FR2884162A1 - Binding device with two centring components for fitting pinions onto a shaft during the fabrication of motor vehicle gearboxes - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne la fabrication des boîtes de vitesses de véhiculeThe invention relates to the manufacture of vehicle gearboxes
automobile et plus précisément l'emmanchement à la presse des pignons sur l'arbre primaire de la boîte de vitesses. automotive and more precisely the press fit of the gears on the primary shaft of the gearbox.
Lors de l'emmanchement ou frettage à la presse des pignons fixes 5 sur l'arbre primaire de la boîte de vitesses, on exerce un effort sur les pignons qui se déforment de façon élastique. Cette déformation permet de fixer les pignons sur l'arbre. During the press fitting or pressing of the fixed gears 5 on the primary shaft of the gearbox, it exerts a force on the gears which deform elastically. This deformation makes it possible to fix the gears on the shaft.
Dans certaines des presses actuellement utilisées, le positionnement de l'arbre est assuré à une première extrémité par une pointe et à une 10 deuxième extrémité par l'appui de l'arbre sur un support. Par ailleurs, l'arbre est maintenu en place par une pince latérale. In some of the presses currently in use, the positioning of the shaft is provided at one end by a point and at a second end by the support of the shaft on a support. In addition, the shaft is held in place by a side clamp.
On constate parfois des problèmes de qualité suite à l'emmanchement. En effet, une quantité importante d'arbres assemblés peut se révéler nonconforme à cause notamment du fait que l'un des pignons présente un voile ou double débattement. Une des principales causes de ce problème trouve son origine dans la mise en oeuvre de l'emmanchement. En particulier, cet emmanchement a lieu alors que l'alignement de l'arbre n'est pas convenable. Sometimes there are quality problems due to fitting. Indeed, a large amount of assembled trees can be nonconformed due to the fact that one of the gears has a sail or double deflection. One of the main causes of this problem has its origin in the implementation of the fitting. In particular, this fitting takes place while the alignment of the shaft is not suitable.
Un but de l'invention est d'améliorer la qualité des assemblages 20 réalisés. An object of the invention is to improve the quality of the assemblies 20 made.
A cet effet, on prévoit selon l'invention un dispositif de frettage pour l'emmanchement d'un pignon sur un arbre comprenant un organe de centrage d'une première extrémité de l'arbre et en outre un deuxième organe de centrage d'une deuxième extrémité de l'arbre opposée à la première extrémité. For this purpose, it is provided according to the invention a shrink device for the fitting of a pinion on a shaft comprising a centering member of a first end of the shaft and further a second centering member of a second end of the shaft opposite the first end.
Ainsi, les deux organes de centrage coopèrent pour améliorer l'alignement de l'arbre avant et pendant l'opération d'emmanchement. Ce meilleur positionnement permet de réduire le taux de rebus à l'issue de la fabrication. Thus, the two centering members cooperate to improve the alignment of the shaft before and during the fitting operation. This better positioning makes it possible to reduce the rejection rate after manufacture.
Le dispositif selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - le deuxième organe de centrage s'étend au-dessous du premier organe; - le deuxième organe de centrage est disposé pour s'opposer à un effort d'emmanchement d'un pignon sur l'arbre; - le deuxième organe de centrage est relié par une liaison rotule à un bâti du 5 dispositif; - le deuxième organe de centrage est relié par au moins un organe élastique à un bâti du dispositif; - il comprend un capteur de détection de présence du premier organe de centrage en position fonctionnelle; - il comprend un système pneumatique pour la manoeuvre du premier organe de centrage; - il comprend un fourreau mobile et deux colonnes de guidage du fourreau; et - il comprend un fourreau formé de plusieurs pièces mécanosoudées les 15 unes aux autres. The device according to the invention may also have at least one of the following characteristics: the second centering member extends below the first member; - The second centering member is arranged to oppose a fitting force of a pinion on the shaft; the second centering element is connected by a ball joint to a frame of the device; the second centering member is connected by at least one resilient member to a frame of the device; it comprises a sensor for detecting the presence of the first centering member in the operative position; it comprises a pneumatic system for operating the first centering member; it comprises a mobile sheath and two guiding columns of the sheath; and - it comprises a sleeve formed of several pieces mechanically welded to each other.
