BE1001270A4

BE1001270A4 - Denture pour une liaison arbre/moyeu.

Info

Publication number: BE1001270A4
Application number: BE8701201A
Authority: BE
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1989-09-12
Also published as: AT393717B; GB2197429B; GB8724058D0; ATA242287A; FI874552A0; IT1231907B; FR2605700A1; FR2605700B1; FI87393C; FI874552L; FI87393B; GB2197429A; DE3635916C1; KR880005377A; US4838832A; CH674403A5; IT8722352A0; KR950008804B1

Abstract

a) Denture pour une liaison arbre/moyeu. b) Denture caractérisée par les points suivants: a) le rayon de courbure au pied de la dent et au sommet de la dent correspond à une valeur comprise entre un et deux fois la hauteur de dent (h), b) l'angle d'attaque (a) est situé dans une zone comprise entre 45 et 70 degrés, c) entre les dents (2) de la partie (1) située du coté de l'arbre et des dents (4) de la partie (3) située du coté du moyeu, il existe un feu (12) entre les dents et l'angle d'attaque (a) de la denture d'arbre (2) est supérieur à l'angle d'attaque (c) de la denture (4) de moyeu d'une valeur qui correspond au demi-angle de rotation (b) après avoir dépassé le jeu (12) des flancs entre l'arbre (1) et le moyeu (3). c) L'invention s'applique à une denture pour une liaison arbre/moyeu.

Description


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  "Denture pour une liaison arbre/moyeu" 
L'invention concerne une denture pour réaliser une liaison libre et coulissante et pour transmettre un couple entre deux pièces disposées coaxialement l'une dans l'autre, par exemple une plèce intérieure du   côté   de l'arbre et qui définit le plus petit dlamètre extérieur et une   piece   extérieure du côté du moyeu qui définit le plus grand diamètre intérieur de la denture, avec en outre un nombre de dents dont la hauteur de dent dépend des diamètres cl-dessus et ayant des flancs de dents drolts   qul     s'at. taquent l'un   par rapport à l'autre suivant un angle d'attaque et présentent des rayons de courbure, de talon et de tete. 



   De telles dentures sont habituellement réalisées par fraisage avec roulement, par refoulement ou par brochage. Une teile fabrication avec enlèvement de copeaux permet de réaliser de manière très précise en particulier des pièces massives. Fréquement, on choisit une telle denture également pour des structures dans lesquelles certes la partie de l'arbre est massive mais la partie de moyeu se compose de plusieurs disques en   tole   mince, par exemple dans le cas d'embrayages lamelles dont les lamelles dolvent etre coulissantes axialement sur l'arbre pendant leur mise en oeuvre.

   En dehors des transmissions de tels embrayages sont également prévus fréquement dans la transmission de véhicules à 

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 moteur à combustion interne.   rrequemment,   de tels embrayages doivent satisfaire à des conditions particulières de précision et de fonctlonnement silencieux du falt du comportement caractéristique aux vibrations tournantes du moteur. 



   La denture connue selon la norme DIN 5461 comporte des dents droltes à la fols sur l'arbre et sur le moyeu et les flancs des dents sont parallèles. Dans le cas de dentures en deux parties qui ne doivent pas s'appuyer solidement l'une sur l'autre, comme par exemple une bride sur un arbre de transmission, mais   dolvent   rester mobiles axialement, 11 faut une denture avec du jeu. Hais, de ce fait, une fols le jeu des deux flancs dépassé, les dents qui ne sont parallèles que dans le cas Ideal, arrivent l'une sur l'autre après un angle de rotatlon dépendant du jeu. Comme en outre les deux plèces présentent toujours le même angle d'attaque, le contact ne se produit que sur les arêtes au lieu de se faire sur les surfaces plus grandes après deformation ou une certaine usure,'en particulier si la denture présente un centrage intérieur ou extérieur. 



   La norme DIN 5480 concerne une denture avec un profil en développante dont le profil de référence est trapézoidal et qui génère, lors de la fabrication par le procédé de roulement sur la partie d'arbre, un flanc de dent en développante. Pour la partie de moyeu   qul   dans le cas d'un embrayage à lamelles se compose également de disques minces, 11 faut que l'outll de matriçage présente un profil adapté de maière precise à la denture de l'arbre.

