Brevet FR3088695A1 — publié le 20200522

Description Titre de l'invention : BAGUE D'ASSEMBLAGE ET PROCEDE POUR LE MONTAGE D'UN ARBRE CANNELE DANS UN MOYEU CANNELE [000]] L'invention a trait au montage d'un arbre cannelé dans un moyeu cannelé, et plus particulièrement à l'alignement en rotation de l'arbre et du moyeu lors de leur montage. [0002] Afin de permettre l'insertion d'un arbre cannelé dans un moyeu cannelé, les axes de rotation et les cannelures de ceux-ci doivent être alignés. [0003] Il est connu de réaliser ces alignements à la main ou à l'aide d'un outil. Cependant, ceci grève le temps de montage des arbres dans les moyeux et peut s'avérer impossible lorsque la rotation de l'arbre et/ou du moyeu est fortement freinée par des pièces adjacentes. [0004] Comme représenté sur les figures I et 2, il est également connu d'usiner, en extrémité 130, 230 dc l'arbre 100 et/ou du moyeu 200, un pan 140, 240 conique pour guider l'alignement des axes 150, 250 de rotation de l'arbre 100 et du moyeu 200 ainsi que des chanfreins III sur les cannelures 110, 120 de l'arbre 100 pour guider l'alignement des cannelures 110, 120, 210, 220 par rotation de l'arbre 100 et/ou du moyeu 200. [0005] De tels usinages ne permettent, cependant, pas l'alignement des cannelures 110, 120, 210, 220 de l'arbre 100 et du moyeu 200 lorsque la rotation de l'arbre 100 et/ou du moyeu 200 est fortement freinée. [0006] Par ailleurs, le document US3197216 décrit une bague d'étanchéité disposée à une embouchure d'un moyeu prévenant la perte de 111Ni-fiant présent entre le moyeu et un arbre inséré dans le moyeu. Une telle bague ne permet- pas de faciliter un alignement de l'arbre et du moyeu lors de leur montage. [0007] L'objectif de l'invention est de proposer des moyens et un procédé pour le montage d'un arbre cannelé dans un moyeu cannelé facilitant l'alignement en rotation de l'arbre et du moyeu autour de leurs axes de rotation par rapport à l'art antérieur, en particulier lorsque la rotation de l'arbre et/ou du moyeu est fortement freinée. [0008] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, une bague d'assemblage d'un arbre cannelé dans un moyeu cannelé, la bague présentant une forme générale de cylindre de révolution autour d'un axe, la bague comprenant une face interne et au moins un pion faisant saillie de ladite face interne suivant une direction radiale de la bague, le au moins un pion comprenant une base et une surface longitudinale de génératrices parallèles audit axe de 2 révolution, le pion comprenant au moins un chanfrein reliant la face interne et la surface longitudinale et dont la normale ne coupe pas ledit axe de révolution. [0009] Une telle bague d'assemblage permet ainsi le montage d'un arbre dans un moyeu par glissement des cannelures de l'arbre sur le chanfrein de la bague. [0010] Ce glissement est la conséquence d'une poussée de l'arbre contre la bague résultant en une force comprenant une composante parallèle au chanfrein qui participe à faire progresser l'arbre dans le moyeu et une composante parallèle à la normale, soit à une direction orthogonale, au chanfrein. La normale au chanfrein ne coupant pas l'axe de révolution de la bague, ladite composante normale au chanfrein engendre une rotation de l'arbre par rapport à la bague autour dudit axe de révolution. [0011] Cette rotation de l'arbre par rapport à la bague permet d'aligner les cannelures de l'arbre avec le pion de la bague et avec les cannelures du moyeu facilitant l'assemblage de l'arbre dans le moyeu, en particulier lorsque la rotation de l'arbre et/ou du moyeu est fortement freinée par des pièces liées à l'arbre et/ou au moyeu. [0012] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - le pion comprend deux chanfreins reliant la face interne et la surface longitudinale et dont la normale ne coupe pas ledit axe de révolution, l'un desdits chanfreins étant disposé sur un flanc gauche de la surface longitudinale et l'autre desdits chanfreins étant disposé sur un flanc droit de la surface longitudinale ; les chanfreins ainsi disposés permettent la. rotation autour de l'axe de révolution dans sens ou dans le sens opposé ; - la bague comprend une embouchure évasée du côté du chanfrein permettant un alignement axial de l'axe de rotation de l'arbre et de l'axe de rotation du moyeu par guidage de l'arbre ; - la bague comprend cinq pions régulièrement répartis autour de l'axe de révolution de la bague ; - la bague est