Brevet FR2655101A1 — publié le 19910531

La présente invention se rapporte à un dispositif de solidarisation d'arbre par emboîtement, entre une pièce formant douille à l'extrémité d'une broche d'articulation, et un appendice polygonal à l'extrémité d'un arbre, parties par- mi lesquelles l'appendice polygonal est engagé dans un alésa- ge polygonal de la pièce formant douille, qui possède une con- figuration complémentaire et présente des cotes n'excédant que très légèrement celles de l'appendice polygonal, pour per- mettre une insertion et une extraction aisées de ce dernier, et parmi lesquelles l'appendice polygonal est assujetti en rotation à la pièce formant douille, par concordance de for- mes, suite à la configuration polygonale. La configuration polygonale de l'alésage polygonal est similaire de celle de l'appendice polygonal, l'alésage polygonal présentant des cotes légèrement supérieures de tel- le sorte que l'appendice polygonal puisse, sélectivement, être emboîté dans l'alésage polygonal ou être de nouveau extrait. Plus l'interstice de jeu est grand, entre l'appendice et l'alésage, plus ces parties peuvent être aisément solidari- sées et dissociées à nouveau Néanmoins, un grand interstice de jeu entre les deux parties implique l'inconvénient consis- tant en ce qu'elles peuvent également tourner davantage, l'une par rapport à l'autre, au fur et à mesure que ledit interstice augmente Toutefois, une telle faculté de rotation relative, entre la pièce formant douille et l'appendice polygonal, est extrêmement indésirable du fait que la broche d'articulation ne suit plus l'arbre de manière précise, ou inversement, et car des mouvements rotatoires de brimbalement peuvent survenir entre la broche d'articulation et l'arbre De tels mouvements rotatoires de brimbalement impliquent une usure de la matière sur l'appendice polygonal, et dans l'alésage polygonal ménagé sur la pièce formant douille, si bien que l'interstice de jeu entre ces deux parties augmente en permanence Un autre in- convénient consiste en ce que, consécutivement à de tels mou- vements rotatoires de brimbalement, des machines, par exemple un moteur ou une transmission à l'une des extrémités, et un rouleau ou élément analogue d'un train de laminage ou bien une autre machine, à l'autre extrémité du brin menant compre- nant la broche d'articulation et l'arbre, font également l'ob- jet de vifs à-coups de couple de rotation, de forts impacts et d'importantes usures consécutives de la matière. L'invention a pour objet d'éviter le jeu désavanta- geux précité, entre l'appendice polygonal et la pièce formant douille dans l'alésage polygonal de cette dernière, de telle sorte que l'appendice polygonal puisse malgré tout, sans for- ce extérieure particulière, être aisément inséré dans l'alé- sage polygonal et être, sélectivement, de nouveau extrait de celui-ci L'invention vise simultanément à assurer que l'axe de rotation de l'arbre et de son appendice polygonal coïnci- de, de manière précise, avec l'axe de rotation de la pièce formant douille sur la broche d'articulation. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait qu'un système d'assemblage par compression est enfilé axialement sur la pièce formant douille; par le fait que le système d'assemblage par compression comprend une ba- gue externe radialement rigide et une bague interne déforma- ble radialement vers l'intérieur, et logée dans la bague pré- citée, lesdites bagues consistant respectivement en un métal, étant reliées l'une à l'autre avec étanchéité aux fluides par leurs extrémités axiales et délimitant, entre elles, une cham- bre de pression en forme d'enveloppe cylindrique, pouvant être emplie d'un fluide pressurisé à propension circulatoire et soumis à une pression telle que ce fluide pressurisé comprime radialement au moins une partie de la bague interne sur une région de la pièce formant douille, en comprimant alors cette région, dans le sens radial, jusqu'à ce qu'elle s'applique intimement contre l'appendice polygonal; et par le fait qu'une soupape est prévue pour emplir et vider sélectivement la chambre