Brevet FR2733018A1 — publié le 19961018

L'invention se rapporte à une liaison solidaire en rotation, constituée par un arbre à l'extrémité axiale duquel est réalisée une denture d'arbre extérieure, et par un moyeu dans le perçage traversant duquel est réalisée une denture intérieure, en particulier à une liaison constituée par un arbre d'entrainement dans le train d'entraînement d'un véhicule automobile et par un moyeu articulé d'un joint à tripode ou d'un joint homocinétique à billes qui est constitué par le moyeu, par des éléments de roulement transmettant le couple de rotation et par une partie extérieure. Une liaison du type indiqué ci-dessus est décrite dans le document DE 42 40 131 C2. Dans ce cas, on considère comme avantageux de réaliser la denture d'arbre extérieure de telle sorte qu'elle se termine sans décrochage dans la tige d'arbre, grâce à quoi on réduit largement des pertes de solidité dans la section transversale de transition. Les moyens de blocage axial sont posés ici à l'extrémité d'arbre derrière l'engrènement de denture transmettant le couple de rotation. L'inconvénient de la liaison décrite ici est la forme et la fabrication du moyeu, qui comporte un usinage de la denture d'arbre intérieure à l'intérieur d'un trou borgne. Dans ce cas, l'exactitude désirée de la denture ne peut pas être réalisée sur la totalité de la longueur axiale en une seule étape d'opération. En partant de ceci, l'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer une liaison du type indiqué en introduction, qui permet une fabrication améliorée de la denture intérieure du moyeu et des moyens de blocage axial côté moyeu. Cet objectif est atteint par les caractéristiques suivantes: la denture extérieure de l'arbre se termine sans décrochage dans la tige d'arbre avec distance par rapport à l'extrémité de denture côté tige d'arbre du moyeu; - la denture extérieure se termine à l'intérieur du moyeu par une extrémité en gradin; - l'arbre présente en raccordement a la denture d'arbre extérieure un tronçon d'extrémité exempt de denture; - le tronçon d'extrémité exempt de denture porte ou forme des éléments de fixation qui s'appuient en blocage axial contre une surface frontale côté extrémité d'arbre du moyeu; - la denture d'arbre intérieure du moyeu possède du côté extrémité d'arbre un tronçon déformé qui empêche l'engagement et qui s'appuie en blocage axial contre l'extrémité de la denture d'arbre extérieure. Grâce à ceci, il est possible de réaliser la denture intérieure du moyeu par découpe et par élargissement d'une ouverture de passage lisse, par exemple également par tournage, et ensuite par brochage d'une denture intérieure et, après la fabrication d'une denture intérieure continue, de réaliser conformément à l'invention un tronçon déformé qui empêche l'engrènement de la denture d'arbre extérieure et qui forme les moyens de blocage axial. La déformation du tronçon cité peut ici inclure toutes les dents de la denture, mais elle peut se restreindre également à deux dents ou régions dentées situées en vis-à-vis, ou à trois dents ou régions dentées réparties régulièrement à la périphérie. Selon une première réalisation, le tronçon déformé peut être réalisé par décalage ou par courbure des dents à l'extrémité de la denture intérieure droite. A cet effet, on peut mettre en place par exemple un outil à dents droites pourvu d'une denture complémentaire dans le moyeu serré, et le solliciter avec un couple élevé. Selon une autre réalisation, il est possible de tourner les extrémités dentées de la denture intérieure droite sous forme hélicoïdale dans le tronçon déformé. A cet effet, on peut axialement introduire avec une force élevée un outil présentant une denture complémentaire en forme hélicoïdale dans le moyeu serré, sans permettre une rotation mutuelle. D'autres réalisations possibles consistent à refouler dans le tronçon déformé radialement des dents de la denture intérieure droite, et à les élargir en section transversale en particulier au niveau du pied de dent, ou à les refouler axialement et à augmenter dans ce cas en particulier la hauteur de dent à la transition vers la région non déformée. A cet effet, on peut utiliser un outil écarteur qui