FR2635151A1

FR2635151A1 - Assemblage et procede pour empecher une piece de se deplacer le long d'un arbre

Info

Publication number: FR2635151A1
Application number: FR8909881A
Authority: FR
Inventors: Ronald Francis Hamblin
Original assignee: SKF UK Ltd
Current assignee: SKF UK Ltd
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1990-02-09
Anticipated expiration: 2009-07-21
Also published as: GB2203222B; FR2575687A1; GB2203222A; GB2169376B; DE3546247A1; FR2575687B1; US4948320A; DE3546247C2; US4887919A; GB2169376A; GB8810926D0; FR2635151B1; GB8500396D0; GB8600326D0; DE3546671C2

Abstract

L'invention concerne un assemblage destiné à empêcher une pièce 138 de se déplacer le long d'un arbre 134. L'assemblage comprend un élément 140 contactant l'objet 138 et l'arbre 134 en des endroits 144 et 146 formant un angle inférieur à tg **-**1 mu. Les points de contact se trouvent dans un premier plan perpendiculaire à un second plan dans lequel est l'axe de l'arbre 134. Un troisième plan s'étend perpendiculairement audit axe. L'angle est situé entre le premier et le troisième plans, et mu est le coefficient de frottement entre l'élément et l'arbre. Domaine d'application : montage de paliers sur des arbres, etc.

Description

L' invention concerne un assemblage comprenant un corps qui présente un

arbre, une pièce qui est montee sur l'arbre, et un dispositif qui est également monté sur l'arbre et qui empêche le déplacement de la pièce le long de l'arbre dans le sens allant de la pièce vers le dis- positif. Des moyens connus pour empêcher une pièce, telle qu'un palier a roulement, une roue dentée ou analogue, monté sur un arbre, de se déplacer dans un sens comprennent une butée, par exemple un épaulement présenté par l'arbre. Le déplacement dans l'autre sens peut être empêche par une bague fendue (ou circlip), ou par une bague d'arrêt à travers laquelle passent des vis de retenue, ou un écrou coopérant avec un filetage formé sur l'arbre, ou encore une plaque de bridage retenue par des boulons vissés

dans l'extrémité de l'arbre.

Le brevet britannique N' i 392 182 décrit un assemblage qui comprend un moyeu et une bague présentant chacun un alésage dans lequel passe une arbre. La bague est reliee au moyeu soit en étant intégrée & celui-ci, soit au moyen d'une vis, et elle est maintenue dans une position inclinée par une autre vis afin de produire un effet de bridage. Cependant, cet assemblage est relativement compliqué, ce qui rend la production relativement coûteuse, et il est volumineux. De plus, on peut rencontrer des difficultés dans le montage du moyeu et de la bague du fait

des vis.

L'invention a pour objet un dispositif destiné à empêcher le déplacement d'une pièce le long d'un arbre, lequel dispositif est de conception simple, ne demande aucun usinage spécial du corps ou de l'arbre et est

relativement simple à monter.

L'invention propose un assemblage comprenant un arbre présentant un axe longitudinal, un article qui est monté sur l'arbre et un dispositif qui est également monté sur l'arbre et qui empêche l'article de se déplacer le long

de l'arbre dans le sens allant de l'article vers le dis-

positif, ce dernier comprenant un élément s'étendant au moins partiellement autour de l'arbre et qui, pendant l'assemblage peut être déplacé le long de l'arbre, puis amené à prendre une position dans laquelle il établit une prise avec l'article en un ou plusieurs points et établit une prise avec l'arbre en deux points ou plus qui sont

contenus dans un premier plan s'étendant perpendiculaire-

ment a un deuxième plan contenant l'axe longitudinal de l'arbre, le premier plan formant, avec un troisième plan s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'arbre, un angle qui n'est pas supérieur à tg -1p ou p

