FR2470287A3

FR2470287A3 - Joint d'accouplement a frottement

Info

Publication number: FR2470287A3
Application number: FR8024451A
Authority: FR
Inventors: Bengt Lundgren
Original assignee: SKF Nova AB
Current assignee: SKF Nova AB
Priority date: 1979-11-19
Filing date: 1980-11-18
Publication date: 1981-05-29
Also published as: BE886218A; US4407603A; JPS5676720U; FR2470287B3; GB2063422B; CA1158449A; SE7909531L; GB2063422A; IT8023410V0; SE429993B

Abstract

JOINT D'ACCOUPLEMENT A FROTTEMENT. LE DISPOSITIF SELON LA PRESENTE INVENTION PERMET D'OBTENIR UN JOINT A FROTTEMENT COMPRENANT DEUX ELEMENTS 1, 2 COMPORTANT DES SURFACES CONCENTRIQUES OPPOSEES ET PRINCIPALEMENT CONIQUES PRESSEES L'UNE CONTRE L'AUTRE PAR UN DEPLACEMENT AXIAL RELATIF DANS UNE DIRECTION. LE JOINT COMPREND, DE PREFERENCE, UN MANCHON SUR LEQUEL UNE DESDITES SURFACES EST FORMEE ET, POUR OBTENIR UNE EXTENSION RADIALE MINIMALE, LES SURFACES DU JOINT PRESENTENT, EN COUPE LONGITUDINALE, UN PROFIL EN DENTS DE SCIE QUI PEUT ETRE CONSTITUE PAR PLUSIEURS PARTIES CONIQUES DISPOSEES EN UNE RANGEE, OU PAR UN PLAN INCLINE HELICOIDAL, QUI FORMENT UN ANGLE AVEC LES AXES LONGITUDINAUX DESDITS ELEMENTS.

Description

Joint d'accouplement à frottement.

La présente invention concerne un dispositif pour former un joint à frottement comprenant un élément intérieur qui peut être déplacé axialement dans un alésage d'un élément extérieur, lesdits éléments comportant des surfaces concentriques opposées qui, en coupe dans le sens longitudinal desdits éléments, présentent un profil en dents de scie avec plusieurs parties inclinées par rapport à l'axe longitudinal desdits éléments, les parties de surface d'une desdites surfaces coopérant avec

des parties de surface correspondantes de l'autre surface.

De tels dispositifs sont utilisés à différentes fins, par exemple pour le montage de divers objets tels qu'un roulement, des pignons et autres éléments analogues à des arbres et pour accoupler deux arbres. Ces dispositifs comprennent généralement un manchon comportant une surface conique, ce manchon étant

destiné à être déplacé le long d'une surface conique corres-

pondante d'un élément entouré par le manchon ou entourant le

manchon, afin d'être pressé contre ladite surface correspondante.

On obtient généralement le déplacement au moyen d'un écrou

disposé sur un filetage du manchon ou sur un élément adjacent.

L'écrou a donc à peu près les mêmes dimensions radiales que le manchon desorte que des moments de torsions importants sont nécessaires lors du serrage pour surmonter la résistance au frottement se manifestant dans les filetages et aux surfaces de pression de l'écrou. L'angle de conicité des surfaces coniques doit par conséquent être assez faible pour que l'on obtienne à coup-sûr une pression radiale voulue aux surfaces de frottement. Ceci revient à dire aue le joint est généralement sujet à un autoblocage ou coincement, c'est-à-dire qu'il se maintient assemblé même lorsque son écrou de serrage a été desserré. Il faut donc avoir recours à des dispositifs de traction particuliers pour desserrer le joint. Bien que l'on connaisse déjà des éléments de déplacement qui fournissent une force axiale suffisante pour permettre l'utilisation d'angles de conicité n'entraînant pas un autoblocage aux surfaces de frottement, ces éléments pouvant par exemple être 24f 0287 constitués par plusieurs vis axiales que l'on visse dans des trous axiaux taraudés formés dans un rebord fixé rigidement à l'élément par rapport auquel le manchon peut se déplacer et dont les surfaces d'extrémité portent contre une des surfaces d'extrémité du manchon, on n'a jamais utilisé à grande échelle des joints coniques à frottementayant des angles de conicité importants car de tels joints présenteraient une

extension radiale non souhaitable.