   Pour cette denture qui   s'uti11se   également pour le centrage extérIeur, le centrage   Interieur   ou le centrage des flancs, 11 se   prodult,   du falt du jeu   necessaire   et conditionné par la fabrication, lors de la transmission du couple, un appui unilatéral sur les arêtes car à la fols l'arbre 

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 et le profil du moyeu ont le meme contour   sulvant   la norme. Dans ce cas, 11 faut remarquer que ces dentures, contralrement à une denture courante de pignon denté, presentent un nombre plus grand de dents plus petites, et dont la forme des dents est totalement dlfférente, en particulier la denture intérieure du moyeu. La dent présente de petits rayons de courbure au niveau du talon et de la tete.

   Cela exige un outll de matriçage couteux et fragile et néanmoins on ne peut fabriquer les parties de moyeu qu'avec de grandes tolérances et après une déformatlon gênante au niveau des arêtes de coupe (retralt de matriçage), Pour arriver à une plus grande precislon des deux plèces 11 faut un usinage de finition, par enlèvement de copeaux, couteux. Un jeu trop grand dans l'embrayage constitue la cause de   brults   de battement désagréables et d'une usure précoce. 



   On   connalt   en outre selon le brevet FR 1 560 270 une denture pour transmettre un couple. Les flancs de dents ne   presentent   toutefois pas de surface plane mais se composent de courbes et le cercle intérieur passe directement dans le cercle extérieur. Entre la partie de moyeu et la partie d'arbre on ne peut avoir 
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 qu'un contact 11néalre. 



   Le document DE-AS 26 36 382 décrit une denture dont les dents se composent respectivement de deux parties de flancs falsant entre elles un certain angle et il n'y a aucun rayon de transition au niveau du sommet ou du pled ou du point de passage entre les partles de flancs. 



  De manlère Intentionnelle, cette denture   nese   propose pas de réallser un contact par des surfaces mals un contact lineare entre la   partle   du moyeu et la partie d'arbre. US   nu 2,969,250  
On   connalt   également le brevet décrivant une denture qui ne comporte que des flancs de dents arrondls et ne permet ainsi qu'un contact linéale. Ces 

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 derniers documents ne concernent que des   totes a six   pans de vis et ne satisfont pas de ce falt aux conditions posées aux lialsons arbre-moyeu quant à la précision du centrage, à la   possiblllte   de transmission d'efforts par les flancs et à la résistance à l'usure. 



   La présente invention a pour but de créer une denture pour deux   pieces     coaxialement     l'une   dans l'autre et susceptibles de se déplacer l'une par rapport à l'autre pour transmettre un couple qui remédle aux inconvénients ci-dessus, présente une grande inertie et une bonne précision de centrage et qui puisse se réaliser avec des tolérances strictes de maniere économique. 



   A cet effet, l'invention concerne une denture du type ci-dessus caractérisée en ce que : a) le rayon de courbure au pied de la dent et au sommet de la dent correspond à une valeur comprise entre un et deux fois la hauteur de dent, b) l'angle d'attaque est situe dans une zone comprise entre 45 et 700, c) entre les dents de la partie située du 
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 cÏté de l'arbre et des dents de la partie située du côté du moyeu, 11 existe un jeu entre les dents et l'angle d'attaque de la denture d'arbre et supérleur à l'angle d'attaque de la denture de moyeu d'une valeur qui corres- pond au   deml-angle   de rotation après avoir dépassé le jeu des flancs entre l'arbre et le moyeu. 



     Scion l'invention,   on a ainsi une denture avec une dent de faible hauteur et large à flancs drolts, grand rayon de courbure exterleur au niveau du sommet et du pled et un angle d'attaque Important. De ces carac- éristiques il   resulte   que le pas de la denture est toujours relativement grand, de préférence   5upérleur à   trols fols la hauteur des dents. 



   Selon   l'inventlon,   les rayons de courbure au niveau de la dent et du sommet de la dent correspondent 

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 respectivement à une fols jusqu'à deux fols la hauteur d'une dent. Dans le cas des dentures connues, on n'a toujours qu'un rayon de courbure relativement falble qui est cholsl Indépendamment de la hauteur des dents. 



  Le flanc des dents est avantageusement compris, selon l'invention, entre 50 et 700, de préférence entre 55 et 650,   c'est-a-dire   qu'll correspond sensiblement au double des dents connues. 



