Clavette disque. On sait que les clavettes disques, très uti lisées dans l'industrie mécanique; présentent. certains inconvénients inhérents à leur forme et à leur mode de fabrication; en effet, ces clavettes sont généralement usinées à partir d'ébauches découpées dans une barre d'acier étiré de qualité ordinaire se prêtant à l'éti rage.
D'une part, l'ajustage de ces clavettes et leur mise en place sont des opérations relativement délicates, d'autre part, leur résis tance aux efforts de cisaillement, par suite de l'orientation des fibres du métal dans la. di rection de ces efforts, est relativement. faible; de plus, les angles vifs que doit présenter le logement. de la clavette, pour s'adapter à la forme de celle-ci, favorisent les amorces, de rupture de l'arbre solidaire de cette clavette.
L'invention a pour but d'éviter ces incon vénients. Elle a pour objet une clavette dis que, caractérisée en ce qu'elle présente des arêtes arrondies et en ce que les fibres du métal qui la constitue sont orientées approxi mativement perpendiculairement au plan sui vant lequel la clavette est destinée à être sollicitée par des forces tangentielles, lors qu'elle est montée en position d'utilisation.
Les figures du dessin annexé, à l'exclusion de la fig. 11, représentent, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de la clavette faisant l'objet de la, présente invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'une première forme d'exécution prête à être intro- r1uite dans un logement ad hoc, La fig. 2 est une coupe de la même cla vette immobilisée en position dans ledit loge ment.
La fig. 3 est une vue en perspective d'une deuxième forme d'exécution. .
La fig. 4 est une vue de côté d'une va riante de cette forme d'exécution.
La fig. 5 est une vue de côté d'une troi sième forme d'exécution.
La fig. 6 est une vue de côté d'une va riante destinée à être logée dans la paroi d'un tube.
Les fig. 7 et 8 montrent une quatrième forme d'exécution et une variante destinées à immobiliser, en direction axiale, une pièce sur un arbre.
La fig. 9 illustre une application de la première forme d'exécution au clavetage d'une pièce de faible épaisseur s'appuyant contre un épaulement d'un arbre.
La fig. 10 est une vue de dessus d'une cinquième forme d'exécution appliquée au cla- vetage d'une pièce au voisinage d'une butée fixée sur l'arbre.
La fig. 11 montre, en coupe, une clavette disque de type connu et indique le sens des fibres du métal.
La fig. 12 -est une vue analogue de la pre mière forme d'exécution.
La fig. 13 est une vue en perspective sché matique d'un poinçon et d'une matrice des tinés à la fabrication dé la première forme d'exécution. La fig. 14 est une vue latérale schéma tique d'une installation pour la fabrication de ladite forme d'exécution par laminage.
On voit sur la fig. 1 que la clavette 1 comporte à ses deux extrémités deux rebords ou béquets longitudinaux 2 qui en font partie intégrante et qui s'appuient sur l'arbre 3 lorsque la clavette est introduite dans son logement 4. Cette clavette 1 est obtenue par matriçage, ce qui évite toute perte de matière à la fabrication et permet, d'autre part, de la former à partir de tout. acier approprié.
La partie de la clavette destinée à être intro duite dans le logement 4 ne présente pas d'angles vifs, ainsi qu'on l'a représenté; il est donc possible d'usiner le logement 4 à l'aide d'une fraise convexe -demi-ronde ou à angles très arrondis, laquelle donne des bords -com plémentaires arrondis 5 au logement 4 de la. clavette.
De même, les béquets 2 ne présentent pas d'angle vif à leur extrémité; lorsqu'on glisse sur eux la pièce à claveter, la rainure de cette dernière coopère avec un des béquets, de sorte que, même si initialement la pièce à claveter n'est. pas parfaitement alignée, elle se met en place sans détérioration des flancs de la rai nure ni du béquet de la clavette, et sans que celle-ci ne tourne dans son logement 4.
Par ailleurs, les béquets 2 prolongent la clavette et permettent d'obtenir, avec la pièce- à clave- ter, un contact. d'entraînement sur -use lon gueur supérieure au diamètre de la fraise uti lisée pour usiner le logement 4.