La présente invention a pour objet un joint de frottement qui fonctionne suivant le principe d'un manchon de blocage conique et qui peut être conçu avec une extension radiale faible sans être sujet par conséquent à un autoblocage, grâce à quoi le joint peut être facilement desserré sans moyensauxiliaires particuliers. On obtient ce résultat selon la présente invention grâce au fait que plusieurs vis vissées dans des trous axiaux taraudés permettent de déplacer axialement l'une par rapport à l'autre les surfaces respectives des éléments intérieur et extérieur

du dispositif formant le joint sans rotation relative simul-

tanée de ces surfaces.

Un dispositif selon la présente invention peut être fabriqué facilement et à bon marché et son utilisation n'est pas compliquée. Comme la capacité de transfert de couple d'un joint de petite dimension peut être accrue et que l'extension radiale peut être faible, le dispositif peut trouver une

application dans une grande diversité d'utilisation.

On va décrire ci-après et de façon plus détaillée la présente invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 et 10 sont des coupes longitudinales de dispositifs suivant différents modes de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue latérale d'un manchon intérieur destiné à être utilisé dans un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention; et la figure 9 est une vue d'extrémité d'un dispositif

suivant la figure 8.

Sur la figure 1, on voit que le dispositif comprend un élément intérieur 1 et un élément extérieur 2. L'élément

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intérieur peut être déplacé dans un alésaae de l'élément exté-

rieur et les éléments sont pourvus de surfaces concentriques opposées qui sont conçues et disposées de manière telle

qu'elles sont pressées l'une contre l'autre lors d'un dépla-

cement axial relatif dans une direction et qu'elles se séparent l'une de l'autre lors d'un déplacement dans la direction opposée. Pour obtenir'ce résultat, on donne aux surfaces une

forme telle qu'elles présentent, en coupe dans le sens longi-

tudinal des éléments, un profil en dents de scie comportant plusieurs parties qui sont inclinées par rapport aux axes desdits éléments, grâce à quoi les parties de surface d'une

des surfaces coopèrent avec les parties de surface corres-

pondantes de l'autre surface. Pour effectuer le déplacement axial lors de l'assemblage du joint de friction, un rebord ou collerette 3 est fixé à l'élément 1 et plusieurs trous axiaux taraudés 4 sont formés dans ce rebord. Une vis 5 est disposée dans chaque trou et les extrémités des vis portent contre une surface d'extrémité radiale de l'élément 2. Quand on visse la vis 5,l'élément 2 se déplace axialement sur l'élément 1, grâce à quoi l'élément 2 est poussé de telle sorte qu'il tend à augmenter de dimension radialement vers l'extérieur et que -l'élément 1 est comprimé de telle sorte qu'il tend à diminuer de dimension radialement vers l'intérieur. Les éléments 1 et 2 peuvent être constitués par deux manchons, l'élément 1 pouvant être disposé autour d'un arbre et l'élément 2 pouvant, par exemple, être disposé dans l'alésage d'une bague intérieure d'un roulement destiné à être emmanché sur l'arbre. Quand on serre les vis 5, la surface latérale extérieure de l'élément 2 est pressée contre la bague intérieure du roulement et la surface intérieure de l'élément 1 est pressée contre la surface latérale de l'arbre, un joint à frottement étant formé entre le roulement et l'arbre. Le frottement dans les filets et aux surfaces d'extrémité des vis 5 n'entraîne qu'une perte insignifiante de moment de torsion, une force axiale importante pouvant être obtenue à l'aide des vis lors de leur serrage. En d'autres termes, on peut donner aux surfaces inclinées coopérantes une pente relativement élevée, c'est-à-dire

que,seul, un déplacement axial relatif assez faible est néces-

saire pour engendrer la pression de contact radiale voulue dans

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le joint. Par suite de la pente élevée, on peut éviter que le joint se coince de lui-même, grâce à quoi on peut en obtenir

la séparation simplement par dévissage des vis 5.

Dans le cas o les éléments 1 et/ou 2 se présentent sous la forme d'un manchon, celui-ci peut être pourvu d'une fente

axiale en vue de faciliter les changements de dimension radiale.

