Brevet FR2905741A1 — publié le 20080314

La présente invention concerne un assemblage comprenant - un arbre s'étendant selon un axe central et définissant une extrémité de montage, -un moyeu, - des premières cannelures principales ayant une première génératrice principale et situées sur l'un des éléments arbre et moyeu, -des secondes cannelures principales situées sur l'autre des éléments arbre et moyeu et étant complémentaires des premières cannelures principales, définissant un cercle primitif et des secondes génératrices principales, -des moyens d'indexation adaptés pour fixer circonférentiellement l'arbre par rapport au moyeu lors de 15 l'enfichage du moyeu sur l'extrémité de montage. Elle s'applique notamment à des assemblages d'arbre et de moyeu de joint homocinétiques à tripode. L'état de la technique comprend des assemblages ayant un arbre et un moyeu muni de cannelures mâles et 20 femelles correspondantes afin de fixer en rotation le moyeu sur l'arbre. L'arbre et le moyeu des assemblages connus comprennent, à leurs extrémités qui sont à l'état non assemblé dirigées l'une vers l'autre, des chanfreins de 25 montage. Ces chanfreins sont inclinés de 45 par rapport à l'axe central de l'arbre. Une dent de cannelure donnée définit deux grandeurs, l' ACTUAL et l'EFFECTIF. L' ACTUAL est défini par l'épaisseur de la dent de la cannelure à un endroit donné, tandis que 30 l'EFFECTIF est la projection de la dent sur un plan donné qui s'étend perpendiculairement à l'axe de l'arbre. L'EFFECTIF correspond à l'enveloppante de la dent. Dans ce qui suit, les expressions ACTUAL et EFFECTIF seront utilisées dans le sens précédemment indiqué. 2905741 2 Afin de faciliter le montage du moyeu sur l'arbre, il est souhaitable que, au début de l'emmanchement, les cannelures de l'arbre et du moyeu ont une interférence des ACTUAL de leurs cannelures le moins important possible, 5 étant donné qu'une interférence donné des ACTUAL augmente la force nécessaire d'emmanchement plus que la même interférence des EFFECTIF. A cet effet, l'invention a pour objet un assemblage du type précité, caractérisé en ce que les moyens 10 d'indexation comprennent des cannelures secondaires se raccordant aux premières cannelures principales, en ce que ces cannelures secondaires ont un premier profil secondaire s'étendant radialement entre le cercle primitif et la seconde génératrice principale, en ce que ce premier profil secondaire a une forme convexe ou concave, en ce que les secondes cannelures principales ont un second profil secondaire s'étendant radialement entre le cercle primitif et les secondes génératrices principales, et en ce que, en projection circonférentielle et lors de l'enfichage du moyeu sur l'arbre, le second profil secondaire définit un premier contact en forme de point avec le premier profil secondaire. Selon des modes de réalisation particuliers, l'assemblage selon l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le premier profil secondaire comporte au moins une première et une deuxième sections linéaires formant un angle entre elles, la première section étant constituée par une surface secondaire inclinée au maximum de 30 par rapport à l'axe central ; - la première section s'étend parallèlement à l'axe central ; les premières cannelures principales sont disposées sur l'arbre, les secondes cannelures principales sont disposées sur le moyeu, et en ce que les cannelures 2905741 3 secondaires sont situées sur l'arbre axialement entre l'extrémité de montage et les premières cannelures principales ; - l'arbre comprend une tête d'extrémité et une gorge 5 annulaire qui s'étend entre la tête d'extrémité et les cannelures principales situées sur l'arbre ; les cannelures secondaires sont situées sur la tête d'extrémité, notamment situées exclusivement sur la tête d'extrémité ; 10 - les cannelures secondaires sont situées, notamment situées exclusivement, entre les cannelures principales situées sur l'arbre et la gorge annulaire ; l'arbre comprend un chanfrein disposé entre la gorge annulaire et les cannelures secondaires, et le 15 chanfrein est plus incliné à l'axe central que la première section ; et - les cannelures principales situées sur l'arbre s'évasent vers l'extrémité de montage. L'invention a en outre pour objet un joint 20 homocinétique comprenant un arbre et un tripode monté sur l'arbre, caractérisé en ce qu'il comprend un assemblage tel que défini ci-dessus, l'arbre de l'assemblage étant l'arbre du joint et le moyeu étant le tripode du joint. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 25 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'un assemblage selon l'invention, à l'état non monté ; 30 - la figure 2 est le détail II de la figure 1, à plus grande échelle ; - la figure 3 est une vue de côté d'une variante de l'assemblage de la figure 1 ; 2905741 4 - la figure 4 est une vue de côté d'un assemblage selon un second mode de réalisation de l'invention ; et la figure 5 est le détail V de la figure 4 à plus grande échelle. 