   11 est en outre important selon l'invention que l'angle d'attaque des dents du moyeu solt légèrement plus falble que celul des dents de l'arbre. La difference entre les angles d'attaque est cholsie de façon que le contact des dents le long de l'ensemble des flancs drolts des deux plèces ne s'établisse qu'après que le jeu des flancs nécessaire et conditionné par la fabrication alt été dépassé après action du couple entre les plèces,   c'est-à-dire   après la rotatlon conditionnée par le jeu 
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 des deux pieces. 



   La denture réallsée avec de tels paramètres présente les avantages suivants
11 s'agit d'une denture centrée sur les flancs et ayant une résistance partleullerement élevée permettant de transférer la force pérlpherlque, de manière complète, par des surfaces planes, lmportantes au niveau des flancs des dents. Les dents ne subissent qu'une faible déformation du falt de la forme écrasée des dents et des grands rayons de courbure au niveau du pied des dents ; cela se tradult par une très grande fiabilité et une très grande   precision   de centrage ainsi que par un fonctionnement silencieux. 



  Etant donne le pas Important des dents et les rayons de courbure, 11 est possible de réallser les dentures à l'alde d'une fraIse d'arbre dont l'axe de rotation est parallèle à l'axe de la denture. Dans ce procédé de fabrlcatlon qui convient blen à des machines commandées par programme, il n'cst plus nécessaire de prévoir à la 

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 fin de la denture, une sortie pour une fraise par roulement, habituelle ou un outil de refoulement ; cela se tradult par une réduction de la longueur des pièces et une simplifiction constructive. 



   Si pour fabriquer la partie de moyeu (dans 
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 la mesure où 11 s'agit d'un paquet de lamelles de tôle mince) on cholsit de nouveau un procédé de matriçage ; on arrive également dans ce cas à une meilleure qualité de fabrication avec une molndre déformation au niveau des arêtes du falt de la forme écrasée des dents et du grand rayon de courbure du pied ; on a cholsi une plus grande résistance des surfaces de contact et de plus un outil de matriçage plus simple de plus grande fiabilité. 



   La presente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre la structure géométrique de la denture, - la figure 2 montre la denture avec du jeu au niveau des flancs, - la figure 3 montre la denture en position moyenne après rotation d'un angle égal a b/2. 



   A la figure   l   on a représenté 1a structure géométrique de la denture selon   I'invention   comprenant un arbre 1 et une dent 2 située du côté de l'arbre ainsi qu'un moyeu 3 et une dent 4 du moyeu dans le cas du mode de   réalisation   avec un nombre   lnfini   de dents, c'est-à-dire un développement rectiligne sans jeu des flancs a la manlère d'une crémaillère, selon une coupe transversale perpendiculaire à l'axe de   l'arbre.; Le   plus grand diamètre extérleur 0 dépend de l'encombrement dans le moyeu 3 et le plus petit diamètre d est défini par l'arbre 1. La hauteur h des dents est déterminée alnsi par la deml-difference du diamètre extérieur D et du 

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 diamètre   Interieur   d.

   T représente le pas de la denture ; ce pas est   superieur   au triple de la hauteur des dents   h ;   de manière avantageuse le pas correspond cinq fols la hauteur h des dents. Le sommet de la dent présente un seul rayon de courbure 5 ; le pied de la dent est arrondl suivant un seul rayon de courbure. 6 ; en theorie, le rayon de courbure de l'arbre correspond au rayon de courbure du sommet du moyeu et inversement. Les deux rayons de courbure du sommet et du pied 5, 6, sont relies par un flanc de dent 7,   droit. qui   se transfère tangentlellement respectivement sur les deux rayons. 



  Les deux rayons de courbure 5, 6 correspondent respectivement entre une et deux fols et de préférence une fols et demie la hauteur de dent h. Les flancs de dents 7 de la dent du moyeu et de la dent de l'arbre sont en prise sulvant un angle de prise"a'selon l'application de ces paramètres, angle compris entre 45 et 700 et de préférence entre 55 et   650.   La valeur llmite Inférleure du rayon du pied 6 est formee par le diamètre de la fralse ou de   l'outll   servant à réaliser la denture. La limite supérieure est définie par la relation géométrique entre le flanc de la dent qui correspond à la tangente entre le rayon de courbure du sommet et le rayon de courbure du pied, et qui diminue sulvant que les rayons 5,6 augmentent.