fabriquée en un matériau fritté ou en un matériau polymère. [0013] Il est proposé, en deuxième lieu, un ensemble de transmission de puissance comprenant un moyeu cannelé, un arbre cannelé inséré dans le moyeu et une bague telle que précédemment décrite, la bague étant disposée à une embouchure du moyeux par laquelle l'arbre est inséré dans le moyeu, le pion de la bague étant aligné avec une dent définie par les cannelures du moyeu, les cannelures de l'arbre coopérant avec les cannelures du moyeu et avec le pion. 3 [0014] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - la bague est couplée au moyeu par un ajustement en force, par un collage ou par un index bloquant en rotation la bague par rapport au moyeu ; - l'arbre comprend également un chanfrein sur au moins une dent définie par les cannelures de l'arbre, le chanfrein de l'arbre étant disposé à une extrémité des cannelures de l'arbre par laquelle l'arbre est configuré pour être inséré dans le moyeu. [0015] Il est proposé, en troisième lieu, un procédé de montage d'un ensemble de transmission de puissance tel que précédemment décrit, le procédé de montage comprenant une mise en place de la bague à l'embouchure du moyeu, le procédé de montage comprenant ensuite un alignement en rotation de l'arbre et du moyeu par rotation autour d'un axe de rotation de l'arbre etiou autour d'un axe de rotation du moyeu, la bague étant disposée, lors de l'alignement en rotation, entre l'arbre et le moyeu, le procédé de montage comprenant une insertion de l'arbre dans le moyeu, lors de l'alignement en rotation, les cannelures de l'arbre et le chanfrein du pion glissant l'un contre l'autre déterminant le sens de rotation de l'arbre clou du moyeu. [0016] Il est proposé, en quatrième lieu, un groupe motopropulseur comprenant un moteur, une boite de vitesses et une bague, le moteur comportant un moyeu cannelé et la boite de vitesses comportant un arbre cannelé inséré dans le moyeu du moteur. le moyeu cannelé, l'arbre cannelé et la bague formant un ensemble de transmission de puissance tel que précédemment décrit. [0017] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : [0018] [Fig. 1] - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un arbre cannelé et d'un moyeu cannelé selon l'art antérieur ; [0019] [Fig. 2] - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de l'arbre et du moyeu représenté sur la figure 1 ; [0020] [Fig. 3] 4 [0021] [Fig. 4] - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en perspective d'une bague rapportée pour le montage d'un arbre dans un moyeu ; [0022] [Fig. 5] - la figure 5 est une vue semblable à la figure 4, agrandie et centrée sur un pion de la bague rapportée ; [0023] [Fig. 6] [0024] [Fig. 7] - les figures 6 et 7 sont des vues en perspective et en plan de la bague rapportée mise en place sur un moyeu cannelé ; [0025] [Fig. 8] - la figure 8 est une vue schématique en perspective d'un arbre cannelé, d'un moyeu cannelé et d'une bague rapportée mise en place sur le moyeu ; [0026] [Fig. 9] - la figure 9 est vue schématique en coupe transversale de l'arbre, du moyeu et de la bague rapportée représenté sur la figure 8. [0027] Les ligures 3 et 4 représentent une bague 300 rapportée pour le montage d'un arbre 100 cannelé dans un moyeu 200 cannelé. [0028] Selon le mode de réalisation représenté, la bague 300 rapportée présente une forme générale sensiblement cylindrique autour d'un axe 350 de révolution. La bague 300 rapportée comprend une face 321 interne, une face 322 externe et une face 323 arrière entre la face 321 interne et la face 322 externe et orthogonale à la face 321 interne et à la. face 322 externe. [0029] La bague 300 rapportée est destinée à être mise en place sur le moyeu 200, contre une extrémité 230 des cannelures 210, 220 du moyeu 200, comme représenté en particulier sur les figures 6 et 7. L'arbre 100 est apte à être inséré dans le moyeu 200 par cette dite extrémité 230, comme représenté sur les figures 8 et 9. [0030] Selon le mode de réalisation illustré, lorsque la bague 300 rapportée est mise en place sur le moyeu 200, la face 322 externe de la bague 300 rapportée est disposée contre une face 260 de réception du moyeu 200. [0031] Dans le mode réalisation représenté, lorsque la bague 300 rapportée est mise en place sur le moyeu 200, la face 323 arrière de la bague 300 rapportée est disposée contre un pan 240 conique du moyeu 200. [0032] La bague 300 rapportée comprend au moins un