Pour faciliter le serrage de l'ensemble du joint, les surfaces inclinées coopérantes peuvent présenter un faible coefficient de-frottement. Pour garantir la capacité du joint à transférer les moments de torsion, les éléments 1 et 2 peuvent être bloqués de manière à ne pas tourner l'un par rapport à l'autre, cela à l'aide d'un moyen de blocage approprié, par exemple par la pénétration des vis 5 dans des évidements pratiqués dans

les surfaces d'extrémité de l'élément 2.

La figure 1,montre un mode de réalisation dans lequel la collerette 3 se présente sous la forme d'un écrou qui est vissé sur l'élément intérieur 1. Il est également possible de concevoir la collerette de telle sorte qu'elle fasse corps complètement avec un des éléments. Untel mode de réalisation est représenté sur la figure 2 o la collerette 3 fait corps avec l'élément extérieur 2, les vis 5 exerçant une pression contre une surface d'extrémité de l'élément intérieur 1 lors

de l'assemblage du joint.

La figure 3 montre un mode de réalisation préféré ?5 *d'un élément intérieur avec une collerette 3. Les parties inclinées de la surface extérieure de l'élément sont formées par une rampe ou plan incliné hélicoïdal 6 qui forme ainsi un filet ayant un profil longitudinal en dents de scie. L'alésage de l'élément extérieur comporte un filet correspondant de sorte que l'élément extérieur peut être fixé sur l'élément intérieur lors de la fabrication du dispositif. On obtient le déplacement axial relatif des éléments intérieur et extérieur lors de la formation d'un joint à frottement en serrant les vis disposées dans des trous filetés de la collerette 3 comme on l'a décrit ci-dessus. Il ne convient donc pas d'essayer d'effectuer un déplacement axial,par exemple en faisant tourner l'élément extérieur sur l'élément intérieur/alors que la surface d'extrémité de l'élément extérieur est en contact avec la collerette 3,et en utilisant un filetage formé dans les surfaces

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coopérantes, car il faudrait un moment de torsion important pour surmonter le frottement entre les surfaces des éléments intérieur et extérieur en contact l'un avec l'autre. La force axiale résultante serait alors trop faible pour engendrer la pression radiale voulue dans les surfaces de frottement. La figure 4 montre comment une collerette rapportée 3 peut être disposée sur un élément 1, cette collerette et l'élément étant pourvus de filés à profil en dents de scie analogues aux surfaces de pression coopérantes. Si l'élément 1 consiste,par exempleen un manchon intérieur destiné à être pressé contre un arbre, ce manchon peut de préférence être fendu sur la totalité de sa longueur, grâce à quoi l'élément extérieur 2 ainsi que la collerette 3 contribuent à augmenter la pression radiale exercée sur le manchon lorsque l'on serre

les vis 5.

Sur la figure 5, on a représenté un mode de réalisation qui comprend deux éléments extérieurs 2a et 2b qui, lors de l'assemblage du joint, sont refoulés chacun dans des directions opposées sur leurs parties associées de l'élément intérieur 1. On peut utiliser par exemple un tel dispositif pour accoupler mutuellement deux éléments comportant chacun un alésage, l'élément 2a étant introduit dans l'alésage d'un des éléments et l'élément 2b étant introduit dans l'alésage de l'autre élément. La figure 6 montre un mode de réalisation qui est préféré pour l'accouplement de deux arbres. Le dispositif comprend deux éléments intérieurs la et lb qui, lors de l'assemblage du joint, sont déplacés chacun dans sa propre partie d'un élément extérieur commun 2 de sorte qu'ils sont pressés chacun contre un arbre associé, ces arbres étant

introduits chacun dans un des éléments.

La figure 7 montre un dispositif qui fonctionne, en principe, comme le dispositif selon la figure 5. La différence réside dans le fait que le moyen utilisé pour obtenir le déplacement axial relatif des éléments intérieur et extérieur consiste en des vis axiales 7 qui s'étendent à travers des trous de passage de l'élément extérieur contre lequel porte chaque tête de vis et qui coopèrent avec des filetages formés dans des trous ménagés dans l'autre élément extérieur. Il est bien entendu possible de concevoir d'une manière correspondante un dispositif selon la figure 6, c'est-à-dire avec deux

éléments intérieurs.