est le coefficient de frottement entre l'arbre et l'élé-

ment, et le dispositif étant seulement en butée contre la piece. L'utilisation du dispositif dans un tel assemblage permet d'obtenir les avantages suivants: un minimum d'usinage de l'arbre; la possibilité de placer le dispositif dans toute position convenable sur la longueur de l'arbre; l'application d'une pression faible ou nulle sur la pièce; un montage et un démontage simples et rapides sans perturbation sensible de la surface de l'arbre; le maintien à un minimum des contraintes de flexion étant donné qu'aucun filetage, aucune gorge, aucune encoche ou aucun évidement n'est nécessaire dans la surface de l'arbre; et une caractéristique d'auto-blocage par le fait qu'une force appliquée a la pièce pour la déplacer vers l'élément du dispositif accroit notablement la force de retenue de l'élément; et l'impossibilité de libérer accidentellement le dispositif en appliquant à son élément une force dirigée vers la pièce si cette dernière ne peut

pas être déplacée dans ce sens.

L'élément est avantageusement une bague et, dans le cas d'un arbre cylindrique, l'alésage de la bague est avantageusement circulaire et d'un diamètre légèrement

supérieur au diamètre de l'arbre.

Pour fixer une pièce sur un arbre, c'est-a-dire empêcher la pièce de se déplacer dans un sens le long de l'arbre, on monte la pièce sur l'arbre dans la position souhaitée. La bague est déplacée le long de l'arbre et agencée de façon qu'une partie de la bague soit en contact avec la pièce et que des parties diamétralement opposées de la périphérie intérieure de l'alésage soient en contact avec l'arbre. Une force est ensuite appliquée à la bague, en une position diamétralement opposée à celle de la partie en contact avec la pièce et dans un sens allant de la bague vers la pièce, afin d'amener en prise avec l'arbre les parties diamétralement opposées de la périphérie intérieure de l'alésage. Selon la forme de la pièce, la bague peut nécessiter ou non une ou plusieurs saillies pour la prise avec la pièce. La forcee dirigée axialement par rapport à l'arbre est égale ou supérieure, en pratique, à la force de réaction demandée a la bague, c'est-à-dire la force de

réaction sans glissement.

La bague empêchant la pièce de se déplacer le long de l'arbre dans le sens allant de la pièce vers la bague, l'angle qu'une ligne diamétrale de la bague, passant par les points de prise de la bague avec l'arbre, fait un plan s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'arbre n'est pas supérieur à l'angle de glissement. Dans le cas d'un acier lubrifié, un coefficient typique de frottement est p = 0,14. L'angle de glissement est X = tg -1 p = 0,14 radian ou 8'. Le diamètre de l'alésage de la bague peut alors être en-deçà des limites du diamètre de l'arbre + H6 (comme défini dans la norme britannique 1916: Partie 1: 1953 limites de corps). Une bague constitue une forme avantageuse d'élément pour un arbre, car elle est relativement aisée à fabriquer, bien que d'autres formes soient possibles, par exemple une forme en fer à cheval. La bague peut établir une prise avec l'arbre en plus de deux emplacements. Dans ce cas, les emplacements de prise sont contenus dans un plan. Ce plan s'étend perpendiculairement à un plan dans lequel est contenu ou s'étend l'axe longitudinal de l'arbre. L'angle à considérer est alors l'angle formé

entre le premier plan et le plan s'étendant perpendiculai-

rement à l'axe longitudinal de l'arbre.

L'élément, qui est dans les exemples parti-

culiers la bague, peut être réalisé en métal, ferreux ou non ferreux, ou en matière plastique et il peut être

produit par moulage, usinage ou compression.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une première forme de réalisation de l'invention dans laquelle le palier est fixé sur un arbre au moyen d'une bague;

- la figure 2 est une vue a partir de l'ex-

trémité de gauche suivant l'axe de l'assemblage montré sur la figure 1: la figure 3 est une coupe longitudinale d'une seconde forme de réalisation de l'invention dans laquelle un palier positionné dans l'alésage d'un corps, est fixé sur un arbre au moyen d'une bague établissant trois points de prise avec l'arbre et deux points de prise avec le palier;

