FR2667660A1 - Joint homocinetique fixe. - Google Patents
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Abstract
Ce joint comprend un élément intérieur (9) et un élément extérieur (2) munis de premières gorges de roulement extérieures (6) et intérieures (10) et de deuxièmes gorges de roulement extérieures (7) et intérieures (11) qui partent des côtés ouverts (3, 4) sans contre-dépouille. Pour obtenir une profondeur de piste aussi constante que possible sur tout l'angle de pliage, les parties pleines (23) entre deux gorges de roulement extérieures successives (6, 7) sont divisées en premières et deuxièmes surfaces internes partielles (24, 25) s'étendant sans contre-dépouille à partir du même côté ouvert (3 ou 4) que les gorges de roulement extérieures (6 ou 7) immédiatement adjacentes. On obtient un joint (1) à faible frottement pour grands angles de pliage et d'une grande capacité de couple.
Description
L'invention concerne un joint homocinétique com-
prenant un élément extérieur creux dans la surface inter-
ne duquel sont ménagées, dans des plan méridiens par rap-
port à l'axe longitudinal de l'élément extérieur, des premières et deuxièmes gorges de roulement extérieures qui alternent sur la circonférence dans un certain ordre
de succession, un élément intérieur disposé dans la cavi-
té de l'élément extérieur, présentant une surface exter-
ne sphérique, dans la surface externe duquel sont ména-
gées, dans des plans méridiens par rapport à l'axe longi-
tudinal de l'élément intérieur, des premières et deuxiè-
mes gorges de roulement intérieures qui font respective-
ment face aux premières et deuxièmes gorges de roulement
extérieures et sont conformées pour former, avec celles-
ci, dans chaque paire, une bouche évasée vers l'un des deux côtés ouverts, chaque paire recevant en commun une bille pour la transmission du couple, les billes étant
guidées radialement dans des fenêtres d'une cage dispo-
sée entre la surface externe de l'élément intérieur et la surface interne de l'élément extérieur, le fond de la piste des premières gorges de roulement extérieures et
des premières gorges de roulement intérieures étant for-
mé sans contre-dépouille en partant d'un côté ouvert, et
le fond de la piste des deuxièmes gorges de roulement ex-
térieures et des deuxièmes gorges de roulement intérieu-
res étant conformé sans contre-dépouille en partant du
côté ouvert opposé.
On connait, par le brevet des E U A N O 3 133 431 un joint possédant des pistes de roulement de billes
qui sont conformées sans contre-dépouille alternative-
ment vers les deux côtés ouverts, pour recevoir les bil-
les qui servent à la transmission du couple, ce joint
étant construit en Joint coulissant.
Pour un joint à cage, les pistes sont rectili-
gnes et, pour un joint sans cage, elles présentent, en supplément de leur profil incliné dans le plan méridien, une courbure dans un plan perpendiculaire à celui-ci Ce n'est que dans la configuration à pistes rectilignes qu'on obtient l'absence de contre-dépouille du profil
des pistes Toutefois, pour permettre le montage et évi-
ter que les éléments constitutifs ne se détachent, ce principe de construction n'admet que de petits angles de
pliage et que de petites courses de coulissement.
On connaît, par le brevet britannique N O 847 569, un joint fixe possédant des pistes qui s'étendent dans des plans méridiens pour recevoir les billes qui servent à la transmission du couple, et dans lequel les pistes présentent un arrondi, les rayons d'arrondi du fond des pistes de deux paires de pistes qui s'ouvrent
l'une en sens inverse de l'autre étant décalés par rap-
port au centre du joint Par ailleurs, il est prévu une
cage de guidage des billes formée d'une coquille sphéri-
que creuse La cage, l'élément extérieur et l'élément in-
térieur du joint sont munis de surfaces sphériques con-
centriques pour assurer leur guidage mutuel Les pistes de roulement de billes et la piste de guidage recevant
la cage qui est pratiquée dans l'élément extérieur pré-
sentent des contre-dépouilles et ne peuvent donc pas
être fabriquées d'une façon simple par un procédé de for-
mage de précision.
