Brevet FR2790048A1 — publié le 20000825

Arbre flexible avec suppression du jeu Des arbres flexibles servent généralement à transmettre un moment de rotation entre des moteurs d'entraînement et des dispositifs, disposés à part, que le moteur doit entraîner. Ils remédient à un décalage des axes ou à des différences angulaires des axes et servent au découplage des vibrations et buts analogues. Un cas d'application assez fréquent est le siège électriquement réglable dans le véhicule à moteur, dans lequel se trouvent plusieurs moteurs électriques qui, pour des raisons constructives, sont reliés, par l'intermédiaire d'arbres flexibles généralement relativement courts, aux mécanismes appropriés du siège (avancer/reculer, monter/descendre, basculement de la surface d'assise, réglage de la longueur de la surface d'assise, inclinaison du dossier, réglage de l'appui-tête, appui en cas de lordose, etc.). Des arbres flexibles présentent habituellement à leur couplage de raccordement situé du côté de l'extrémité des pièces d'extrémité qui sont conçues sous forme de polygone, habituellement de carré, et qui, pour le montage, s'enfilent de façon simple axialement dans le polygone creux, légèrement surdimensionné, d'une pièce de couplage qui représente la sortie du moment de rotation du moteur ou l'entrée du moment de rotation du mécanisme entraîné par l'arbre flexible. Lors de la fabrication du polygone creux sur la pièce de couplage on ne peut pas éviter des tolérances de fabrication. Mais de telles tolérances de fabrication sont avant tout inévitables sur le polygone de l'arbre flexible qui est habituellement conçu sous forme d'un faisceau de fils torsadé sur lequel on amène les pièces d'extrémité en forme de polygone sous haute pression par déformation plastique avec des poinçons de presse. Lors du montage d'un arbre flexible, l'enfichage du polygone dans le polygone creux doit se faire très facilement. Ceci est d'une part nécessaire pour des motifs de rapidité de montage. Mais il faut avant tout éviter un dur lors de l'enfichage car des forces d'enfichage trop élevées peuvent porter atteinte au moteur à l'une des extrémités de l'arbre ou au mécanisme à l'autre extrémité de l'arbre. Pour ces motifs on fabrique le polygone creux avec une surcote par rapport au polygone. Pour un carré présentant une distance de 3 mm entre les surfaces du carré, la surcote prescrite vaut par exemple 0,2 mm. Il est ainsi garanti qu'en cas d'écart de cote et même en cas de salissure des surfaces ou de bavures de fabrication, un enfichage facile est encore possible. Toutefois cette surcote nécessaire entre polygone creux et polygone conduit normalement à un jeu gênant à cet endroit de couplage. Ceci conduit à nouveau à des contraintes de bruit que l'on doit impérativement éviter dans le cas de l'état actuel de la technique automobile. La technique automobile actuelle vise un " silence de tombeau " absolu même en cas de franchissement d'une chaussée pavée. Lors de la mise en circuit du moteur, lorsque l'arbre flexible transmet le moment de rotation, en tournant à droite ou à gauche, aux deux endroits de couplage, il repose, par les sommets du polygone creux, contre les sommets du polygone extérieur. Si toutefois le sens de rotation commute brusquement, il en résulte du fait du jeu de l'alternance de charge, un renversement d'une position à gauche à une position à droite avec production d'un bruit de craquement. Au repos, lorsqu'aucun moment de rotation n'est transmis, les polygones cliquètent également dans les polygones creux du fait du jeu existant. Pour empêcher de tels bruits, on connaît dans l'état de la technique conforme au modèle, des dispositifs qui débordent le polygone. Le document DE 29723288 U présente dans ce but un flocage du polygone. Les produits floqués remplissent la différence de cote entre polygone et polygone creux et donnent un bon amortissement du bruit. Dans le cas de la construction du document DE 19717502 Cl, le polygone est revêtu par zone d'une couche élastique pour remplir la différence de section entre polygone et polygone creux. Dans le cas de ces constructions connues, grâce à l'emploi d'un flocage ou d'un revêtement élastique dans des zones de surface relativement faible, il faut faire en sorte que certes le bruit soit supprimé, mais que les forces d'enfichage ne soient pas trop élevées. En outre, à partir du document DE 3603666 A1, il est connu de fabriquer le polygone en technique de martelage sous légère torsion. Vu selon la direction de l'axe, le début du polygone