FR2559561A1 - Douille a bride en poudre de metal frittee pour monter un organe d'une machine sur un arbre - Google Patents

Abstract

CETTE DOUILLE 20 A BRIDE CIRCULAIRE POUR FIXER DES ORGANES MENANT OU MENE TELS QUE POULIES OU AUTRES SUR UN ARBRE ROTATIF COMPORTE UNE CLAVETTE 30 VENUE DE MATIERE DANS L'OUVERTURE CENTRALE 28 DE LA DOUILLE ET DESTINEE A ETRE INTRODUITE DANS UN LOGEMENT DECLAVETTE CORRESPONDANT DANS LEDIT ARBRE. LA DOUILLE EST FORMEE PAR UNE OPERATION DE FRITTAGE ET UNE MASSE SPECIFIQUE ACCRUE EST DONNEE AUX REGIONS DES CONGES DE RACCORDEMENT OU JONCTIONS 40, 42 ENTRE LA BRIDE 24 ET LA PAROI EXTERNE DU CORPS 22, PROCURANT AINSI UNE RESISTANCE ACCRUE A LA FATIGUE DANS CES REGIONS CRITIQUES. LES CONGES ENTRE LA CLAVETTE 30 ET LA PAROI INTERNE DU CORPS 22 SONT PREVUS POUR REPARTIR LA CONCENTRATION DES FATIGUES SE PRODUISANT DANS CES REGIONS.

Description

La présente invention est relative à un disposi-

tif pour fixer une roue à gorge, une poulie, un pignon ou

autre sur un arbre.

Un dispositif bien connu et largement utilisé pour fixer des roues à gorge, des poulies, des pignons, des organes d'accouplement ou analogues sur des arbres rotatifs consiste en une douille conique fendue disposée autour de l'arbre, avec le corps de la douille disposé entre ce dernier et le moyeu de l'un des organes menant ou mené précités. Les moyeux présentent normalement une surface interne convergente qui correspond à la surface externe conique de la douille. Une douille d'un type particulier qui est utilisée dans ce but comporte une bride disposée autour de sa surface externe et qui est adjacente au corps de la douille à une extrémité de celle-ci et présentant une pluralité de trous taraudés afin de fixer la douille sur le moyeu. Des vis sont introduites à travers la bride dans des trous taraudés correspondant du moyeu et, lorsque les vis sont serrées, les surfaces coniques de la douille et du moyeu sont tirées l'une vers l'autre. Ceci astreint à

son tour la douille fendue à se contracter autour de l'ar-

bre et à le serrer de façon ferme, fixant ainsi l'ensemble et empêchant toute rotation relative entre l'arbre, la

douille et le moyeu. Un montage en sens inverse est égale-

ment possible lorsqu'il existe par exemple un espace limité au voisinage de l'extrémité de la douille comportant la bride. Dans ce cas, des vis sont introduites à travers des trous non taraudés prévus dans le moyeu et dans des trous taraudés correspondants de la bride. Lorsque les vis sont

serrées, les surfaces coniques sont tirées l'une vers l'au-

tre et la douille se resserre autour de l'arbre comme

décrit plus haut.

Dans de nombreux montages, une clavette est pré-

vue ainsi qu'un logement de clavette entre l'arbre et la douille et/ou entre la douille et le moyeu afin d'assurer une protection supplémentaire contre toute rotation entre les organes. Les douilles sont normalement fabriquées soit par usinage à partir de flans en fonte, soit par traitement d'un métal en poudre qui élimine une grande partie de l'usinage nécessaire pour la fabrication de la douille à

partir des flans de fonte ou de fer coulé.

