Brevet FR2720803A1 — publié le 19951208

I La présente invention se rapporte à un accouplement pour relier solidairement en rotation deux arbres qui présentent un axe de rotation commun, comportant des organes de transmission de couple de rotation associés aux deux arbres, et comprenant des organes de serrage pour serrer axialement les arbres l'un contre l'autre au niveau de leurs surfaces frontales, les organes de serrage comprenant deux douilles de serrage qui sont fixées axialement l'une avec l'autre au moyen de pas de vis, et une douille de serrage est associée à un arbre respectif et appuyée axialement contre celui-ci. Un tel accouplement est décrit dans le document DE 440 816. Dans ce cas, les surfaces frontales des deux arbres sont dentées. Au moyen de douilles de serrage, on serre l'une contre l'autre axialement les surfaces frontales des deux arbres. La réalisation des dentures sur les surfaces frontales est complexe et coûteuse. En outre, lors de la transmission de couples de rotation on produit via les dentures des forces axiales qui doivent être encaissées par les douilles de serrage. La réalisation des dentures sur les surfaces frontales doit être menée avec une haute précision afin d'empêcher que des erreurs d'alignement ne puissent se produire entre les deux arbres qui doivent être reliés l'un à l'autre. L'exactitude de l'alignement des deux arbres l'un par rapport à l'autre a en effet lieu via la denture au niveau des surfaces frontales. En outre, le montage exige une course axiale, dont on ne dispose pas toujours dans la condition montée d'un arbre. L'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer un accouplement pour relier deux arbres, qui soit de structure simple et aisée à fabriquer, et qui permette de manière simple un centrage des arbres l'un par rapport à l'autre. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint grâce au fait que les arbres présentent un épaulement d'une longueur axiale prédéterminée, qui dépasse de leur périphérie extérieure en direction de leurs surfaces frontales en appui l'une contre l'autre, que les épaulements sont pourvus au niveau de leurs surfaces extérieures d'organes de transmission de couple de rotation, que la première douille de serrage comporte un perçage qui est doté d'organes de transmission de couple de rotation qui peuvent être amenés axialement en engagement en coopération de formes avec les organes de transmission de couple des épaulements, et comporte une surface dotée d'un pas de vis, et que la seconde douille de serrage soit dotée d'un pas de vis adapté au pas de vis de la première douille de serrage. L'avantage dans cette réalisation, c'est que l'on peut réaliser de manière simple des dentures ménagées sur la surface extérieure des arbres dans la région de leurs épaulements. Une telle réalisation peut par exemple avoir lieu par brochage, par galetage, par forgeage ou similaire. En outre, le profil dans la douille peut être également réalisé d'une manière simple. Le centrage des deux arbres l'un par rapport à l'autre a lieu au moyen des douilles de serrage enfilées sur les épaulements. En outre, on n'a besoin que de courtes courses de montage. De préférence, on prévoit en tant qu'organe de transmission de couple de rotation des dentures dont les dents s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal. Dans ce cas, on préférera avant tout des dentures à développante. Les dentures à développante sont notamment avantageuses parce qu'elles ont des dents qui ont uniquement une faible hauteur pour pouvoir transmettre les couples de rotation nécessaires. Pour cette raison, il en résulte également un accouplement de faible dimension en direction radiale. Pour influencer de façon avantageuse le centrage, on prévoit que les dentures soient emboîtées l'une dans l'autre avec un léger serrage. Ce léger serrage permet cependant encore un montage et un démontage aisés. En variante, il est possible de prévoir en tant qu'organe de transmission de couple de rotation un profil polygonal sur les épaulements. La douille de serrage comporte un perçage correspondant. 3 2720803 En ce qui concerne la première douille de serrage, deux structures sont possibles. Selon une première forme de réalisation, la première douille de serrage est fixée axialement sur l'arbre associé au moyen d'une bague de fixation. L'avantage d'une telle réalisation, c'est que la bague de fixation peut être disposée dans le perçage de la douille de serrage. La douille de serrage peut être réalisée de manière particulièrement simple parce que la denture dans le perçage de la douille de serrage peut être produite par exemple par brochage, ou bien on peut produire la douille de serrage par exemple sous la forme d'un tube profilé extrudé à froid, qui présente la denture. Les douilles de serrage individuelles peuvent alors être produites par découpe à longueur, et on peut ensuite ménager la gorge dans le perçage par enlèvement de