Brevet FR2624223A1 — publié le 19890609

La présente invention se rapporte à des pièces d'arrêt axial pour maintenir ensemble deux composants qui peuvent se séparer par un déplacement relatif le Long d'un axe. L'invention est particulièrement utile pour éviter un déplacement axial relatif entre une pièce femelle comme une piste interne d'un joint uni- versel homocinétique d'un ensemble formant demi-arbre et un arbre inséré dans un alésage d'une pièce femelle. Il existe de nombreuses structures mécaniques qui néces- sitent l'interconnexion entre un arbre et une pièce femelle pré- sentant un alésage pour L'arbre. Souvent, ce que l'on désire est une structure évitant un déplacement axial relatif entre l'arbre et la pièce femelle. Un exemple de dispositif demandant une telle structure est l'ensemble formant demi-arbre utilisé dans la trans- mission d'une voiture à transmission avant. Typiquement, il est prévu un arbre inséré dans un alésage d'une piste interne. Des cannelures collaborantes sont prévues entre l'arbre et la piste interne pour éviter une rotation relative entre les pièces. Typiquement, on utilise deux ou plus pièces de fixation pour interconnecter l'arbre et la piste interne. Une première pièce de fixation peut être une bague d'arrêt disposée en tête des canne- lures sur l'arbre et forcée par les cannelures à prendre une posi- tion d'arrêt en dessous du petit diamètre des cannelures de la piste interne. Dans cette position, la bague d'arrêt se détend dans une gorge de la piste interne et on évite la séparation de l'arbre d'avec la piste interne. Toutefois, un certain déplacement de l'arbre par rapport à la piste interne est encore possible. On peut également prévoir une seconde pièce d'arrêt con- sistant en une bague d'écartement, cette bague d'écartement étant ajustée dans un alésage annulaire de l'arbre et venant buter sur une portion de la piste interne de façon à interdire un autre déplacement de l'arbre dans l'alésage. de la piste interne. Par con- séquent, La bague d'écartement coopère avec la bague d'arrêt pour interdire un déplacement de l'arbre par rapport à La piste interne dans l'une et l'autre direction. A la base du lamage décrit ci-dessus, est usiné un angle de chanfrein qui agit à la façon d'un coin en poussant la bague d'arrêt vers L'intérieur et en facilitant ainsi le démontage. IL faut choisir soigneusement cet angle de chanfrein pour éviter La déconnexion intempestive de l'ensemble pendant son empLoi, tout en permettant le démontage lorsqu'il est nécessaire pour le service. L'emploi de deux éléments d'arrêt distincts, comme décrit ci-dessus, est coûteux et peu commode. Par conséquent, ce qu'il faut, c'est une pièce d'arrêt axial unique pour remplacer les deux ou plus pièces d'arrêt précédemment utilisées. Une conception antérieure pour un moyen unique d'arrêt est décrite dans le brevet US n 3 832 076, attribué à Glen Genhrke. La bague d'arrêt décrite ici sert à interconnecter une pièce cannelée mâle et une pièce cannelée femelle. La pièce femelle' présente une gorge annulaire d'arrêt faisant face radialement vers l'intérieur et située à une position radialement opposée à une gorge annulaire d'arrêt qui fait face radialement vers l'extérieur, sur la pièce mâle, lorsque les pièces cannelées sont dans la relation de correspondance désirée. Les pièces cannelées sont main- tenues ensemble par une bague d'arrêt du type circlips, fendue et qui peut se placer de façon à occuper l'une et l'autre des gorges d'arrêt alignées radialement. La dimension de la bague d'arrêt est déterminée de façon que cette bague d'arrêt se dilate pour venir en face du fond de la gorge d'arrêt et se trouver en contact d'inter- férence avec les cannelures, entre leur grand et leur petit dia- mètre. La bague d'arrêt est poussée par des rampes qui se trouvent à une extrémité des cannelures de l'une des pièces pour prendre une position de montage-démontage dans une gorge annulaire de l'autre pièce. Lorsque la correspondance des pièces est correcte, la bague d'arrêt prend une position de blocage dans les gorges. Toutefois l'une des gorges est en pente d'un côté pour permettre le démontage par inversion de l'opération de montage. Par conséquent, la bague d'arrêt décrite ci-dessus ne relie pas positivement la pièce can- nelée femelle avec la pièce cannelée mâle et par conséquent un démontage intempestif pendant l'emploi est possible sous des con- ditions extrêmes. Différentes