En service normal, les douilles sont souvent soumises à un couple très élevé, en particulier lorsque

sont effectuées de fréquentes inversions du sens de rota-

tion. Tout desserrage des organes ainsi fixés empire

progressivement au fur et à mesure de la suite du fonction-

nement, en raison de la déformation par chocs entre les

organes, et peut finalement avoir pour résultat une dété-

rioration de l'un ou de plusieurs des organes. De plus, des contraintes dues à la fatigue sont concentrées dans certaines régions de la douille, en particulier dans les congés de raccordement ou jonctions entre la bride et le corps, et dans les congés de raccordement entre la clavette et le corps. Les efforts effectués jusqu'à présent pour surmonter ces difficultés ont été concentrés soit sur un renforcement des régions soumises à la fatigue, ayant pour

résultat une augmentation de poids et du prix de fabrica-

tion, soit sur une conformation des douilles afin de per-

mettre un certain degré de flexion, réduisant la concentra-

tion de la fatigue mais ayant pour résultat un affaiblisse-

ment global de la structure de la douille.

L'un des buts principaux de l'invention est par conséquent de réaliser une douille à bride fabriquée au moyen d'un processus de traitement de métal en poudre, dans lequel les régions de concentration de la fatigue autour

de la bride sont renforcées par une augmentation de la mas-

se spécifique de la douille dans ces régions critiques, ren-

forçant ainsi la structure de la douille et procurant de

meilleures caractéristiques de fonctionnement.

Un autre but de l'invention est de réaliser un congé de raccordement, ou jonction concave, entre chaque face de la clavette et le corps de la douille, assurant

ainsi un ajustement plus facile sur le logement de la cla-

vette sur l'arbre et réduisant la fatigue entre la clavette

et le corps de la douille.

Un autre but encore de l'invention est de réali-

ser une douille à bride en métal en poudre traité qui assu-

re une longue durée d'utilisation en raison de sa construc-

tion renforcée, et qui soit économique à fabriquer et à utiliser. Ces buts ainsi que d'autres sont atteints au moyen de l'invention, qui concerne une douille à bride fabriquée à partir de métal en poudre, comportant un corps

circulaire ayant une ouverture centrale et une bride dispo-

sée autour de l'une de ses extrémités. Le corps et la bride sont fendus longitudinalement et radialement pour permettre une compression autour de l'arbre lorsque la douille est posée. Une clavette faisant saillie vers l'intérieur est prévue dans l'ouverture centrale du corps de façon à prendre

appui dans un logement de clavette de l'arbre considéré.

Les congés de raccordement ou jonctions concaves entre la clavette et la paroi interne du corps sont conformés de façon à répartir la concentration de la fatigue, et les

congés entre la bride et la paroi externe du corps sont réa-

lisés avec une masse spécifique accrue lors de la fabrica-

tion de la douille, assurant ainsi une résistance accrue à la fatigue dans ces régions critiques. Des trous taraudés et non taraudés sont prévus dans la bride, ces derniers venant en alignement avec des trous taraudés dans le moyeu pour monter la douille, et les trous taraudés venant en

alignement avec des parties massives de la paroi d'extré-

mité du moyeu pour extraire la douille lorsque des vis sont vissées à travers les trous taraudés et contre la paroi du

moyeu, forçant ainsi la douille vers l'extérieur.

La douille peut également être montée en sens

inverse lorsque l'espace est limité au voisinage de l'ex-

trémité de la douille portant la bride ou lorsque cela est commode. Pour utiliser ce procédé, des vis sont introduites à travers les trous non taraudés du moyeu et dans les trous taraudés de la bride. Pour démonter la douille des vis sont vissées à travers les trous taraudés du moyeu et contre

une partie correspondante massive de la bride, forçant ain-

si le moyeu et la douille à s'écarter.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention apparaitront au cours de la description qui va

suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig.l est une vue en perspective de la douille à bride à laquelle est appliquée l'invention, montrant le congé externe de raccordement entre la bride et le corps; la Fig.2 est une vue en bout de la douille à bride représentée à la Fig.l, montrant les régions évidées et en forme entre la clavette et le corps;

la Fig.3 est une vue de l'extrémité de la douil-

le à bride opposée à celle représentée à la Fig.2; la Fig.4 est une vue en élévation latérale de la douille à bride montrant le corps conique; la Fig.5 est une vue en section transversale de

la douille à bride représentée aux Fig. précédentes, mon-

trant les régions dans lesquelles la masse spécifique est augmentée, la coupe étant prise suivant la ligne 5-5 de la Fig.2;

la Fig.6 est une vue partielle en section mon-

trant les congés de raccordement entre la clavette et le corps, la section étant prise suivant la ligne 6-6 de la Fig.5;

la Fig.7 est une vue partielle en section trans-

versale du congé de raccordement entre la bride et le corps

présentant une masse spécifique accrue, cette vue corres-

pondant à la partie encerclée 7 de la Fig.5;

la Fig.8 est une vue partielle en section trans-

2559561 '

versale de la rainure ou indentation formée dans l'extré-

mité externe du corps, cette vue montrant la partie encer-

clée 8 de la Fig.5.