Dans les principes de construction cités plus haut, les forces qui agissent sur la cage doivent être
compensées par l'alternance des sens d'ouverture des pis-
tes recevant les billes Toutefois, ceci ne convient pas pour toutes les conditions de fonctionnement, puisque le point de contact des billes dans les pistes varie sur l'étendue de la plage de l'angle de pliage et que, en même temps, il se produit une variation du sens de la
charge de la cage La cage est dans une position insta-
ble Dans le cas de joints qui présentent un profil de piste rectiligne dans les plans méridiens, on observe un autre inconvénient consistant en ce que la profondeur de
la piste, qui est déterminante pour la capacité de trans-
mission du couple, décroît fortement vers une extrémité
de la piste.
L'invention se donne pour but de proposer un joint qui convienne comme joint fixe pour les grands an-
gles de pliage, qui présente une haute capacité de trans-
mission du couple, même aux grandes angulations, et qui puisse être fabriqué par des procédés sans enlèvement de
copeaux, par formage de précision, pour l'élément exté-
rieur et l'élément intérieur.
Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la cage possède une surface sphérique creuse
par laquelle elle est disposée concentriquement à la sur-
face externe sphérique de l'élément intérieur, et une
surface extérieure sphérique par laquelle elle est dispo-
sée concentriquement à la surface interne sphérique de
l'élément extérieur, laquelle est constituée par la som-
me des surfaces des parties pleines comprises chacune en-
tre deux gorges de roulement extérieures qui se succè-
dent dans la direction circonférentielle, et qui est sub-
divisée en premières et deuxièmes surfaces internes par-
tielles, dont les premières surfaces internes partielles partent du côté ouvert de l'élément extérieur à partir duquel les premières gorges de roulement extérieures s'étendent sans contre-dépouille et dont les deuxièmes surfaces internes partielles partent également du côté
ouvert de l'élément extérieur à partir duquel les deuxiè-
mes gorges de roulement extérieures s'étendent également
sans contre-dépouille.
La réalisation de la surface interne de l'élé-
ment extérieur qui fait face à la surface externe sphéri-
que de la cage sous la forme de surfaces partielles pos-
sédant un profil alternativement dépourvu de contre-dé-
pouille à partir de l'un et l'autre des côtés de l'élé-
ment extérieur permet d'obtenir une grande profondeur de piste et, de cette façon, un grand arc de contact avec
les billes, même dans le cas d'un grand angle de pliage.
Ceci permet de fabriquer l'élément extérieur du joint par un procédé sans enlèvement de copeaux à partir des deux côtés ouvert, cependant que la surface interne de l'élément extérieur du joint peut aussi être obtenue
sans opérations de reprise.
La plus grande profondeur de piste qui est ain-
si obtenue aux extrémités des pistes se traduit par une élévation de la capacité de couple aux grands angles de
pliage.
Dans une autre forme de réalisation de l'inven-
tion, dans une disposition alternée des premières et
deuxièmes gorges de roulement extérieures sur la périphé-
rie de l'élément extérieur, il est prévu de diviser les parties pleines situées entre ces gorges en premières et
deuxièmes surfaces internes partielles Dans cette réali-
sation, les premières surfaces internes partielles sont disposées immédiatement adjacentes aux premières gorges
de roulement extérieures et les deuxièmes surfaces inter-
nes partielles sont disposées immédiatement adjacentes
aux deuxièmes gorges de roulement extérieures.
Pour les joints homocinétiques fixes dans les-
quels les premières et deuxièmes gorges de roulement ex-
térieures se succèdent sur la périphérie par groupes com-
portant chacun au moins deux premières et deux deuxièmes
gorges de roulement extérieures, il est proposé de réali-
ser les parties pleines situées entre les premières gor-
ges de roulement extérieures sous la forme de premières
surfaces internes partielles et les parties pleines si-
tuées entre les deuxièmes gorges de roulement extérieu-
res sous la forme de deuxièmes surfaces internes partiel-
les, ainsi que de diviser les parties pleines présentes entre une première et une deuxième gorges de roulement extérieures en premières et deuxièmes surfaces internes partielles, les premières surfaces internes partielles étant immédiatement adjacentes aux premières gorges de
roulement extérieures et les deuxièmes surfaces partiel-
les internes immédiatement adjacentes aux deuxièmes gor-
ges de roulement extérieures.