est introduit à une profondeur déterminée et qui est alors élargi, ou bien on peut introduire une broche d'élargissement simple avec une force axiale élevée jusqu'à une profondeur déterminée dans le moyeu serré. Dans toutes les réalisations conformes à l'invention, le tronçon déformé dans la denture intérieure forme une butée axiale avec l'extrémité côté extrémité d'arbre de la denture d'arbre extérieure, qui s'oppose à une poursuite de l'enfilement du moyeu sur l'arbre. De préférence, on devrait réaliser le tronçon de déformation de la denture intérieure du moyeu avant d'effectuer la poursuite de l'usinage des voies de roulement à billes ou des tourillons à tripode du moyeu, pour qu'aucune déformation ne puisse se produire sur ces surfaces. Les moyens pour le blocage axial du moyeu en direction de l'extrémité d'arbre peuvent être réalisés selon l'un des modes de réalisation déjà décrits ci-dessus, en particulier de telle sorte que l'arbre possède à l'extrémité une entaille et en terminaison un épaulement, et que dans l'entaille soit logé un anneau de blocage qui s'appuie contre l'épaulement et sur la surface frontale côté extrémité d'arbre du moyeu, ou bien de telle sorte que l'arbre présente à l'extrémité un rebord qui est directement en contact avec la surface frontale côté extrémité d'arbre du moyeu. Un tel rebord peut être préparé sous forme d'une douille cylindrique tournée à l'extrémité d'arbre, qui est élargie après l'enfilement du moyeu. Grâce à la combinaison des caractéristiques conformes à l'invention, on obtient à la fois des relations de charge avantageuses à la transition de la denture d'arbre extérieure dans la tige d'arbre, et une fabrication améliorée simple de la denture intérieure et des moyens de butée axiale dans le moyeu. La fig. 1 montre une liaison conforme à l'invention entre un arbre et un moyeu, en coupe longitudinale; la fig. la montre un détail de la section transversale de la denture selon la fig. 1 le long de la ligne de coupe A-A; la fig. lb montre un détail de la section transversale de la denture selon la fig. 1 le long de la ligne de coupe B-B; les figs. 2a et 2b montrent un joint homocinétique à billes comportant une liaison conforme à l'invention entre l'arbre et le moyeu, la fig. 2a concernant une première réalisation analogue à celle de la fig. 1, et la fig. 2b une seconde réalisation présentant un rebord; les figs. 3a et 3b montrent un joint à tripode comportant une liaison conforme à l'invention entre l'arbre et le moyeu, la fig. 3a concernant une première réalisation analogue à celle de la fig. 1, et la fig. 3b une seconde réalisation présentant un rebord. La fig. I illustre un arbre I comportant une denture d'arbre extérieure 2 et un moyeu 3 comportant une denture d'arbre intérieure 4 en engrènement mutuel et en blocage axial l'un par rapport à l'autre. On voit sur l'arbre I la naissance d'une tige d'arbre 5, à laquelle se rapporte respectivement la notion "extrémité côté tige d'arbre". De plus, on voit sur l'arbre 1 l'extrémité d'arbre 6 à laquelle se rapporte la notion "côté extrémité d'arbre" en se référant à l'arbre et au moyeu. La denture d'arbre 2 se termine sans décrochage dans la tige d'arbre 5. La terminaison de denture 7 n'a pas de fonction particulière pour l'extrémité 8 côté tige d'arbre du moyeu 3, et on peut la réaliser sans exigences particulières quant à l'exactitude de fabrication, par exemple par roulement de la denture ou par tirage de la denture depuis l'extrémité d'arbre. La terminaison de denture 7 représente la solution optimale à l'égard de la transition de solidité entre la tige d'arbre 5 et la denture 2 de l'arbre 1. L'extrémité 9 de la denture d'arbre 2, qui est en gradin et en vis-à-vis de la terminaison de denture 7, se trouve à l'intérieur du moyeu 3 à distance par rapport à la surface frontale 10 côté extrémité d'arbre du moyeu 3. L'extrémité d'arbre 6 présente en avant de l'extrémité 9 de la denture d'arbre 2 un diamètre réduit lisse comportant une entaille 11. Dans cette entaille est logé un jonc 12 qui s'appuie contre l'épaulement 13 situé en arrière et réalisé par l'entaille. Grâce à l'appui du moyeu 3 contre l'anneau de blocage 12 et à l'appui de l'anneau de