- la figure 4 est une vue & partir de l'ex-

trémite de gauche suivant l'axe de l'assemblage montré sur la figure 3; et - la figure 5 est une coupe longitudinale d'une bague entourant un arbre, permettant l'étude des relations dimensionnelles. Les figures 1 et 2 présentent un assemblage comprenant un arbre cylindrique 134 qui présente une extrémité 136 formant un épaulement. Un palier 138 à deux rangées de billes et contact angulaire est monté sur l'extrémité epaulee 136, en butée contre l'épaulement. Une bague 140, montée sur l'arbre, empêche le palier 138 de se

déplacer le long de l'extrémité 36 de l'arbre en s'éloi-

gnant de l'épaulement. La bague 140 présente des bords intérieurs chanfreinés et un alésage circulaire qui est légèrement plus grand que le diamètre de l'extrémité épaulée 136 de l'arbre 134 (ajustement avec jeu) et elle comporte une saillie ou un nez 142 dépassant d'un face extrême et portant contre la bague intérieure du palier 138. La bague 140 est inclinée et porte contre l'extrémité 136 de l'arbre en deux points diamétralement opposés 144, 146, dont l'un, le point 144, est aligné avec la saillie 152. Ces points de prise sont situés dans un premier plan s'étendant perpendiculairement à un deuxième plan qui contient l'axe longitudinal de l'arbre 134. Un troisième plan s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'arbre 134. Les premier et troisième plans forment un angle qui n'est pas supérieur à tg -1 i o p est le coefficient de frottement entre l'arbre 134 et la bague 140. Pour son montage, on fait simplement glisser la bague 140 le long de l'extrémité 136 de l'arbre jusqu'à ce que le nez 142 touche la bague intérieure du palier. Puis on applique une force axiale à 1u zone hachurée 148, qui est en un emplacement situé sur la partie de la bague la plus proche du palier 138 et qui est diamétralement opposée à la saillie 142 et se trouve sur la face extrême opposée, jusqu'à ce que la force de réaction sans glissement - demandée soit atteinte, c'est-à-dire jusqu'à ce que la bague 140 prenne une position en formant un angle inférieur

à l'angle de glissement décrit de tg -1.

Lorsque la force axiale est appliquée à la zone hachurée 148, la bague 140 pivote très légèrement autour du point 144, ce qui a pour effet d'éloigner très légèrement le nez 142 du palier 138. On peut modifier cette forme de réalisation en remplaçant le nez 142 par deux nez 143 (représentés en traits pointillés) qui sont situés de part et d'autre du point 144. Lorsque, dans ce cas, la force axiale est appliquée à la zone hachurée 148, le très léger pivotement de la bague 140 sollicite les nez 143 en

direction du palier 138.

Dans cet assemblage, un intervalle doit exister entre la partie de la bague 140 la plus proche du palier 138 et le palier afin d'éviter les tolérances étroites de fabrication et d'assemblage afin d'assurer l'entrée en

contact de la saillie 142 avec le palier.

La force de retenue présente la même valeur que la charge axiale appliquée. Tout mouvement supplémentaire du palier 138 au-delà de cette charge provoque un léger mouvement de la bague 140, ce qui a pour résultat un accroissement de l'amplitude de la force d'auto-blocage

jusqu'à la limite de résistance de la bague.

L'assemblage montré sur les figures 3 et 4 comprend un corps 150 présentant un alésage 152 qui comprend un tronçon de diamètre réduit présentant un épaulement 154. Un arbre 156 est monté dans l'alésage 152 au moyen d'un palier 158 à roulement radial à une seule rangée de billes et gorges profondes en butée contre l'épaulement 154. Pour empêcher le palier 158 de se déplacer le long de l'alésage 152 et de s'éloigner de l'épaulement 154, une bague 160 est montée sur l'arbre 156 et est inclinée. La bague 140 comporte deux saillies 162 en prise avec la bague intérieure du palier 158. La bague 160 comporte deux saillies 164 s'étendant radialement vers l'intérieur et une troisième saillie 165 dont les bords intérieurs sont situés sur un cercle de diamètre supérieur à celui de l'arbre 156, et portent contre l'arbre 156. Les deux saillies 164 sont alignées sur des saillies respec- tives 162 en contact avec le palier 158, et la saillie restante 165 se trouve en une partie de la bague plus rapprochée du palier et située à mi-distance entre les deux

autres saillies 164, en formant un angle d'environ 125 .