Dans une autre forme de réalisation de l'inven-
tion, il est prévu, pour simplifier le montage, que la cage soit divisée La cage est de préférence divisée en deux demi-coquilles Ces demicoquilles sont assemblées par sûreté de forme dans la direction axiale par des saillies et évidements complémentaires Toutefois, la cage peut aussi être formée par roulage à partir d'une
bande dont les deux extrémités qui regardent dans la di-
rection circonférentielle sont mises en prise l'une dans l'autre par sûreté de forme dans la direction axiale, par des saillies et évidements complémentaires Etant
donné que la cage elle-même n'a à exercer qu'une fonc-
tion de maintien par rapport aux billes mais qu'elle ne
détermine pas activement la commande dans le plan bissec-
teur, il n'est pas nécessaire de prévoir une fixation
distincte des demi-cages ou des extrémités de la cage.
La cage peut s'appuyer contre la surface interne de
l'élément extérieur du joint aux grandes vitesses de ro-
tation Dans le cas d'une cage fabriquée à partir d'une
bande, on ouvre cette cage élastiquement pour le monta-
ge. Selon une autre caractéristique essentielle, pour obtenir des forces équilibrées sur la cage, il est prévu que les pistes de contact des billes logées dans
les premières et deuxièmes gorges des roulement extérieu-
res et dans les premières et deuxièmes gorges de roule-
ment intérieures sont représentées, chacune pour les deux sens de rotation sur tout l'angle de pliage et pour toutes les positions angulaires de la rotation, par des zones de contact des billes dans les gorges de roulement
extérieures et gorges de roulement intérieures respecti-
vement correspondantes qui sont opposées face à face, et
qui forment un angle de commande de la cage qui est tou-
jours supérieur à l'angle d'auto-blocage, notamment supé-
rieur à 70.
L'application de ce principe aux joints homoci-
nétiques fixes, dans lesquels les pistes de billes s'ou-
vrent toutes dans le même sens et dans lescuels la cage est guidée sur l'élément intérieur du joint, a déjà été décrit dans le brevet DE 39 04 655 Cl (demande de brevet
des E U A série N O 07/471 352) Ceci garantit l'obten-
tion d'une position définie dans toutes les positions re-
latives angulaires de la cage par rapport à l'élément ex-
térieur et à l'élément intérieur Il ne peut donc pas se produire de conditions d'instabilité Les billes de la première piste de roulement sollicitent toujours la cage dans le premier sens et les billes de la deuxième piste
de roulement la sollicitent toujours dans le sens oppo-
sé La cage est donc ainsi toujours positionnée exacte-
ment Les forces sont en équilibre Il n'est pas néces-
saire de prévoir de guidage de la cage par rapport à
l'élément intérieur ni à l'élément extérieur Ceci in-
fluence aussi favorablement les conditions de frotte-
ment.
Les gorges de roulement extérieures et les gor-
ges de roulement intérieures sont de préférence formées,
du moins dans certaines régions partielles de leur pro-
fil dans les plans méridiens correspondants, d'arcs de cercles qui sont décalés vers les deux côtés opposés du plan médian des billes lorsque le joint est droit Les segments des pistes qui sont rectilignes vers les côtés ouverts et qui sont inclinés sur l'axe lonqitudinal pour faciliter l'extraction des outils dans le processus de
formage de précision, par exemple par forgeage fin.
Dans une autre forme de réalisation, il est pré-
vu que les gorges extérieures et les gorges intérieures présentent en coupe transversale une forme qui diffère
de la forme circulaire.
De cette façon, lors du pliage, l'application des billes contre la paroi des gorges peut être choisie
de manière à maintenir un écartement suffisant par rap-
port à l'arête de la piste.
Par ailleurs, il est prévu que les pistes de contact composées de zones de contact qui se succèdent sur la plage de pliage sont disposées à un écartement de l'arête formée entre la surface interne et la gorge de roulement extérieure et/ou entre la surface externe et
la gorge de roulement intérieure, qui est toujours supé-
rieur à la moitié de la longueur du grand axe de l'ellip-
se de pression admissible pour cet angle de pliage et
pour le couple correspondant.
Ceci évite efficacement de surcharger le joint.
Par ailleurs, il est proposé que, dans les ré-
gions des pistes de contact qui se rapprochent de leurs deux extrémités axiales, le grand axe de l'ellipse de pression soit plus petit que dans la région centrale des
pistes de contact.