5 Sur la figure 1 est représenté, en vue de côté et partiellement coupé, un assemblage selon l'invention, désigné par la référence générale 2. L'assemblage 2 comprend un arbre 4, un moyeu 6, adapté pour être fixé sur l'arbre 4, et un circlip 8, 10 indiqué en traits interrompus. L'arbre 4 et le moyeu 6 s'étendent selon un axe central X-X commun à l'état monté. Dans ce qui suit, les expressions axialement , radialement , circonférentiellement seront utilisées 15 par rapport à l'axe central X-X. L'arbre 4 comporte des premières cannelures principales 10, tandis que des secondes cannelures principales 12 sont portées par le moyeu 6. Ces secondes cannelures principales 12 sont complémentaires des premières 20 cannelures principales 10, et permettent de fixer le moyeu 6 et l'arbre 4 l'un par rapport à l'autre en rotation autour de l'axe X-X. L'arbre 4 se termine par une extrémité de montage 14 sur laquelle le moyeu 6 est enfiché axialement lors du 25 montage. L'arbre 4 comprend également des cannelures secondaires 16 disposées axialement exclusivement entre cette extrémité de montage 14 et les premières cannelures principales 10. 30 Une gorge annulaire 18 est ménagée dans l'arbre 4, et ceci axialement entre les cannelures secondaires 16 et l'extrémité de montage 14, en formant une tête d'extrémité 20. Ainsi, les cannelures secondaires 16 sont situées 2905741 5 axialement exclusivement entre les premières cannelures principales 10 et la gorge annulaire 18. Le circlip 8 est engagé dans la gorge annulaire 18 à l'état assemblé du moyeu 6 sur l'arbre 4, et retient le 5 moyeu 6 axialement sur l'arbre 4. Les premières cannelures principales 10 sont des cannelures mâles et sont définies par une première génératrice principale 22, qui définit l'enveloppe radialement extérieure des premières cannelures principales 10 10, ainsi que des premiers fonds de cannelure principale 24, qui s'étendent entre les dents de la cannelure 10. Chaque fond de cannelure principale 24 s'étend à la même distance radiale de l'axe X-X sur toute la longueur axiale de la première cannelure principale 10. 15 Les secondes cannelures principales 12 sont des cannelures femelles, et sont définies par une seconde génératrice principale 26 rectiligne. La seconde génératrice principale 26 définit l'enveloppe radialement intérieure des secondes cannelures, ainsi que des deuxième fonds de 20 cannelure principale 28. Les secondes cannelures principales 12 définissent en outre un cercle primitif 30 qui est le cercle centré sur l'axe central X-X du moyeu 6 et dont le rayon est situé à mi-distance des deuxième génératrices principales 26 et des deuxième fonds de cannelure 28. 25 Comme ceci est particulièrement visible sur la figure 2, les cannelures secondaires 16 ont un premier profil secondaire 16A, qui est radialement délimité par la projection axiale du cercle primitif 30 et par la seconde génératrice principale 26. Sur sa longueur axiale et en vue 30 circonférentielle, ce profil secondaire 16A a une forme convexe, par exemple strictement convexe. En variante, le profil secondaire 16A a une forme concave, par exemple strictement concave. Axialement, le profil secondaire 16A comprend une première section linéaire 34 constituée par une 2905741 6 surface secondaire 32. Cette surface 32 s'étend sur sa longueur axiale radialement entre le cercle primitif 30 et la seconde génératrice principale 26 lorsque le moyeu 6 et l'axe 4 sont alignés sur un seul axe commun. La surface 5 secondaire 32 est inclinée au maximum de 30 par rapport à l'axe central X-X. Dans l'exemple représenté, la section linéaire 34 s'étend parallèlement à l'axe central X-X. En variante, la section linéaire 34 est inclinée par rapport à l'axe X-X d'un angle supérieur à 0 et inférieur ou égal à 10 30 . Par ailleurs, le moyeu 6 comprend un chanfrein d'entrée 36 dirigé vers l'extrémité de montage 14 avant le montage. Ce chanfrein a une inclinaison par exemple 45 . Le chanfrein 36 s'étend jusque dans la zone des secondes 15 cannelures principales 12 et forme un second profil secondaire 36A qui est délimité radialement par le cercle primitif 30 et par la seconde génératrice principale 26. Du fait de la disposition décrite, la valeur de l'interférence des ACTUAL des secondes cannelures 20 principales 12 et cannelures secondaires 16 telle que définie dans l'introduction de cette description, est relativement faible. De plus, le fait d'agencer la surface secondaire 32 parallèlement à l'axe X-X permet de garder la longueur axiale des cannelures secondaires 16 faible, ce qui 25 augmente la longueur des premières cannelures principales 10 pour une longueur axiale donnée de l'assemblage. Le premier profil secondaire 16A comporte en