Les figures 8 et 9 montrent respectivement une coupe longitudinale et une vue d'extrémité d'un dispositif dans lequel l'élément extérieur est déplacé par rapport à l'élément intérieur au moyen de vis 8,9 disposées dans des trous axiaux dont la mDitié de la paroi latérale est définie par des évidements semi-cylindriques filetés formés dans un des éléments et dont l'autre moitié de paroi latérale est formée par des évidements semicylindriques lisses qui présentent un certain jeu parrapport à la vis et qui sont formés dans l'autre élément. Lors de l'assemblage, on serre les vis 8. Si on désire des outils spéciaux de démontage, ceux-ci peuvent être constitués par les vis 9. Quand on serre ces vis 9 après avoir desserré les vis 8, le joint se trouve libéré. Comme on peut le voir sur la figure 9, on peut disposer de façon alternée des vis du type 8 et 9 autour des surfaces d'extrémités des éléments extérieur et

intérieur.

La figure 10 montre un mode de réalisation comportant des moyers de déplacement 10,11 qui fonctionnent de la mme manière que les vis 8 des figures 8 et 9. Dans le dispositif selon la figure 10, on peut toutefois obtenir le serrage à partir des deux extrémités des éléments coopérants. Lors de l'assemblage du joint, il est possible soit de serrer les vis de gauche, soit les vis 11 de droite, ou éventuellement

toutes les vis.

On peut réaliser également dans le cadre de la présente invention d'autres modes de réalisation que ceux décrits ci-dessus. Par exemple, il est possible de former directement les surfaces à profil en dents de scie dans les éléments destinés à être accouplés mutuellement, c'est-à-dire sur l'arbre ou dans un alésage d'un élément destiné à être emmanché sur un arbre. Au lieu de munir les surfaces en contact sous pression de plans inclinés hélicoïdaux 6, on pourrait y former une multiplicité de parties coniques coaxiales disposées en une rangée.. On pourrait alors disposer l'élément extérieur sur l'élément intérieur en le formant en deux parties, cet

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élément extérieur étant enfermé, après l'assemblage, dans un bottier. Il est également possible-de placer un tube à l'extérieur d'un élément intérieur fini puis, à l'aide d'un procédé mettant en jeu une explosion donnant une déformation plastique, de presser le tibe contre l'élément intérieur de telle sorte que le tube prenne la forme de l'élément intérieur. Si les éléments consistent en un manchon fendu extérieur et un manchon fendu intérieur, ces éléments peuvent, dans certains cas,être réalisés de manière à être déformables élastiquement de telle sorte que l'élément intérieur, par suite de sa compression et de l'expansion de l'élément extérieur, peut être introduit facilement dans l'alésage de cet élément extérieur.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour former un joint à frottement, ce dispositif comprenant un élément intérieur (1) qui peut être déplacé axialement dans un alésage d'un élément extérieur (2), ces éléments comportant des surfaces opposées concen- triques présentant, en coupe dans le sens longitudinal desdits éléments, un profil en dents de scie comportant plusieurs parties (6) inclinées par rapport à l'axe longitudinal des éléments, les parties de surface d'une desdites surfaces coopérant avec les parties de surface correspondantes de l'autre surface, le dispositif susvisé étant caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs vis (5,7,8,9,10,11) disposées dans des trous axiaux filetés, lesdites surfaces pouvant être déplacées axialement l'une par rapport à l'autre sans rotation

relative simultanée au moyen desdites vis.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces opposées comprennent plusieurs

parties coniques coaxiales disposées en une rangée.

23. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des surfaces opposées comprend un plan incliné hélicoïdal (6), lesdits plans inclinés étant

adaptés pour former l'un avec l'autre des filets coopérants.

4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait que les parties des sections de surface longitudinales qui sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal desdits éléments comportent des parties rectilignes formant avec ledit axe longitudinal un angle qui dépasse l'angle de frottement des surfaces pressées l'une contre

l'autre, grâce à quoi on évite un autoblocage dans le joint.

5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'une des surfaces opposées est formée sur un manchon qui est pourvu d'un rebord rapporté (3) vissé sur ledit manchon et sur lequel sont disposées des vis, les filetages de la section longitudinale du manchon

et du rebord présentant un profil en dents de scie.

6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé

par le fait que le manchon comporte une fente axiale continue.

7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications

1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend deux éléments extérieurs (2a,2b) ou deux éléments intérieurs (la,lb) qui sont disposés respectivement sur ou dans un élément commun intérieur

(1) ou extérieur (2).

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les deux éléments extérieur ou intérieur

sont accouplés au moyen de vis (7).