blocage 12 contre l'épaulement 13, le moyeu 3 est bloqué par rapport à l'arbre 1 axialement vers l'extrémité d'arbre. La denture intérieure 4 du moyeu 3 est réalisée de manière habituelle jusqu'à l'extrémité 9 de la denture extérieure 2 de l'arbre 1, et elle est en engrènement avec la denture extérieure, comme le montre la coupe A-A de la fig. la. Le moyeu 3 présente directement en raccordement à cette extrémité 9 de la denture d'arbre extérieure 2 un tronçon de déformation 14, qui peut être fabriqué comme une denture d'arbre intérieure droite continue conjointement avec la denture intérieure 4 du moyeu avec le même profil, et qui a ensuite été soumis à une opération de déformation dont le résultat est montré à la coupe B-B selon la fig. 1 b. Les dents du tronçon de déformation 14 sont tordues en périphérie par rapport à l'axe du moyeu, en se référant à la position de la denture d'arbre 4 située à l'intérieur, qui est illustrée en tirets, de sorte que les dents du tronçon de déformation 14 butent contre les extrémités 9 de la denture extérieure 2 de l'arbre, qui sont illustrées en perspective. Il en résulte un blocage axial du moyeu 3 par rapport à l'arbre 1 à l'encontre d'une poursuite de l'enfilement du moyeu 3 en direction de la tige d'arbre 5. Le décalage illustré ici de la région de déformation 14 peut être réalisé par un décalage ou par une courbure en direction périphérique des dents à proximité de l'extrémité de denture 9 de la denture d'arbre extérieure 2. Cependant, une torsion constante des dents avec le même résultat fonctionnel est également possible. On peut considérer comme possibilité supplémentaire un pressage à plat et ainsi un élargissement des dents ou une autre déformation, grâce à quoi un engrènement correct du tronçon de déformation 14 avec la denture d'arbre extérieure 2 est rendu impossible. En simplifiant la réalisation et le procédé de fabrication, il est possible de déformer uniquement des dents individuelles de la manière citée ci-dessus, par exemple deux dents situées en vis-à-vis, ou mieux trois dents en répartition périphérique régulière, ou des groupements de dents agencés en correspondance. La fig. 2 illustre une liaison conforme à l'invention du type montré à la fig. 1, en une réalisation pratiquement identique à la fig. 2a et en une réalisation légèrement modifiée à la fig. 2b, en se rapportant à une liaison conforme à l'invention dans laquelle le moyeu forme le moyeu à billes d'un joint homocinétique à billes. Des détails correspondants sont désignés par les mêmes chiffres de référence. On se référera à la description de la fig. 1. On voit sur le moyeu 3 l'une de plusieurs voies de roulement à billes 17 réparties en périphérie. Le joint est complété par une partie extérieure 19 et par une cage à billes 20. La partie extérieure 19 présente des voies de roulement extérieures 21 parmi lesquelles une seule est également illustrée. L'une de plusieurs billes 18 transmettant le couple de rotation est maintenue dans les voies de roulement à billes 17, 21. On a prévu dans la cage 20 des fenêtres de cage 22 dont l'une est illustrée en coupe, qui reçoit la bille 18. Le joint illustré est unjoint "VL" habituel, dans lequel les voies 17, 21 forment un angle de croisement. Dans la fig. 2a, les détails de la liaison correspondent à ceux de la fig. 1, exception faite de la modification de la dimension de la région de déformation 14, de la gorge 11, de l'anneau de blocage 12 et de l'épaulement 13, ainsi que d'une forme modifiée de la terminaison de denture 7. A la différence des moyens de blocage situés ci-dessus, la fig. 2b montre un rebord périphérique 25 qui s'appuie directement contre la face frontale 10 côté extrémité d'arbre du moyeu 3, et qui peut être formée par une douille cylindrique tournée à l'origine à l'extrémité 6 de l'arbre 1 après l'enfilement du moyeu 3. La fig. 3 illustre une liaison conforme à l'invention du type montré à la fig. 1, en une réalisation pratiquement identique à la fig. 3a, et en une réalisation légèrement modifiée à la fig. 3b, en se référant à une liaison conforme à l'invention dans laquelle le moyeu forme l'étoile de tripode d'un joint à tripode. Des détails correspondants sont désignés