En se référant maintenant plus particulièrement au dessin et notamment à la Fig.l, la référence 20 désigne

dans son ensemble la douille à bride à laquelle est appli-

quée l'invention. La douille comporte un corps cylindrique 22 dont l'extrémité inférieure est entourée par une bride

circulaire 24. Dans un but de commodité de description,

l'extrémité de la douille comportant la bride sera dési-

gnée comme étant l'extrémité inférieure et la petite ex-

trémité du corps sera désignée comme étant l'extrémité supérieure, cette orientation étant visible à la Fig.5, indépendamment du fait que la douille peut être utilisée

dans une position quelconque.

La douille suivant l'invention est du type fendu, et une fente longitudinale et radiale 26 est prévue dans le corps et dans la bride afin de permettre une contraction de la douille autour d'un arbre (non représenté) lors de sa pose. Dans l'alésage central 28 de la douille est formée une clavette 30 venue de matière, conformée de façon à

pouvoir être introduite dans un logement de clavette cor-

respondant (non représenté) dans l'arbre particulier sur

lequel la douille est montée. La bride 24 comporte une plu-

ralité d'alésages ou trous taraudés 32 et une pluralité d'alésages ou trous 34 non taraudés. Pour le montage de la douille dans un moyeu correspondant, des vis appropriées (non représentées) sont introduites à travers les trous 34 non taraudés dans des trous taraudés correspondants du moyeu (non représenté), et les vis sont serrées afin de tirer la douille dans le moyeu. Pour démonter la douille, des moyens appropriés tels que des vis sont vissés dans les trous taraudés 32 et sont serrés dans ceux-ci. Lorsque les vis viennent en contact avec la paroi massive du moyeu, la douille est forcée vers l'extérieur, en s'éloignant de son engagement avec le moyeu et le démontage est ainsi effectué. La douille suivant l'invention peut également

être montée du côté inverse dans un moyeu approprié lors-

que l'espace au voisinage de l'extrémité comportant la bride peut constituer un avantage, ou pour d'autres raison, tel- les que par exemple la commodité. Dans ce cas des moyens appropriés tels que des vis sont introduits à travers des

trous non taraudés du moyeu (non représentés) et sont vis-

sés dans des trous taraudés 32 de la bride 24. Lorsque les vis sont serrées, ladouille est tiréedans lemoyeucomme décrit plus haut. Le démontage peut également être effectué à partir du côté opposé en vissant des vis à travers des trous taraudés du moyeu et contre la surface interne 25 de la bride 24, forçant ainsi le moyeu et la douille à

s'écarter.

La douille à bride suivant l'invention est réa-

lisée par une opération de frittage. En résumé cette opéra-

tion nécessite de remplir une matrice avec un métal en pou-

dre et à soumettre la poudre de métal à uine pression impor-

tante dans une presse appropriée en effectuant un soudage à

froid des grains individuels de la poudre. La douille com-

primée est alors frittée, ce qui nécessite de soumettre la douille à une température élevée prédéterminée dans un four à atmosphère contrôlée afin d'augmenter la résistance de

la liaison. La température du four est de façon caractéris-

tique de 60 à 80% de la température du point de fusion du métal particulier utilisé, et l'atmosphère est contrôlée afin d'empêcher une oxydation des particules métalliques

avant que la liaison soit réalisée. En particulier lors-

qu'on utilise une telle technologie de traitement du métal en poudre, les congés de raccordement ou jonctions entre deux surfaces non continues peut poser des problèmes de

fatigue, du fait qu'il est difficile de maintenir une pres-

sion uniforme dans ces régions. En conséquence ces régions présentent des masses spécifiques plus faibles, et sont

sujettes à des défaillances sous l'action de la fatigue.

