FR2825761A1 - Goupille elastique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une goupille élastique du type comportant un corps creux (2) essentiellement cylindrique et fendu longitudinalement, dont au moins un tronçon d'extrémité (3) du corps forme un cylindre de diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur courant du corps.
Description
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L'invention a pour objet une goupille élastique.
Une goupille est utilisée pour solidariser une pièce femelle à une pièce mâle ou arbre, celui-ci étant re- çu dans un alésage de la pièce femelle. A cet effet, l'arbre et la pièce femelle présentent chacun un orifice en regard de l'autre et permettant l'introduction de la goupille au travers de l'arbre. Au niveau de la frontière entre l'arbre et la pièce femelle, la goupille présente alors au moins une section travaillant en cisaillement et s'opposant à tout mouvement relatif des deux pièces.
Une goupille élastique de type connu est obtenue par roulage d'une portion de feuillard rectangulaire et présente une fente longitudinale dont les lèvres sont des bords opposés du feuillard qu'on a pris soin de ne pas joindre lors du roulage. La goupille possède ainsi une certaine élasticité radiale et peut être emmanchée à force dans un orifice de diamètre légèrement inférieur à son diamètre extérieur. Il en résulte alors un serrage de la goupille qui assure son maintien en position. En outre, du fait de cette élasticité radiale, l'exécution de l'orifice de réception ne nécessite pas une précision élevée, et un simple perçage peut suffire.
La mise en oeuvre d'une goupille élastique est ainsi plus économique, mais requiert quelques précautions lors de sa mise en place.
D'une part, comme tout emmanchement à force, il faut prendre garde à maintenir une coaxialité entre la goupille et l'orifice de réception, notamment au début de l'emmanchement. Dans les chaînes automatisées d'assemblage, cette contrainte peut être difficile à respecter. Aussi procède-t-on souvent au prémontage de la goupille élastique dans l'orifice de la pièce femelle, ce qui constitue une opération additionnelle.
D'autre part, le montage de la goupille élastique nécessite un alignement relativement précis des orifices de
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la pièce femelle et de l'arbre. Un mauvais alignement demande une force d'emmanchement importante et peut entraîner la détérioration des éléments de l'assemblage.
Par ailleurs, on constate que la mise en place d'une telle goupille donne lieu à un pic d'effort en début d'emmanchement, correspondant à la phase de compression radiale de la goupille lors de son entrée dans l'orifice de réception de la pièce femelle. Ce pic d'effort peut être élevé par rapport à l'effort, relativement constant, nécessaire pour pousser ensuite la goupille dans l'orifice de réception, ce qui nécessite des presses d'emmanchement disposant d'une puissance adaptée pour fournir ce pic d'effort.
L'invention a pour but de proposer une goupille élastique permettant d'éviter ces difficultés de mise en oeuvre, et a plus précisément pour objet une goupille du type ayant un corps creux essentiellement cylindrique de diamètre extérieur courant déterminé et fendu longitudinalement, qui, de façon remarquable, possède un tronçon d'extrémité de diamètre inférieur au diamètre extérieur courant du corps.
Ainsi, le corps creux remplit le rôle d'une goupille élastique classique, tandis que le tronçon d'extrémité sert de centreur et de guide pour l'introduction de la goupille dans l'orifice de la pièce femelle.
De cette façon, la goupille est naturellement coaxiale à l'orifice de réception, de sorte que l'opération de prémontage de la goupille est maintenant inutile.
Enfin, le tronçon d'extrémité s'introduit facilement dans l'orifice de l'arbre même en cas de léger désalignement de l'orifice de la pièce femelle vis à vis de l'orifice de l'arbre, à condition bien sûr que ce désalignement reste compatible avec le jeu entre le diamètre du tronçon d'extrémité et le diamètre de l'orifice de récep-
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tion.
De préférence, le tronçon d'extrémité est relié au corps par une zone de transition conique.
Du fait que la zone de transition est bien plus longue que le chanfrein d'entrée des goupilles élastiques classiques, la compression radiale de la goupille est exercée bien plus progressivement, de sorte que le pic d'effort du début d'emmanchement est notablement réduit, voir supprimé. Cette goupille requiert donc moins de puissance pour son emmanchement, ou peut être emmanchée plus rapidement à puissance de machine équivalente.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux figures annexées suivantes : - la figure 1 est une vue en perspective d'une goupille selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un assemblage et d'une goupille élastique selon l'invention avant emmanchement.
