Brevet FR2647867A1 — publié le 19901207

ASSEMBLAGE DE CLAVETTES A BILLES ANTI-BLOCAGE La présente invention concerne un assemblage de clavettes à billes, du type dans lequel des rangées de billes, angulairement espacées, transmettent un couple entre un arbre à clavettes et un manchon extérieur, en réduisant le frottement pendant le déplacement axial relatif de l'arbre et du manchon. Dans un assemblage de clavettes à billes de ce type, l'alésage du manchon comporte des gorges ou cannelures qui reçoivent des rangées de billes. L'arbre comprend également des gorges ou cannelures recevant les billes et qui sont situées entre les clavettes angulaire- ment espacées. Les clavettes peuvent être obtenues en déplaçant une meule sur une partie de la longueur de l'arbre, afin de découper les cannelures dans l'arbre. Près de l'extrémité de la section à clavettes, il existe des sorties de gorge o la meule prend moins qu'une profondeur de coupe complète, vu que la meule s'écarte de l'arbre. Dans la zone de sortie, la profondeur de chaque cannelure diminue graduellement lorsque la cannelure se déplace axialement vers la section non clavetée de l'arbre. Un assemblage de clavettes à billes classique donne lieu à des difficultés lorsque l'arbre et le manchon sont en position axiale relative extrême au point que les billes se déplacent dans la zone de sortie de l'arbre. - 2 - Lorsque les billes rencontrent les parties peu profondes des canalures dans la zone de sortie, ces'billes sont chassées radialement vers l'extérieur, au point que tout le jeu radial entre l'arbre, les billes et le manchon est supprimé. La pression radiale résultante peut endommager les pièces et provoquer le blocage de l'assemblage. La présente invention a pour objectif général de proposer un assemblage de clavettes à billes, nouveau et amélioré, qui élimine le danger de la pression radiale et du blocage lorsque l'arbre et le manchon sont dans des positions axiales relatives extrêmes. Un objet plus détaillé de l'invention consiste à atteindre le résultat précité en éliminant la zone de sortie sur la section clavetée de l'arbre et en permettant ainsi aux billes d'atteindre une position axiale extrême le long de l'arbre, sans être soumises à la pression radiale. Conformément à la présente invention, il est prévu un assemblage de clavettes à billes comprenant un. arbre ayant une section à clavettes et une section sans clavettes, ladite section à clavettes présentant une série de clavettes écartées angulairement et s'étendant dans le sens axial, tandis qu'il existe une cannelure s'étendant dans le sens axial, de profondeur prédéterminée, située entre chaque paire de clavettes adjacentes, un manchon pouvant glisser sur ledit arbre et présentant des cannelures angulairement espacées et s'étendant dans le sens axial, gui sont alignées angulairement avec les cannelures de l'arbre et une rangée de billes située dans chaque paire de cannelures alignées angulairement afin de transmettre un couple entre l'arbre et le manchon, tout en. réduisant le frottement pendant le déplacement axial relatif de l'arbre et du manchon, ledit assemblage de clavettes à billes étant caractérisé par une gorge s'ouvrant radialement vers l'extérieur, qui s'étend sur-la circonférence et de manière continue autour de l'arbre, -3- entre la section à clavettes et la section sans clavettes, cette gorge ayant une profondeur au moins aussi grande que la profondeur des cannelures dans l'arbre et ayant un fond qui reçoit et est au contact avec au moins une partie de la bille d'extrémité de chaque rangée quand l'arbre est en position axiale extrême par rapport au manchon. Ces objectifs et avantages propres à la présente invention et d'autres encore apparaîtront plus clairement à l'examen de la description détaillée ci-après et des figures en annexe. Celles-ci représentent respectivement: La figure 1, une vue en coupe transversale prise axialement dans un assemblage de clavettes à billes du type classique, conforme à la technique antérieure et que la présente invention vise à améliorer. La figure 2, une vue semblable à la figure 1, mais représentant un assemblage de clavettes à billes nouveau et amélioré qui comprend les caractéristiques uniques de la présente invention. La figure 3, une vue semblable à la figure 2, mais représentant l'arbre et les billes déplacés jusqu'à une position axiale extrême par rapport au manchon. Pour mieux expliquer la présente invention, il convient d'examiner tout d'abord un assemblage de clavettes à billes 10 (fig. 1) du type existant classique- -ment dans la technique antérieure. En principe, un assemblage de ce genre comprend un arbre intérieur 11, un manchon extérieur 12 glissant autour de l'arbre, des rangées angulairement espacées de billes anti- friction 1-3, interposées entre l'arbre et le manchon et une cage 14 pour retenir les billes. Les billes'transmettent un couple entre l'arbre et le manchon et réduisent le frottement pendant le déplacement axial relatif de l'arbre et du manchon. Dans le cas présent, le manchon est fixé en position axialement fixe, tandis que l'arbre peut se -4- déplacer axialement dans le manchon. Plus particulièrement, l'alésage du manchon 12 de l'assemblage de clavettes propre à la technique antérieure 10 présente plusieurs gorges ou cannelures 15 angulairement espacées et s'étendant axialement, qui reçoivent les billes 13. L'arbre 11 est constitué d'une section à clavettes 16 et d'une section lisse ou sans clavettes 17, axialement voisine. La section à clavettes 16 présente plusieurs gorges ou rainures 18 angulairement espacées et s'étendant dans le sens axial, qui sont alignées angulairement avec les cannelures 15 afin de recevoir les billes 13. Les clavettes 19 sont définies par les côtés des cannelures 18 et viennent