L'invention a par conséquent pris ces facteurs en considé-

ration, et les douilles ont été conçues soit pour répartir la concentration des fatigues sur une région plus grande, soit pour produire une masse spécifique augmentée dans ces régions dans lesquelles les contraintes de fatigue ont une importance particulière. Les premières de ces régions sont

les jonctions ou congés de raccordement 40 entre la circon-

férence interne du corps 22, ou entre l'alésage 28 et la clavette 30. Des indentations sont prévues dans la matrice

utilisée pour former la douille à bride suivant l'inven-

tion pour réaliser des congés 40 arrondis. Ceci permet un ajustement plus facile sur le logement ou siège de clavette

de l'arbre. La réalisation des congés avec leur forme con-

cave, soulage la concentration des fatigues qui sont fré-

quentes dans les douilles comportant des jonctions formées à angles droits, répartissant ainsi la fatigue sur une

région plus grande et augmentant par conséquent la résis-

tance. Des procédés analogues sont utilisés pour former les congés de raccordement sur les deux côtés de la bride 24. Des indentations sont prévues dans la matrice pour concentrer les forces de pression, pour former un congé inférieur de raccordement 42 entre la bride et le corps,

et pour former un congé de raccordement supérieur 44, re-

présenté aux Fig.5 et 7, entre les côtés opposés de la

bride et le corps. Ces congés présentent une masse spécifi-

que accrue et par conséquent une résistance plus grande que les douilles classiques de ce type, réalisant ainsi une bride plus robuste et procurant un rendement amélioré en fonctionnement. L'extrémité de la périphérie du corps 22 présente une surface formant un angle vers l'intérieur, ou cavité annulaire 46 représentée aux Fig.5 et 8, afin

d'assurer un ajustement sûr entre la surface circonféren-

tielle externe 48 convergente du corps et la surface cir-

conférentielle interne correspondante convergente en sens inverse, du moyeu particulier (non représenté), du fait

que des sailles vers l'intérieur dans cette région empê-

cheraient l'appui approprié nécessaire entre les surfaces convergentes. L'utilisation d'une opération de frittage

permet également de former la fente 26 au cours du proces-

sus de moulage, tandis que les douilles usinées nécessitent

que la fente soit taillée après la fabrication de la douille.

En cours d'utilisation et de fonctionnement de la douille à bride à laquelle est appliquée l'invention, la douille 20 est glissée par-dessus l'extrémité d'un arbre avec la clavette 30 alignée avec le logement correspondant prévu sur l'arbre. La douille est facilement montée et

alignée de cette façon grâce aux congés 40 entre la clavet-

te et la circonférence interne du corps 22. Le corps est ensuite déplacé en contact avec le moyeu de l'organe menant

ou mené, tel qu'une poulie à gorge, un pignon ou analogue.

Des vis appropriées sont alors introduites tout d'abord à travers les trous 34 non taraudés de la bride 24 et vissées ensuite dans des trous correspondants taraudés du moyeu

(non représentés). Lorsque les vis sont serrées, la surfa-

ce circonférentielle externe convergente 48 du corps est attirée dans la surface circonférentielle interne du moyeu

convergeant en sens inverse, et lorsque les surfaces con-

vergentes sont tirées ensemble, les forces qui se concen-

trent appliquent une pression sur les côtés du corps 22, astreignant la fente 26 à se fermer et fixant ainsi la

douille sur l'arbre, tout en fixant en même temps la douil-

le sur le moyeu. La douille peut être démontée de l'arbre en vissant des vis appropriées dans les alésages taraudés 32 prévus dans la bride. Ces vis, lorsqu'elles sont serrées

contre la paroi du moyen, forcent la douille vers l'exté-

rieur en l'écartant de son contact avec le moyeu.

