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L'invention se rapporte à un joint à croisillon ou universel pouvant être utilisé pour arbres à cardan des espèces les plus diverses. Jusqu'à présent, le centrage axial des divers'-pivots ou tourillons des joints à croisil- lon était assuré au moyen des surfaces en bout du croisil- lon du joint, Ceci présente l'inconvénient que les surfaces de portée doivent être usinées avec beaucoup de soin, si l'on veut réaliser un centrale parfait du croisillon du joint.
Selon l'invention il est propose d'utiliser des roulements à billes pour l'absorption des forces axiales et pour le centrage, les aiguilles et/ou les pivots du
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croisillon affectant une forme conique. De tels paliers ne nécessitent pas un usinage aussi soigné des surfaces en bout du croisillon à pivots, étant donné que ces surfaces n'assurent plus ni la transmission des efforts, ni le cen- trage. L'avantage principal de tels montages rotatifs réside dans. la possibilité d'ajuster le roulement de façon que celui . ci soit exempt de jeu* étant donné que de tels roulements se prêtent au réajustement.
Un tel ajustement exempt de jeu est particulièrement important dans les commandes où l'on doit assurer une absence totale de jeu, par exemple dans la commande d'appareils .de manoeuvre et de tambours de controllers dans les locomotives électriques et les tramways)
Ce nouveau centrage j exempt de jeu exerce également une influence favorable sur l'équilibrage dynamique.
Dans la réalisation pratique,et lorsqu'on fait usage d'aiguilles'coniques, les pivots peuvent présenter une forme ,cylindrique ou conique, cependant que le coussinet doit toujours comporter un alésage aonique correspondant. On peut aussi bien utiliser de ,courtesaiguilles cylindriques, dans lequel cas le tourillon conique affecte le même angle que l'alésage conique du coussinet. Finalement, le système de roulement peut être subdivisé en une partie cylindrique comportant des aiguilles cylindriques et une partie conique équipée d'aiguilles coniques. -
Les aiguilles peuvent -tourner directement sur les pivots outourillons et) dans les coussinets, ces aiguilles pouvant être montées,soit :de la manière habituelle, c'est- à-dire sans cage, soit avec cage.
D'autre part, on peut em- ployer des buselures ayant subi une trempé spéciale et que l'on place sur les pivots et/ou dans les coussinets, de sorte que les autres éléments du c.roisillon à pivots,. de même que le coussinet peuvent être établis en un matériau non trempé.
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Les pivots et les coussinets peuvent être munis de gorges décalées les unes par rapport aux autres,ce qui per- met de' compenser les irrégularités des alésages, d'une part, et des pivots, d'autre part. Ceci a également pour effet une formation plus rapide des surfaces de roulement de précision requise dans la zone de roulement de.s aiguilles.
Les dessins annexés représentent différents mode de réalisation de joints à croisillon selon l'invention.-,Dans ces dessins
La fige 1 est une vue schématique 'd'un joint à croisillon.
Les figs. 2 à 5 montrent différents systèmes de roule- ment en. coupe longitudinale.
Les figs. 6 à 8 montrent d'autres formes d'exécution des roulements.
Le joint à croisillon ou à cardan selon l'invention se compose, comme d'habitude, d'un croisillon à pivots 1 comportant quatre pivots 2 entourés de coussinets 3,4,5, 6.
Comme c'est généralement le cas, les coussinets ± et 4 sont solidaires d'un arbre 7, tandis que les coussinets 5 et 6,qui forment un angle droit avec les premiers, sont solidai- res de la partie 8 de l'arbre à cardan.
Jusqu' à présent, les efforts axiaux et le centrage du croisillon à pivots étaient absorbés par les surfaces en bout des divers pivots. Selon l'invention, il est fait usage de roulements à aiguilles qui affectent une forme conique ou qui coopèrent avec un croisillon à pivots coniques.
La fig. 2 montre à titre d'exemple un mode d'exécution @ comportant des tourillons cylindriques 9 autour desquels sont disposées les aiguilles coniques 10. Le coussinet 11 présente un alésage conique c orre spondant . Dans cette exécution, le pivot 9 est pourvu de plusieurs gorges 12, tandis que les gorges 13 sont pratiquées dans le coussinet 11. Ces gorges
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sont décalées les unes par rapport aux autres .Ceci permet de compenser les inexactitudes des pivots et des alésages.