Les trois saillies 164 et 165 établissent une prise avec l'arbre 166 en trois points qui sont situés dans un premier plan s'étendant perpendiculairement à un deuxième plan contenant l'axe longitudinal de l'arbre 156. Un troisième plan s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'arbre 156. Les premier et troisième plans forment un angle qui n'est pas supérieur à tg -1 p ou p est le coefficient de frottement entre l'arbre 156 et la bague 160. Pour le montage de la bague 160, on la fait simplement glisser le long de l'arbre 156 jusqu'à ce que les deux saillies 162 touchent la bague intérieure du palier 158. Puis on applique une force axiale à la zone hachurée 166 située dans une partie se trouvant à la saillie 165 ou à proximité immédiate de celle-ci, jusqu'à ce que la force de réaction sans glissement demandée soit atteinte, c'est-à-dire jusqu'à ce que la bague 160 prenne une position en formant un angle inférieur à l'angle de glissement décrit de tg -1 A. Lorsque la force axiale est appliquée à la zone hachurée 166, il se produit un très léger pivotement de la bague 160 autour d'une ligne passant par les points o les saillies 164 portent contre l'arbre 156. Cependant, étant donné que dans cet assemblage, les saillies 162 sont

alignées avec les saillies 164, il ne se produit pratique-

ment aucun mouvement des saillies 162.

De même que dans la forme de réalisation

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précédente, un intervalle est nécessaire entre la partie de la bague 160 la plus proche du palier 158 et le palier afin d'éviter les tolérances étroites de favrication et d'assemblage et afin d'assurer que les saillies 162 portent contre le palier. Dans ces formes de réalisation, la bague 140, doit avoir une grande raideur ainsi qu'une grande

résistance pour éviter que l'angle dépasse tg -1 À, c'est-

à-dire l'angle de glissement. La matière la plus appropriée

est l'acier moulé ou la fonte à graphite sphéroïdale.

Dans certaines conditions, deux bagues peuvent être nécessaires. En outre, une bague en tant que telle n'est pas nécessaire car une bague incomplète ou brisée,

très analogue à un fer à cheval, pourrait être utilisée.

Trois ou quatre points, ou plus, de prise sur l'arbre et

sur le palier peuvent être utilisés.

Pour obtenir un jeu axial entre une bague et, par exemple, un palier, on peut mettre en place une cale provisoire entre la ou les saillies et le ou les nez, d'une part, et le palier, d'autre part. Apres blocage de la bague, la cale est ensuite retirée radialement. Ainsi,on

peut aisément obtenir un jeu axial déterminé.

En référence à la Figure 5, on a procédé à des recherches pour mettre en lumière la relation entre la dimension axiale b de l'alésage cylindrique d'une bague ou d'une rondelle 168 et le diamètre a d'un arbre 170 qui passe dans l'alésage de la bague, relation concernant le blocage de la bague sur l'arbre. Le diamètre a de l'arbre et le diamètre de l'alésage de la bague 168 ont la même valeur nominale de 35 mm, bien que la bague soit ajustée avec jeu sur l'arbre. La bague 168 et l'arbre 170 sont tous deux réalisés en acier, la bague ayant une charge a la limite apparente d'élasticité d'environ 2,8 tonnes/cm2 et l'arbre une charge d'environ 4,7 tonnes/cm2. Les recherches ont commencé avec une dimension b de 25 mm. Une force F de 2,56 kN a été appliquée à la bague 168 comme indiqué par la flèche. La bague 168 ne s'est pas bloquée ni coincée sur l'arbre 170. On a essayé des bagues ayant d'autres dimensions b et les résultats sont groupés dans le tableau ci-dessous: a mm b mm a/b blocage ou coincement ?