Avec la configuration proposée, on obtient que,
avec une profondeur des pistes qui diminue vers les ex-
trémités des gorges de roulement intérieures et extérieu-
res, il est possible de maîtriser la contribution des différentes billes à la transmission du couple Ceci peut s'effectuer par deux solutions différentes dans la
réalisation concrète des pistes Selon une première solu-
tion, ceci est obtenu par le fait que la surface d'appui entre bille et piste de contact s'agrandit en direction
des régions d'extrémités axiales Toutefois, il est aus-
si possible d'élargir les pistes de billes en section
transversale en direction des régions d'extrémités axia-
les On peut donc procéder à une modification de la pis-
te de contact dans le sens qui réduit l'angle de contact
et qui modifie la surface d'appui.
Pour garantir la possibilité de monter le joint dans le cas d'angles de pliage particulièrement grands, l'élément extérieur est divisé en deux ou plus de deux segments de couronne de cercle L'élément extérieur est de préférence fabriqué tout d'abord à la cote finale, avec toutes les particularités constructives Ensuite, la division est exécutée par éclatement L'éclatement est obtenu en exerçant une force en un ou plusieurs
points affaiblis Les zones d'éclatement sont de préfé-
rence placées dans les parties pleines Pour réaliser l'affaiblissement nécessaire, on peut percer la partie pleine ou les parties pleines qui présentent les zones d'éclatement En supplément, on peut encore prévoir des encoches orientées axialement L'éclatement s'effectue
ensuite par application d'une pression radiale.
Dans une forme de réalisation comportant un élé-
ment extérieur éclaté, il est prévu que l'élément exté-
rieur de forme annulaire est muni de saillies en forme de dents sur sa surface externe et/ou sur ses surfaces frontales, et est logé dans une douille ou cloche dont la paroi est assemblée aux saillies par une liaison par sûreté de forme obtenue par un procédé de formage sans
enlèvement de copeaux.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in-
vention seront mieux compris à la lecture de la descrip-
tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un joint homocinétique fixe dans son état droit;
la figure 2 est une coupe longitudinale agran-
die qui représente uniquement l'élément extérieur d'un joint homocinétique;
la figure 3 est une vue de côté de l'objet re-
présenté sur la figure 2;
la figure 4 est une coupe transversale d'une ca-
ge du joint homocinétique fixe selon la figure 1 par une vue agrandie;
la figure 5 est une coupe selon A-B de la figu-
re 4; la figure 6 représente un détail en élévation, dans une vue prise selon la flèche C de la figure 4; la figure 7 est une représentation simplifiée des conditions de commande pour le joint homocinétique fixe, en ce qui concerne deux paires de pistes formées de premières gorges de roulement dans l'état plié;
la figure 8 est une coupe selon A-B de la figu-
re 7; et
la figure 9 est une coupe selon C-D de la f igu-
re 7.
Le joint homocinétique fixe 1 représenté sur la figure est destiné à de grands angles de pliage Il est essentiellement composé de l'élément extérieur 2, qui est représenté isolément sur les figures 2 et 3, de l'élément intérieur 9, de la cage 14 disposée entre l'élément extérieur 2 et l'élément intérieur 9, ainsi que des billes 13 tenues par la cage 14 et qui servent à transmettre le couple entre l'élément extérieur 2 et l'élément intérieur 9 L'axe longitudinal des pièces
constitutives du joint est désigné par 5 Dans la posi-
tion droite du joint homocinétique fixe 1 qui est repré-
sentée sur la figure 1, les axes de tous les composants
sont confondus La transmission du couple entre l'élé-
ment extérieur 2 et l'élément intérieur 9 s'effectue par l'intermédiaire des billes 13 qui sont en prise avec les
gorges de roulement extérieures 6, 7 de l'élément exté-
rieur 2 et les gorges de roulement intérieures 10, 11 de l'élément intérieur 9, qui font face aux premières Il
est prévu deux sortes de gorges de roulement C'est ain-
si que l'élément extérieur 2 présente des premières gor-
ges de roulement extérieures 6 auxquelles font face des
premières gorges de roulement intérieures 10 de l'élé-
ment intérieur 9 Les premières gorges de roulement exté-
rieures 6 et les premières gorges de roulement intérieu-
res 10 forment une ouverture évasée en bouche, dont la
section transversale maximale est dirigée vers le pre-
mier côté ouvert 3, qui est formé par la surface fronta-
le de l'élément extérieur 2.
