Brevet FR2618501A1 — publié le 19890127

Il est bien connu que l'assemblage de deux arbres, ou analogues, qui doivent être solidaires à la fois axialement et en rotation, exige non seulement une grande précision de montage mais également l'absence de tout jeu angulaire ou axial. Cet assemblage est généralement effectué au moyen d'organes simples tels que des systèmes vis-écrou mais ceux-ci doivent être placés dans des endroits bien déterminés et serrés de manière suffisante, ce qui pose des problèmes lorsque que l'accès à la jonction des deux organes à assembler est peu accessible, par exemple lorsque dans un véhicule autombile, on doit monter une fourchette de cardan à l'extrémité de la queue d'un pignon de boîtier de direction, ou assurer la liaison d'un volant et d'un axe de volant. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une liaison rapide qui permette d'accoupler deux arbres, ou autres pièces analogues, par une simple manoeuvre d'emboîtement ne nécéssitant aucune précision particulière et facile à réaliser dans un minimum de place. Cette invention a en effet pour objet une liaison rapide entre deux arbres dont l'un est terminé par une douille creuse et l'autre par une queue allongée dans laquelle la douille comporte d'une part une noix intérieure fixe, ayant des faces internes inclinées de coopération avec des faces correspondantes d'une tête pyramidale de la queue, et d'autre part des pions de verrouillage axial, traversant la paroi de la douille, qui sont repoussés élastiquement vers l'intérieur de cette dernière, mais sont retenus escamotés dans la paroi tant que la douille est vide, tandis que la queue comporte au voisinage de sa tête pyramidale des moyens de déblocage des pions et des encoches de réception de ces pions dans leur position de verrouillage axial des deux arbres l'un par rapport à l'autre. La coopération des faces internes de la noix d'entrainement avec la tête pyramidale de la queue rend cette dernière totalement solidaire en rotation de la douille. En même temps les deux organes'sont immobilisés axialement l'un par rapport à l'autre par les pions de verrouillage et les encoches dans lesquelles ils ont pénètrés. Or, ces différents moyens d'immobilisation sont immédiatement mis en place par la pénétration de la queue d'un arbre à l'intérieur de la douille de l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention, une bague conique de verrouillage susceptible de coulisser sur la douille sous l'action d'un ressort appuie de manière constante sur l'extrémité extérieure des pions. Aucun risque de recul des pions vers l'ex- térieur ni par suite de séparation des deux organes assemblés n'est donc à craindre. La description ci-dessous d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une liaison rapide selon l'invention avant son assemblage complet, - la Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1 de la liaison rapide complètement engagée, la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2. - la Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'invention. Les Figs 1 et 2 représentent une liaison rapide reliant deux arbres dont l'un est muni d'une fourchette de cardan, mais il apparaitra clairement que ceci n'est donné qu'à titre d'exemple et que la liaison rapide, objet de l'invention peut servir à relier entre eux deux arbres quelconques ou même d'autres pièces. L'arbre 1 terminé par une fourchette de cardan 2 est creux et forme une douille sensiblement cylindrique ouverte à son extrémité 3et percée de plusieurs trous 4, trois dans l'exemple de réalisation représenté, qui sont régulièrement espacés sur sa circonférence. Dans chacun de ces trous 4 est monté un pion de verrouillage 6 qui traverse de part en part la paroi de la douille. Les pions 6 sont tous repoussés vers la douille par une bague tronconique 8 dont la grande base appuie sur leur tête 10 tandis que sa petite base repose sur la surface extérieure de la douille 1 et peut coulisser par rapport à celle-ci. Un ressort hélicoïdal 12 est monté entre cette bague 8 et un bossage 13 de la douille 1, qui dans le mode de réalisation représenté est formé par les branches mêmes de la fourchette, et tend à repousser la bague 8 vers l'extrémité opposée de la douille 1.Cet effort du ressort 12 est toutefois contrecarré par une bague interne circulaire 14 qui est montée à l'intérieur de la douille de façon à fermer les orifices 4 et contre laquelle butent les pions 6. La douille 1 contient en outre une noix d'entraînement 16 qui dans l'exemple de réalisation représenté est fixée sur elle par l'intermédiaire de cannelures 18 mais pourrait lui être assemblée par tout autre moyen ou même être d'une seule pièce avec elle, comme le montre la Fig. 5. La surface interne de la noix d'entraînement 16 comporte un certain nombre de faces inclinées 20 délimitant sensiblement un tronc de pyramide dont la grande base est située au voisinage de la bague interne 14, tandis que sa petite base est dirigée vers,les branches de la fourche de cardan. Le second arbre à assembler comporte lui une queue allongée 22 de forme sensiblement cylindrique ou prismatique qui est terminée par une tête pyramidale 24 ayant le même nombre de faces que le tronc de pyramide de la noix 16. La tête pyramidale 24 est reliée au corps