de pression. De préférence, la bague externe et la bague interne du système d'assemblage à fluide pressurisé sont soudées l'une à l'autre par leurs extrémités, de sorte qu'elles forment, as- sociativement, une pièce constitutive à chambre pressurisée tenant la pression. Des systèmes d'assemblage agissant par compression sont connus Par exemple, les brevets DE-C-35 43 672 et 35 45 651 illustrent chacun un système d'assemblage à fluide pressu- risé, destiné à l'assujettissement en rotation de deux parties d'arbre respectivement cylindriques, imbriquées coaxialement l'une dans l'autre Les deux parties d'arbre doivent alors être soumises, dans le sens radial, à une compression d'une force telle qu'une rotation des deux parties, l'une par rap- port à l'autre, soit empêchée par le frottement intervenant sur leurs surfaces périphériques en contact mutuel Tel n'est pas le cas dans l'objet de la présente invention; en revan- che, le dispositif conforme à l'invention empêche un mouvement relatif entre la broche d'articulation et l'arbre, grâce à la configuration polygonale de l'appendice polygonal et de l'alé- sage polygonal ménagé dans la pièce formant douille C'est pourquoi, dans le dispositif conforme à l'invention, le sys- tème d'assemblage à fluide pressurisé est employé uniquement pour éliminer le petit interstice de jeu entre l'appendice polygonal et l'alésage polygonal de la pièce formant douille, lorsque ledit appendice est emboîté dans ledit alésage, et pour rétablir ce jeu lorsque ledit appendice doit être extrait dudit alésage. L'invention va à présent être décrite plus en dé- tail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du des- sin annexé sur lequel: la figure 1 est une élévation latérale d'un dispo- sitif de solidarisation d'arbre par emboîtement, avec arrache- ment, et en coupe axiale dans sa moitié inférieure; et la figure 2 est une vue en bout d'une extrémité de la pièce formant douille sur une broche d'articulation, obser- vée dans le sens des flèches II-II de la figure 1. Le dispositif de solidarisation d'arbre par emboî- tement, conforme à l'invention et illustré sur la figure 1, renferme une broche d'articulation 2 qui est munie d'un ac- couplement denté 6 à son extrémité 4 de droite (représentée sur la figure 1) et qui est reliée, par l'intermédiaire de cet accouplement denté 6, à une pièce 8 formant douille dans laquelle est ménagé un alésage polygonal 10 ouvert à son ex- trémité 12 tournée à l'opposé de l'accouplement denté 6. L'appendice polygonal 16 d'un arbre 18, dont la configuration polygonale est similaire de celle de l'alésage polygonal 10, peut être emboîté dans cette extrémité ouverte 12 de la pièce 8 formant douille, dans l'alignement de l'axe de rotation 14 de ladite pièce 8 Les dimensions périphériques de l'appendi- ce 16 sont approximativement égales aux dimensions périphéri- ques de l'alésage 10, les configurations de ces deux parties étant également similaires et complémentaires; toutefois, les cotes de l'alésage 10 sont très légèrement supérieures (de l'ordre de 1/10 mm) à celles de l'appendice 16, de telle sorte que cet appendice 16 puisse, sans aucune force exté- rieure particulière, être aisément introduit axialement dans ledit alésage 10, puis de nouveau extrait si besoin est. Lorsque l'appendice polygonal 16 est emboîté dans l'alésage polygonal 10, le petit interstice de jeu précité, entre ces deux parties, peut être supprimé grâce à un systè- me d'assemblage 20 à huile sous pression, si bien que l'ap- pendice 16 est ensuite enserré, sans faculté de mouvement, dans l'alésage 10 de la pièce 8 formant douille Le système d'assemblage 20 à huile sous pression peut être enfilé axia- lement sur la pièce 8 à partir de l'extrémité de droite il- lustrée sur la figure 1, et peut être également redissocié. Conformément à l'invention, le système d'assemblage se com- pose d'une bague externe 22 radialement rigide et constituée d'un métal, de préférence du fer, et d'une bague interne 24 déformable radialement vers l'intérieur, logée dans la bague précitée et constituée d'un métal, de préférence du même