On peut encore remarquer que, par suite de la fabrication de la clavette par matriçage perpendiculairement à sa largeur, cette lar geur reste constante d'ans des limites très étroites. Il suffit de donner à la fraise de forme la même largeur pour réaliser un loge ment dans lequel la clavette s'introduit sans jeu, sans qu'il ne soit nécessaire de recourir à aucune opération d'ajustage.
En outre, cette clavette présente sur ses flancs deux échancrures 6 venues de matri çage et situées approximativement au milieu de la longueur de la clavette. La hauteur de ces échancrures étant supérieure à- celle de la tête ou partie de la clavette destinée à faire saillie, lorsque cette dernière a. été placée dans son logement, on repousse une partie du métal des bords du logement 4 dans ces échancrures, comme on le voit en 7 sur la fig. 2.
De la sorte, la clavette est immobilisée sur l'arbre, ce qui permet le montage de la. pièce à clave- ter. Cependant,oen exerçant une forte pesée sur l'un des béquets, on peut faire jouer légèrement la clavette pour la retirer si né cessaire.
La fig. 3 représente une seconde forme d'exécution .dans laquelle la tête 8 de la cla vette a une largeur plus grande que son corps 9; elle ne présente pas de béquets 2, mais des ailes d'appui latérales. Cette forme d'exécu tion est particulièrement avantageuse lorsque le diamètre de la pièce à claveter n'est pas très grand par rapport à celui de l'arbre, car elle permet de réduire la profondeur de la rainure de la pièce, de manière à ne pas affaiblir excessivement celle-ci.
Un autre avantage important de cette forme d'exécution réside dans le fait que la largeur de la tête de la- clavette peut rester constante pour plusieurs dimensions de ces clavettes, c'est-à-dire pour toute une gamme de diamètres d'arbres. Il est ainsi possible de prévoir un nombre limité de largeurs standar disées de rainures pour les pièces entraînées par lesdits arbres, rainures qu'on peut usiner au moyen d'un nombre réduit d'outils de coupe de dimensions respectives différentes. Les frais d'outillage sont ainsi diminués et l'usinage des rainures se trouve simplifié.
Dans le cas où la clavette n'a pas besoin de présenter une grande longueur, on peut la réaliser comme le montre la fig. 4. La clavette représentée sur cette figure comporte encore une tête 8' plus large que le corps 9', mais les échancrures 6 pratiquées dans les flancs de la clavette sont remplacées par des échan crures 10 situées aux extrémités longitudinales, et dans lesquelles on repousse une partie du métal de l'arbre afin d'immobiliser cette cla vette, comme on l'a indiqué en 11.
La fig. 5 représente une troisième forme d'exécution, utilisable lorsque la pièce à cla- veter a une très grande largeur, supérieure à celle que les béquets permettraient d'obte nir. Du reste, si l'on utilisait dans ce cas des béquets très longs, ceux-ci seraient soumis à des efforts de flexion excessifs, et-le corps de la clavette, hors de proportion avec la pièce à claveter, subirait également une trop grande sollicitation.
Une clavette 12 utilisée dans ce cas n'est plus semi-circulaire, mais très allongée; elle remplace ainsi en pratique deux clavettes dis posées bout à bout, qui nécessiteraient l'usi nage de deux logements séparés, opération plus longue que l'opération de fraisage d'un logement allongé. Des béquets 13 de cette cla vette peuvent avoir une longueur assez faible pour ne pas être soumis à des sollicitations excessives. Cette clavette comporte plusieurs échancrures 14 réparties sur la longueur de chaque flanc, et qui permettent d'immobiliser la. clavette.
La fig. 6 représente une variante de la première forme d'exécution, permettant de blo quer une pièce sur un arbre creux 16 sans avoir à craindre que la clavette 15 ne tombe, à travers le logement pratiqué dans la paroi mince de l'arbre creux, d'ans l'alésage de celui-ci; la clavette reste en effet en place grâce à des béquets longitudinaux <B>17.</B> D'autre part, au montage, on supprime la.
partie inférieure arrondie de la clavette, par fraisage ou cisailla.ge par exemple, afin de pratiquer un plat 18 approximativement pa rallèle à la face de la tête, de manière que la partie de cette clavette qui est noyée dans l'arbre ne puisse s'étendre à l'intérieur de l'alésage de l'arbre creux. De la sorte, l'alé sage de cet arbre reste dégagé, et l'on peut y loger un arbre ou un axe lisse sans aucune gêne.