On prévoit également selon l'invention un procédé de frettage pour l'emmanchement d'un pignon sur un arbre dans lequel on effectue un centrage d'une première extrémité de l'arbre au moyen d'un organe et d'une deuxième extrémité de l'arbre opposée à la première extrémité au moyen d'un deuxième organe. Also provided according to the invention is a shrinking method for fitting a pinion on a shaft in which a first end of the shaft is centered by means of an element and a second end of the shaft. the shaft opposite the first end by means of a second member.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation et en coupe axiale partielle d'une presse de frettage selon un mode préféré de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée de la presse de la figure 1; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle de la partie d'appui inférieure de l'arbre dans la presse de la figure 2; et la figure 4 est une vue à plus grande échelle du détail D de la figure 1 30 montrant en coupe cette même partie inférieure. Other features and advantages of the invention will become apparent in the following description of a preferred embodiment given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an elevational view and partial axial section of a hooping press according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 2 is an exploded perspective view of the press of FIG. 1; FIG. 3 is a view on a larger scale of the lower bearing portion of the shaft in the press of FIG. 2; and FIG. 4 is an enlarged view of the detail D of FIG. 1 showing in section the same lower part.
En référence aux figures, la presse 2 selon un mode préféré de réalisation de l'invention comprend un bâti fixe 4 et un équipage mobile 6. With reference to the figures, the press 2 according to a preferred embodiment of the invention comprises a fixed frame 4 and a moving assembly 6.
Ce dernier est monté coulissant suivant la direction verticale sur deux colonnes 8 parallèles l'une à l'autre et rigidement fixées au bâti 4. The latter is slidably mounted in the vertical direction on two columns 8 parallel to each other and rigidly fixed to the frame 4.
L'équipage 6 comprend deux coulisseaux 10 présentant chacun une forme symétrique de révolution autour d'un axe 12 du coulisseau et enfilés respectivement sur les colonnes 8 coaxialement à ces dernières. L'appui des coulisseaux 10 sur les colonnes 8 est assuré par deux bagues 14 disposées aux extrémités supérieure et inférieure respectives de chaque coulisseau. The crew 6 comprises two sliders 10 each having a symmetrical shape of revolution about an axis 12 of the slider and threaded respectively on the columns 8 coaxially with the latter. The support of the sliders 10 on the columns 8 is provided by two rings 14 disposed at the respective upper and lower ends of each slider.
L'équipage 6 comprend un fourreau 16 rigidement fixé aux coulisseaux 10 par l'intermédiaire de deux platines supérieure et inférieure 18 parallèles l'une à l'autre et s'étendant globalement chacune dans un plan horizontal. Le fourreau comprend un corps principal 20 à l'extrémité inférieure duquel est fixé un nez de presse 22 et à l'extrémité supérieure duquel est fixé un nez de poussée 24. Le corps et les deux nez sont rigidement fixés les uns aux autres et disposés coaxialement en présentant un axe vertical commun 26. Le nez de presse 22 s'étend en saillie du corps 20. II est destiné à venir en contact avec un pignon pour l'emmancher sur l'arbre. Le nez de poussée 24 s'étend en saillie de l'extrémité supérieure du corps 20. Il est destiné à transmettre au corps 20 l'effort d'emmanchement nécessaire à la mise en place du pignon, effort fourni par un vérin non illustré. The crew 6 comprises a sleeve 16 rigidly fixed to the slides 10 by means of two upper and lower plates 18 parallel to each other and extending generally in a horizontal plane. The sheath comprises a main body 20 at the lower end of which is fixed a press nose 22 and at the upper end of which is fixed a thrust nose 24. The body and the two noses are rigidly fixed to each other and arranged coaxially with a common vertical axis 26. The press nose 22 extends projecting from the body 20. It is intended to come into contact with a pinion to press it on the shaft. The thrust nose 24 extends projecting from the upper end of the body 20. It is intended to transmit to the body 20 the fitting force necessary for the implementation of the pinion, force provided by a cylinder not shown.
