Brevet FR2674299A1 — publié le 19920925

L'invention concerne un anneau d'arrêt déformable élastiquement, comportant une ouverture permettant de l'enclencher par déformation élastique dans une rainure intérieure ou dans une gorge formée par tournage dans une ouverture intérieure d'un corps annulaire, ladite rainure ou gorge présentant un chanfrein, ledit anneau d'arrêt étant également destiné à être engagé dans une rainure ou gorge extérieure présentant un espace libre pour le débattement lors du montage, prévue sur un tourillon afin de réaliser par enclenchement un assemblage démontable, notamment pour arrêter axialement un assemblage à profil denté entre corps annulaire et tourillon, ledit anneau d'arrêt ayant, en condition non contrainte, un contour extérieur de forme non circulaire quand on le considère axialement, la section droite de cet anneau étant la même sur tout son pourtour. Un anneau d'arrêt extérieurement ovale est connu par le brevet SU 667 709 Toutefois, cet anneau d'arrêt n'est pas prévu pour venir en prise dans une gorge ou rainure intérieure Il s'engage, par deux saillants radiaux, dans des ouvertures d'un arbre creux Le plus petit rayon de courbure en considérant le contour extérieur se trouve à peu près dans la région de ses saillants intérieurs La particularité du contour intérieur de cet anneau d'arrêt réside dans le fait que lorsqu'il est comprimé de manière que son contour extérieur possède une forme circulaire, son contour intérieur possède alors une forme ovale, plus longue en direction de l'ouverture de l'anneau. On connaît en outre des anneaux ou joncs d'arrêt de type habituel en fil, lesquels restent sensiblement non déformés lorsqu'ils sont montés et s'engagent dans une rainure ou gorge extérieure par les régions situées dans la direction de leur grand axe, et s'engagent dans une rainure ou gorge intérieure par leurs régions situées en direction de leur petit axe Ce type de liaison d'assemblage n'admet que de faibles charges et convient mal pour les cas d'applications envisagés ici. Les anneaux d'arrêt élastiques qui sont prévus aussi pour le cas d'application, déjà mentionné, de l'arrêt axial d'un assemblage à profil dentelé, entre corps annulaire et tourillon ou téton, présentent lorsqu'ils ne sont pas contraints une forme extérieure circulaire avec des extrémités ou becs (au voisinage de l'ouverture de l'anneau) déformés ou pliés vers l'intérieur Cela a pour but d'éviter que, lors du montage et du démontage, les extrémités ou becs de l'anneau se libèrent complètement des sommets des dents de l'ouverture intérieure, cela afin d'éviter un accrochage. Toutefois, avec la forme d'anneau indiquée plus haut, cela ne peut pas être assuré: il est fréquent qu'il y ait un accrochage Cela tient à ce que la répartition de charge est inégale sur l'anneau comprimé qui, lors du montage et du démontage, prend une forme nettement ovale, ce qui conduit à une charge partiellement accrue, de sorte qu'un tassement ou écrasement se produit dans les régions du pourtour de l'anneau plus fortement chargées, contre les sommets des dents Ces régions se trouvent à chaque fois radialement à l'opposé de l'ouverture de l'anneau et au voisinage de cette ouverture. Ces charges locales et les accrochages mentionnés peuvent être une cause de cassures d'arête dans la rainure ou gorge annulaire, ce qui peut être une source d'endommagement du corps annulaire, compromettant le fonctionnement Si, par exemple, le corps annulaire est un constituant d'un joint homocinétique dans un véhicule automobile, le facteur de risque est alors élevé Autre inconvénient pour le montage et le démontage corrects de tels joints: les conditions de frottement des anneaux connus sont indéfinies et sont très dispersées, même si les processus de montage ne conduisent pas toujours aux endommagements -indiqués. La présente invention a pour but de réaliser un anneau d'arrêt du genre indiqué au début, qui, lors d'une opération telle que le démontage, se comprimera en prenant une forme circulaire, sous une charge sensiblement uniforme, du fait de l'action du chanfrein dans la rainure intérieure ou dans la gorge réalisée par tournage dans l'ouverture intérieure, de manière à éviter tout accrochage et/ou tassement des extrémités ou becs bordant l'ouverture de l'anneau. Selon l'invention, ce résultat est atteint par le fait que, lorsque l'anneau n'est pas contraint, son rayon extérieur local est maximum dans la région radialement opposée à l'ouverture de l'anneau, et le rayon extérieur local est minimum dans chacune des régions voisines de l'ouverture de l'anneau, et par le fait que lorsque l'anneau est en condition montée en étant contraint radialement, il s'applique périmétriquement et sensiblement circulairement dans la gorge intérieure en étant soumis à une poussée Les transitions des rayons sont de préférence progressives. L'anneau sera avantageusement fabriqué