outre une seconde section 35, linéaire, dont l'inclinaison est supérieure à l'inclinaison de la première section 34. Cette 30 seconde section 35 s'étend axialement entre la première section et l'extrémité de montage 14. La seconde section 35 linéaire est inclinée par exemple entre 60 et 90 par rapport à l'axe central X-X. 2905741 7 Du côté opposé de la seconde section 35, le premier profil secondaire 16A comporte une troisième section 37 de profil concave ou linéaire, qui est inclinée par rapport à l'axe X-X d'un angle supérieur à l'angle d'inclinaison de la 5 première section 34. La disposition décrite des cannelures secondaires 16 permet d'indexer le moyeu 6 par rapport à l'arbre 4, c'est-à-dire fixer temporairement circonférentiellement, l'arbre 4 au moyeu 6 lors de l'enfichage du moyeu 6 sur l'extrémité de 10 montage 14, et ceci sans ou avec peu de blocage axial. En effet, lorsque le moyeu 6 est approché de l'arbre, en projection circonférentielle PC, comme indiqué en traits interrompus sur la Figure 2, le second profil secondaire 36A vient en contact avec le premier profil secondaire 16A en un 15 seul point P, et non pas sur une multitude de points ou sur une ligne. Ainsi, la longueur axiale de contact entre les secondes cannelures principales 26 et les cannelures secondaires 16 est importante avant que les premières 10 et 20 les secondes 12 cannelures s'engagent. De plus, le contact en forme de point diminue les risques de coincement entre le moyeu 6 et l'arbre 4. L'assemblage 2 est en outre résistant à l'usure, et permet une fabrication économique. 25 Sur la figure 3 est représentée une variante de l'assemblage des figures 1 et 2, qui diffère de l'assemblage 2 précédemment décrit par ce qui suit. Les éléments analogues portent les mêmes références. Les cannelures secondaires 16 ont un premier profil 30 16A qui est constitué d'une première section linéaire 34 et d'une seconde section linéaire 35. La première section linéaire 34 est rectiligne et est inclinée d'un angle supérieur à 0 par rapport à l'axe central X-X, et est inclinée au maximum de 30 par rapport à l'axe central X-X. 2905741 8 Dans le cas où la première section 34 est inclinée par rapport à l'axe central X-X d'un angle supérieur à 0 , la surface secondaire 32 a une normale ayant une composante dirigée vers l'extrémité de montage 14. 5 La seconde section 35 est disposée axialement entre la première section 34 et les cannelures principales 10. L'arbre 4 comprend un chanfrein 40 qui est disposé entre les cannelures secondaires 16 et la gorge annulaire 18. 10 Le chanfrein 40 comporte une surface qui est, en coupe radiale, plus inclinée que la première section linéaire 34. En l'occurrence, le chanfrein 40 forme un angle de 45 avec l'axe X-X. Ce chanfrein 40 permet de limiter les déformations lors de la fabrication par roulage des 15 cannelures secondaires 16. De plus, la première génératrice 22 est inclinée par rapport à l'axe X-X d'un angle [3, supérieur à o , de telle manière que les cannelures principales 10 s'évasent vers l'extrémité de montage 14. En d'autres termes, la surface 20 enveloppante des cannelures principales 10 est dirigée à l'opposé de l'extrémité de montage 14. L'angle F3 est de préférence supérieur à 0 et inférieur à 2 . Cette disposition conduit à une répartition régulière de la pression circonférentielle sur la longueur 25 axiale entre les premières cannelures principales 10 et les deuxièmes cannelures principales 12. Sur les figures 4 et 5 est représenté un deuxième mode de réalisation d'un assemblage selon l'invention, qui diffère de celui décrit en référence aux figures 1 et 2 par 30 ce qui suit. Les premières cannelures principales 10 s'étendent axialement jusqu'à la gorge annulaire 18, de telle sorte que la gorge annulaire 18 se raccorde aux premières cannelures principales 10. 2905741 9 Les cannelures secondaires 16 sont disposées exclusivement sur la tête d'extrémité 20. La première section 34 et la seconde section 35 sont disposées sur la tête d'extrémité 20. 5 Lors du montage du moyeu 6 sur l'arbre 4, les deuxièmes cannelures principales 12 s'engagent tout d'abord dans les cannelures secondaires 16. De plus, cet engagement est facilité par une surface tronconique 42 située sur la tête d'extrémité 20 et dirigée vers l'extrémité de montage 10 14. Cette surface tronconique 42 forme la seconde section 35. Lorsque le moyeu 6 est complètement enfiché sur les premières cannelures principales 10 et axialement fixée par le circlip 8, il dégage complètement les cannelures secondaires 16. En conséquence, les cannelures secondaires 15 16 ne sont en contact avec le moyeu 6 que lors de l'opération de montage, ce qui conduit à une grande surface de contact avec les premières cannelures principales 10 et les deuxièmes cannelures principales 12 à l'état monté. En d'autres termes, à l'état monté, les deuxièmes cannelures 20 principales 12 sont en contact avec les premières cannelures principales 10 sur toute leur longueur axiale. Il est à noter que la première génératrice principale 22 inclinée de la variante de la figure 3 peut être appliquée de manière analogue aux autres modes de 25 réalisation. De même, les cannelures secondaires 16 situées sur la tête d'extrémité 20 peuvent être présentes sur la tête d'extrémité 20 des modes de réalisation des figures 1 à 3. Les cannelures secondaires 16 selon l'invention 30 permettent d'engager facilement le moyeu 6 sur l'arbre 4 tout en conduisant à une grande surface de contact entre les cannelures 10 et 12. Ainsi la fixation en rotation de l'arbre 4 et le moyeu 6 est fiable. 