Clavettes Woodruff Expliquées : Types, Fonctions, Avantages et Applications

Dans cet article, vous apprendrez qu'est-ce qu'une clavette Woodruff, son fonctionnement, installation, avantages, inconvénients, applications et types avec schémas.

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Qu'est-ce qu'une Clavette Woodruff ?

Une clavette Woodruff empêche engrenages, moyeux ou autres composants de bouger indépendamment d'un arbre ou broche rotatif. Elle agit aussi comme composant de protection en cisaillant sous charges extrêmes, protégeant les pièces coûteuses.

C'est une demi-lune (demi-cercle) de longueur similaire s'insérant dans l'ouverture circulaire de l'arbre. Cette ouverture s'appelle poche circulaire, évidement ou plus communément rainure de clavette Woodruff.

Les rainures de clavette Woodruff sont des poches semi-circulaires usinées dans les arbres pour recevoir les clavettes. Ces poches sont directement fraisées avec des fraises à rainure Woodruff.

La partie circulaire inférieure est enfoncée dans l'arbre et la partie plate supérieure s'insère dans la rainure du moyeu. Facile à retirer, difficile à installer. Un jeu serré clé/rainure réduit la concentration de contraintes et augmente la sécurité.

Comment Fonctionne la Rainure de Clavette Woodruff ?

La longue face plate de la clavette dépasse de l'arbre hôte une fois installée. Lors de l'emmanchement d'un moyeu, engrenage ou autre composant, la partie saillante verrouille les composants ensemble.

Important que la clavette soit stable dans son logement. Si instable, le profil courbé inférieur peut la faire sortir de son siège.

La résistance de l'arbre peut être affaiblie par la profondeur supplémentaire de la rainure. Mais grâce à la profondeur ajoutée, la clavette s'insère directement dans la pièce d'accouplement sans jeu entre les pièces.

Installation de la Clavette Woodruff

Aligner d'abord la clavette avec la poche (rainure) de l'arbre et l'enfoncer manuellement. Si elle ne s'engage pas, tapoter légèrement au marteau sans la casser.

Une fois en place, aligner le dessus (face plate) parallèle à l'arbre hôte. Selon les conditions, déplacer le moyeu ou l'arbre l'un vers l'autre avec la clavette pour bon assemblage.

Parfois la clavette saute de sa gorge lors de l'emmanchement du composant. Rend l'installation difficile. En tapotant légèrement au marteau, on réalise l'assemblage arbre-accouplement.

Types de Clavettes Woodruff

Souvent fabriquées à rayon plein ou rayon plat. Les deux remplissent des fonctions similaires mais conviennent à des applications différentes. Voici les types :

1. Clavette à rayon plein (Full radius key)
2. Clavette à rayon plat (Flat radius key)
3. Clavette Hi-Pro (High Pro key)

1. Clavette à Rayon Plein

Quasi demi-cercle parfait comme une lune, contact complet avec le siège de rainure. Contacte le siège d'arbre quand fixée.

Généralement haute précision et tolérances serrées. Même petite déviation empêche l'accouplement avec le moyeu.

2. Clavette à Rayon Plat

Même profil que clavette Woodruff standard mais base coupée plate. S'ajuste facilement à la rainure.

Base plate minimisant interférence avec fond de siège, permettant à la clavette de s'asseoir plus pleinement et minimisant les problèmes de jeu excessif en hauteur. Plus compacte et légère.

3. Clavette Hi-Pro (High Pro Key)

Modification avec rayon plein mais deux pattes ajoutées. Forme demi-cercle en bas, profil légèrement différent en haut.

Echelons sur partie plate haute pour support lors de l'assemblage. Lors de l'installation, les pattes dépassent de la face de l'arbre hôte, empêchant le mouvement de la clavette dans son siège circulaire.

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Fraises à Clavette Woodruff

Pour fixer une pièce sur un arbre, il faut une fraise à clavette. Aussi appelée fraise Woodruff, outil essentiel pour usiner les rainures de clavettes Woodruff. Arêtes légèrement creuses pour dégagement, dents non coupantes sur les côtés.

Lors de l'usinage de la rainure, une clavette est insérée dans le siège et les deux pièces peuvent être jointes. Technique pour engrenages, moyeux, poulies.

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Pourquoi Utilise-t-on les Clavettes Woodruff ?

Facilement fixée dans l'ouverture circulaire de l'arbre, elle s'adapte au conique du moyeu d'accouplement. Minimise la concentration de contraintes au niveau de l'épaulement d'arbre en éliminant l'usinage à proximité.

Forme demi-cercle = retrait facile par pression modérée au marteau sur le bord. La rainure circulaire pousse la clavette droit hors de la fente. Mais les clavettes standards nécessitent une force axiale pour fléchir.

Les clavettes Woodruff sont relativement petites et ne supportent pas les mêmes charges que les clavettes lourdes. Utilisées pour applications légères et montage de composants à alésage conique sur bouts d'arbres coniques.

Avantages des Clavettes Woodruff

1. Réglage facile et simple. Faciles à retirer.
2. Bien ajustées, pas de jeu arbre-clavette. Réduit concentration contraintes, améliore sécurité arbre.
3. Parfaites pour systèmes à haute vitesse.
4. Réglables, s'inclinent dans le siège principal et s'adaptent au conique de la rainure de moyeu.
5. Ajustement précis, réduction du mouvement dans le siège.
6. Siège profond dans l'arbre minimise risque de roulement du siège principal.

Inconvénients de la Clavette Woodruff

1. Non utilisées pour forte capacité de charge.
2. Profondeur supplémentaire de rainure = concentration contraintes accrue, résistance réduite.
3. Installation difficile due à la conception de la gorge.
4. Pas de mouvement axial entre arbre et moyeu.
5. Non pour transmission de couple lourd (poulies multi-gorges, courroies trapézoïdales).

En Résumé

La clavette Woodruff est une clé en forme de disque semi-circulaire s'insérant dans un évidement d'arbre. Idéale pour assemblages rotatifs haute vitesse, verrouille engrenages et poulies sur arbres.

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J'espère que vous avez appris sur la clavette Woodruff. Questions ou doutes ? Commentez. Si utile, partagez avec vos amis.

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