Brevet FR2642120A1 — publié le 19900727

L'invention concerne un arbre de longueur variable, pour la transmission de couples, notamment un arbre a joints à croisillons, comportant une partie extérieure creuse intérieurement dentée axialement, une partie intérieure qui peut coulisser axialement dans la partie extérieure et présente une denture extérieure s'adaptant à la denture intérieure de la partie extérieure, et un manchon inséré dans la partie extérieure, à distance axiale de sa région dentée, manchon dans lequel la partie intérieure est guidée de manière à glisser lors de son coulissement, afin de supporter des efforts de flambage. Afin d'améliorer le guidage, le brevet allemand DE-PS 92 64 21 propose une douille de guidage dans laquelle une partie cylindrique de la partie intérieure est guidée. La denture intérieure et extérieure des arbres de transmission à joints à croisillons, également appelés arbres de transmission à joints de cardan, est conçue et réalisée pour correspondre aux impératifs concernant la transmission du couple, et pour obtenir une qualité minimale quant au jeu de flambage. La longueur axiale de la denture intérieure est conçue et réalisée en fonction du critère transmission du couple et jeu de flambage". La transmission du couple exige une longueur plus faible que celle nécessaire si l'on considère le Jeu de flambage. Ce dernier impliquerait une partie extérieure présentant une denture intérieure aussi longue que possible. Une telle partie extérieure est toutefois coteuse à réaliser, et la longueur de guidage réalisable est limitée par des impératifs dépendant des machines- outils. Les difficultés d'une fabrication précise sont d'autant plus grandes que le profil denté nécessaire est plus long. En outre, la transmission d'un couple a pour effet que la charge principale n'est dans tous les cas supportée que par les extrémités des parties dentées. Il y a donc une concentration de la pression superficielle aux extrémités de la denture. La longueur adoptée pour le recouvrement mutuel de la partie intérieure et de la partie extérieure constitue donc un compromis entre les impératifs concernant la transmission des couples et le jeu de flambage. C'est notamment lorsque les arbres de transmission à joints à croisillons sont lourds et longs qu'il est impératif de prendre en compte les exigences d'améliaration du comportement de l'arbre pour ce qui est du jeu de flambage. Partant de cela, l'invention a pour but de réaliser un arbre de liaison de longueur variable, qui présentera un comportement de jeu de flambage amélioré et tournera donc plus silencieusement et plus régulièrement. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le guidage glissant est formé entre la denture extérieure de la partie intérieure et une denture intérieure correspondante du manchon, et par le fait que le manchon est inséré dans la partie extérieure de manière à se positionner élastiquement en direction ctrconférentielle, en présence d'un couple. Grâce à cette réalisation, la première partie peut être conçue pour la transmission des couples, et l'autre peut être agencée & une plus grande distance de la première. Le manchon inséré dans la partie extérieure sert à augmenter la base d'appui et conduit à une amélioration du comportement au flambage ou inflexion. Ce manchon ne participe pratiquement pas à la transmission du couple. Il est en outre proposé que le manchon soit lié par serrage à la partie extérieure. On obtient ainsi, en plus, un positionnement du manchon en direction circonférentielle, de sorte que l'on évite tout coincement, mnme sur la longue base d'appui. Il est également envisageable qu'un manchon séparé soit également affecté & l'autre partie dentée intérieurement, cet autre manchon étant notamment solidarisé en rotation, notamment par liaison mécanitque positive, à la partie extérieure. De préférence, pour obtenir la liaison par serrage, le manchon sera assemblé à la partie extérieure par frettage, collage u serrage. Une,telle disposition assure la possibilité d'adaptation dan la direction de rotation, en présence d'une charge due à un couple. Pour obtenir la liaison élastique, il est prévu de lier le manchon à la partie extérieure par une ou plusieurs chevilles agencées radialement ou axialement. Les chevilles sont conçues et réalisées pour offrir une souplesse autorisant un positionnement. Il est en outre proposé que le manchon positionnable soit en une 26 4 2 1 2 0 matière présentant de bonnes caractéristiques de portée de glissement. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, en se- reportant aux dessins annexés dont les figures représentent: - la figure 1, en coupe partielle, un arbre de transmission à Joints à croisillons, comportant l'arbre de liaison selon l'invention; - la figure 2, à une échelle agrandie, un premier exemple de réalisation d'une partie de l'arbre de liaison; - la figure 3, une coupe selon A-A de la figure 2; - la figure 4, une variante de réalisation permettant d'obtenir la liaison mécanique positive au moyen d'une cheville radiale; - la figure 5, une fixation par une cheville constituée par une vis sans tête, agencée radialement; - la figure 6, la fixation par une configuration conique du manchon; - La figure 7, une solidarisation par une cheville agencée axialement; et - la figure 8, une forme de réalisation avec deux manchons qui sont arrêtés, par rapport à la partie extérieure, par des broches agencées axialement. L'arbre de transmission à joints à croisillons 1, représenté sur la figure 1, est constitué par les deux Joints à croisillons 2 et 3 et par l'arbre de liaison 7 qui les relie. Chacun des deux joints à croisillons, 2 et 3, comporte deux fourches 4 liées chacune à une partie de l'arbre de liaison 7 et deux fourches 5 munies d'une bride. Les deux fourches 4 et 5 sont reliées l'une à l'autre, avec possibilité de pivotement, par des croisillons 6. L'arbre de liaison 7 comporte une partie extérieure 9 et une partie intérieure 8. La partie intérieure 8 est reçue à coulissement, mais avec solidarisation en rotation, dans la partie extérieure 9. A cette fin, des dentures telles que celles décrites en se rapportant aux figures 2 à 8 du dessin sont prévues dans l'alésage 15 de la partie extérieure 9 et sur la surface extérieure 16 de la partie intérieure 8. Les arbres à articulations 1 du type représenté sur la figure 1 possèdent souvent une grande longueur et doivent en outre autoriser une grande course de coulissement. Ces deux caractéristiques conduisent ensemble à un poids élevé et à la nécessité de veiller & ce qu'il y ait un guidage suffisant contre le flambage, en présence de la grande longueur libre entre les deux joints 2, 3. La qualité que lian peut atteindre pour le jeu de flambage est détermnante pour le silence ou la régularité de fonctionnement de l'arbre de transmission à Joints à croisillons, 1. Sur les figures 2 et 3, on peut voir une première forme de réalisation dans laquelle la partie extérieure 9 de l'arbre de liaison 7 présente, dans son alésage 15, une partie 10 & denture intérieure. Les dents de la partie 10 à denture intérieure suivent des tracés parallèles à l'axe Y-Y de l'arbre de liaison 7 et sont réparties périphériquement, comme on peut le voir notamment sur la figure 3. Les dentures peuvent être réalisées, par exemple, en tant que denture à développante ou en tant que profil SABE. La partie dentée 10, constituant un composant inamovible de la partie extérieure 9, est constituée, pour ce qui est de sa longueur, de manière à corlespondre au recouvrement, nécessaire à une transmission fiable du couple, de la denture extérieure 12 dans la surface extérieure 16 de la partie intérieure 8. Le recouvrement nécessaire doit être conçu pour une transmission fiable du couple entre la partie extérieure 9 et la partie intérieure 8, en tenant compte des pressions superficielles admissibles. On sait que, lors de la transmission d'un couple, saetles les régions extrêmes des parties dentées participent à la transmission du couple. Il y a donc une concentration dans ces régions. Comme, dans le ca des parties dentées assez longues, la qualité du guidage ne peut pas être réalisée dans une mesure équivalente à celle d'une partie dentée plus courte, on a prévu selon l'invention une partie dentée 10 relativement plus courte, pour sla transmission du couple. Cette partie dentée courte 10 est toutefois insuffisante pour obtenir un guidage mutuel raisonnable de la partie extérieure 9 et de la partie intérieure 8, évitant l'inflexion sous les efforts axiaux. Dans les arbres de liaison du type classique, on adopte donc un compromis entre le recouvrement nécessaire à la transmission du couple et la longueur des 264212 0 parties deitées nécessaire à un guidage suffisant. Toutefois, la proposition selon l'invention permet d'obtenir une bonne base d'appui contre le flambage grâce à l'agencement d'un manchon 13 présentant une partie dentée 11, situé & une distance axiale I de la partie dentée 10 de