Les premières gorges de roulement extérieures 6 et les gorges de roulement intérieures 10 s'étendent sans contre-dépouille à partir du premier côté ouvert 3. Sur la figure 3, on peut voir que les premières gorges de roulement extérieures 6 sont disposées par paires Il
en est de même pour les deuxièmes gorges de roulement ex-
térieures 7 et pour les deuxièmes gorges de roulement in-
térieures Il de l'élément intérieur 9 qui leur font fa-
ce Ces gorges sont réalisées sans contre-dépouille en partant du deuxième côté ouvert 4 de l'élément extérieur 2 Les parties pleines qui se trouvent entre deux gorges
de roulement extérieures 6, 7 qui se suivent dans la di-
rection circonférentielle sont désignées par 23 Les sur-
faces des parties pleines 23 qui sont dirigées vers l'in-
térieur forment des premières et deuxièmes surfaces in-
ternes partielles 24, 25 Ces surfaces internes partiel-
les 24, 25 entourent la surface externe sphérique 21 de la cage 14 et forment la surface interne 8 de l'élément extérieur 2 Dans la succession par groupes comprenant deux premières gorges de roulement extérieures 6 pour un groupe et deux gorges de roulement extérieures 7 pour l'autre groupe, qui est représentée sur les figures 2 et
3, on trouve également, de façon correspondante, des pre-
mières et deuxièmes surfaces internes partielles 24, 25, qui présentent un profil dépourvu de contre-dépouille à partir d'une base de départ qui correspond aux gorges de
roulement extérieures 6 et 7 immédiatement adjacentes.
De cette façon, entre les deux gorges de roulement exté-
rieures 6 formant un premier groupe, qui sont directe-
ment adjacentes, il est prévu des surfaces internes par-
tielles 24 qui s'étendent sur toute la largeur des par-
ties pleines 23, tandis que la surface interne d'une par-
tie pleine 23 qui subsiste entre une première gorge de
roulement extérieure 6 et une deuxième gorge de roule-
il ment extérieure 7 est divisée en deux surfaces internes partielles, la première surface interne partielle 24
étant directement adjacente à la première gorge de roule-
ment extérieure 6 et la deuxième surface interne partiel-
le 5 étant directement adjacente à la deuxième gorge de roulement extérieure 7 De cette façon, il est possible d'effectuer la fabrication de telle manière que, dans l'ébauche composée d'un anneau qui est contenu dans une monture, on puisse introduire par les deux côtés ouverts
3, 4, des outils dont l'un présente le profil des premiè-
res gorges de roulement extérieures 6 et des premières surfaces internes partielles 24 tandis que le deuxième
présente le profil des deuxièmes gorges de roulement ex-
térieures 7 et des deuxièmes surfaces partielles inter-
nes 25 Ceci est rendu possible par le fait que les pre-
mières gorges de roulement extérieures 6 et les premiè-
res surfaces internes partielles 24 peuvent être mises
en forme sans contre-dépouille à partir d'un côté ou-
* vert, à savoir le côté ouvert 3 de l'élément extérieur 2 et les deuxièmes gorges de roulement extérieures 7 et les deuxièmes surfaces internes partielles 25 à partir
de l'autre côté ouvert 4 de l'élément extérieur 2 Cepen-
dant, et comme ceci ressort en particulier de la figure 2, la cage 14 est enveloppée en direction des deux côtés
ouverts 3, 4.
Sur la figure 1, on peut également voir que la surface externe sphérique 21 de la cage 14 est disposée par rapport à la surface sphérique creuse 8 de l'élément extérieur 2 qui est formée par les surfaces partielles
internes 24, 25 Le centrage de la cage 14 est exclusive-
ment assuré par les billes 13.