pion 310, représenté en particulier sur la figure 5, une surface 313 longitudinale. Le pion peut comprendre une base 312. [0033] Selon le mode de réalisation illustré, le profil général du pion 310 vu selon un plan perpendiculaire à l'axe de 350 de révolution est semblable aux dents 210 défmies par les cannelures 210, 220 du moyeu 200. En particulier, sa section transversale, c'est-à-dire selon ce plan perpendiculaire, au niveau de la face arrière 31 correspond à la section transversale de la cannelure du moyeu 200 cannelé. [0034] Dans le mode de réalisation représenté, la surface 313 longitudinale s'étend parallèlement à l'axe 350 de révolution. [0035] Selon le mode de réalisation représenté, la surface 313 longitudinale comprend trois pans. [0036] Dans le mode de réalisation illustré, le au moins un pion 310 est en saillie de la face 321 interne de la bague 300 rapportée suivant une direction radiale de la bague 300. [0037] Chaque pion 310 comprend au moins un chanfrein 311 disposé à l'opposé du moyeu 200 lorsque la bague 300 rapportée est mise en place sur le moyeu 200. [0038] Le au moins un chanfrein 311 est disposé en biais par rapport à une direction suivant laquelle s'étendent les cannelures 210, 220 du moyeu 200. [0039] Le chanfrein 311 relie la face 321 interne et la surface 313 longitudinale et sa normale ne coupe pas ledit axe 350 de révolution. [0040] Dans le mode de réalisation illustré, le au moins un chanfrein 311 n'étant pas coplanaire avec trois plans orthogonaux entre eux. Un premier desdits trois plans est tangent à la. face 321 interne de la bague 300 rapportée au niveau du pion 310 comprenant le chanfrein 311. Un deuxième desdits trois plans est orthogonal au premier plan et à. l'axe 350 de révolution de la bague 300 rapportée. Le troisième desdits trois plans est orthogonal au premier et au deuxième plan, l'axe 350 de révolution de la bague 300 rapportée étant parallèle à ce troisième plan. [0041] Selon le mode de réalisation représente, chaque pion 310 comprend deux chanfreins 311. L'un desdits chanfreins 311 est disposé sur un flanc gauche de la surface 313 longitudinale et l'autre desdits chanfreins 311 est disposé sur un flanc droit de la surface 313 longitudinale. [0042] Selon le mode de réalisation illustré, les chanfreins 311 sont disposés sensiblement symétriquement sur les pions 310. [0043] Selon le mode de réalisation illustré, les chanfreins 311 d'un même pion 310 sont en contact l'un avec l'autre et sont en contact avec la face 321 interne de la bague 300 rapportée. [0044] Selon le mode de réalisation représenté, la bague 300 rapportée comprend cinq pions 310. Les pions 310 sont régulièrement répartis sur la face 321 interne, autour de l'axe 350 de révolution de la bague 300 rapportée. [0045] Selon le mode de réalisation illustré, la bague 300 rapportée comprend un pan 340 conique disposé à l'opposé de la face 323 arrière, du même côté de la bague 300 rapportée que les chanfreins 311 de la bague 300 rapportée. [0046] Selon le mode de réalisation représenté, le pan 340 conique présente une forme générale d'entonnoir et est sensiblement coaxial avec l'axe 350 de révolution de la bague 300 rapportée. [0047] Les cannelures 210,220 du moyeu 200 définissent, entre chaque dent 210 du moyeu 200, un sillon 220. [0048] Les cannelures 110, 120 de l'arbre 100 définissent des dents 110 et des sillons 120. [0049] Les cannelures 110, 120, 210, 220 du moyeu 200 et de l'arbre 100 sont destinées à coopérer pour transmettre un mouvement. [0050] Les cannelures 110, 120, 210, 220 du moyeu 200 et de l'arbre 100 sont conçues de telle sorte que les dents 210 du moyeu 200 soient aptes à être insérées dans les sillons 120 de l'arbre 100 et les dents 110 de l'arbre 100 soient aptes à être insérées dans les sillons 220 du moyeu 200. [0051] Selon le mode de réalisation représenté, les dents 110, 210 du moyeu 200 et de l'arbre 100 et les sillons 120, 220 du moyeu 200 et de l'arbre 100 présentent une forme, en section transversale, de trapèze. [0052] Selon le mode de réalisation illustré, le moyeu 200 présente une forme générale sensiblement annulaire autour d'un axe 250 de rotation. [0053] Dans le mode de réalisation illustré, l'arbre 100 présente une forme générale sensiblement cylindrique autour d'un axe 150 de rotation. [0054] Au moins une dent 110 de l'arbre 100 comprend un chanfrein 111 disposé à une extrémité 130 des cannelures 110, 120 de l'arbre 100. [0055] Le au moins un chanfrein 111 est disposé en biais par rapport à une direction suivant laquelle s'étendent les cannelures 110, 120 de l'arbre 100. [0056] Selon le mode de réalisation représenté, ladite dent 110 de l'arbre 100 comprend deux chanfreins 111. [0057] Dans le mode de réalisation représenté, chaque dent 110 de l'arbre 100 comprend deux chanfreins 111. 