Une goupille selon l'invention, généralement désignée en 1 sur les figures, affecte une forme essentiellement cylindrique, et comprend un corps tubulaire 2 ayant un diamètre extérieur courant D déterminé et un tronçon d'extrémité 3 ayant un diamètre d inférieur au diamètre extérieur courant D du corps 2. Le corps 2 est relié au tron- çon d'extrémité 3 au moyen d'une partie de transition 6 conique de pente douce.
Ainsi que cela est visible à la figure 1, la goupille 1 est fendue longitudinalement, la fente ayant des lèvres 4 et 5 écartées sur le corps 2, tandis qu'elles sont jointives sur le tronçon d'extrémité 3. On pourra bien sûr réaliser des tronçons d'extrémité de diamètre d supérieur à celui illustré à la figure 1 en laissant un espace entre
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les lèvres 4 et 5 de la fente au niveau du tronçon d'extrémité 3 de façon à réaliser une fente non jointive.
L'écartement des lèvres 4,5 de la fente sur le corps 2 autorise une déformation élastique radiale de ce dernier qui permet l'emmanchement à force du corps 2 dans un orifice de diamètre légèrement inférieur au diamètre D du corps 2, à la manière d'une goupille élastique classique.
La goupille pourra par exemple être obtenue par roulage en long d'une portion rectangulaire de feuillard métallique, les lèvres 4,5 étant alors constituées par des bords opposés du feuillard.
La figure 2 illustre un exemple d'utilisation de la goupille 1 consistant en la solidarisation d'un arbre 8 et d'une pièce femelle 7, l'arbre 8 étant reçu dans un alésage ajusté de la pièce femelle 7.
A cet effet, un orifice 9 a été pratiqué dans la pièce femelle 7 dans une direction normale à l'axe de l'arbre 8 et un orifice traversant 10 de même diamètre a été pratiqué dans l'arbre 8 selon la même direction. Un outillage non représenté maintient les deux éléments 7, 8 dans une position où les orifices 9,10 sont sensiblement alignés.
La goupille élastique 1 de l'invention est ici illustrée après son pré-positionnement sur l'assemblage. Le tronçon d'extrémité 3 de la goupille 1 a une longueur suffisante pour est engagé à la fois dans l'orifice 9 et l'orifice 10, de sorte que la goupille 1 est naturellement centrée sur l'axe commun des orifices 9, 10. Cette caractéristique élimine le risque que la goupille 1 parte de travers au début de l'emmanchement. Elle rend en conséquence l'opération de pré-montage de la goupille inutile.
La goupille élastique 1 de l'invention peut dès lors être pré-positionnée après le montage de l'arbre dans la pièce femelle. On pourra faire en sorte que le pré-
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positionnement de la goupille 1 dans l'orifice 9 de la pièce femelle 7 et son emmanchement soient réalisés sur un même poste, ce qui simplifie l'ensemble des opérations d'assemblage.
A cet égard, on veillera à ce que le diamètre extérieur d du tronçon d'extrémité 3 soit supérieur au diamètre intérieur du corps 2, afin d'éviter le coincement du tron- çon d'extrémité 3 d'une goupille dans le corps 2 de la goupille adjacente dans un dispositif d'alimentation du poste d'emmanchement dans lequel dispositif les goupilles cheminent bout à bout.
Lors de l'emmanchement, le diamètre du corps 2 diminue pour rentrer dans les orifices 9 et 10. La contrainte radiale de compression du corps 2 de la goupille 1 qui provoque cette réduction de diamètre est obtenue par la poussée de la zone de transition conique 6 de la goupille 1 contre le bord de l'orifice 9 au début de l'emmanchement.
Du fait de la conicité de la zone de transition 6, un effort radial est créé par la poussée d'emmanchement, forçant le corps 2 à se rétreindre et donc diminuer de diamètre. Or, la zone de transition 6 est longue en comparaison du chanfrein d'extrémité qui, dans les goupilles élastiques classiques, joue le même rôle que la zone de transition 6. De ce fait, l'énergie nécessaire à la compression radiale du corps 2 est développée de façon bien plus progressive, et sur une longueur d'emmanchement plus importante. Ceci a pour effet de diminuer le pic d'effort habituellement constaté lors de l'emmanchement de goupilles élastiques. Des essais ont même permis de constater une élimination totale de ce pic d'effort. En outre, la pente de la zone de transition 6 étant douce, une quantité moindre d'énergie est dépensée en frottement entre la goupille et le bord de l'orifice 9 ainsi qu'en déformation plastique du bord de l'orifice 9. La goupille élastique selon l'invention nécessite donc des presses d'emmanchement de puissance nettement
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diminuée par rapport à celles utilisées pour l'emmanchement de goupilles élastiques classiques
Enfin, selon un autre avantage de l'invention, le tronçon d'extrémité 3 peut être introduit dans l'orifice 10 de l'arbre 8 même si l'orifice 10 n'est pas exactement aligné avec l'orifice 9 de la pièce femelle 7. En effet, le jeu J entre le tronçon d'extrémité 3 et le diamètre des orifices 9, 10, même s'il est faible, autorise une certaine latitude de positionnement relatif des deux orifices 9,10, ce qui permet d'augmenter la tolérance de positionnement relatif de l'arbre 8 et de la pièce femelle 7 dans l'outillage de maintien.