par les mêmes chiffres de référence. On se référera à la description de la fig. 1. On voit sur le moyeu 3 l'un des trois tenons de tripode 27 répartis en périphérie. Le joint est complété par une partie extérieure 31 présentant des voies de roulement 32 s'étendant longitudinalement, dont une seule est illustrée. Sur le tenon de tripode 27 est agencé l'un de plusieurs galets 28 qui est monté en rotation via un roulement à aiguilles 29 et qui est axialement fixé par des moyens de blocage 30. Le joint illustré est un joint à tripode habituel d'un mode de construction simple. Dans la fig. 3a, les détails de la liaison correspondants à ceux de la fig. 1, exception faite de la modification de la dimension de la région de déformation 14, de la gorge 11, de l'anneau de blocage 12 et de l'épaulement 13, ainsi que d'une forme modifiée de la terminaison de denture 7. A la différence des moyens de blocage situés ci-dessus, la fig. 3b montre un rebord périphérique 25 qui s'appuie directement contre la face frontale 10 côté extrémité d'arbre du moyeu 3, et qui peut être formé par une douille cylindrique tournée à l'origine à l'extrémité 6 de l'arbre 1 après l'enfilement du moyeu 3. Revendications 1. Liaison solidaire en rotation, constituée par un arbre (1), à l'extrémité axiale (6) duquel est réalisée une denture d'arbre extérieure (2), et par un moyeu (3), dans le perçage traversant duquel est réalisée une denture intérieure (4), en particulier liaison constituée par un arbre d'entraînement dans le train d'entraînement d'un véhicule automobile et par un moyeu articulé d'un joint à tripode ou d'un joint homocinétique à billes qui est constitué par le moyeu, par des éléments de roulement transmettant le couple de rotation et par une partie extérieure, caractérisée en ce que: - la denture extérieure (2) de l'arbre (1) se termine sans décrochage dans la tige d'arbre (5) avec distance par rapport à l'extrémité de denture côté tige d'arbre du moyeu (3); - la denture extérieure (2) se termine à l'intérieur du moyeu (3) par une extrémité en gradin (9); - l'arbre (1) présente en raccordement à la denture d'arbre extérieure (2) un tronçon d'extrémité (6) exempt de denture; - le tronçon d'extrémité (6) exempt de denture porte ou forme des éléments de fixation qui s'appuient en blocage axial contre une surface frontale (10) côté extrémité d'arbre du moyeu (3); - la denture d'arbre intérieure (4) du moyeu (3) possède du côté extrémité d'arbre un tronçon déformé (14) qui empêche l'engagement et qui s'appuie en blocage axial contre l'extrémité (9) de la denture d'arbre extérieure (2). 2. Liaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre (1) possède sur le tronçon d'extrémité (6) une entaille (11) et en terminaison un épaulement (13), et en ce que dans l'entaille (11) est logé un anneau de blocage (12) qui s'appuie contre l'épaulement (13) et sur la surface frontale (1 0) côté extrémité d'arbre du moyeu (3). 3. Liaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre (1) possède sur le tronçon d'extrémité (6) un rebord (25) qui s'appuie directement sur la surface frontale (10) côté extrémité d'arbre du moyeu (3). 4. Liaison selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que le tronçon déformé (14) présente au moins des dents individuelles tournées en forme hélicoïdale. 5. Liaison selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que le tronçon déformé (14) présente au moins des dents individuelles décalées ou recourbées par rapport à la forme de départ. 6. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le tronçon déformé (14) présente au moins des dents individuelles refoulées et élargies radialement. 7. Liaison selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que le tronçon déformé (14) présente au moins des dents individuelles refoulées et élargies axialement. 8. Procédé pour fabriquer un moyeu pour une liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une ouverture de passage dans le moyeu (3) est pourvue d'une denture intérieure droite continue (4), et en ce qu'ensuite un tronçon de déformation (14) côté extrémité d'arbre est déformé de manière à empêcher l'engagement par rapport à la denture extérieure (2) de l'arbre (1).