autres conceptions ont été étudiées dans le passé pour interconnecter des éléments cannelés. Par exemple, le brevet n 3 527 120, attribué à M.J. Duer et al., expose un dis- positif d'arrêt de différentiel et d'essieu qui comporte une pièce élastique maintenue sur L'arbre de l'essieu par des oreilles qui s'engagent dans une gorge prévue sur l'arbre. Le corps de ce dis- , positif d'arrêt est souple vers l'extérieur pour permettre son ins- tallation sur l'arbre de l'essieu, à la position désirée, à travers les ouvertures du boîtier du différentiel et les ouvertures du pignon. Après installation, les doigts du dispositif d'arrêt font ressort vers l'extérieur pour venir au contact des surfaces de butée des pignons latéraux de façon à verrouiller l'arbre d'essieu en position et à interdire son déplacement axial vers l'extérieur. Brown, brevet US no 2 089 168 ainsi que Hawkins, brevet US no 3 449 926 exposent l'un et l'autre un moyen de verrouiller un écrou ou un manchon sur un arbre. Chez Brown, un manchon, présentant des cannelures avec un côté parallèle à l'axe du manchon et l'autre côté conique, est monté sur un arbre cannelé comportant des cannelures parallèles en utilisant une pièce intermédiaire qui comporte des doigts usinés pour collaborer entre les cannelures du manchon et celles de l'arbre. Les doigts de cette pièce intermé- diaire sont parallèles à l'axe d'un côté et coniques de l'autre côté de sorte que lorsque le manchon et la pièce intermédiaire sont montés sur l'arbre on serre un écrou contre la pièce intermédiaire de façon que les doigts viennent au contact des côtés coniques des cannelures du manchon et fassent glisser le manchon jusqu'à ce qu'il vienne buter contre la pièce d'écartement. En continuant à serrer l'écrou, on obtient alors deux résultats. Premièrement, les doigts coniques viennent se coincer circonférentiellement dans les espaces coniques existant entre les cannelures du manchon et les cannelures de l'arbre. Secondement, la pression axiale provoquée par l'écrou vient également forcer le manchon contre la pièce d'écartement, bridant ainsi la piste de roulement contre l'épau- lement. Ce montage assure un ajustage d'entraînement circonfé- rentiel serré entre le manchon et l'arbre. Chez Hawkins, un arbre de turbine est couplé à l'arbre d'un compresseur à l'aide d'un écrou de butée qui interdit toute rotation relative de l'écrou de butée et de l'arbre auquel il est vissé et qui peut facilement s'ajuster en insérant un outil dans un arbre. Un interverrouillage de sécurité est prévu de façon qu'il ne soit pas possible d'enlever l'outil après avoir ajusté l'écrou sans l'avoir arrêté à une position o la détente est effective. Par con- séquent, cet accouplement est une connexion réglable axialement entre des arbres coaxiaux. Dans cet accouplement, les doigts servent à coupler l'écrou à un dispositif de verrouillage ou à une bague de verrouillage. Un certain nombre de ressorts ondulés et de pièces annulaires sont montés sur l'écrou de butée, y compris la pièce, s'étendant axialement, définie par les doigts pour verrouiller en rotation la bague sur un arbre. La gorge du circlips s'étend autour de l'extrémité arrière des doigts pour recevoir un circlips et verrouiller ainsi les ressorts ondulés et les pièces annulaires sur l'écrou de butée. Smith, brevet US n 2 625 415, expose une connexion cannelée souple pour une paire de pièces dans laquelle l'une des pièces comporte un certain nombre de clavettes ou doigts venus d'une pièce, mais souples indépendamment l'un de l'autre, s'étendent longitudinalement et se dilatant de façon à assurer un contact sur toute la surface de contact d'un passage de cannelure en correspondance. Les clavettes ou doigts qui s'étendent longitu- dinalement sont fabriqués par rainurage ou découpage de l'extrémité cannelée de l'arbre et se dilatent radialement par application de la pression à la bague à la base du logement, de façon que le dia- mètre extérieur des clavettes, espacées l'une de l'autre sur la circonférence, soit legèrement supérieur au diamètre du passage des cannelures. Après montage, les clavettes fléchissent individuellement légèrement vers l'intérieur et, lorsqu'elles sont en place, chaque clavette individuelle vient au contact d'une portion des clavettes voisines et de leur siège de clavette correspondant dans le manchon pour maintenir ainsi un contact régulier et une pression constante sur tout le diamètre et