Enfin, selon un autre avantage de l'invention, le tronçon d'extrémité 3 peut être introduit dans l'orifice 10 de l'arbre 8 même si l'orifice 10 n'est pas exactement aligné avec l'orifice 9 de la pièce femelle 7. En effet, le jeu J entre le tronçon d'extrémité 3 et le diamètre des orifices 9, 10, même s'il est faible, autorise une certaine latitude de positionnement relatif des deux orifices 9,10, ce qui permet d'augmenter la tolérance de positionnement relatif de l'arbre 8 et de la pièce femelle 7 dans l'outillage de maintien.
A cet égard, l'outillage de maintien pourra être prévu pour maintenir fermement la pièce femelle 7, tandis que l'arbre 8 sera maintenu moins fermement, tout en ayant une certaine latitude de mouvement relatif vis à vis de la pièce femelle 7.
Lors de l'emmanchement, La zone de transition conique 6 de la goupille atteignant l'entrée de l'orifice 10 va forcer l'arbre 8 à bouger légèrement de sorte que les orifices 9 et 10 soient en parfait alignement. La goupille 1 peut alors être poussée au travers de l'orifice 10 de l'arbre 8, en évitant toute flexion de la goupille 1 du fait d'un désalignement des orifices 9 et 10. La goupille élastique 1 est donc tolérante à un désalignement des deux orifices, et permet un montage exempt de précontrainte en flexion de la goupille.
L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation qui vient d'être décrit, mais bien au contraire entend couvrir toute variante qui entre dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, on pourra prévoir deux tronçons d'extrémité ayant un diamètre réduit par rapport au corps central.
Bien que l'on ait décrit ici des goupilles métalli-
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ques obtenues par roulage d'une portion de feuillard métallique, l'invention s'applique à tout type de matériau conformé en un corps tubulaire fendu radialement élastique avec une extrémité rétreinte.
La goupille élastique 1 a été représentée ici avec des chanfreins d'extrémité 11 et 12. Ces chanfreins 11 et 12 sont ici obtenus par déformation des arêtes extérieures du feuillard et ont pour fonction de créer une contrainte de compression locale empêchant le départ de criques au niveau des extrémités de la goupille. Néanmoins, l'invention s'applique encore à des goupilles ne possédant pas de chanfrein d'extrémité, ou n'ayant qu'une seule extrémité chanfreinée. Notamment, la suppression du chanfrein du tronçon d'extrémité permet d'éliminer le risque de coincement d'une goupille dans le corps d'une goupille adjacente dans le dispositif d'alimentation du poste d'emmanchement.
Bien que l'on ait illustré ici une goupille dont le corps est de section courante cylindrique circulaire, l'invention s'applique aussi à une goupille de section non circulaire, par exemple ovale.
Il est évident pour l'homme de métier d'apporter à une goupille selon l'invention tous les perfectionnements connus dans le domaine, comme par exemple réaliser des fentes à bord ondulé ou en trapèze, ou encore donner à l'extrémité du corps opposée à celle formant le tronçon de diamètre réduit une forme évasée ou rétreinte.
On pourra également insérer dans le corps d'une goupille selon l'invention une seconde goupille élastique destinée à renforcer la goupille selon l'invention, la seconde goupille pouvant être elle-même selon l'invention ou du type classique.
Claims (4)
1. Goupille élastique du type comportant un corps tubulaire (2) essentiellement cylindrique fendu longitudinalement et ayant un diamètre extérieur courant déterminé (D), caractérisée en ce qu'au moins un tronçon d'extrémité (3) du corps forme un cylindre ayant un diamètre extérieur (d) inférieur au diamètre extérieur courant (D) du corps (2).
2. Goupille élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tronçon d'extrémité (3) est lié au corps (2) de la goupille par une zone de transition (6) essentiellement conique.
3. Goupille élastique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'au moins une arête extérieure (11,12) d'extrémité est chanfreinée.
4. Goupille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre extérieur (d) du tronçon d'extrémité est supérieur à une diamètre intérieur du corps tubulaire (2).
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