Les clavettes décrites jusqu'à présent offrent de grands avantages par rapport aux clavettes disques usuelles: leur fabrication est simple et n'entraine pas de perte de ma tière; on peut les matricer dans toute qualité d'acier désirée; elles ne peuvent tourner; elles assurent l'entraînement de la pièce à claveter sur une grande longueur; leur logement n'affaiblit pas excessivement l'arbre grâce aux arrondis qu'il présente; à largeur égale, elles présentent une résistance au cisaillement plus élevée que les clavettes connues;
mais elles ne permettent pas d'immobiliser la pièce à claveter d'ans la direction de l'axe de l'arbre. On peut cependant obtenir cette immobilisa- tion de manière simple en utilisant une qua trième forme d'exécution ou une variante de celle-ci, qui sont représentées aux fig. 7 et 8.
Sur la fig. 7, la face extérieure plane 19 de la tête de la clavette est inclinée par rap port aux faces extérieures d'appui 20, qui sont planes, de béquets 21 et 22. Le béquet 22 forme en outre une butée 23. Le fond 24 de la rainure de la pièce à claveter 25 est usiné de manière à être incliné du même angle par rapport à l'axe de l'alésage de cette pièce; on introduit ladite pièce de gauche à droite sur l'arbre et la clavette en la forçant le plus loin possible, par exemple jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par la butée 23. La pièce 25 est ainsi coincée sur l'arbre et n'est pas suscep tible de glisser axialement.
Si le fond de la rainure de la pièce à cla- veter est parallèle à l'axe de l'alésage, on utilise la variante représentée à la fig. S. Selon cette disposition, la rainure est plus profonde. que l'épaisseur de la tête de la clavette 26. La face -extérieure de celle-ci est inclinée et l'on chasse entre cette face extérieure et le fond de la rainure un coin 27, jusqu'à blo cage.
On sait qu'il est difficile d'utiliser une clavette disque normale pour retenir une pièce qui s'appuie contre un épaulement de l'arbre. En effet, pour fixer cette clavette, de manière qu'elle ne puisse tourner; il faut soit fraiser son logement très près de l'épaulement en entaillant celui-ci avec la fraise, soit usiner un logement dont un flanc extrême est droit, opération compliquée, et sectionner une extré mité de la clavette pour qu'elle puisse péné trer dans ce logement, tout en se trouvant, après montage,
noyée dans la pièce à clave- ter. Toutes ces opérations entraînent des frais supplémentaires de main-d'oeuvre et d'usinage. Les clavettes décrites ci-dessus sont utili sables, au contraire, sans aucune modification. Pour mettre ce fait en évidence, on a repré senté à la fig. 9 un cas limite, dans .lequel une pièce- 28, qui s'appuie contre un épaule ment 29 d''un arbre 30,a une largeur très faible.
On utilise d'ans ce cas une clavette 31 à béquets longitudinaux, comme celle représen tée à la fig. 1. On peut alors fraiser le loge ment de la clavette à une distance de l'épaule ment telle que l'extrémité du béquet adja cent 32 vienne s'appuyer contre cet épaule ment. C'est ce béquet 32 qui clavette la pièce 28; l'ensemble des deux béquets empêchant la clavette 31 de sortir de son logement par bas- culement.
A la fig. 10, on a représenté une cinquième forme d'exécution, légèrement différente et qui permet également d'immobiliser une pièce placée très près d'une pièce voisine ou d'un épaulement.
La clavette 33 montrée sur cette figure est destinée à immobiliser sur un arbre 34 une pièce 35 qui doit être emmanchée jusqu'à tou cher un épaulement ou une autre pièce 39. Pour obtenir ce résultat de manière simple, un béquet 36 de la clavette forme une tête élargie dont les faces transversales planes 37 constituent des butées axiales.