La douille 20 peut également être montée dans un

moyeu approprié par son côté opposé lorsque cela est commo-

de, ou lorsque cela est nécessaire en raison des limita-

tions de l'espace adjacent à l'extrémité de la douille por-

tant la bride. Dans ce procédé de montage en sens inverse, le corps 22 est déplacé en contact avec le moyeu et des vis appropriées sont tout d'abord introduites à travers les trous non taraudés dans le moyeu et elles sont ensuite vissées dans les trous taraudés 32 dela bride 24. Lorsque les vis sont serrées, les surfaces coniques de la douille et du moyeu sont tirées ensemble, serrant la douille autour de l'arbre comme décrit plus haut. La douille peut alors être démontée depuis ce côté, également en vissant des vis à travers des trous taraudés dans le moyeu et contre la surface interne 25 de la bride 24. Lorsque les vis sont

tournées contre la bride, la douille est forcée vers l'ex-

térieur, en s'écartant de son contact avec le moyeu.

Les congés 40 entre la clavette et l'intérieur du corps, et les congés supplémentaires 42 et 44 entre les parties inférieure et supérieure respectivement de la bride et du corps, sont renforcés, en raison de la forme concave et de la masse spécifique accrue conférées à ces

régions pendant les opérations de moulage et de frittage.

Ce renforcement fournit une douille ayant une résistance

supérieure aux contraintes dues à la fatigue, et une lon-

gévité d'utilisation accrue de façon correspondante.

Bien que l'on n'ait représenté et décrit en

détails dans la présente description qu'un seul mode de

réalisation de la douille à bride suivant l'invention, de nombreuses modifications peuvent lui être apportées sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1- Douille à bride en métal en poudre fritté pour

fixer des organes d'une machine sur un arbre, lesdits or-

ganes comportant un moyeu avec un alésage central, ladite douille comprenant un corps (22) conique qui est dans son ensemble cylindrique et fendu longitudinalement et radiale-

ment et présentant une grande extrémité et une petite ex-

trémité et un alésage central (28), une bride (24) fendue longitudinalement et radialement disposée sur la grande extrémité du corps et ayant une partie faisant saillie vers

l'extérieur sur ladite grande extrémité du corps, une cla-

vette (30) venue de matière avec le corps (22) dans l'alé-

sage central de celui-ci et faisant saillie vers l'intérieur et axialement dans cet alésage, le corps comportant des congés (40, 42) aux points de jonction entre la bride (24)

et le corps (22) sur les deux c8tés de la bride pour augmen-

ter la masse spécifique en ces points, et une pluralité de trous (32, 34) formés dans la bride pour recevoir des moyens

de fixation pour fixer sélectivement la douille dans l'ou-

verture du moyeu et sur l'arbre et pour extraire la douille

de l'alésage du moyeu.

2- Douille à bride suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la petite extrémité du corps (22) présente une cavité annulaire (46) sur sa périphérie afin de faciliter la venue en appui de ladite douille (20) dans

un moyeu.

3- Douille à bride suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (22) présente une surface

circonférentielle externe qui présente une forme convergen-

te vers l'intérieur à partir d'un point voisin de ladite

bride (24) vers ladite petite extrémité du corps.

4- Douille à bride suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits trous comprennent des trous taraudés (32) et des trous non taraudés (34), lesdits trous taraudés permettant d'effectuer l'extraction de la douille il

d'un moyeu à la suite de l'introduction d'organes de fixa-

tion, et lesdits trous non taraudés étant adaptés pour recevoir des moyens de fixation pour fixer ladite douille

(20) dans un moyeu.

5- Douille à bride telle que définie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie de la bride (24) présente une surface externe et une surface interne adjacentes et à peu près perpendiculaires audit corps (22) pour former une butée contre laquelle sont étendus des moyens de fixation pour assurer l'extraction

de la douille du moyeu.

6- Douille à bride suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits trous comprennnnt des trous taraudés (32) et des trous non taraudés (34), les trous

taraudés (32) étant dstinés à recevoir des organes de fixa-

tion introduits à travers les trous non taraudés correspon-

dant formés dans le moyeu pour monter ladite douille en

sens inverse dans ledit moyeu.