au contact des billes afin de transmettre le couple entre l'arbre et le manchon. Les fonds des cannelures 18 présentent un rayon concave afin de recevoir les billes. Normalement, les cannelures et les clavettes 19 sont obtenues en déplaçant une meule en rotation (non représentée) dans le sens axial sur l'arbre 11, afin de découper les cannelures. Lorsque la meule s'approche de la section sans clavettes 17 de l'arbre, elle s'écarte de celui-ci. Par suite de ce retrait, les cannelures 18 présentent une zone de sortie RA voisines de la section sans clavettes de l'arbre. Dans la zone de sortie, la profondeur des cannelures 18 diminue progressivement lorsque celles-ci s'approchent de la section sans clavettes 17. Par conséquent, le fond 20 de chaque cannelure 18 présente une surface incurvée dans la sortie de sortie. On rencontre une difficulté lorsque l'arbre 11 se déplace jusqu'à une position axiale extrême par rapport au manchon 12 et que les billes d'extrémité 13 dans les rangées rencontrent les fonds incurvés 20 des cannelures 18 dans la zone de sortie RA. Lorsque les billes d'ex- trémité pénètrent dans la zone de sortie, elles sont repoussées radialement vers l'extérieur par le fond incurvé 20 des cannelures 18. Il en résulte que le jeu radial entre les cannelures 18, les billes 13 et les cannelures 15 est supprimé et qu'une pression radiale est exercée sur les pièces. La force qui en résulte peut endommager les pièces (et en particuler le manchon 12) et peut même, dans certains cas, bloquer l'arbre et le manchon en empêchant leur déplacement axial relatif. L'assemblage à clavettes de la présente invention est représenté aux figures 2 et 3 et les pièces correspondantes à celles de l'assemblage connu antérieure- ment de la figure 1 ont reçu les mêmes numéros de référence, mais avec des indices prime. Conformément à la présente invention, la difficulté créée par la zone de sortie RA est éliminée en supprimant celle-ci. Ce résultat est obtenu simplement en découpant une gorge 25 s'étendant dans le sens de la circonférence (fig. 2) autour de l'arbre 11, à la jonction de la section à clavettes 16' et de la section sans clavettes 17'. Comme le montre la figure 2, le petit diamètre MD de la gorge 25 n'est pas plus grand et est, de préférence, égal au diamètre de pied RD des cannelures 18'. Par conséquent, la profondeur de la gorge 25 est égale à la profondeur des cannelures 18'. La partie terminale droite de la gorge 25 est disposée de façon à ce que, quand on découpe celle-ci, les fonds incurvés laissés aux extrémités des cannelures 18, sont complètement éliminés. La longueur de la gorge 25 est égale, de préférence à l'intervalle axial occupé par deux billes voisines 13' dans la cage 14'. La gorge 25 est ouverte radialement vers l'extérieur et est continue sur toute la circonférence de l'arbre 11'. Par suite de l'existence de la gorge 25, les parties terminales des clavettes 19' sont éliminées et les gorges présentent donc des extrémités nettes 26 (fig. 2). - 6 - Le fond de la gorge 25 a ia forme d'une surface cy indri- que sur la plus grande longueur de la gorge, tandis que les extrémités de la gorge présentent un arrondi aigu indiqué par 27; La gorge 25 peut être obtenue, soit au moyen d'une meule tournant autour d'un axe parallèle à celui de l'arbre, ou bien peut être usiné sur un tour approprié. La figure 3 représente les pièces lorsque l'arbre 11' s'est déplacé jusqu'à une position axiale O extrême par rapport au manchon 12'. Comme le montre la figure, les deux billes extrêmes 13' de chaque rangée pénètrent dans la gorge 25 et les billes terminales viennent simplement au contact de l'extrémité droite à arrondi aigu 27 de la gorge. Comme les billes dans la gorge ne sont pas soumises à une action de poussée radiale vers l'extérieur, ces billes n'endommagent pas le manchon et ne provoquent pas le blocage axial du manchon sur l'arbre. Si le petit diamètre ND de la gorge 25 est égal au diamètre de pied RD des cannelures 18', les billes 13 sont maintenues dans les cannelures 15' du manchon 12' et sont disposées correctement par rapport à la cage 14. -7- REVENDICATIONS 1. Assemblage de clavettes à billes comprenant un arbre (11') ayant une section.à clavettes (16') et une section sans clavettes (17'), ladite section à clavettes (16') comportant une série de clavettes (19') angulaire- ment espacées et s'étendant dans le sens axial, tandis qu'il existe une cannelure (18') s'étendant dans le sens axial et de profondeur prédéterminée située entre chaque paire de clavettes voisines (19'), un manchon (12') glissant sur l'arbre (11') et ayant des cannelures (15') angulairement espacées et s'étendant dans le sens axial, qui sont alignées angulairement avec les cannelures (18') dudit arbre (11') et une rangée de billes (13') située dans chaque paire de cannelures angulairement alignées (15', 18') afin de transmettre un couple entre l'arbre (11') et le manchon (12'), tout en réduisant le frottement pendant le déplacement axial relatif-de l'arbre (11') et. du manchon (12'), ledit assemblage de clavettes à billes étant caractérisé par une gorge (25) s'ouvrant radialement vers l'extérieur et s'étendant dans le sens de la circonférence et continuellement autour de l'arbre entre la section à clavettes (16') et la section sans clavettes (17'), ladite gorge (25) ayant une profondeur au moins aussi grande que la profondeur des cannelures (18') dans l'arbre (11') et ayant un fond recevant et au contact avec au moins une partie de la bille terminale de chaque rangée quand l'arbre (11') se trouve en position axiale extrême par rapport au moment (12'). 2. Assemblage de clavettes à billes, selon la revendication 1, dans lequel la longueur axiale de la gorge (25) est suffisamment grande pour recevoir 2 billes de chaque rangée.