Une telle construction peut être exempte de jeu etant donné la possibilité de réajuster le coussinet 11. Lorsque ce coussinet est prévu dans un support 14 par exemple, on peut modifier le jeu dans le roulement en disposant un annea@ de retenue 15 plus ou moins épais. On peut d'ailleurs em- ployer d'autres systèmes pour modifier le jeu axial.
La fige 3 montre un mode de réalisation analogue à celui de la fig.2. Ici également,on fait'appel à un pivot cylindrique 9, mais qui, contrairement à celui de la fig.l n'est pas pourvu de gorges. Ici également, on emploie des aiguilles conductrices, l'alésage du coussinet 11 présentant une forme conique correspondante.
La fig. 4 montre une forme d'exécution comportant un pivot conique 16 et un coussinet 17, qui présente également un alésage conique. Les angles des deux cônes sont.identiques de sorte que l'on peut faire appel, dans ce cas, à des aigui: les cylindriques 18, qui présentent une longueur réduite appropriée. Il est avantageux de monter ces aiguilles dans une cage conique.
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La fig. 5 montre un autre exemple de construction d'un palier. Ici', l'extrémité extérieure 24-du pivot présente une forme cylindrique. On, prévoit des aiguilles cylindriques 25 montees dans le coussinet dont la partie 26 comporte égale ment un alésage cylindrique. A cette partie cylindrique 24 du pivot se raccorde une partie conique 27 sur laquelle rou- lent des aiguilles coniques 28. La partie 29 du. coussinet présente également une forme conique correspondante. On voit dans cette figure que l'on peut faire appel à une bague de garniture 30 et à un manchon à bride intérieure pour apurer l'étanchéité des surfaces de roulement.
La fig. 6 présente une disposition inverse des élements
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conique et cylindrique. Ici) la partie conique 27 du pivot se situe à l'extrémité extérieure de celui-ci. Ici égale- ment, on fait appel à des aiguilles coniques 28. A cette partie conique se raccorde une partie cylindrique 24 équi- pée d'aiguilles cylindriques 25.
Alors que, dans les exemples de réalisation décrits jusqu'ici, les aiguilles roulent directement sur le pivot et dans l'alésage/du coussinet, la fig.7 montre un exemple où des aiguilles -coniques 32 sont montées entre deux buse- lures 33 et 34. Ces deux buselures peuvent être trempées de façon appropriée. La buselure 33 est fixée sur le pivot 35 par l'intermédiaire de cannelures, tandis que la buse- lure 34 est sertie dans le coussinet 36.
Finalement, la fig. 8 montre une forme d'exécution simple'comportant un ;pivot conique 37 et des aiguilles coniques 38 qui .roulent dans un alésage conique approprié du coussinet 29. Dans cette exécution également, le pivot est muni d'une gorge 40, tandis que des gorges 41 sont pratiquées dans le coussinet.
L'angle de conicité du pivot 37 peut être choisi quelconque. Il est bien entendu que cet angle ne doit pas être grand au point de faire cesser l'autocalage. Ceci s'applique également aux alésages coniques des coussinets et buselures 11, 17, 29, 34 et 39.
Les gorges 12 et 13 ou 40 et 41 (figs. 2 et 8) peu- vent aussi servir.à l'amenée de lubrifiant lorsqu'elles com muniquent avec les trous de graissage 42.
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The invention relates to a cross or universal joint which can be used for cardan shafts of the most diverse species. Heretofore, the axial centering of the various pivots or journals of the crisscross joints has been ensured by means of the end surfaces of the spacer of the joint. This has the disadvantage that the seating surfaces have to be machined with great care, if one wants to achieve a perfect central of the cross of the joint.
According to the invention it is proposed to use ball bearings for the absorption of axial forces and for centering, the needles and / or the pivots of the
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spider affecting a conical shape. Such bearings do not require such careful machining of the end surfaces of the pivot spider, given that these surfaces no longer ensure the transmission of forces or the centering. The main advantage of such rotary mounts lies in. the ability to adjust the bearing so that that. ci is free of play * since such bearings are suitable for readjustment.
Such a backlash-free adjustment is particularly important in controls where a total lack of backlash is to be ensured, for example in the control of shunting devices and drums of controllers in electric locomotives and trams)
This new backlash-free centering also exerts a favorable influence on the dynamic balancing.