   Les rayons 5, 6 sont choisis de façon qu'entre les points de jonction 8 entre les rayons 5, 6 des flancs 7 on a une droite et ainsi une surface sur toute la dent, surface dont la longueur radiale r correspond environ à   0, 6 fols 1a   hauteur de dent h. Cette surface est plane et correspond à la surface de contact proprement dite par laquelle la force périphérique est transmise par toute la surface de l'arbre sur le moyeu. 



   Pour assurer un support de la denture exclu-   sivement   sur les flancs 7, et pour éviter tout contact entre la zone du sommet, par exemple des dents 2 de l'arbre 

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 et la zone du pied des dents 4 du moyeu, les rayons de courbure du sommet et du pied 5, 6 peuvent etre différents. 



  11 est en outre possible de réduire le sommet par exemple sur l'arbre   l   au diamètre 9, cette reduction étant teile que la zone drolte des flancs 7 reste conservée dans toute son expansion. Cette réduction convient en particuller pour les dents situées sur l'arbre. Une autre forme de réduction du sommet consiste à prévoir au point de jonction 8 du rayon de courbure du sommet 5 un rayon 10 plus petit qui est rejoint par une partie rectiligne 11 jusqu'au milieu des dents et se prolonge   symétrlqucment   jusqu'au flan arrière 7. Cette forme de réduction de la tete convient avant tout pour les dents 4 du moyeu, en particulier lorsque le moyeu est formé d'un paquet de lamelles en   tole   matricée, mince.

   De manière préférentielle, le rayon 10 est égal ou supéricur à épaisseur de la tôle formant les différentes lamelles. On assure ainsi   qu'll   ne se forme seulement un très faible retralt de matriçage,   c'est-a-dire   une déformation au niveau 
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 des arêtes matricées de la tôle ; cela entrain à son tour une augmentation de la partie portante de la surface. 



  Comme contralrement à l'état de la technique, entre les flancs 7 des deux plèces, on a un contact sur toute la surface, on crée de cette manière de la place pour un agent de graissage et pour le dépôt de particules de crasse. 



   La figure 2 montre une vue de la zone des flancs entre l'arbre 1 et le moyeu 3, arrondis, dans la disposition autour d'un axe central, et qui est proche de la réalisation pratique et détaillée. La figure montre la situation dans laquelle d'un côté de la dent   2,   les flancs 7 du moyeu et de l'arbre se touchent par des surfaces alors que de l'autre cote apparatt l'ensemble du jeu 12 des flancs. La dent 2 de l'arbre 1 présente une forme de dent qui correspond au paramètre décrit 

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 à la figure 1. Entre la dent 2 de l'arbre et la dent 4 du moyeu on a le jeu 12 des flancs   necessaire   au fonctionnement de la denture et conditionné par la fabrication. Cela se traduit par une possibilité de rotation relative entre l'arbre et le moyeu.

   Mais à un angle de rotation b correspond une différence par rapport à la position parallèle au niveau des deux flancs correspondants 7 des dents de l'arbre 2 et des dents du moyeu 4. Lorsque les deux pièces sont réalisées avec des dents géométriquement identiques, 11 n'est absolument pas possible d'avoir un contact de toute la surface entre les flancs 7 ; au contraire, on a un contact linéaire et les inconvénients liés à celui-ci. 



  Selon l'invention, les dents 2 de l'arbre présentent par rapport à l'intervalle entre les dents 4 du moyeu, un angle   d'attaque'H'plus   grand qui tient compte de la rotation relative des pièces   l   et) après avoir dépassé le jeu 12 des flancs sous l'effet du couple.   Alnsl,   l'angle d'attaque "a" de la dent 2 de l'arbre se compose de l'angle d'attaque "c" entre deux dents du moyeu et de 
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 la moitlé de l'angle de rotation c'est-a-dire b/2. 51 le jeu 12 des flancs, c'est-à-dire l'ensemble de l'angle de   rotation"U'est depasse,   les flancs 7 des dents de l'arbre et du moyeu qui se touchent se recouvrent sur toute leur longueur.