de la queue 22 par l'intermédiaire d'une portion rectiligne 26 formant avec le corps 22 un épaulement extérieur 28. Au delà de cet épaulement 28 le corps 22 comporte plusieurs encoches 30 occupant chacune une portion de sa circonférence. Ces encoches sont délimitées axialement par des flancs 31 et 32 inclinés en sens inverse de sorte qu'elles s'évasent vers l'extérieur. Lorsque l'on veut assembler entre elles les arbres ou pièces let 22, il suffit d'introduire la tête 24 de la queue 22 à l'intérieur de la douille 1. Comme le montre la Fig. 1 la portion cylindrique 26 de cette tête passe à l'intérieur de la bague 14, mais l'épaulement 28 vient buter contre cette bague et l'entraîne en direction de la noix 16. Ce déplacement ouvre les orifices 4 de la douille et amène les encoches 30 en regard des pions 6 qui sont immédiatement poussés à l'intérieur de ces encoches par la bague tronconique 8 qui est repoussée le long de la douille 1 par le ressort 12. Les pions 6 sont ainsi rigoureusement immobilisés par rapport à la queue 22 par l'action conjugée de la bague conique 8, repoussée vers l'extrémité ouverte de la douille 1 par le ressort 12, et de la paroi latérale 31 des encoches. Aucun déplacement axial relatif de ces deux organes n'est donc possible. Pendant que l'épaulement 28 entraînait la bague sterne de retenue 14, la tête 24 a pénétré à t I'inté~eur de la noix 16, chacune de ses faces venant s'appliquer contre l'une des faces 20 de cette noix. La tête 24 et la noix d'entraînement 16 sont donc rigoureusement solidaires en rotation. Par suite, lorsqu'ils sont dans la position complètement engagée représentée sur la Fig. 2, les arbres 1 et 22 sont rigoureusement solidaires à la fois en rotation et axialement, sans jeu angulaire ni axial. En effet, les pions 6 poussent fermement la queue 22 contre les faces 20 au fond de la noix 16 par l'intermédiaire des pentes 31 et rattrapent ainsi les jeux. La liaison entre ces deux arbres a été obtenue par une simple manoeuvre d'emboîtement de la queue 22 dans la douille 1 sans qu'il soit nécessaire de présenter l'un à l'autre ces organes dans une position précise déterminée. En effet, la longueur périphérique des encoches 30 est telle que la pénétration des pions 6 dans ces encoches s'éffectue de manière sûre et risque tout au plus d'exiger un très léger déplacement angulaire dans un sens ou dans l'autre. D'une façon générale ce déplacement angulaire est d'ailleurs provoqué par le centrage des faces 24 de la tête pyramidale à l'intérieur de la noix 16, centrage qui s'effectue automatiquement lors de l'emboîtement de ces deux organes, La liaison rapide ci-dessus peut donc être établie sans aucune précision, par une main d'oeuvre non qualifiée et même au moyen d'un système automatique tel qu'un robot, et est particulièrement adaptée pour l'assemblage d'arbres ou analogues en des points où ils sont difficilement accessibles. REVENDICATIONS 1. Liaison rapide entre deux arbres, ou analogues, dont l'un est terminé par une douille creuse cylindrique (1) et l'autre par une queue allongée (22) cylindrique, caractérisée en ce que la douille (1) comporte ,d'une part, une noix intérieure (16), fixe, ayant des faces internes (20) inclinées de coopération avec des faces correspondantes d'une tête pyramidale (24) d'extrémité de la queue (22), et d'autre part, des pions de verrouillage axial (6), traversant la paroi de la douille, qui sont repoussés élastiquement vers l'intérieur de cette dernière, mais sont retenus dans cette paroi tant que la douille est vide, et en ce que la queue (22) comporte au voisinage de sa tête pyramidale (24) des moyens (28) de déblocage des pions et des encoches (30) de réception de ces pions dans leur position de verrouillage axial des deux arbres l'un par rapport à l'autre pour assurer une liaison sans jeu angulaire ni axial. 2. Liaison rapide suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une bague tronconique (8) coulisse sur la douille sous l'action d'un ressort (12) et appuie sur l'extrémité extérieure des pions (6). 3. Liaison rapide suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une bague interne (14) de retenue des pions en position extérieure qui est susceptible de coulisser à l'intérieur de la douille (2). 4. Liaison interne suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la queue (22) comporte un épaulement externe (28) de butée et d'entraînement de la bague interne coulissante (14). 5. Liaison interne suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la queue allongée (22) comporte un certain nombre d'encoches circonférentielles (30) de réception chacune de l'un des pions (6) en position de blocage et de rattrapage de jeu axial et angulaire. 6. Liaison rapide suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la noix d'entraînement (16) est rendue solidaire de la doUille (1) par des cannelures (18). 7. Liaison rapide suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la noix (16) est d'une seule pièce avec la douille (2). 8. Liaison rapide suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les faces internes inclinées (20) de la noix d'entraînement (16) forment un tronc de pyramide à base triangulaire, la tête pyramidale (24) de la queue (22) ayant également une base sensiblement triangulaire.