Le corps 20 et le nez de presse 22 sont creux et définissent un logement 28 dans lequel est reçu un organe de centrage formé ici par une pointe 30. La pointe est mobile par rapport au fourreau 16 suivant la direction verticale correspondant à l'axe 26. Sa limite de course inférieure est définie par un épaulement du corps 20 tandis que sa limite de course supérieure est définie par le nez de poussée 24. Un orifice radial 32 ménagé dans la paroi latérale du corps 20 permet de mettre le logement 28 en communication avec une source d'air comprimé pour manoeuvrer la pointe 30 au moyen d'un système pneumatique. La pointe se trouve ainsi manoeuvrée par son extrémité supérieure. The body 20 and the press nose 22 are hollow and define a housing 28 in which is received a centering member formed here by a point 30. The tip is movable relative to the sleeve 16 in the vertical direction corresponding to the axis 26 Its lower stroke limit is defined by a shoulder of the body 20 while its upper stroke limit is defined by the thrust nose 24. A radial orifice 32 formed in the side wall of the body 20 allows the housing 28 to communicate with a source of compressed air to manipulate the tip 30 by means of a pneumatic system. The tip is thus maneuvered by its upper end.
La pointe présente une extrémité inférieure 34 débouchant dans la partie inférieure du logement 28 et destinée à recevoir la portion d'extrémité supérieure évidée d'un arbre 36. Un passage radial 40 met en communication le logement 28 avec l'extérieur du fourreau et est destiné à recevoir un capteur de présence. Ce dernier permet de détecter que la pointe 30 se trouve en position fonctionnelle, c'est-à-dire en position basse dans laquelle son extrémité inférieure 34 s'étend suffisamment bas pour être en contact avec l'extrémité supérieure 42 de l'arbre 36. Le capteur est positionné de sorte que, si la pointe s'étend trop haut dans le logement sans être par conséquent en contact avec l'extrémité de l'arbre, sa présence n'est pas détectée par le détecteur. Ce capteur de présence permet d'assurer l'efficacité de la pointe 30 à chaque emmanchement de pignon. The tip has a lower end 34 opening into the lower part of the housing 28 and intended to receive the upper end portion recessed from a shaft 36. A radial passage 40 communicates the housing 28 with the outside of the sleeve and is intended to receive a presence sensor. The latter makes it possible to detect that the tip 30 is in the operative position, that is to say in the lower position in which its lower end 34 extends sufficiently low to be in contact with the upper end 42 of the shaft 36. The sensor is positioned so that, if the tip extends too high in the housing without being in contact with the end of the shaft, its presence is not detected by the detector. This presence sensor ensures the effectiveness of the tip 30 at each pinion fitting.
Les différentes pièces de l'équipage mobile sont mécanosoudées les unes aux autres en vue de constituer un assemblage robuste évitant les jeux. Ce mode de fixation est préféré à celui dans lequel les pièces sont fixées les unes aux autres par des vis. The various parts of the mobile equipment are mechanically welded to each other to form a robust assembly avoiding games. This method of attachment is preferred to that in which the parts are fixed to each other by screws.
