Brevet FR2686953A1 — publié le 19930806

La présente invention concerne un assemblage arbre/moyeu avec un profil cannelé qui est configuré tant sur l'arbre que sur le moyeu. On connaît par l'état de la technique les constructions les plus diverses pour fixer un moyeu sans jeu et bloqué en rotation sur un arbre. La configuration la plus simple consiste en un assemblage par rainure et languette entre des faces de contact cylindriques. Ce type d'assemblage a l'inconvénient important de présenter un jeu considérable, dû à la fabrication, de sorte que, dans de nombreuses applications, par exemple dans le domaine agricole, on ne peut pas employer un tel assemblage. L'utilisation d'une configuration conique des faces de contact de l'arbre et du moyeu apporte une amélioration. Malgré la pression exercée sur un tel siège conique, il peut se produire des desserrages qui dégradent la fiabilité de fonctionnement et la longévité de l'engin concerné. Selon une autre forme de réalisation connue, on utilise des profils cannelés qui sont le plus souvent réalisés sous forme de cannelures à développante. Afin d'éviter un jeu, de tels assemblages sont habituellement réalisés de façon à pouvoir enfiler le moyeu sur l'arbre. On ne dispose ainsi, ni d'un ajustement serré, ni d'un emboîtement lâche. Cet assemblage a lui aussi l'inconvénient de présenter un certain jeu, qui engendre des desserrages en utilisation. Cela se produit notamment en présence de contraintes par à-coups, comme c'est le cas pour des cercles porte-outil de herses rotatives. La présente invention a pour but de fournir un assemblage arbre/moyeu du type mentionné en introduction qui, en étant d'une fabrication simple et d'une application aisée, résiste sans jeu et sans desserrage à des contraintes importantes, notamment des contraintes par à-coups. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'au moins un élément de pression, qui peut être amené en application contre l'arbre, est monté sur le moyeu. L'assemblage arbre/moyeu selon l'invention se distingue par une série d'avantages considérables. Attendu que, comme on l'a déjà mentionné, des profils cannelés doivent, du fait des tolérances de fabrication, être réalisés de façon que les pièces puissent être enfilées l'une sur l'autre, on obtient toujours la possibilité d'un mouvement relatif certes faible, mais qui augmente peu à peu par suite notamment d'une sollicitation alternante. Cette possibilité est totalement exclue par l'élément de pression prévu par l'invention, attendu que l'élément de pression monté sur le moyeu exerce une pression latérale sur l'arbre et a donc pour conséquence que les profils cannelés de l'arbre sont précontraints ou serrés dans les profils cannelés correspondants du moyeu. Etant donné que le profil cannelé, qui peut être réalisé d'une manière préférentielle sous la forme d'un profil à développante, présente des rainures qui sont dimensionnées de telle sorte que les sommets de la nervure ou dent associée peuvent être introduits dans la rainure, on obtient sans problèmes la possibilité d'un serrage ou d'une précontrainte correspondante. L'élément de pression garantit ainsi une application intime du moyeu contre l'arbre. Il ne peut pas y avoir de desserrages, même en présence de contraintes par à-coups. C'est pourquoi l'assemblage arbre/moyeu convient particulièrement bien pour des engins agricoles, par exemple pour les cercles porte-outil d'une herse rotative, pour lesquels il faut garantir, en dépit de conditions d'utilisation très sévères, un montage fiable et sans jeu. Selon une configuration supplémentaire avantageuse de l'invention, l'élément de pression est réalisé sous la forme d'une vis. Cette forme de réalisation peut être fabriquée de manière simple et économique et garantit une application non problématique, attendu que la vis peut être remplacée à tout moment et qu'on peut se contenter d'outils simples pour la précontrainte, c'est-à-dire pour tourner la vis. Selon l'invention, il peut être en outre avantageux de réaliser un blocage axial du moyeu sur l'arbre. Selon la forme de réalisation respective, on peut ainsi, par exemple, fixer une roue dentée sur l'extrémité libre d'un arbre. L'élément d'arrêt peut être réalisé, d'une manière préférentielle, sous la forme d'une rainure annulaire prévue sur l'arbre. L'élément