à partir de fil dont la section droite sera généralement circulaire ou ovale, bien qu'elle puisse être polygonale si nécessaire Lors du montage, l'anneau selon l'invention prend appui contre les chanfreins ou parties obliques frontales de la denture du corps annulaire et, lors du démontage, provoqué par une charge purement axiale entre corps annulaire et tourillon, prend appui contre le chanfrein de la gorge ou rainure, en étant soumis à une charge radiale uniforme qui le met à une forme circulaire, idéale L'absence de conditions différentes aux extrémités ou becs de l'anneau évite tout accrochage de ces derniers L'anneau démonté reste intact et peut être réutilisé. Notamment avec des anneaux plus épais, ce résultat est obtenu de manière certaine si, dans la condition non contrainte, le rayon extérieur local dans la région radialement à l'opposé de l'ouverture de l'anneau est plus grand que le demi-diamètre intérieur libre de l'ouverture intérieure du corps annulaire et si, dans la condition non contrainte, les rayons extérieurs locaux dans les régions voisines de l'ouverture de l'anneau sont de même valeur ou plus petits que le demi-diamètre intérieur libre de l'ouverture intérieure du corps annulaire Dans une variante avantageuse, la section droite de l'anneau peut présenter une partie oblique constituant un chanfrein destiné à venir au contact du chanfrein de la rainure ou gorge extérieure, lequel comprime l'anneau en lui conférant une forme circulaire lors du démontage. Pour éviter de manière certaine tout accrochage ou écrasement (tassement) aux extrémités de l'anneau, au voisinage de son ouverture, on peut également prévoir une réduction de la section droite en direction des extrémités, tout en ayant, à l'état non contraint, le contour extérieur précité, prévu par l'invention. Les avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus complètement à l'aide de la description suivante, non limitative, permettant de comparer un anneau selon l'invention à des anneaux selon l'état de la technique Les figures des dessins représentent la figure 1, en coupe longitudinale, un assemblage à enclenchement, démontable, avec un anneau d'arrêt élastique du genre considéré; la figure 2, un anneau d'arrêt élastique selon l'invention, considéré perpendiculairement à l'axe et représenté à l'état non contraint sur la partie gauche de la figure 2 et à l'état contraint sur la partie droite de cette figure; la figure 3, un anneau d'arrêt selon l'état de la technique, à gauche à l'état libre et à droite à l'état contraint; et la figure 4, une variante d'un anneau d'arrêt selon l'état de la technique, également représenté à l'état non contraint et à l'état contraint. Sur la figure 1, on a représenté un corps annulaire 1 ayant un évidement 2 constituant une ouverture intérieure Il s'agit par exemple du moyeu de rotule d'un joint homocinétique Un tourillon ou bout d'arbre 3, représenté en demi-coupe longitudinale, est introduit dans cette ouverture ou évidement intérieur 2 L'ouverture intérieure 2 présente une denture de clavetage 4 Le tourillon 3 est muni d'une denture de clavetage 5 se trouvant en prise avec celle- ci Dans l'ouverture intérieure 2 est aménagée une gorge ou rainure intérieure 6 qui, axialement à l'opposé de l'extrémité libre de l'arbre, présente un chanfrein 7 Radialement en vis-à-vis de la rainure 6, une rainure ou gorge extérieure 9 est prévue dans le bout d'arbre 3 Un anneau d'arrêt ou anneau de retenue 8 peut être rentré dans la gorge extérieure 9 en étant déformé élastiquement, de manière à se trouver entièrement à l'intérieur du contour de l'ouverture intérieure 2 Un anneau d'arrêt ou anneau de retenue 8 expansé élastiquement vers l'extérieur se trouve dans ces gorges ou rainures, dans la région de l'engagement des dentures de clavetage 4 et 5. Sur la figure 2, on peut reconnaître, en coupe transversale, une partie de la denture intérieure 4 Le diamètre intérieur libre de l'ouverture intérieure 2 est désigné par Di L'anneau de retenue 8 comprimé par le chanfrein s'applique contre l'ouverture intérieure libre 2 de diamètre Di, en étant circulaire, idéalement sous une précontrainte uniforme Sur la même figure, à gauche, on a représenté l'anneau d'arrêt 8 en condition non contrainte: ses deux extrémités ou becs sont repérés par les références 10 et i 1, et l'ouverture de l'anneau entre les becs est repérée par la référence 12 Comme indiqué par des flèches de cotation, le rayon local Rg dans la région radialement à l'opposé de l'ouverture 12 de l'anneau est supérieur au demi-diamètre libre D 1/2 de l'évidement intérieur 2, tandis que les rayons de courbure locaux Re des régions des deux extrémités ou becs 10 et 11 de l'anneau, au voisinage immédiat de l'ouverture 12 de celui-ci, correspondent juste au demi- diamètre D 1/2 de l'ouverture intérieure libre 2 de la partie extérieure 1. Sur la figure 3, de manière analogue à