ma- tériau que la bague externe 22; les deux bagues 22 et 24 forment alors entre elles, sensiblement sur toute leur lon- gueur, une chambre de pression 26 en forme d'enveloppe cy- lindrique qui entoure concentriquement la pièce 8 formant douille, pour l'essentiel sur la longueur de l'appendice 16 devant être engagé dans cette dernière A leurs extrémités axiales, les deux bagues 22 et 24 sont reliées l'une à l'au- tre par des cordons de soudure 28 et 30 qui obturent hermé- tiquement la chambre de pression 26 à ses deux extrémités axiales La bague externe 22 renferme une soupape 32 par l'intermédiaire de laquelle la chambre de pression 26 peut être emplie d'un fluide pressurisé, de préférence de l'hui- le, soumis à une pression suffisamment forte pour que la ba- gue interne 24 soit comprimée radialement et provoque alors également la compression radiale d'une région 34 de la pièce 8 formant douille, ceinturée par ladite bague, avec une in- tensité telle que cette région 34 enserre fortement l'appen- dice polygonal 16 qui y est inséré La pression du fluide ré- gnant dans la chambre 26 a par conséquent pour effets de sup- primer le jeu précité et de réduire la dimension de l'alésage polygonal 10 à la dimension de l'appendice polygonal 16, cet appendice 16 étant alors enserré intimement par la pièce 8 formant douille Les forces, agissant dans ce cas pour l'es- sentiel radialement par rapport à l'axe de rotation 14, ré- clament des forces antagonistes de valeur identique, agissant dans le sens opposé Ces forces antagonistes, provenant de la chambre de pression 26, sont absorbées par la bague externe 22 rigide à la flexion. La broche d'articulation 2 peut pareillement pré- senter un accouplement denté 6 à son extrémité de gauche (non illustrée sur la figure 1), ce qui forme un accouplement denté à double articulation. De l'huile pouvant être soumise à une pression sert, de préférence, de fluide pressurisé Toutefois, un autre li- quide ou un gaz peut également se substituer à de l'huile. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T I O N S- 1 Dispositif de solidarisation d'arbre par emboite- ment, entre une pièce ( 8) formant douille à l'extrémité d'une broche d'articulation ( 2), et un appendice polygonal ( 16) à l'extrémité d'un arbre ( 18), parties parmi lesquelles l'appen- dice polygonal ( 16) est engagé dans un alésage polygonal ( 10) de la pièce ( 8) formant douille, qui possède une configuration complémentaire et présente des cotes n'excédant que très légè- rement celles de l'appendice polygonal ( 16), pour permettre une insertion et une extraction aisées de ce dernier ( 16), et parmi lesquelles l'appendice polygonal ( 16) est assujetti en rotation à la pièce ( 8) formant douille, par concordance de formes, suite à la configuration polygonale, dispositif carac- térisé par le fait qu'un système d'assemblage par compression ( 20) est enfilé axialement sur la pièce ( 8) formant douille; par le fait que le système d'assemblage par compression ( 20) comprend une bague externe ( 22) radialement rigide et une ba- gue interne ( 24) déformable radialement vers l'intérieur, et logée dans la bague précitée, lesdites bagues consistant res- pectivement en un métal, étant reliées l'une à l'autre avec étanchéité aux fluides par leurs extrémités axiales et délimi- tant, entre elles, une chambre de pression ( 26) en forme d'en- veloppe cylindrique, pouvant être emplie d'un fluide pressuri- sé à propension circulatoire et soumis à une pression telle que ce fluide pressurisé comprime radialement au moins une partie de la bague interne ( 24) sur une région ( 34) de la piè- ce ( 8) formant douille, en comprimant alors cette région ( 34), dans le sens radial, jusqu'à ce qu'elle s'applique intimement contre l'appendice polygonal ( 16); et par le fait qu'une sou- pape ( 32) est prévue pour emplir et vider sélectivement la chambre de pression ( 26). 2 Dispositif de solidarisation selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que la bague externe ( 22) et la bague interne ( 24) sont soudées l'une à l'autre ( 28, 30) par leurs extrémités. 4 A