Pour garantir un bon appui des billes 13, même aux grands angles de pliage, la cage 14 est munie de dents 22 qui font saillie radialement vers l'extérieur
au-delà de sa surface externe 12 Ceci est particulière-
ment visible sur les figures 4 et 5 Les dents 22 sont disposées dans la région des fenêtres 17 de la cage Les
fenêtres 17 de la cage permettent de bien placer les bil-
les 13 dans la direction circonférentielle de la cage 14 lorsque le joint est plié La variation de l'application radiale des billes 13 lors du pliage du joint est repré- sentée sur la figure 7; on peut voir que, dans le cas d'un pliage accentué vers le côté ouvert d'o part une
gorge de roulement extérieure 6 ou 7, la bille 13 s'ap-
plique radialement vers l'extérieur contre la surface de
fenêtre 18 sollicitée tandis qu'elle est en appui radia-
lement vers l'intérieur contre la surface de fenêtre 18 dans sa position intérieure, c'est-à-dire vers l'autre côté ouvert La surface de fenêtre 19 opposée est elle aussi munie d'une dent 22, pour éviter le coincement des
billes 13 dans toutes les conditions de pliage.
Pour le cas o les premières gorges de roule-
ment extérieures 6 et les deuxièmes gorges de roulement
extérieures 7, ainsi que les gorges de roulement inté-
rieures correspondantes 10, 11 ne se succèdent pas par groupes, comme ceci est représenté sur la figure 3, mais alternent entre elles sur la circonférence, c'est-à-dire
qu'une première gorge de roulement extérieure 2 est sui-
vie d'une deuxième gorge de roulement extérieure 7, puis d'une première gorge de roulement extérieure 6 et ainsi
de suite, les parties pleines 23 comprises entre une pre-
mière gorge de roulement extérieure 6 et la deuxième gor-
ge de roulement extérieure 7 qui lui fait suite sont di-
visées en deux surfaces internes partielles 24, 25, ain-
si qu'on l'a décrit également à prooos de la configura-
tion des surfaces internes des parties pleines par rap-
port à la figure 3 qui sont comprises entre les premiè-
res gorges de roulement extérieures 6 adjacentes et les deuxièmes gorges de roulement extérieures 7 des deux groupes adjacents de gorges de roulement extérieures 6, 7. Pour le montage d'un joint de ce type, selon que l'angle de pliage nominal est grand, on peut adopter pour le montage de l'élément intérieur 9 dans la cage
14, soit un mode d'engagement en travers, qui exige tou-
tefois qu'au moins une des fenêtres 17 présente une di-
mension circonférentielle qui correspond au moins à la
largeur de l'élément extérieur 9, soit un mode dans le-
quel la cage est divisée, ainsi qu'on peut le voir sur les figures 4 et 6 des dessins A cet effet, la cage 14
est divisée en au moins un point Cette division s'effec-
tue de telle manière que, considéré dans la direction circonférentielle, entre deux fenêtres 17 successives, l'extrémité de la cage soit munie d'une saillie 15 et l'autre extrémité de la cage soit munie d'une encoche 16 De cette façon, il est possible de réaliser la cage
14, par exemple à partir d'une matière plate Les fenê-
tres 17 peuvent être formées dans la matière plate par poinçonnage Ensuite, la matière est roulée pour former une cage présentant la forme annulaire visible sur les
figures du dessin, y compris la surface interne sphéri-
que 20 et la surface externe sphérique 21 Etant donné que la saillie 15 et l'encoche 16 sont de configurations complémentaires, et qu'elles prennent appui l'une contre l'autre dans la direction axiale de la cage 14, la cage 14 peut assurer sa fonction de guidage des billes 13,
plus précisément, maintenir ces billes dans le plan bis-
secteur Pour le montage, on ouvre élastiquement la cage
14 et on l'emboîte axialement sur l'élément intérieur 9.
Ensuite, elle se resserre élastiquement L'assemblage de la cage 14, conjointement avec l'élément intérieur 9 et la mise en place des billes 13 dans l'élément extérieur
2 peuvent s'effectuer par un pliage d'un angle excéden-
taire dans le cas de joints prévus pour de petits angles de pliage Au contraire, pour de grands angles de pliage pour les joints qui doivent admettre et transmettre des couples élevés, peut obtenir une possibilité de montage par le fait que l'élément extérieur 2 est divisé A cet effet, et comme ceci est visible sur les figures 2 et 3, on peut effectuer une division par éclatement Dans la région de deux parties pleines 23 qui sont mutuellement opposées, on prévoit pour cela un perçage 27 axial, c'est-à-dire s'étendant parallèlement à l'axe 5 En ou- tre, les parties pleines 23 sont munies d'encoches 28
creusées dans les surfaces partielles internes 24 ou 25.