matière, pour recevoir la bague de sécurité, et on peut en outre ménager le pas de vis sur la surface extérieure de la douille de serrage. Le blocage en rotation de la douille a lieu par l'intermédiaire des dentures, de sorte que l'on obtient également la force de réaction nécessaire lors du vissage de la seconde douille de serrage. En variante, il est possible d'appuyer axialement l'une au moins des douilles de serrage au moyen d'une collerette contre l'arbre associé. Dans le cas d'une telle réalisation, en ce qui concerne la première douille de serrage qui présente la denture dans le perçage, on appliquera de préférence pour sa fabrication des techniques de formage sans enlèvement de matière. Pour leur appui, les deux épaulements sont dotés respectivement d'une surface annulaire, contre laquelle peut s'appuyer axialement la collerette respective de la douille de serrage associee. On a une solution particulièrement avantageuse lorsque l'accouplement fait partie d'un arbre articulé qui est constitué de deux joints homocinétiques reliés via un arbre. L'arbre peut alors être subdivisé, de sorte qu'il en résulte deux tronçons d'arbre qui peuvent être reliés par l'intermédiaire de l'accouplement. Il en résulte la possibilité de séparer à nouveau les arbres dans la région de l'accouplement, même après montage de l'arbre articulé, par exemple dans un véhicule automobile, afin de pouvoir procéder à des travaux de réparation. Dans de tels arbres articulés intégrés dans des véhicules, on ne dispose que d'une faible place de montage. Par exemple, lorsque l'un des soufflets de l'un des joints est endommagé, on doit procéder pour son échange à un démontage complet de l'arbre articulé, ce qui a pour conséquence que l'on doit libérer le joint du côté entraînement vis-à-vis du différentiel, et que l'on doit en outre éventuellement libérer l'ensemble de palier de roue par rapport au support de roue, afin de pouvoir démonter le joint du côté roue. Enfin, un démontage est nécessaire pour séparer l'arbre au moins d'un côté par rapport à l'un des joints homocinétiques afin de pouvoir enfiler un nouveau soufflet. Grâce à la possibilité de séparation prévue en utilisant l'accouplement de l'invention, il en résulte un démontage et un remontage simplifiés pour pouvoir procéder à des opérations d'échange. Puisqu'en règle générale, les arbres à joints homocinétiques présentent également une possibilité de télescopage, on peut utiliser pour la faible course de montage nécessaire pour l'accouplement, en particulier lorsque la première douille de serrage est fixée axialement sur l'épaulement, la course de télescopage que l'un des joints homocinétiques peut décrire, ou qui est prévue au niveau d'une pièce télescopique séparée. Dans une forme de réalisation dans laquelle l'appui de la première douille de serrage sur l'arbre associé a également lieu par l'intermédiaire d'une collerette, il n'est pratiquement pas nécessaire de prévoir de course de montage ou de démontage axial pour pouvoir amener en engagement la douille de serrage avec les dentures des deux épaulements. La première douille de serrage peut être simplement retirée. Grâce à ceci, on atteint un montage radial des deux arbres en alignement l'un par rapport à l'autre. Deux exemples de réalisation préférés de l'invention sont représentés schématiquement dans les dessins. Les figures montrent: figure I un arbre articulé avec deux joints homocinétiques et un accouplement selon l'invention, pour relier deux tronçons d'arbre qui sont associés chacun à l'un des deux joints homocinétiques figure 2 une coupe longitudinale à travers un premier mode de réalisation d'un accouplement, à échelle agrandie ' et figure 3 une coupe longitudinale à travers une autre forme de réalisation de l'accouplement, représentée en tant que composant de l'arbre articulé illustré à la figure 1, mais à échelle agrandie par rapport à celle de la figure 1. A la figure 1, on a représenté un arbre articulé 1. L'arbre articulé I comporte un premier joint homocinéetique 2, qui comprend une partie extérieure de joint 4, une partie interieure de joint 5 agencée dans la cavité de la partie extérieure de joint 4, et des billes 6 qui sont reçues dans des pistes réparties à la périphérie dans la surface intérieure de la partie extérieure 4 et dans la surface extérieure de la partie intérieure 5 du joint, et qui sont maintenues par une cage 7. La partie extérieure de joint 4 et la partie intérieure de joint 5 peuvent exécuter l'une par rapport à l'autre des mouvements angulaires, et on peut transmettre un couple de rotation depuis la partie extérieure de joint 4 à la partie intérieure de joint , ou inversement. Pour raccorder la partie extérieure de joint 4 à une pièce menante ou menée, par exemple au flasque de roue d'un véhicule automobile en relation avec l'une de ses roues motrices, on se sert d'un tenon de raccordement 9 qui est enfilé dans le moyeu de roue. La partie intérieure