7- Douille à bride en métal en poudre fritté pour fixer un moyeu comportant des trous taraudés et non taraudés sur un arbre rotatif, caractérisée en ce qu'elle

comprend un corps circulaire fendu (22) ayant deux extré-

mités et un alésage central (28), une collerette circulaire fendue (24) disposée autour de l'une desdites extrémités,

une clavette (30) venue de matière avec le corps et dispo-

sée dans ledit alésage central, le corps (22) et la bride (24) présentant une masse spécifique accrue dans les régions

de leurs jonctions afin de résister à la fatigue.

8- Douille à bride suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une paroi circulaire qui délimite ledit alésage central du corps (22), ladite clavette (30) étant venue de matière avec ladite paroi et faisant saillie vers l'extérieur de celle-ci et coupant des parties de ladite paroi, et la région entre lesdites parois et la clavette (30) étant arrondie pour répartir la

concentration des fatigues.

9- Douille à bride suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le corps (22) présente une surface circonférentielle externe, et en ce que ladite surface externe converge vers l'intérieur en s'éloignant de ladite extrémité comportant la bride. - Douille à bride suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la bride (24) comporte des trous taraudés et non taraudés (32, 34) disposés axialement dans la bride, les trous (34) non taraudés étant destinés à recevoir des vis pour être introduites dans des trous

taraudés d'un moyeu afin de fixer la douille sur ce der-

nier, lesdits trous taraudés (32) étant adaptés pour rece-

voir des vis pour dégager ladite douille d'un moyeu.

11- Douille à bride suivant la revendication 7, caractérisée en ce que ladite bride (24) comporte des trous taraudés et non taraudés (32, 34) disposés axialement dans la bride, avec des parties massives adjacentes auxdits trous pour former une butée contre laquelle des vis sont

étendues après avoir été vissées -à travers des trous tarau-

dés du moyeu pour extraire la douille (20) de ce dernier, et les trous taraudés (32) étant adaptés pour recevoir des

vis introduites tout d'abord à travers des trous non tarau-

dés du moyeu pour fixer ladite douille sur celui-ci.

12- Douille à bride suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la bride (24) fait saillie vers

l'extérieur sur ladite première extrémité du corps (22).

13- Douille à bride suivant la revendication 12, caractérisée en ce que l'extrémité du corps (22) opposée à ladite première extrémité présente une cavité annulaire sur sa périphérie afin de faciliter la venue en appui de

la douille dans un moyeu.

14- Douille à bride en métal en poudre fritté

pour fixer un organe d'une machine sur un arbre, caracté-

risée en ce qu'elle comprend un corps cylindrique fendu (22) ayant un alésage central (28) et une fente radiale et longitudinale (26) qui le traverse, le corps comportant deux extrémités et des surfaces circonférentielles interne et externe, une bride fendue (24) disposée autour de l'une desdites deux extrémités du corps (22), une clavette située sur ladite surface circonférentielle interne du corps pour être introduite dans un logement de clavette correspondant ménagé dans un arbre, le corps (22) et la bride (24) ayant une certaine masse spécifique définie et comportant des parties d'intersection entre la bride et ladite surface externe ayant une masse spécifique supérieure à celle du

corps (22) et de la bride (24).

- Douille à bride suivant la revendication 14,

caractérisée en ce que ladite bride (24) comporte une plura-

lité de trous (32, 34) s'étendant axialement à travers la bride, certains desdits trous (34) étant non taraudés et

certains desdits trous (32) étant taraudés.

16- Douille à bride suivant la revendication 14, caractérisée en ce que ladite surface circonférentielle externe est convergente vers l'intérieur en s'éloignant de ladite bride (24), et en ce que des congés de raccordement (40, 42) s6nt prévus aux points d'intersection entre la clavette (30) et ladite surface interne pour répartir la

concentration des fatigues.

17- Douille à bride suivant la revendication 16, caractérisée en ce que ladite extrémité du corps (22) opposée à ladite extrémité portant la bride comporte une rainure annulaire (46) dans sa périphérie pour faciliter la

venue en appui de la bride dans un moyeu.