la figure 2, on a représenté l'ouverture intérieure libre 2 d'une denture 4 ayant un diamètre intérieur libre Di Sur la figure 4, seul ce diamètre intérieur Di est représenté Sur la figure 3, à gauche, on a représenté un anneau d'arrêt élastique 18 en condition non contrainte, possédant une forme circulaire jusque dans la région de ses extrémités 20, 21 Sur la partie droite de la figure 3, la référence 18 ' concerne l'anneau d'arrêt comprimé radialement Les références 24 et 25 désignent les régions de celui-ci proches de ses extrémités, et la référence 23 désigne une région radialement opposée à l'ouverture 22 de l'anneau Ces régions sont radialement chargées plus fortement et tendent donc à s'accrocher et à s'écraser, tandis qu'il subsiste, dans les autres régions du pourtour, des jeux radiaux 26, 27 entre l'anneau comprimé 18 ' et l'ouverture intérieure libre 2 Selon un mode de représentation sensiblement identique à celui de la figure 3, la figure 4 montre un anneau d'arrêt déformable élastiquement, 28 possédant, dans la région de ses extrémités 30, 31, un tracé à courbure renforcée 36, 37, notamment côté extérieur Là encore, des régions de tassement ou écrasement 34 et 35 s'établissent dans la région proche des extrémités 30, 31 de l'anneau, ainsi que dans la région 33 radialement à l'opposé de l'ouverture 32 de l'anneau 28 ', lorsque celui-ci est comprimé radialement (figure 4, à droite). Sur les figures 3 et 4 les régions repérées par les flèches A sont des régions d'accrochage et de tassement ou écrasement, tandis que les régions repérées par des flèches T sont des régions de tassement ou écrasement. Si, au lieu de la rainure intérieure 6 représentée, on prévoit, à une extrémité axiale de la denture 4, dans le corps annulaire 1, une partie axialement ouverte aménagée par tournage, n'autorisant qu'un appui unidirectionnel, il convient alors de prévoir à l'extrémité opposée de la denture 5 un collet sur le tourillon 3, collet contre lequel le corps annulaire 1 peut prendre appui dans la direction opposée. 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. REVENDICATIONS: 1 Anneau d'arrêt déformable élastiquement ( 8), comportant une ouverture ( 12) permettant de l'enclencher par déformation élastique dans une rainure intérieure ( 6) ou dans une gorge formée par tournage dans une ouverture intérieure ( 2) d'un corps annulaire ( 1), ladite rainure ou gorge présentant un chanfrein ( 7), ledit anneau d'arrêt ( 8) étant également destiné à être engagé dans une rainure ou gorge extérieure ( 9) présentant un espace libre pour le débattement lors du montage, prévue sur un tourillon ( 3) afin de réaliser par enclenchement un assemblage démontable, notamment pour arrêter axialement un assemblage à profil denté ( 4, 5) entre corps annulaire ( 1) et tourillon ( 3), ledit anneau d'arrêt ayant, en condition non contrainte, un contour extérieur de forme non circulaire lorsque considéré axialement, la section droite de cet anneau ( 8) étant la même sur tout son pourtour, ledit anneau étant caractérisé par le fait que, lorsqu'il n'est pas contraint, son rayon extérieur local est maximum (Rg) dans la région radialement opposée à son ouverture ( 12), et son rayon extérieur local est minimum (Re) dans chacune des régions voisines de ladite ouverture ( 12), et par le fait que lorsqu'il est en condition montée en étant contraint radialement, il s'applique périmétriquement et sensiblement circulairement dans la gorge intérieure ( 6) en étant soumis à une poussée. 2 Anneau d'arrêt selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la condition non contrainte, le rayon extérieur local (R) dans la région radialement à l'opposé de l'ouverture ( 12) de l'anneau est plus grand que le demi-diamètre intérieur libre (Di/2) de l'ouverture intérieure ( 2) du corps annulaire ( 1) (Rg plus grand que Di/2). 3 Anneau d'arrêt selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que, dans la condition non contrainte, les rayons extérieurs locaux (Re) dans les régions voisines de l'ouverture ( 12) de l'anneau sont de même valeur ou plus petits que le demi- diamètre intérieur libre (Di/2) de l'ouverture intérieure ( 2) du corps annulaire ( 1) (Re plus petit ou égal à Di/2). 4 Anneau d'arrêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les transitions des rayons extérieurs de l'anneau ( 8) sont progressives lorsqu'il n'est pas contraint. Anneau d'arrêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la section droite de l'anneau ( 8) est circulaire ou ovale. 6 Anneau d'arrêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la section droite de l'anneau ( 8) est polygonale, notamment polygonale à arêtes arrondies. 7 Anneau d'arrêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'anneau ( 8) présente une section droite dotée d'une partie oblique constituant un chanfrein pour le contact avec le chanfrein extérieur ( 7) de la rainure ou gorge.