de joint 5 est reliée à un tenon d'arbre 8. Dans son principe, le second joint homocinétique 3 est réalisé de la même manière que le premier joint homocinétique 2. Pour le raccordement, on prévoit un tenon 11 qui sert par exemple à la liaison avec l'engrenage conique de sortie d'un différentiel d'axe d'un véhicule automobile. Pour permettre des modifications de la distance entre les deux joints homocinétiques 2, 3, on a intégré une partie télescopique 13 dans la liaison entre les deux parties intérieures 5 des deux joints homocinétiques 2, 3. Cette partie télescopique est formée par la douille télescopique 10, raccordée à la partie intérieure du second joint homocinétique 3, et par l'arbre 12 qui coopère avec cette douille. Pour la transmission des couples de rotation, des billes sont ici agencées dans des gorges entre l'arbre 12 et la douille télescopique 10. Ces billes permettent un télescopage de l'arbre 12 et de la douille télescopique 10 par rapport à l'axe longitudinal 17, qui représente l'axe de rotation de l'arbre 12. Le tenon 8 de l'arbre et l'arbre 12 représentent chacun des arbres qui sont reliés l'un à l'autre par un accouplement 14. L'étanchement des joints homocinétiques 2, 3 par rapport à l'arbre de liaison qui constitue la liaison entre les parties intérieures 5 des deux joints homocinétiques 2, 3, cet arbre de liaison étant représenté par les deux arbres 8, 12, a lieu au moyen de soufflets 15, 16. Les soufflets 15, 16 servent à maintenir enfermé le lubrifiant qui est nécessaire pour la lubrification des joints homocinétiques 2, 3 et de la partie télescopique 13. Pour faciliter le démontage de l'arbre articulé 1, en particulier à des fins de réparation dans un véhicule, on prévoit la séparation dans la région de l'accouplement 14. Dans le mode de réalisation de l'accouplement 14 illustré à la figure 2, le tenon d'arbre qui représente le premier arbre 8, comporte selon la figure 1 un épaulement 18 vers sa surface frontale 20, cet épaulement étant doté d'une denture 24 dont les dents s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 17. En outre, l'épaulement 18 forme une surface d'appui 22 sous la forme d'une surface annulaire. En direction de sa surface frontale 21, le second arbre 12 comporte également un épaulement 19 qui est doté sur sa surface extérieure d'une denture 24, qui correspond à la denture 24 du premier épaulement 18 de l'arbre 8. L'épaulement 19 forme une autre surface d'appui 23, qui est réalisée sous la forme d'une surface annulaire. Une première douille de serrage 25 comporte un perçage 28 avec une denture 26. La denture 26 est réalisée de façon adaptée vis-à-vis des dentures 24 des deux épaulements 18, 19 et elle est par exemple représentée par une denture à développante. A une extrémité, la première douille de serrage 25 possède une collerette 27 dirigée radialement vers l'intérieur, qui est appliquée contre la surface d'appui 22. Sur sa surface extérieure, la première douille de serrage 25 possède un pas de vis 29. La première douille de serrage 25 est enfilée avec sa denture 26 sur les deux dentures 24 des deux épaulements 18, 19, de sorte qu'on obtient une liaison solidaire en rotation entre les deux arbres 8, 12. La seconde douille de serrage 30 possède une collerette 31 qui s'étend radialement vers l'intérieur et qui s'appuie à l'état serré contre la surface d'appui 23 de l'épaulement 19. Dans le perçage de la seconde douille de serrage 30 est ménagé un pas de vis 32 qui est adapté au pas de vis 29 de la première douille de serrage 25. La seconde douille de serrage 30 est vissée par son pas de vis 32 sur le pas de vis 29 de la première douille de serrage 25, de sorte que la collerette 27 de la première douille de serrage 25 s'applique axialement contre la surface d'appui 22 de l'épaulement 18, et la seconde douille de serrage 30 s'appuie axialement par sa collerette 31 contre la surface d'appui 23 de l'épaulement 19. Lorsqu'on poursuit le vissage de la douille de serrage 30, les surfaces frontales 20, 21 des deux arbres 8, 12 sont pressées axialement l'une contre l'autre. La seconde douille de serrage 30 peut être par exemple dotée de surfaces à clé, par lesquelles on peut appliquer au moyen d'une clé le couple de rotation nécessaire pour le vissage de cette douille de serrage avec la première douille de serrage 25. Cependant, dans cette forme de réalisation il est nécessaire que l'arbre 8 représente une partie séparée, qui est reliée à la partie intérieure d'un joint homocinétique, par exemple via une denture enfichable, afin que la première douille de serrage 25 puisse être enfilée par dessus l'arbre 8. Dans le mode de réalisation de l'accouplement 14 illustré à la figure 3, qui est également illustré à la figure 1, la première douille de serrage 25 est réalisée sans collerette, c'est-à-dire qu'elle constitue de bout en bout une douille avec un perçage traversant 28 dans lequel est ménagée la denture 26. Dans le perçage 