L'élément extérieur 2 est tout d'abord fabriqué à la co-
te finale avec toutes ses caractéristiques nominales, y
compris la trempe Après la fabrication finale, on procè-
de à une application radiale de pression, dans laquelle
l'élément extérieur 2 se brise en deux segments annulai-
res distincts 2 a et 2 b, au droit des zones d'éclatement
26 Au moment du montage, après que la cage 14 a été em-
boîtée sur la partie intérieure 9 par ouverture élasti-
que, les billes 13 peuvent être ensuite engagées de l'ex-
térieur dans les fenêtres 17 Ensuite, on met les deux segments annulaires2 a et 2 b de l'élément extérieur 2 en
place par un mouvement radial et on emboîte le sous-en-
semble en plaçant la surface externe 29 de l'élément ex-
térieur 2 dans l'alésage 32 d'une cloche 31 La cloche 31 donne appui à l'élément extérieur 2 dans la direction radiale Pour obtenir une liaison de solidarisation en
rotation, des encoches 30 sont formées dans une des sur-
faces frontales qui forment le côté ouvert 3 et le côté
ouvert 4 Après l'emmanchement du sous-ensemble, la pa-
roi 13 de la cloche 31 est déformée de manière à prendre sur une surface frontale, qui forme le côté ouvert 4, et
de manière que sa matière pénètre dans la région des en-
coches 30.
On obtient oar ce moyen une liaison de solidari-
sation en rotation La cloche 31 présente un tourillon 34 servant à la raccorder solidairement en rotation à un élément de machine moteur ou récepteur Un arbre 35 est emmnaché dans l'alésage 36 de l'élément intérieur 9 A cet effet, l'arbre 35 et l'alésage 36 sont munis d'une cannelure. Le profil irrégulier des zones d'éclatement 26
qui est obtenu par le processus d'éclatement a pour ef-
fet qu'on obtiendra de nouveau un centrage précis des deux segments 2 a, 2 b de l'élément extérieur dans leur po- sition d'origine Il n'est pas nécessaire de prévoir
d'autres moyens de centrage.
Les conditions de commande particulières ressor-
tent de la description des figures 7 à 9 qui sera donnée
ci-après.
Les conditions de contact entre les billes 13
des premières gorges de roulement 6, 10 dans les diffé-
rentes positions d'angulation sont représentées avec 1 'angulation maximale (angle de pliageo ) On a désigné
par 37 la zone de contact entre la première gorge de rou-
lement 10 de l'élément intérieur 9 et la bille 13 La zo-
ne de contact entre la première gorge de roulement 6 de
l'élément extérieur et la bille 13 est désignée par 38.
La position dans l'espace des zones de contact
37, 38 ressort des différentes vues.
Sur les figures 8 et 9, on peut également voir la position des deux zones de contact 37, 38 par rapport aux arêtes 52, 53 des gorges de roulement A chacune des zones de contact 37, 38, est associée une ellipse de
pression 49 qui s'établit par suite des conditions d'ap-
pui entre les billes 13 et le flanc 51 des premières gor-
ges de roulement 6, 10.
