboîté sur la partie terminale cylindrique 16, et d'une butée fixe 34, asso- ciée à ce ressort et servant d'élément de serrage. La partie terminale cylindrique 16 de la partie d'arbre 12, qui porte le ressort annulaire 32, a la con- figuration d'une pince de serrage et, pour cette raison, elle présente plusieurs fentes 36 qui s'ouvrent à son ex- trémité frontale. Le ressort annulaire 32 est formé, par exemple, d'un ressort annulaire deserrage connu en soi dont le corps élastique annulaire 38 présente une confi- guration sinueuse. A l'état détendu, ce ressort peut être emmanché pardessus la collerette 40, qui limite la gorge périphérique extérieure 18 d'un côté et qui est prévue sur la partie terminale cylindrique fendue 16 qui fait partie de la partie d'arbre formant moyeu 12. A cet effet, les dimensions des deux parties qui intervien- nent sont choisies, l'une en fonction de l'autre, de tel- le manière que le ressort annulaire de serrage 32 soit ensuite retenu dans la gorqe périphérique extérieu- re 18 de façon à être imperdable et que le diamètre du fond de la gorge corresponde sensiblement au diamètre in- térieur du ressort annulaire deserrage 32. En remplace- ment de la gorge périphérique extérieure 18, on pourrait se contenter de former sur la périphérie ex- térieure de la partie terminale cylindrique 16, pour LO constituer l'appui nécessaire pour tendre le ressort an- nulaire de serrage, un épaulement annulaire extérieur qui assurerait la fonction d'une butée pour le ressort annulaire de serrage 32. La butée fixe 34 présente une surface de butée L5 42, de préférence annulaire, coaxiale au ressort annu- lairedeserrage32, et contre laquelle la partie annulai- re 44 du ressort annulaire de serrage 32 vient buter au cours de l'emmanchement de la partie d'arbre formant moyeu 12 sur la partie d'arbre 20. La surface de butée 32 forme de préférence la surface frontale d'une colle- rette 46 qui s'élargit en cône en direction de la surfa- ce de butée 42, collerette qui, de son côté, est f ix ée d 'u ne f aç on appropriée au carter 24' du pont arrière 24. Dans une forme de réalisation préférée, il est en outre prévu sur la surface de butée 42 un col- let frontal 48 qui entoure le ressort annulaire de serra- ge 32, et dont le diamètre intérieur n'est que légère- ment supérieur au diamètre extérieur du ressort annulaire de serrage 32 à l'état détendu. Le dispositif de serrage 30 décrit ci-dessus travaille avec auto-serrage. Lorsque le ressort annulai- re deserrage 32 vient s'appuyer contre la butée 34, lors de l'emmanchement des deux parties d'arbres 12, 20 l'une dans l'autre, ce ressort s'aDlatit ensuite de plus en plus dans la suite de la translation axiale de l'arbre de transmission 10 ou de la partie d'arbre 12, puisqu'il prend appui intérieurement contre le flanc de gorge 18' de la partie d'arbre 12 qui assure la fonction de butée (voir figure 2). Le ressort annulaire de serrage 32 est ainsi mis dans une position tendue radiale, son diamètre inté- rieur se rétrécissant alors de façon correspondante et, de cette façon, les branches de la partie terminale 16, en forme de pince de serrage, de la partie d'arbre 12 qui sont formées par les fentes 36 s'inclinent radiale- ment vers l'intérieur et le jeu de prise entre les deux profils d'arbres cannelés 14, 26,dans le sens de la rota- tion des parties d'arbres 12, 20, est réduit à une va- leur minimale par la force radiale efficace bien que l'on conserve une certaine mobilité radiale de ces par- ties d'arbres l'une par rapport à l'autre. Le collet frontal 48 de la butée 34 assure encore une nouvelle aug- mentation de la force de serrage radiale. Les profils d'arbres cannelés peuvent être de différentes configurations. Il peut s'agir ici, par exem- ple, de cannelures ou de profils à dents entaillées. R E V E N D I CATIONS 1 - Dispositif de serrage destiné à maintenir en prise entre elles sans jeu dans le sens de la rota- tion deux parties d'arbres qui sont accouplées l'une à l'autre avec liberté de translation axiale au moyen de profils d'arbres cannelés, ce dispositif comprenant un organe de serrage prévu dans la région terminale libre de la partie d'arbre formant moyeu, et qui peut être ser- ré au moyen d'un élément de serrage tenu sur la partie d'arbre formant moyeu, pour accoupler sans jeu les deux parties d'arbres, caractérisé en ce que la partie d'ar- bre formant moyeu (12) est fendue dans sa région termina- le libre (16) à la façon d'une pince de serrage, en ce que l'organe de serrage est constitué par au moins un ressort annulaire (32) légèrement conique, monté sur la région terminale fendue (16) de la partie d'arbre for- mant moyeu (12) et en ce que l'élément de serrage est une butée (34) contre laquelle le ressort annulaire (32) peut être serré au niveau de sa partie marginale exté- rieure (44) au cours de la mise en prise mutuelle des deux parties d'arbres (12, 20) pour développer une force de serrage radiale. 2 - Dispositif de serrage selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le ressort annulaire pré- sente la configuration d'une rondelle Belleville. 3 - Dispositif de serrage selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le ressort annulaire est une rondelle annulaire de serrage (32). 4 - Dispositif de serrage selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la butée (34) présente un collet frontal (48), coaxial aux Dar- ties d'arbres (12, 20), qui reçoit le ressort annulaire (32) et contre la périphérie intérieure duquel le res- sort annulaire (32) prend appui au cours de son serrage. - Dispositif de serrage selon une des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les parties d'arbres (12, 20) sont les bouts d'arbres à accoupler d'un arbre de transmission (10) et d'un arbre d'entrée de pont (22) de la chaine cinématique d'un véhicule auto- mobile, et en ce que le bout d'arbre (20) de l'arbre d'entrée de pont (22) , ainsi que la butée (34) fixée au pont (24) et qui coopère avec le ressort annulaire (32) sont engagés dans l'extrémité d'un tube d'arbre de trans- mission (28) qui est fixé à la fois sur la boite de vi- tesses et au pont (24) du véhicule automobile et qui ren- ferme l'arbre de transmission (10).