En partie inférieure et comme illustré notamment aux figures 3 et 4, la presse comprend un deuxième organe de centrage 50 rigidement solidaire du bâti 4. L'organe 50 comprend un corps d'appui creux 52 fermé en partie supérieure par un flasque horizontal 54. Il comprend deux pièces 56,58 présentant respectivement des faces sphériques concave 60 et convexe 62 de même rayon et en contact mutuel pour définir une liaison rotule. La pièce 58 supporte une cage 64 présentant un logement dans lequel est montée une contrepointe 66 formée par une pointe. La contrepointe 66 est mobile à coulissement par rapport à la cage 64 suivant la direction verticale correspondant à son axe 68. Elle repose sur l'extrémité inférieure de la cage par l'intermédiaire de moyens de support élastiques formés en l'espèce par des rondelles Belleville 70. Ces rondelles 70 sont dans le présent exemple au nombre de deux. La contrepointe 66 présente une extrémité supérieure arrondie qui émerge en saillie de l'extrémité supérieure de la cage 64 et du flasque 50. In the lower part and as illustrated in particular in Figures 3 and 4, the press comprises a second centering member 50 rigidly secured to the frame 4. The member 50 comprises a hollow bearing body 52 closed in the upper part by a horizontal flange 54. It comprises two pieces 56, 58 respectively having concave 60 and convex spherical faces 62 of the same radius and in mutual contact to define a ball joint. The part 58 supports a cage 64 having a housing in which is mounted a tailstock 66 formed by a tip. The tailstock 66 is slidably movable relative to the cage 64 in the vertical direction corresponding to its axis 68. It rests on the lower end of the cage by means of elastic support means formed in this case by washers. Belleville 70. These washers 70 are in this example two in number. The tailstock 66 has a rounded upper end which protrudes from the upper end of the cage 64 and the flange 50.
La contrepointe 66 est destinée à venir en contact avec l'extrémité inférieure évidée 72 de l'arbre 36 avant l'emmanchement de chaque pignon et durant cet emmanchement. Grâce à la liaison rotule, la contrepointe peut spontanément modifier son inclinaison par rapport à la direction verticale pour compenser d'éventuels défauts de perpendicularité de l'arbre. Le support élastique formé par les rondelles Belleville permet de conférer à l'ensemble de la partie inférieure 50 une certaine élasticité et d'éviter un excès de contrainte dans l'arbre lors de l'emmanchement. The tailstock 66 is intended to come into contact with the recessed lower end 72 of the shaft 36 before the fitting of each pinion and during this fitting. Thanks to the ball joint connection, the tailstock can spontaneously modify its inclination with respect to the vertical direction to compensate for possible perpendicularity defects of the shaft. The elastic support formed by the Belleville washers makes it possible to give the whole of the lower part 50 a certain elasticity and to avoid an excess of stress in the shaft during fitting.
Sachant que l'effort d'emmanchement est exercé par la presse du haut vers le bas, on voit que la contrepointe est disposée pour s'opposer à l'effort d'emmanchement du pignon sur l'arbre. Knowing that the pressing force is exerted by the press from top to bottom, we see that the tailstock is arranged to oppose the force of fitting of the pinion on the shaft.
La pointe 30 et la contrepointe 66 coopèrent avant et pendant le frettage pour assurer un alignement optimum à l'arbre. La presse peut donc ainsi exercer un effort convenablement aligné avec l'axe des pièces à emmancher l'une sur l'autre, à savoir le pignon et l'arbre. The tip 30 and the tailstock 66 cooperate before and during the hooping to ensure optimum alignment to the shaft. The press can thus exert a force suitably aligned with the axis of the parts to be fitted on one another, namely the pinion and the shaft.
Les colonnes étant accrochées au bâti, on évite leur écartement qui pourrait sinon influencer négativement l'alignement de l'ensemble du système. The columns being hooked to the frame, their spacing is avoided which could otherwise have a negative influence on the alignment of the entire system.
Pour procéder à l'emmanchement d'un ou plusieurs pignons sur l'arbre au moyen de cette presse, on met en oeuvre le procédé conformément aux étapes suivantes. To fit one or more pinions on the shaft by means of this press, the method is implemented according to the following steps.
Tout d'abord, un robot amène l'arbre 36 sur la presse et le maintient en position grâce à une pince non illustrée. First, a robot brings the shaft 36 to the press and holds it in position by means of an unillustrated clip.
Un autre robot positionne le pignon à emmancher en l'alignant entre l'extrémité supérieure 42 de l'arbre et le nez 22. Another robot positions the pinion to be inserted by aligning it between the upper end 42 of the shaft and the nose 22.