On usine par ailleurs dans la pièce 35 un logement annulaire 38 de profondeur au moins égale â la longueur axiale de la tête 36 et dont le diamètre est suffisant pour recevoir cette tête. On peut, de cette manière, emman cher la. pièce 35 de gauche à droite sur sa cla vette 33, dont les faces 37 arrêtent cette pièce, sans que le béquet 36 ne gêne la pièce ou l'épaulement 39 contre lequel la pièce 35 doit s'appliquer. Ce mode de montage évite d'avoir à fraiser un logement de clavette tout contre la pièce ou épaulement 39, et d'avoir à ména ger dans cette pièce ou épaulement un loge ment pour le béquet 36, ce qui serait indis pensable si l'on n'avait prévu le logement. annulaire 38.
Sur les fig. 11 et 12, on a mis en évidence un avantage important des clavettes disques décrites. La fig. 11 est une section d'une cla- vette disque de construction connue, et montre que les fibres du métal sont approximative ment parallèles à la face extérieure 40 de la clavette. Les efforts de cisaillement. que cette clavette subit en service s'exercent dans le sens d.es fibres, c'est-à-dire dans le sens de moindre résistance du métal..
Au contraire, comme l'indique la fig. 12, la fabrication des formes d'exécution décrites, par matriçage perpendiculairement au sens de sollicitation des clavettes en fonctionnement, permet de donner à leurs fibres une orientation perpendi culaire au plan de leur face extérieure 41.. Les efforts de cisaillement appliqués à la cla vette en service sont donc perpendiculaires à. l'orientation des fibres, et par suite une telle clavette offre une résistance bien plus élevée qu'une clavette disque de même épaisseur obtenue par découpage.
Bien entendu, on pourrait aussi construire des clavettes telles que celles décrites, mais ne comportant qu'un seul béquet; de plus, on pourrait évidemment modifier les formes et les dimensions relatives des diverses parties desdites clavettes.
On peut remarquer en outre qu'on peut uti liser ces clavettes dans des logements primi tivement destinés à recevoir des clavettes dis ques de modèle usuel.
Aux fig. 13 et 14, on a indiqué, à titre d'exemple, deux modes de fabrication des cla vettes spécifiées.
A la fig. 13, on a représenté un lopin 42 obtenu par cisaillement d'une barre méplate en acier de la qualité voulue. Cette barre a de préférence une largeur inférieure de 0,5 à 1 mm à celle du logement pratiqué dans l'arbre. Ce lopin est introduit dans une ma trice 43, représentée avec arrachement, qui présente une cavité de forme complémentaire de celle de la clavette, et il est matricé à l'aide d'un poinçon 44 qui porte deux saillies 45 destinées à pratiquer les échancrures 6 représentées à la fig. 1. L'opération peut se faire à froid ou après chauffage du lopin de toute façon connue.
On peut, bien entendu, utiliser des ma chines automatiques qui effectuent successive- ment le découpage :de lopins, à partir de barres, et la frappe de ces lopins.
Il est également possible de fabriquer les clavettes spécifiées au laminoir; ainsi que le représente la fig. 14. Le cylindre supérieur 46 du laminoir porte sur ses flancs des saillies 47, qui forment les échancrures 6 d'immobili sation des clavettes, ainsi que clés nervures 48, disposées entre les saillies 47, et qui amorcent le sectionnement de la barre 54 en clavettes.
Le cylindre inférieur 49 présente- des creux arrondis 50 donnant aux clavettes leur forme semi-circulaire, ces creux arrondis étant sépa rés par des dents 51 sur lesquels sont ména gées des nervures 52, amorcant le sectionne ment de la barre en clavettes à partir de la face inférieure, entre les béquets. Ce cylindre inférieur .comporte deux joues 53 (dont une seule est représentée sur le dessin). La barre 54 dont on part a une largeur légèrement plus faible que celle des clavettes à obtenir, et la, pression exercée par les cylindres refoule la matière contre les joues 53, donnant ainsi aux clavettes la. largeur désirée.