   Le eholx de l'amplitude du jeu 12 des dents (selon l'angle b) qui correspond au double de la dlfférence entre l'angle d'attaque "a" et l'angle   d'attaque'b", dépend   de la qualité de la fabrication de la denture 4 du moyeu et de la denture 2 de l'arbre ainsi que du jeu minimum souhaité entre les deux pièces. Du falt que l'on tient compte du jeu 12 des dents lors de la détermination de l'angle d'attaque "c" des dents 4 du moyeu on arrive à une grande précision de centrage et à un bon comportement à la transmission des efforts ce qui caractérise cette denture. 

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  0 La figure 3 montre en outre la denture en position moyenne pour laquelle on a chaque fols entre les flancs 7   la moltie de l'angle de rotation"b"On   a en outre indiqué les angles d'attaque différents "a" et "b"de cette réalisation pratique. Les flancs 7 des dents
2 et 4 de l'arbre et du moyeu arrivent à un contact sur toute la surface après une rotation d'un angle égal à b/2. Contrairement à cela, la figure 2 montre comme décrit, la denture sans jeu au niveau des flancs, en position allongée, l'angle d'attaque"a"ayant la mime valeur que l'angle d'attaquez
Alors que la denture définie selon la norme
DIN a pour point de départ un profil de référence fixe avec un angle d'attaque variable, l'invention utilise une forme de dent taillée suivant l'application particulière.

   L'angle   d'attaque"a' ;"c'} n'a   pas de valeur fixe mais une valeur qui dépend du volume disponible entre 
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 le diamètre extérieur et le diamètre interieur D, d, ainsi que des rayons 5 et 6 et du nombre des dents. En outre, les rayons de courbure de la tête de dent et du talon de la dent sont cholsis de façon à obtenir un angle entre la force périphérique agissant tangentiellement sous l'effet d'un couple et les flancs 7, angle qui est supérieur   ä   l'angle de frottement. On évite'ainsi le grippage par exemple de la dent 2 de l'arbre dans l'intervalle corres- 
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 pondant du moyeu et l'autoblocage qui en résulte. Le moyeu 3 conserve ainsi sa mobillté axiale illimitée sur l'arbre 1.

Claims

REVENDICATIONS 10) Oenture pour réaliser une liaison libre et coulissante et pour transmettre un couple entre deux pièces disposées coaxlalement l'une dans l'autre, par exemple une pièce intérieure du côté de l'arbre et qui définit le plus petit diamètre extérieur (D) et une place extérieure du côté du moyeu qui définit le plus grand diamètre intérleur (d) de la denture, avec en outre un nombre de dents dont la hauteur de dent (h) dépend des diamètres (0, d) ci-dessus et ayant des flancs de dents droits qui s'attaquent l'un par rapport à l'autre sulvant un angle d'attaque et présentent des rayons de courbure, de pied et de sommet, denture caractérisée par les points sulvants :

a) le rayon de courbure au pled de la dent et au sommet de la dent correspond à une valeur comprise entre uneet deux fols la hauteur de dent (h), b) l'angle d'attaque (a) est situe dans une zone comprise entre 45 et 700, c) entre les dents (2) de la partie (1) située du cote de l'arbre et des dents (4) de la partie (3) située du côté du moyeu, 11 existe un jeu (12) entre les dents et l'angle d'attaque (a) de la denture d'arbre (2) est supérieur à l'angle d'attaque (c) de la denture de moyeu (4) d'une valeur qui correspond au deml-angle de rotation (b) après avoir dépassé le jeu (12) des flanes entre l'arbre (1) et le moyeu (3).

20) Denture selon la revendication l, caractérisée en ce que les flancs (7) de deux dents voisines (2,4) de l'une des deux pièces sont relies par un seul rayon de courbure commun (5, 6).

30) Denture selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisée en ce que l'angle d'attaque (a) est choisi de façon qu'à la rotation et sous l'effet du couple 11 ne sc produlse aucun grippage <Desc/Clms Page number 12> entre l'arbre (1) et le moyeu (3) par autoserrage.

40) Denture selon l'une quelconque des revendlcatlons 1 à 3, caractérisée en ce que l'angle d'attaque (a) est compris entre 55 et 650.

50) Denture selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérlsée en ce que le rapport entre la hauteur (h) des dents et le plus grand diamètre exterieur (d) est compris entre 1 : 20 et 1 : 50.

60) Denture selon l'une quelconque des revendicatlons 1 à 5, caractérisée en ce que le pas (T) est supérieur ä trols fols la hauteur de dent (h).