est donc tordu en forme d'hélice par rapport à l'extrémité du polygone. Il en résulte un coincement en torsion du polygone dans le polygone creux, de fabrication rectiligne, ce qui donne également une surpression du jeu. Désavantageuse dans le cas de toutes les constructions mentionnées est la dépense notable de fabrication par flocage, revêtement ou technique de martelage compliquée. Ces techniques ne conviennent donc que très mal pour un produit de masse à fabriquer à coût favorable, ce qui est en particulier demandé par l'industrie de l'automobile. Le but de la présente invention est de concevoir à coût particulièrement favorable un arbre flexible du modèle mentionné au début présentant une suppression suffisante du jeu. On atteint ce but par le fait que les dispositifs sont conçus sous forme de saillies du matériau du polygone, résultant de l'écrasement, refoulées dans des évidements des poinçons. Pour enfoncer à force le faisceau de fils métalliques habituellement employé, de l'arbre flexible, dans les pièces d'extrémité, de façon sûre à l'encontre des épissures des fils métalliques, il faut habituellement exercer des forces notables, qui déforment plastiquement le matériau. Avec ces forces on peut provoquer dans le matériau du polygone des saillies résultant de l'écrasement dans des évidements des poinçons de presse. Si l'on prévoit sur le polygone de telles saillies de petite surface, résultant de l'écrasement, il en résulte sur ce polygone des éminences de petite surface qui débordent de la cote prescrite et qui pontent l'espace intermédiaire de jeu existant avec le polygone creux, mais qui, du fait de leur petite surface, ne créent que de faibles forces de frottement lors de l'enfichage. La fabrication des saillies résultant de l'écrasement se fait, sans dépense supplémentaire, immédiatement lors du formage du polygone à la presse, ce qui donne une fabrication d'un coût très favorable. Il suffit de prévoir sur les poinçons de presse des évidements appropriés que l'on peut usiner simplement par exemple par meulage, et qui ne portent pas atteinte à la résistance, en particulier à la solidité du poinçon de presse, de sorte qu'il n'apparaît aucune augmentation des coûts d'outillage. Il est avantageux que les saillies résultant de l'écrasement soient conçues sous forme linéaire sur les surfaces du carré sur lesquelles apparaissent, lors de la formation à la presse, les forces de fluage les plus élevées. Une conception linéaire rectiligne des saillies résultant de l'écrasement permet de concevoir les évidements appropriés dans les poinçons de presse sous forme de simples sillons longitudinaux. Il est avantageux que les saillies résultant de l'écrasement soient orientées, dans une conception rectiligne, transversalement par rapport à l'axe de l'arbre sur les surfaces du polygone. Il est alors avantageux qu'elles aillent jusqu'au voisinage des sommets pour y supprimer en particulier le jeu de l'alternance de charge. Dans le cas d'une disposition avantageuse de saillies rectilignes résultant de l'écrasement, parallèles à l'axe de l'arbre, ces saillies peuvent par exemple être disposées au milieu sur les surfaces du polygone et y compenser de façon particulièrement efficace le jeu au repos. Toutefois elles peuvent également être disposées décalées latéralement vers les sommets pour y supprimer en particulier le jeu de l'alternance de charge. La saillie résultant de l'écrasement peut être soutenue par des éminences qui sont disposées à côté des évidements dans le poinçon de presse et, sur le polygone, donnent une rainure à côté de la saillie résultant de l'écrasement. Le processus de fluage en est favorablement influencé et préparé pour le fluage du matériau nécessaire. De préférence, les saillies résultant de l'écrasement sont conçues sous forme ponctuelle sur les surfaces des sommets du polygone, jouxtant des rainures usinées à la presse dans les surfaces du polygone, transversalement par rapport à l'axe de l'arbre. Ici, le poinçon de presse ne présente dans la zone des surfaces du polygone qu'une éminence qui est disposée transversalement par rapport à l'axe de l'arbre et qui crée par écrasement une rainure correspondante dans la surface du polygone. Le matériau ne peut pas donner une saillie aux bords de la rainure mais seulement aux sommets du polygone entre les fentes existant entre les poinçons. Il en résulte aux sommets des polygones des saillies de forme ponctuelle résultant de l'écrasement qui, de très petite surface et ne donnant qu'un faible