de pression peut s'engager directement ou indirectement dans cette rainure. On obtient ainsi, en plus de la précontrainte latérale (exercice d'une pression latérale), une fixation en position axiale. Selon une configuration supplémentaire avantageuse, on peut introduire dans la rainure un élément d'arrêt supplémentaire, par exemple sous la forme d'une bille, sur laquelle agit alors l'élément de pression. L'utilisation d'une bille apporte l'avantage d'une fabrication très simple de l'ensemble du blocage axial, attendu qu'il suffit d'une rainure à section semi-circulaire ou en V. Alternativement, on peut aussi utiliser un élément d'arrêt dont la géométrie est exactement adaptée à la forme de la rainure annulaire et qui est muni d'une face d'application permettant une application à plat contre la vis. Cette pièce façonnée permet ainsi de réaliser des faces de contact ou d'application de la taille souhaitée. On peut aussi se contenter d'introduire dans la rainure annulaire une pièce façonnée en matériau plastique, par exemple en plomb ou en matière synthétique, ou de poser une telle pièce sur le profil cannelé et de la presser contre le profil. Selon l'invention, l'élément de pression peut être, soit disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre, soit être incliné par rapport à ce plan. Avec une disposition dans le plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre, la totalité de la force de pression est utilisée uniquement pour la précontrainte, tandis qu'en cas d'inclinaison de l'élément de pression, on exerce simultanément une composante de force axiale qui sert à la précontrainte axiale. Le profil cannelé peut être, d'une manière conventionnelle, réalisé sous la forme de cannelures ou de cannelures à développante ; des profils cannelés conventionnels sont connus par les normes DIN 5463, 5481, 5482 et autres. Afin d'augmenter l'effet de précontrainte exercé par l'élément de pression, il est avantageux que le profil cannelé présente, par analogie à la configuration de roues dentées, un jeu au sommet et un jeu au pied. Le diamètre intérieur de la rainure annulaire est de préférence inférieur au diamètre de cercle de pied de la denture de l'arbre, afin de garantir une zone de contact suffisamment grande pour l'élément d'arrêt (bille ou pièce façonnée). L'invention peut aussi être appliquée à une forme de réalisation prévoyant deux ou plusieurs vis ou éléments de pression, qui peuvent être disposés en angle les uns par rapport aux autres et/ou décalés en direction axiale. L'exposé qui suit décrit l'invention à l'aide d'exemples de réalisation et en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de côté schématique, en coupe, d'un premier exemple de réalisation de l'assemblage arbre/moyeu selon l'invention, la figure 2 est une vue de dessus de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la figure 3 est une vue de côté schématique d'un exemple d'application de l'assemblage arbre/moyeu selon l'invention pour le montage de l'arbre d'un cercle porte-outil d'une herse rotative, et la figure 4 est une vue de dessus partielle de plusieurs porte-outil selon l'invention, conformément à la représentation de la figure 3. La figure 1 représente schématiquement, en coupe, un premier exemple de réalisation de l'assemblage arbre/moyeu selon 1 invention. Un arbre 1 est, d'une manière conventionnelle, pourvu d'un profil cannelé 7 non détaillé, qui est configuré d'une manière similaire à une denture à développante. La figure 2 représente schématiquement le contour extérieur de l'arbre 1 ainsi que le contour denté d'un moyeu 2. Comme le montre la figure 1, l'arbre 1 est doté d'une rainure annulaire 4 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, présente une section en V. Alternativement, comme le montre la figure 3, on peut aussi prévoir une section semi-circulaire. Comme le montrent les figures 1 et 2, un élément de pression (vis) 3 est disposé dans un perçage fileté du moyeu 2. La vis 3 peut être inclinée par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre 1, afin d'exercer une force axiale en plus de la sollicitation en pression. L'exemple de réalisation de la figure 1 présente l'application directe de la face frontale de la vis 3 contre la rainure annulaire 4, tandis que la figure 3 présente un exemple de réalisation dans