2905741 10 L'assemblage 2 constitue de préférence une partie d'un joint homocinétique, l'arbre 4 étant un arbre du joint et le moyeu 6 étant le tripode du joint. En variante, le second profil secondaire 36A peut 5 avoir d'autres formes, telles qu'une forme convexe ou concave. REVENDICATIONS 1. Assemblage comprenant - un arbre (4) s'étendant selon un axe central (X-X) et définissant une extrémité de montage (14), - un moyeu (6), - des premières cannelures principales (10) ayant une première génératrice principale (22) et situées sur l'un des éléments arbre et moyeu, - des secondes cannelures principales (12) situées sur l'autre des éléments arbre et moyeu et étant complémentaires des premières cannelures principales (10), définissant un cercle primitif (30) et des secondes génératrices principales (26), - des moyens d'indexation adaptés pour fixer 15 circonférentiellement l'arbre (4) par rapport au moyeu (6) lors de l'enfichage du moyeu (6) sur l'extrémité de montage (14), caractérisé en ce que les moyens d'indexation comprennent des cannelures secondaires (16) se raccordant 20 aux premières cannelures principales (10), en ce que ces cannelures secondaires (16) ont un premier profil secondaire (16A) s'étendant radialement entre le cercle primitif (30) et la seconde génératrice principale (26), en ce que ce premier profil secondaire (16A) a une forme convexe ou 25 concave, en ce que les secondes cannelures principales (12) ont un second profil secondaire (16A) s'étendant radialement entre le cercle primitif (30) et les secondes génératrices principales (26), et en ce que, en projection circonférentielle et lors de l'enfichage du moyeu sur 30 l'arbre, le second profil secondaire définit un premier contact en forme de point (:?) avec le premier profil secondaire. 2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier profil secondaire (16A) comporte au 2905741 12 moins une première (34) et une deuxième sections (35) linéaires formant un angle entre elles, la première section (34) étant constituée par une surface secondaire (32) inclinée au maximum de 30 par rapport à l'axe central (X-5 X). 3. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première section (34) s'étend parallèlement à l'axe central (X-X). 4. Assemblage selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes, caractérisé en ce que les premières cannelures principales (10) sont disposées sur l'arbre (4), les secondes cannelures principales (12) sont disposées sur le moyeu (6), et en ce que les cannelures secondaires (16) sont situées sur l'arbre (4) axialement entre l'extrémité de montage (14) et les premières cannelures principales (10). 5. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre (4) comprend une tête d'extrémité (20) et une gorge annulaire (18) qui s'étend entre la tête d'extrémité (20) et les cannelures principales (10) situées sur l'arbre (4). 6. Assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les cannelures secondaires (16) sont situées sur la tête d'extrémité (20), notamment situées exclusivement sur la tête d'extrémité (20). 7. Assemblage selon les revendications 4 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce que les cannelures secondaires (16) sont situées, notamment situées exclusivement, entre les cannelures principales situées sur l'arbre (10) et la gorge annulaire (18). 8. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 et la revendication 7 prises ensemble, caractérisé en ce que l'arbre (4) comprend un chanfrein (40) disposé entre la gorge annulaire (18) et les cannelures 2905741 13 secondaires (16), et en ce que le chanfrein (40) est plus incliné à l'axe central (X-X) que la première section (34). 9. Assemblage selon l'une quelconque des revendication 1 à 8, caractérisé en ce que les cannelures 5 principales (10) situées sur l'arbre (4) s'évasent vers l'extrémité de montage (14). 10. Joint homocinétique comprenant un arbre et un tripode monté sur l'arbre, caractérisé en ce qu'il comprend un assemblage (2) selon l'une des revendications 10 précédentes, l'arbre (4) de l'assemblage étant l'arbre du joint et le moyeu (6) étant le tripode du joint.