In the practical embodiment, and when using conical needles, the pivots may have a shape, cylindrical or conical, while the bushing must always have a corresponding aonic bore. Short cylindrical needles can also be used, in which case the tapered journal affects the same angle as the tapered bore of the bearing. Finally, the rolling system can be subdivided into a cylindrical part comprising cylindrical needles and a conical part equipped with conical needles. -
The needles can turn directly on the tool pins and) in the bearings, these needles being able to be mounted either: in the usual way, that is to say without a cage, or with a cage.
On the other hand, it is possible to use nozzles which have undergone a special hardening and which are placed on the pivots and / or in the bearings, so that the other elements of the pivot bushing ,. as well as the pad can be made of an unhardened material.
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The pivots and the bearings may be provided with grooves offset from one another, which allows the irregularities of the bores on the one hand and of the pivots on the other to be compensated for. This also results in faster formation of the precision rolling surfaces required in the needle rolling area.
The accompanying drawings show different embodiments of cross joints according to the invention .-, In these drawings
Fig. 1 is a schematic view of a spider joint.
Figs. 2 to 5 show different bearing systems in. longitudinal section.
Figs. 6 to 8 show other embodiments of the bearings.
The spider or cardan joint according to the invention consists, as usual, of a spider with pins 1 comprising four pins 2 surrounded by bearings 3, 4, 5, 6.
As is generally the case, the bearings ± and 4 are integral with a shaft 7, while the bearings 5 and 6, which form a right angle with the former, are integral with part 8 of the shaft. gimbal.
Until now, the axial forces and centering of the pivot spider have been absorbed by the end surfaces of the various pivots. According to the invention, use is made of needle bearings which have a conical shape or which cooperate with a spider with conical pivots.
Fig. 2 shows by way of example an embodiment @ comprising cylindrical journals 9 around which are arranged the conical needles 10. The bearing 11 has a conical bore corresponding to it. In this embodiment, the pivot 9 is provided with several grooves 12, while the grooves 13 are made in the bearing 11. These grooves
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are offset from each other. This compensates for inaccuracies in pins and bores.
Such a construction can be free of play given the possibility of readjusting the bearing 11. When this bearing is provided in a support 14, for example, the play in the bearing can be modified by providing a retaining ring 15 of varying thickness. . It is also possible to use other systems to modify the axial play.
Fig 3 shows an embodiment similar to that of Fig.2. Here too, we appeal to a cylindrical pivot 9, but which, unlike that of fig.l is not provided with grooves. Here also, conductive needles are used, the bore of the bearing 11 having a corresponding conical shape.
Fig. 4 shows an embodiment comprising a conical pivot 16 and a bearing 17, which also has a conical bore. The angles of the two cones are identical so that, in this case, sharpeners can be used: the cylinders 18, which have an appropriate reduced length. It is advantageous to mount these needles in a conical cage.
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Fig. 5 shows another example of the construction of a bearing. Here ', the outer end 24 of the pivot has a cylindrical shape. There are provided cylindrical needles 25 mounted in the bush, the part 26 of which also comprises a cylindrical bore. To this cylindrical part 24 of the pivot is connected a conical part 27 on which roll conical needles 28. Part 29 of the. pad also has a corresponding conical shape. It can be seen in this figure that it is possible to use a packing ring 30 and an internal flanged sleeve to seal the rolling surfaces.
Fig. 6 presents an inverse arrangement of the elements
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conical and cylindrical. Here) the conical part 27 of the pivot is located at the outer end thereof. Here again, use is made of conical needles 28. To this conical part is connected a cylindrical part 24 equipped with cylindrical needles 25.
While, in the embodiments described so far, the needles roll directly on the pivot and in the bore / bushing, Fig. 7 shows an example where conical needles 32 are mounted between two nozzles 33. and 34. These two nozzles can be suitably quenched. The nozzle 33 is fixed to the pivot 35 by means of splines, while the nozzle 34 is crimped into the bush 36.
Finally, fig. 8 shows a simple embodiment comprising a tapered pivot 37 and tapered needles 38 which roll in a suitable tapered bore of the bearing 29. In this embodiment also the pivot is provided with a groove 40, while grooves 41 are made in the pad.
The angle of taper of the pivot 37 can be chosen as desired. It is understood that this angle must not be so great as to stop self-leveling. This also applies to the tapered bores of the bearings and nozzles 11, 17, 29, 34 and 39.
The grooves 12 and 13 or 40 and 41 (figs. 2 and 8) can also be used to supply lubricant when they communicate with the grease holes 42.
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