28 de la première douille de serrage 25 est en outre ménagée une gorge 35 qui correspond à une gorge 34 dans l'épaulement 18 de l'arbre 8. La gorge 34 dans l'épaulement 18 est suffisamment profonde pour que, lorsqu'on enfile la première douille de serrage 25 avec sa denture 26 sur la denture 24 du premier épaulement 18, la bague de fixation 33 puisse s'enfoncer dans cette gorge, et que la première douille de serrage 25 puisse passer la surface extérieure de la bague de fixation 33. Si les deux gorges 34, 35 parviennent dans une position de coïncidence, la bague de fixation 33 peut s'étendre radialement et s'engager dans la gorge 35 de la première douille de serrage 25. En outre, on a ménagé une autre gorge de réception 36 sur la surface extérieure de la première douille de serrage 25, dans laquelle on peut fixer un soufflet. En outre, la première douille de serrage 25 présente en direction de l'épaulement 19 de l'arbre 12 un pas de vis 29. La denture 26 de la première douille de serrage 25 recouvre axialement au moins partiellement également la denture 24 de l'épaulement 19 de l'arbre 12. La seconde douille de serrage 30 possède une collerette 31, et dans son perçage 1, un pas de vis 32 adapté au pas de vis 29 de la première douille de serrage 25. La seconde douille de serrage est vissée au moyen de ce pas de vis sur la première douille de serrage 25. Elle s'appuie par sa collerette 31 axialement contre la surface d'appui 23 de l'arbre 12, et serre ainsi les deux arbres 8, 12 l'un contre l'autre par leurs surfaces frontales , 21. La force de réaction axiale correspondante est appliquée par la bague de fixation 33, qui retient la première douille de serrage 25 axialement par rapport à l'arbre 8. Revendications 1. Accouplement (14) pour relier solidairement en rotation deux arbres (8, 12) qui présentent un axe de rotation commun (17), comprenant des organes de transmission (24) de couple de rotation associés aux deux arbres, et comprenant des organes de serrage pour serrer axialement les arbres (8, 12) l'un contre l'autre au niveau de leurs surfaces frontales (20, 21), les organes de serrage comprenant deux douilles de serrage (25, 30) qui sont serrées axialement l'une contre l'autre par intermédiaire de pas de vis (29, 32) et une douille de serrage (25) ou (30) étant associée à un arbre respectif (8 ou 12) et appuyée axialement sur celui- ci, caractérisé en ce que les arbres (8, 12) comportent un épaulement (18, 19) d'une longueur axiale prédéterminée, qui dépasse de leur périphérie extérieure en direction de leurs surfaces frontales (20, 21) en appui l'une contre l'autre, en ce que les épaulements (18, 19) sont pourvus à leurs surfaces extérieures d'organes de transmission (24) de couple de rotation, en ce que la première douille de serrage (25) comporte un perçage (28), qui est pourvu d'organes de transmission (26) de couple de rotation qui peuvent être amenés axialement en engagement en coopération de formes avec les organes de transmission (24) de couple de rotation des épaulements (18, 19), et comporte une surface pourvue d'un pas de vis (29), et en ce que la seconde douille de serrage (30) est dotée d'un pas de vis (32) adapté au pas de vis (29) de la première douille de serrage (25). 2. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de transmission de couple de rotation sont réalisés sous la forme de dentures (24), dont les dents s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal (17). 3. Accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dentures (24) sont réalisées sous la forme de dentures à développante. 4. Accouplement selon l'une ou l'autre 2 et 3, caractérisé en ce que les dentures (24) sont emboîtées l'une dans l'autre avec un léger serrage. 5. Accouplement selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la première douille de serrage (25) est fixée axialement à l'arbre associé (8) au moyen d'une bague de fixation (33). 6. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'une au moins des douilles de serrage (25, 30) est appuyée axialement par une collerette (27, 31) contre l'arbre associé (8, 12). 7. Accouplement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la collerette (27, 31) est appliquée axialement contre une surface annulaire (23) de l'épaulement (18, 19). 8. Accouplement selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé par son application à un arbre articulé (1) pour relier un arbre (8) ou un tenon d'arbre relié à un premier joint homocinétique (2) de l'arbre articulé (1), et un arbre (12) ou un tenon d'arbre relié au second joint homocinétique (3) de l'arbre articulé (1). 9. Accouplement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un des joints homocinétiques (2, 3) est réalisé sous la forme d'un joint permettant des mouvements télescopiques. 10. Accouplement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un des arbres (8, 12) ou tenons d'arbre comporte une partie télescopique (13).