toute la longueur de passage. Avant de former les cannelures sur l'arbre, on usine sur l'arbre un épau- lement extérieur annulaire d'une dimension qui s'ajuste dans le logement. Il est intéressant de noter que, pour cette application particulière, l'extrémité cannelée de l'arbre doit dépasser au-delà du manchon pour permettre la séparation d'avec l'arbre. En fait, ceci était spécifiquement énoncé dans la colonne 3 du brevet Smith. Aucune de ces conceptions antérieures, toutefois, ne répond au problème de base décrit ci-dessus qui est d'apporter une pièce unique d'arrêt, simple et peu coûteuse, pour retenir positi- vement dans le sens axial un arbre sur une piste interne d'un ensemble formant demi-arbre. Selon un aspect de l'invention, il est prévu une pièce d'arrêt axial, pour maintenir ensemble deux composants que peut séparer un déplacement relatif selon un axe, ladite pièce d'arrêt étant formée en un matériau élastique et comprenant: un corps principal qui s'étend longitudinalement le long dudit axe et qui présente une première extrémité et une seconde extrémité, ledit corps principal ayant un certain nombre de fentes longitudinales s'étendant depuis l'une de ladite première extrémité et de ladite seconde extrémité vers l'extrémité opposée de façon à séparer ladite extrémité d'o elles s'étendent en un certain nombre de doigts flexibles s'étendant longitudinalement; un passage central à travers ledit corps principal selon ledit axe; un premier moyen de connexion s'étendant radialement vers l'intérieur depuis ledit corps principal, disposé à sa dite première extrémité ou près de sa dite première extrémité et pouvant s'engager avec l'un desdits composants; et, un second moyen de connexion s'étendant radia- lement vers l'extérieur depuis ledit corps principal, disposé à sa dite seconde extrémité ou près de sa dite seconde extrémité et pou- vant s'engager avec l'autre desdits composants. Dans cette piece d'arrêt axial, au moins l'un desdits doigts flexibles est plus court que les autres desdits doigts flexibles, de façon à ne s'étendre que partiellement vers ladite extrémité opposée, ledit doigt, dont il y en a au moins un, comportant de plus un moyen formant flasque radial intermédiaire s'étendant vers l'extérieur depuis ce doigt. L'invention assure le maintien d'une pièce femelle et d'une pièce mâle à l'égard de tout déplacement axial relatif entre eux de façon peu coûteuse, efficace et positive. Cet objet s'atteint en apportant une pièce d'arrêt axial unique ajustée sur la pièce mâle et venant en engagement positif avec La pièce mâle et la pièce femelle. L'invention facilite l'interconnexion rapide et fiable d'une pièce femelle avec une pièce mâle. La pièce d'arrêt axial de l'invention peut faciliter cette interconnexion rapide par l'emploi de surfaces collaborantes tronconiques sur la pièce d'arrêt axial et la pièce femelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins indexès sur lesquels: - la figure 1 est une vue latérale partiellement en coupe d'un ensemble formant demi-arbre utilisant une pièce d'arrêt axial; - la figure 2 est une vue de structure pour une pièce d'arrêt axial selon l'invention; et - la figure 3 est une vue perspective de la pièce d'arrêt axial de la figure 2. En se reportant maintenant aux dessins et plus particu- lièrement à la figure 1, celle-ci représente un ensemble 10 formant demiarbre. De façon générale, l'ensemble 10 formant demi-arbre est bien connu et par conséquent on ne décrit pas en détail ici ses nombreux composants différents. De plus, l'homme de l'art com- prendra bien que l'invention, bien qu'illustrée en relation avec un ensemble formant demi-arbre, peut s'appliquer pour interconnecter différentes pièces. La pièce d'arrêt axial de l'invention convient particulièrement bien pour interconnecter des arbres cannelés et des pièces femelles cannelées pour interdire entre eux tout dépla- cement axial relatif, mais peut s'utiliser pour d'autres fonctions diverses d'interconnexion, comme il apparaîtra à l'homme de l'art en examinant la description détaillée suivante en liaison avec les dessins. L'ensemble 10 formant demi-arbre inclut une piste interne 14 de joint universel comportant un alésage 16. Un arbre 18 est ajusté dans l'alésage 16 et sa rotation relative est interdite par 2624223- des cannelures correspondantes qui s'étendent, respectivement, depuis l'arbre 18 et depuis la piste interne 14. La pièce d'arrêt axial 12 