25 1,4 NON

35 20 1,75 NON

15 2,3 NON

10 3,5 NON

7 5 Léger 5 7 OUI mais bague déplacée par une pression du pouce

4,5 7,8 OUI

3 11,66 OUI, bon 1,3 26,92 OUI, très bon, aucune marque sur l'arbre Il ressort du tableau que pour un rapport a/b < 8, il n'y a pratiquement pas de blocage, ou alors un blocage insatisfaisant mais que, pour un rapport de a/b > 8, on obtient un blocage satisfaisant. Une valeur de

a/b > 12 est avantageuse pour assurer un blocage satis-

faisant de la bague sur l'arbre.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'assemblage décrit et rprésenté

sans sortie du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Assemblage comprenant un arbre (134; 156) ayant un axe longitudinal, et une pièce (138; 158) qui est montée sur l'arbre et un dispositif (140; 160) qui est également monte sur l'arbre et qui empêche la pièce (138; 158) de se déplacer le long de l'arbre (134; 156) dans le sens allant de la pièce vers le dipositif (140; 160), le dispositif comprenant un élément (140; 160) qui s'étend au moins partiellement autour de l'arbre (134; 156) et qui, pendant l'assemblage, peut être déplacé le long de l'arbre puis amené à prendre une position dans laquelle il établit une prise avec la pièce (138; 158) en un ou plusieurs points, et établit une prise avec l'arbre, en deux points ou plus (144; 146) qui sont situés dans un premier plan s'étendant perpendiculairement à un deuxième plan qui contient l'axe longitudinal de l'arbre, l'assemblage étant caractérisé en ce que le premier plan forme avec un troisième plan, s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'arbre (134; 156), un angle qui n'est pas supérieur à tg -1 g, o p est le coefficient de frottement entre l'arbre (134; 156) et l'élément (140; 160), le dispositif (140; 160) n'étant en butée qu'avec la pièce

(138; 158).

2. Assemblage selon la revendication 1,

caractérisé en ce que l'élément (140; 160) est une bague.

3. Assemblage selon l'une des revendications 1

et 2, caractérisé en ce que l'élément (140; 160) comporte une ou plusieurs saillies (142, 143; 162) portant contre

la pièce (138; 158).

4. Assemblage selon l'une quelconque des

revendications 1, 2 et.3, caractérisé en ce que l'élément

(160) comporte une ou plusieurs saillies (164,165) qui s'étendent globalement radialement vers l'intérieur par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre (156) et qui

portent contre l'arbre.

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5. Procéde de montage d'un assemblage com-

prenant un arbre (134; 156) ayant un axe longitudinal, une pièce (138; 158) qui est montée sur l'arbre et un dispositif (140; 160) qui est également monté sur l'arbre et qui empêche la pièce (138; 158) de se déplacer le long de l'arbre dans le sens allant de la pièce (138; 158) vers le dispositif (140; 160), le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser l'arbre (134; 156), à monter la pièce (138; 158) sur l'arbre (134; 156), à monter le

dispositif (140; 160) sur l'arbre, le dispositif compre-

nant un élément (140; 160) qui s'étend au moins partiel-

lement autour de l'arbre (134; 156) et qui peut être déplacé le long de l'arbre, à rapprocher l'élément (140; ) et la pièce (138; 158) l'un de l'autre de manière qu'une partie (142; 162) de l'élément touche la pièce, puis à amener l'élément (140; 160), pendant qu'il touche encore la pièce (138; 158), à prendre une position dans laquelle il établit avec l'arbre (134; 156) une prise en deux points ou plus (144, 146) qui sont situés dans un premier plan s'étendant perpendiculairement a un deuxième plan qui contient l'axe longitudinal de l'arbre,.le premier

plan formant, avec un troisième plan s'étendant perpen-

diculairement à l'axe longitudinal de l'arbre, un angle qui n'est pas supérieur à tg -1 p, o p est le coefficient

de frottement entre l'arbre et l'élément.

6. Procédé selon la revendication 5, carac-

térisé en ce que la partie (142; 162) de l'élément (140; ) touchant la pièce (138; 158) est positionnée de manière que, lorsque l'élément est amené & prendre ladite position, ladite partie soit sollicitée axialement dans un sens.

7. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que le sens axial est dirigé vers la pièce

(158).

8. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 5, 6, 'et 7, caractérisé en ce que la pièce est une cale positionnée entre l'élément et une autre pièce, et la cale est retirée radialement de l'arbre après que

l'élément a été amené à prendre ladite position.