lequel on utilise un élément d'arrêt supplémentaire 5, sous la forme d'une bille. La figure 3 représente d'une manière simplifiée, en coupe, un fond de bâti 9 à profil en U d'une herse rotative, qui est recouvert par un couvercle 10. Le fond de bâti 9 présente, dans sa région inférieure, un évidement dans lequel est introduit un logement de palier cylindrique 11. Ce dernier est pourvu d'une bride 12 du genre plaque et boulonné au fond de bâti 9. Un élément de contre-appui 13 en forme de plaque peut être utilisé pour le renforcement. Le logement de palier 11 porte un palier inférieur 14 de l'arbre 1. Un palier supérieur 15 est reçu dans un logement de palier 16, qui est introduit dans un évidement du couvercle 10 et boulonné à ce dernier. Une roue dentée 17, qui sert à entraîner l'arbre 1, est disposée à l'intérieur du fond de bâti 9. L'arbre 1 est pourvu à son extrémité libre d'un ensemble de travail rotatif 6, qui comprend un porte-outil 18 pourvu de dents de herse 19. La structure de l'ensemble de travail rotatif correspond à l'état de la technique ; en variante à la disposition représentée du palier supérieur et du palier inférieur, on peut aussi prévoir une forme de réalisation dans laquelle les deux paliers sont réunis dans le logement de palier inférieur et la roue dentée 17 est montée sur la région terminale supérieure libre de l'arbre 1. La représentation de la figure 4 est une vue de dessus de plusieurs roues dentées 17 qui, comme c'est habituel pour des herses rotatives, sont en prise mutuelle. La figure 4 montre notamment que les roues dentées 17 sont pourvues d'évidements 20 qui servent par exemple à réduire le poids. La vis 3 est de préférence disposée dans la région d'un évidement 20, afin de faciliter l'accès à cette vis, et de simplifier l'introduction d'un outil. La figure 4 montre en outre que, par une association et une rotation relative correspondante des roues dentées 17, on peut totalement compenser d'éventuelles excentricités ou déséquilibres, éliminant ainsi ces phénomènes très néfastes. REVENDICATIONS 1. Assemblage arbre/moyeu avec un profil cannelé qui est configuré tant sur l'arbre (1) que sur le moyeu (2), caractérisé par au moins un élément de pression (3), qui est monté sur le moyeu (2) et peut être amené en application contre l'arbre (1). 2. Assemblage arbre/moyeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de pression (3) est réalisé sous la forme d'une vis. 3. Assemblage arbre/moyeu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un moyen d'arrêt pour le blocage axial du moyeu (2) sur l'arbre (1). 4. Assemblage arbre/moyeu selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt comprend une rainure annulaire (4) de l'arbre (1), dans laquelle s'engage directement ou indirectement l'élément de pression (3). 5. Assemblage arbre/moyeu selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de pression (3) agit sur un élément d'arrêt (5) qui peut être introduit dans la rainure annulaire (4). 6. Assemblage arbre/moyeu selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'arrêt (5) est réalisé sous la forme d'une bille. 7. Assemblage arbre/moyeu selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'arrêt (5) est réalisé sous la forme d'une pièce façonnée adaptée à la géométrie de la rainure annulaire (4). 8. Assemblage arbre/moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de pression (3) est disposé dans un plan perpendiculaire à lvaxe de l'arbre (1). 9. Assemblage arbre/moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de pression (3) est disposé obliquement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre (1). 10. Assemblage arbre/moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le profil cannelé est réalisé sous la forme de cannelures ou de cannelures à développante. 11. Assemblage arbre/moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le profil cannelé présente un jeu au sommet et/ou au fond des dents. 12. Assemblage arbre/moyeu selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la rainure annulaire (4) est inférieur au diamètre du cercle de fond de la denture de l'arbre (1). 13. Utilisation de l'assemblage arbre/moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 pour la fixation d'un moyeu sur un arbre (1) d'un ensemble de travail rotatif (6) d'une herse rotative.