la partie extérieure 9. Le manchon 13 présente également une denture intérieure 11 s'adaptant à la denture extérieure 12 de la partie intérieure 8. Le manchon 13 est reçu, de préférence avec formation d'une liaison par serrage, dans un alésage 18 de la partie extérieure 9. L'agencement avec liaison par serrage autorise une adaptation des parties dentées 10 et 11 par rapport à la denture extérieure 12 de la partie intérieure 8, en direction circonférentielle, de sorte que l'on évite tout coincement, du fait de la grande longueur de guidage ou encore de la grande distance mutuelle I des deux parties dentées 10 et 11. Si, en outre, le manchon 13 est réalisé en une matière présentant de bonnes propriétés de glissement, les conditions de frottement dans l'arbre de liaison 7 sont alors influencées favorablement. Dans l'exemple de réalisation de l'arbre de liaison 7 selon la figure 4, on a également prévu un manchon 13 inséré dans un alésage 18 de la partie extérieure 9, et l'on obtient, du fait de la distance & la partie dentée 10 de la partie extérieure 9, un bras de levier efficace I pour améliorer le guidage de la partie extérieure 9 de l'arbre par rapport à la partie intérieure 8. Pour fixer le manchon 13, on a prévu une cheville 19 agencée radialement, qui est toutefois dimensionnée de manière telle qu'elle ne participe pratiquement pas à la transmission du couple. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 5, on a prévu, pour fixer le manchon 13, une cheville filetée ou vis sans tête 19 qui, par sa pointe, s'engage dans une dépression correspondante du manchon 13 et qui, là encore, me participe pas à la transmission du couple. La figure 6 montre une forme de réalisation avec un manchon 13 réalisé en tant que manchon conique. Le manchon 13 présente une surface extérieure conique 20. L'alésage 18 de la partie extérieure 9 est également conique. Le manchon 13 est maintenu par une plaque de serrage 21 et par des vis de serrage 22 qui s'engagent dans des trous taraudés de la partie extérieure 9, et peut également se positionner en direction circonférentielle, lors de la transmission du couple par la denture 10. La figure 7 montre une forme de réalisation dans laquelle une cheville 19 s'étendant axialement assure une liaison élastique en direction circonférentielle, entre la partie extérieure 9 et le mlanchon 13 inséré dans l'alésage 18. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 8, on a prévu deux manchons 13, 14. Seul le manchon 14 participe à la transmission du couple, du fait de la liaison par la grande cheville ou vis de serragse 19a agencée de manière à s'étendre axialement, tandis que la cheville ou vis de serrage 19, plus petite, du manchon 14 autorise un positionnement de oe dernier en direction circonférentielle lors de l'application d'un couple. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. 264 2 120 REVEIDICATIONS 1. Arbre de longueur variable, pour la transmission de coQples, notament arbre à Joints à croisillons, comportant une partie extérieure creuse (9) intérieurement dentée axialement, une partie intérieure (8) qui peut coulisser axialenent dans la partie extérieure et présente une denture extérieure s'adaptant à la denture intérieurwe de la partie extérieure, et un manchon inséré dans la partie extérieure, à distance axiale de sa région dentée, manchon dans lequel la partie intérieure est guidée de manière à glisser lors de son coulissement, afin de supporter des efforts de flambage, caractérisé par le fait que le guidage glissant est formé entre la denture extérieure d'un couple. 2. Arbre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon (13) est lié à la partie extérieure (9), par serrage. 3. Arbre selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un manchon (14) est également conjugué à la partie dentée intérieurement (10) de la partie extérieure, ce manchon étant solidarisé au moins en rotation, notamment par liaison mécanique positive, à la partie extérieure (9). 4. Arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le manchon (13) est lié à la partie extérieure (9) par frettage, collage ou serrage. 26 4 2 1 2 0 5. Arbre selon la revendication I ou 3, caractérisé par le fait que le manchon (13, 14) est lié à la partie extérieure (9) par une ou plusieurs chevilles (19) agencées radialement ou axialement. 6. Arbre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon (13) se positionnant est en une matière présentant de bonnes caractéristiques de portée de glissement.