frottement, suppriment le jeu au sommet du polygone en particulier le jeu de l'alternance de charge. Les dessins représentent l'invention à titre d'exemple et schématiquement. La figure I est une vue frontale d'un carré dans une presse à quatre poinçons. La figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 représente un carré correspondant à la figure 2 avec une variante de réalisation des saillies résultant de l'écrasement. La figure 4 est une vue en bout axiale du carré de la figure 3 dans une pièce de couplage présentant un carré creux. La figure 5 représente un carré selon la figure 4 avec une autre variante de réalisation des saillies résultant de l'écrasement. La figure 6 représente la zone d'une saillie résultant de l'écrasement, en coupe partielle agrandie selon la ligne 6-6 de la figure 2. La figure 7 est une représentation de la figure 6 avec une saillie, résultant de l'écrasement, d'un autre profil. La figure 8 représente en coupe selon les figures 6 et 7 une autre variante de réalisation d'une saillie résultant de l'écrasement avec un autre profil et un profil de poinçon adapté. La figure 9 représente selon la figure 3 un carré avec une autre variante de réalisation des saillies résultant de l'écrasement. La figure 10 est une vue frontale du carré de la figure 9. Sur les figures 1 et 2 est représenté un arbre flexible I de section ronde, qui est fabriqué à partir d'un faisceau de fils métalliques torsadés et qui, à sa zone d'extrémité, est usiné à la presse pour donner un carré avec surface de carré 2. L'usinage à la presse se fait au moyen de quatre poinçons 3 d'une presse qui, sous haute pression et fluage du matériau des fils métalliques, donne à l'arbre 1, dans la zone d'extrémité, la forme représentée sur les figures I et 2, avec des surfaces de carré planes 2 et de courtes surfaces de sommet courbes 4, situées entre les surface de carré, dans la zone des fentes entre les poinçons 3, comme on le voit sur la figure 1. La surface d'extrémité 5 de l'arbre est par exemple arrondie par meulage ultérieur. La surface de carré plane, orientée vers l'observateur, est représentée de la façon habituelle sur la figure 2 par deux lignes croisées allant respectivement d'un sommet à l'autre. Par son carré formé par les surfaces de carré 2, on enfiche l'arbre I dans une pièce de couplage habituelle 6 pour le couplage, comme représenté en coupe sur la figure 4. La pièce de couplage 6 présente un carré creux avec surfaces de carré 7 qui, par rapport à la cote du carré extérieur de par exemple 3 mm, présente entre les surfaces extérieures une surcote de par exemple 3,2 mm. Il en résulte entre les surfaces du carré creux 7 et les surfaces du carré extérieures 2 une fente périphérique de 0,1 mm que l'on peut voir sur la figure 4. Cette fente peut conduire à des bruits de cliquettement. Pour les empêcher, la zone du carré de l'arbre 1 représentée sur les figures I et 2 comporte des dispositifs pour supprimer le jeu et de façon plus précise des saillies 8, résultant de l'écrasement, qui sont disposées linéairement, transversalement par rapport à l'axe de l'arbre 1, et sont formées sur les surfaces 2 du carré, en y débordant. Elles sont produites par des sillons appropriés 9 dans les poinçons 3 de la presse comme on le voit sur la figure 2. Sous des forces de compression élevées, le matériau refoulé, par écrasement, dans les surfaces 2 du carré flue dans les sillons 9 du poinçon 3 et forme ainsi les saillies 8 résultant de l'écrasement. Si celles-ci ont par exemple une hauteur de 0, 1 mm, elles remplissent exactement la fente dont on a parlé à propos de la figure 4, avec les surfaces 7 du carré creux de la pièce de couplage 6. Du fait de cette conception de faible surface, sensiblement inférieure à la surface totale de la face du carré 2, il n'en résulte toutefois qu'un faible frottement si un serrage devait résulter d'écarts de cote. On peut donc déjà racler avec une faible force d'enfichage des saillies 8 trop élevées. La figure 3 représente la pièce d'extrémité de l'arbre 1 représentée sur la figure 2, avec une variante de réalisation des saillies 18 résultant de l'écrasement, qui, dans ce cas, ne sont pas disposées transversalement mais parallèlement à l'axe de l'arbre I et de façon plus précise au milieu sur les surfaces 2 du polygone. Cette forme de réalisation du carré est représentée sur la figure 4 enfichée dans la pièce de couplage 6. On voit que les saillies 18 résultant de l'écrasement s'appuient au milieu contre les surfaces 7 du carré creux de la pièce de