L'équipage 6 descend. La pointe 34 vient en contact avec l'extrémité 42 de l'arbre tandis que l'extrémité opposée 72 vient en contact avec la contrepointe 66. L'arbre se trouve ainsi aligné et maintenu entre ces deux organes. La pointe 30 en particulier est actionnée grâce au système pneumatique et sa présence est détectée par le capteur de présence. A ce stade, la pince qui maintenait l'arbre peut donc le lâcher. Crew 6 goes down. The tip 34 comes into contact with the end 42 of the shaft while the opposite end 72 comes into contact with the tailstock 66. The shaft is thus aligned and maintained between these two members. The tip 30 in particular is actuated by the pneumatic system and its presence is detected by the presence sensor. At this point, the clamp that held the tree can release it.
On imprime ensuite l'effort de frettage pour emmancher le pignon sur l'arbre. Pendant que cet effort est exercé, l'arbre se trouve toujours aligné et maintenu par la pointe et la contrepointe. Durant cette opération, la contrepointe 66 se déplace vers le bas sur une course d'approximativement 2 millimètres de façon à compenser l'effort de 10 tonnes imprimé sur la presse dans le présent exemple. Pendant la descente du fourreau 6, la pointe 30 reste immobile par rapport à l'extrémité 42 et se déplace par conséquent vers le haut par rapport au corps 20, déplacement permis par le système pneumatique. The hooping force is then printed to fit the pinion on the shaft. While this effort is exerted, the tree is always aligned and maintained by the tip and the tailstock. During this operation, the tailstock 66 moves downward on a stroke of approximately 2 millimeters so as to compensate for the 10 ton force printed on the press in the present example. During the descent of the sheath 6, the tip 30 remains stationary relative to the end 42 and therefore moves upwards relative to the body 20, movement allowed by the pneumatic system.
Lorsque l'emmanchement est réalisé, l'équipage 6 remonte de sorte que la pointe revient à sa position grâce à l'air comprimé. La pince du robot maintient l'arbre pendant que l'équipage 6 remonte. When the fitting is achieved, the crew 6 goes up so that the tip returns to its position thanks to the compressed air. The robot's gripper holds the shaft while the crew 6 is moving up.
Dans une étape suivante, le robot amène un nouveau pignon à emmancher sur le même arbre et le cycle recommence autant de fois que nécessaire pour la mise en place de tous les pignons sur l'arbre. In a next step, the robot brings a new pinion to fit on the same shaft and the cycle is repeated as many times as necessary for the establishment of all the pinions on the shaft.
Dans la presse selon l'invention, la contrepointe de la partie inférieure 50 permet d'assurer un bon alignement de l'arbre en coopération avec la pointe 30. La présence des deux colonnes de guidage solidaires du bâti confère à l'ensemble une grande robustesse. La qualité de l'emmanchement sera également améliorée si l'on a soin de positionner le vérin de la presse (non illustré) dans une position alignée avec les colonnes. In the press according to the invention, the tailstock of the lower part 50 ensures a good alignment of the shaft in cooperation with the tip 30. The presence of two guide columns integral with the frame gives the assembly a great robustness. The quality of the fitting will also be improved if care is taken to position the cylinder of the press (not shown) in a position aligned with the columns.
On pourra mettre en oeuvre les caractéristiques suivantes indépendamment les unes des autres et indépendamment de la présence de la contrepointe 66: - la présence de plusieurs colonnes de guidage; - la fixation des pièces du fourreau les unes aux autres par mécano soudage; -la fixation des colonnes solidaires du bâti; - le système pneumatique de commande de la pointe; - le capteur de présence; et - l'organe élastique d'amortissement des efforts au niveau de la contrepointe. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. The following characteristics can be implemented independently of one another and independently of the presence of the tailstock 66: the presence of several guide columns; - Fixing the parts of the sleeve to each other by mechanical welding; the fixing of the integral columns of the frame; - the pneumatic control system of the tip; - the presence sensor; and - the resilient member damping the forces at the tailstock. Of course, we can bring to the invention many changes without departing from the scope thereof.
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