7 [0058] Dans le mode de réalisation illustré, l'arbre 100 comprend, en son extrémité 130, un pan 140 conique. [0059] Selon différents modes de réalisation combinables : - la bague 300 rapportée est mise en place en force sur le moyeu 200 bloquant des mouvements relatifs entre le moyeu 200 et la bague 300 rapportée ; - la bague 300 rapportée est collée au moyeu 200; - un index bloque en rotation la bague 300 rapportée par rapport au moyeu 200 ; l'index étant, par exemple, en saillie de la bague 300 rapportée et apte à être inséré dans un trou du moyeu ou en saillie du moyeu 200 et apte à être inséré dans un trou de la bague 300 rapportée ou encore apte à être inséré dans un trou de la bague 300 rapportée et dans un trou du moyeu 200. [0060] Un procédé de montage de l'arbre 100 dans le moyeu 200 comprend une mise en place de la bague 300 rapportée sur le moyeu 200. [0061] La bague 300 rapportée est mise en place à ['extrémité 230 des cannelures 210, 220 du moyeu 200. [0062] Une fois la bague 300 rapportée mise en place sur le moyeu 200, les pions 310 de la bague 300 rapportée sont alignés avec des dents 210 du moyeu 200. [0063] Une fois la bague 300 rapportée mise en place sur le moyeu 200, l'axe 350 de révolution de la bague 300 rapportée et l'axe 250 de rotation du moyeu 200 sont sensiblement confondus. [0064] Selon le mode de réalisation représenté, le procédé de montage comprend, après la mise en place de la bague 300 rapportée, un alignement des axes 150, 250 de rotation de l'arbre 100 et du moyeu 200 par glissement du pan 140 conique de l'arbre 100 contre le pan 340 conique de la bague 300 rapportée. [0065] Le procédé de montage comprend une étape d'alignement en rotation de l'arbre 100 et du moyeu 200 par glissement des chanfreins 111 de l'arbre 100 contre les chanfreins 311 de la bague 300 rapportée. Cette étape d'alignement en rotation est réalisée suivant un sens de rotation défini par les chanfreins 111, 311 permettant d'aligner les cannelures 110, 120 de l'arbre 100 avec les cannelures 210, 220 du moyeu 200. [0066] Le nombre de pions 310 de la bague 300 rapportée permet la répartition des efforts sur chacun des pions 310 lors de l'insertion de l'arbre 100 dans le moyeu 200. 8 [0067] Selon le mode de réalisation illustré, les étapes d'alignement des axes 150, 250 de rotation et d'alignement en rotation sont réalisées par poussée de l'arbre et de l'ensemble bague 300 rapportée et moyeu 200 l'un vers l'autre. [0068] Le procédé de montage comprend une étape d'insertion de l'arbre 100 dans le moyeu 200. Cette étape d'insertion est réalisée par poussée de l'arbre 100 dans le moyeu 200 ou du moyeu 200 autour de l'arbre 100. [0069] Selon le mode de réalisation représenté, l'étape d'insertion est réalisée au moins jusqu'à ce que les cannelures 110, 120, 210, 220 de l'arbre 100 et du moyeu 200 soient aptes à coopérer pour transmettre un mouvement. [0070] Une telle bague 300 rapportée permet ainsi le montage de l'arbre 100 dans le moyeu 200 de manière facilitée, en particulier lorsque la. rotation de l'arbre et/ou du moyeu est fortement freinée par des bagues liées à l'arbre 100 et/ou au moyeu 200. [0071] Selon un mode de réalisation non représenté, au moins une dent 210 du moyeu 200 comprend directement, sur son extrémité 230, au moins un chanfrein 311. Aucune bague 300 rapportée n'est ainsi utilisée pour faciliter l'insertion de l'arbre 100 dans le moyeu 200. [0072] La bague 300 rapportée permet de ne pas modifier ou de modifier que très légèrement le moyeu 200 lors de sa fabrication. [0073] Selon différents modes de réalisation, la bague 300 rapportée est fabriquée par frittage ou encore par injection. La bague 300 rapportée est ainsi fabriquée, par exemple, en matériau fritté ou encore en plastique. [0074] Selon un mode de réalisation, l'arbre 100 cannelé appartient à une boîte de vitesses d'un véhicule automobile et le moyeu 200 cannelé appartient à un moteur du véhicule automobile. [0075] Selon un mode de réalisation, le véhicule automobile comprend une motorisation hybride thermique/électrique rechargeable. 9