est prévue pour interdire un déplacement axial de l'arbre 18 par rapport à la piste interne 14 et pour faciliter de plus le montage rapide de l'ensemble formant demi-arbre 10. En se reportant maintenant aux figures 2 et 3, elles représentent un exemple de la structure selon l'invention. La pièce d'arrêt axial 12 comporte une portion 44 formant corps principal présentant un flasque-radial 48 dirigé vers l'inté- rieur à sa première extrémité 46 et un flasque radial 58 dirigé vers l'extérieur à sa seconde extrémité 56 sur un certain nombre de doigts primaires flexibles 70. La pièce d'arrêt axial 12 comporte de plus un certain nombre de doigts flexibles secondaires 72 qui sont sensiblement plus courts que les doigts flexibles 70. Les doigts flexibles secondaires 72 présentent une seconde portion 74 formant flasque radial orienté vers l'extérieur. Cette seconde por- tion 74, formant flasque radial orienté vers l'extérieur, vient buter contre une surface radiale 76 de la piste interne 14 disposée autour de sa surface tronconique 41 et coopère avec les doigts flexibles 70 pour bloquer encore plus positivement la pièce d'arrêt axial 12 sur la piste interne 14. Par exemple, et comme représenté sur les dessins, la pièce d'arrêt axial 12 peut comporter six fentes longitudinales 68, six doigts flexibles primaires 70 et deux doigts flexibles secon- daires 72, disposés à l'opposé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être appor- tées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Piece d'arrêt axial (12), pour maintenir ensemble deux composants (14, 18) que peut séparer un déplacement relatif selon un axe, ladite pièce d'arrêt étant formée en un matériau élastique et comprenant: un corps principal (44) qui s'étend longitudinaLement le long dudit axe et qui présente une première extrémité (46) et une seconde extrémité (56), ledit corps principal ayant un certain nombre de fentes longitudinales (68) s'étendant depuis l'une de ladite première extrémité et de ladite seconde extrémité vers l'extrémité opposée de façon à séparer ladite extrémité d'o elles s'étendent en un certain nombre de doigts flexibles s'étendant Lon- gitudinalement (70); un passage central à travers ledit corps principal seLon ledit axe; un premier moyen de connexion (48) s'étendant radialement vers L'intérieur depuis ledit corps principal, disposé à sa dite première extrémité ou près de sa dite première extrémité et pouvant s'engager avec l'un desdits composants; et, un second moyen de connexion (58) s'étendant radialement vers l'extérieur depuis ledit corps principal, disposé à sa dite seconde extrémité ou près de sa dite seconde extrémité et pouvant s'engager avec l'autre desdits composants; caractérisée en ce qu'au moins L'un desdits doigts flexibles (72) est plus court que les autres desdits doigts flexibles (70), de façon à ne s'étendre que partiellement vers ladite extrémité opposée, ledit doigt, dont il y en a au moins un, comportant de plus un moyen (74) formant flasque radial intermé- diaire s'étendant vers l'extérieur depuis ce doigt. 2. Pièce d'arrêt axial selon la revendication 1, carac- térisée en ce que lesdits doigts flexibles sont dans une condition de précontrainte lors de leur emploi. 3. Pièce d'arrêt axial selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que ledit corps principal et lesdits premier et second moyens de connexion sont moulés d'une seule pièce en matériau plastique. 4. Pièce d'arrêt axial selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que lesits moyens de con- nexion comprennent des flasques s'étendant radialement. 5. Pièce d'arrêt axial selon la revendication 4, carac- térisée en ce que ledit second flasque radial (58) comporte un épaulement annulaire s'étendant depuis ledit corps principal et formant avec lui un angle intérieur non supérieur à 90 par rapport audit corps principal. 6. Pièce d'arrêt axial selon l'une quelconque des reven- dications 4 et 5, caractérisée en ce que ledit second flasque radial a une forme tronconique, cependant que son diamètre va en augmentant depuis ladite seconde extrémité vers ladite première extrémité dudit corps principal. 7. Pièce d'arrêt axial selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que ledit corps principal a, de façon générale, une forme cylindrique. 8. Pièce d'arrêt axial selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit corps principal a, de façon générale, une forme tronconique.