couplage 6. Cet appui donne une bonne sécurité à l'égard d'un cliquettement, en particulier en position de repos de l'arbre 1, lorsque celui-ci n'est pas contraint en rotation. La figure 5 représente dans une représentation conforme à la figure 4, c'est-à-dire en vue en bout, le même arbre 1 avec des surfaces de carré 2. Sont prévues des saillies 28, résultant de l'écrasement, qui, comme les saillies 18 des figures 3 et 4, sont orientées parallèlement à l'axe de l'arbre 1, mais toutefois, comme représenté, non pas au milieu sur les surfaces 2 du carré, mais, chaque fois à deux sur une face du carré, décalées latéralement en direction des surfaces des sommets 4. Cette forme de réalisation agit de façon analogue à celle des figures 3 et 4, mais avec un meilleur appui aux sommets à l'égard d'un jeu résultant de l'alternance de charge. Il en résulte toutefois également des forces d'enfichage plus élevées du fait des zones de surface plus grandes des saillies 28. La surface 6 représente en coupe agrandie selon les lignes 6-6 de la figure 2, en extrait, la zone de la saillie 8. On voit que dans ce cas le profil de la saillie 8 résultant de l'écrasement a une forme demi- ronde. La rainure 9 (figure 2) du poinçon de presse 2 employée pour sa fabrication a également une forme demi-ronde. La section peut également être de forme différente, par exemple, comme dans le cas de la saillie 38 de la figure 7, de forme triangulaire. On peut ainsi obtenir dans la zone extérieure, débordant de l'arbre, de la saillie 38 une surface plus faible qui, lors du serrage, peut plus facilement, lors de l'enfichage, être raclée contre la surface 7 du carré creux de la pièce de couplage 6. La figure 8 représente une autre variante de la saillie 48 à côté de laquelle une rainure 47 est formée dans la surface 2 du carré. Le poinçon 3 présente ici pour l'écrasement une rainure 49 et une saillie 46 située à côté. Par refoulement du matériau de la rainure 47, on obtient, même dans des circonstances défavorables, un fluage suffisant du matériau dans la saillie 48. Les figures 9 et 10 représentent une autre forme de réalisation de l'arbre 1 avec les surfaces 2 du carré et les surfaces 4 des sommets. Dans la zone représentée une rainure trapézoïdale 90 est usinée dans toutes les surfaces 2 du carré. Refoulé dans la rainure trapézoïdale périphérique 90, le matériau ne peut fluer que dans les fentes entre les poinçons 3, représentée sur la figure 1, et forme ainsi des saillies ponctuelles 98, résultant de l'écrasement, aux extrémités des surfaces des sommets 4 du carré qui jouxtent la rainure périphérique 90. Sur la figure 10 on peut voir ces saillies 98 en vue frontale. Les saillies 8 ou 18 résultant de l'écrasement et représentées sur les figures 2 et 3 sont de forme linéaire droite. Toutefois elles pourraient également, de façon non représentée, avoir la forme par exemple de lignes courbes, par exemple en forme de " S ". En outre on peut également prévoir des saillies, résultant de l'écrasement, essentiellement ponctuelles, par exemple sous forme d'éminences en forme de demi-sphère correspondant en coupe à la figure 6. REVENDICATIONS 1. Arbre flexible (1) comportant une pièce d'extrémité ayant en coupe la forme d'un polygone (carré), mise en forme dans des poinçons de presse (3), pour venir en prise dans une pièce de couplage (6) à polygone creux surdimensionné (7), ainsi que, pour supprimer le jeu, des dispositifs qui débordent la section du polygone, caractérisé par le fait que les dispositifs sont conçus sous forme de saillies (8, 18, 28, 38, 48, 98) du matériau du polygone, résultant de l'écrasement, refoulées dans des évidements (9, 49) des poinçons (3). 2. Arbre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les saillies résultant de l'écrasement (8, 18, 28, 38, 48) sont conçues sous forme linéaire sur les surfaces du polygone (2). 3. Arbre selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les saillies résultant de l'écrasement (8) sont disposées transversalement par rapport à l'axe de l'arbre (1). 4. Arbre selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les saillies résultant de l'écrasement (18, 28) sont disposées parallèlement par rapport à l'axe de l'arbre (1). 5. Arbre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les saillies résultant de l'écrasement (98) sont conçues sous forme ponctuelle sur les surfaces des sommets (4) du polygone, jouxtant des rainures (90) usinées à la presse dans les surfaces du polygone (2), transversalement par rapport à l'axe de l'arbre (1).