La distance entre les zones de contact 37, 38 et les arêtes 52, 53 des gorges de roulement doit être calculée de manière à être supérieure à la moitié du
grand axe 50 de l'ellipse de pression Ce n'est que lors-
que ces conditions sont vérifiées qu'on peut éviter une
déformation au droit des arêtes 52, 53 des gorges de rou-
lement. L'angle de commande de la cage est l'angle qui fait en sorte qu'une sollicitation de la cage 14 par les billes 13 au niveau de la surface de fenêtre de cage 18 qui est la plus rapprochée du côté ouvert 3 au point de contact 39 pour les premières gorges de roulement 6, et au niveau de la surface de la fenêtre de cage 19 la plus rapprochée du côté ouvert 4 pour les deuxièmes
gorges de roulement 7, 11 A cet effet, l'angle de com-
mande de la cage doit être supérieur à une certaine va-
leur pour toutes les positions angulaires de pliage et également dans toutes les positions angulaires sur un tour de rotation du joint, pour pouvoir atteindre les
conditions de guidage réalisées par la présente inven-
tion, c'est-à-dire pour permettre de disposer la cage 14
avec jeu par rapport à l'élément extérieur 2 et à l'élé-
ment intérieur 3 et de la maintenir de façon stable Se-
lon le principe de l'invention, cet angle doit être tou-
jours supérieur à l'angle d'auto-blocage, c'est-à-dire
supérieur à 7 L'angle/3 de commande de la cage se pré-
sente, comme ceci ressort de la figure 7, dans un plan qui contient les lignes de jonction 45, 46 joignant le centre 44 de la bille aux deux zones de contact 38 et 39, au point d'intersection des perpendiculaires 47, 48 élevées sur les lignes de jonction 45, 46 dans les zones de contact 37, 38 A ce sujet, il convient de remarquer
crue les zones de contact 37, 38 ne se trouvent pas el-
les-mêmes dans le plan du dessin La position la plus critique pour le calcul des dimensions est la position que la bille 13 prend sur les figures 1 et 7 L'angle/s doit être d'au moins 70, même dans cette position Ces
conditions sont garanties dans un joint commandé en déca-
lage lorsque l'angle de décalage de toutes les gorges de roulement par rapport au centre du joint est lui aussi d'au moins 7 , mais de préférence calculé plus grand En
effet, dans ce cas limite, l'anglef 3 pour la bille 13 re-
présentée en bas sur la figure 7 excéderait également la
valeur de 7 dans tous les cas Pour les autres posi-
tions des billes 13, l'angle/3 est Dlus grand, de sorte qu'on obtient toujours les conditions de guidage voulues pour les billes 13 et, par conséquent, les conditions de
mise en pression pour la cage 14 Pour les deuxièmes gor-
ges de roulement 7, 11, on obtient les mêmes conditions avec une configuration symétrique, l'axe de symétrie
étant représenté par le deuxième côté ouvert 4, pour ob-
tenir une représentation correspondante pour les deuxiè-
me gorges de roulement 7, 11, par rapport à celle des
premières gorges de roulement 6, 10 selon la figure 7.
Les conditions de contact particulières et,
avec elles, les conditions de commande particulières peu-
vent être obtenues non seulement grâce à des pistes de contact 40, 41 conformées selon un arc de cercle, mais
également grâce à un profil voulu de ces pistes, cepen-
dant que, toutefois, les zones de contact doivent être formées sur l'étendue de l'angulation ou du déplacement des billes 13 dans les gorges de roulement extérieures 6, 7 et les gorges de roulement intérieures 10, 11 de
telle manière qu'on obtienne pour chacune des différen-
tes positions l'angle de commande minimum de cage de 70 et la distance voulue entre les zones de contact 37, 38
et les arêtes 52, 53 des gorges de roulement C'est ain-
si que, par exemple la forme de piste composite formée par les gorges de roulement 6, 7; 10, 11, de section ogivale ou elliptique peut être calculée en fonction des critères précités On peut envisager de préférence une forme de section transversale des pistes qui garantit un appui en deux points et dans laquelle, en présence d'un
couple, selon le sens de rotation, c'est l'une ou l'au-
tre des pistes de contact du flanc des gorges de roule-
ment qui coopère avec la bille 13 La modification des pistes de contact 40, 41 vers les extrémités devrait
être&configurée de manière à présenter une zone de tran-
sition 42, 43 dans laquelle on obtient la distance d'écartement nécessaire par rapport aux arêtes 52, 53
des gorges de roulement, par exemple par une modifica-
tion de l'angle de contact.
Bien entendu, diverses modifications peuivent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui
vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li-
mitatif sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (15)
1 Joint homocinétique comprenant un élément ex-
térieur creux dans la surface interne duquel sont ména-
gées, dans des plan méridiens par rapport à l'axe longi-
tudinal de l'élément extérieur, des premières et deuxiè-
mes gorges de roulement extérieures qui alternent sur la circonférence dans un certain ordre de succession, un
élément intérieur disposé dans la cavité de l'élément ex-
térieur, présentant une surface externe sphérique, dans la surface externe duquel sont ménagées, dans des plans méridiens par rapport à l'axe longitudinal de l'élément
intérieur, des premières et deuxièmes gorges de roule-
ment intérieures qui font respectivement face aux premiè-
res et deuxièmes gorges de roulement extérieures et sont
conformées pour former, avec celles-ci, dans chaque pai-
re, une bouche évasée vers l'un des deux côtés ouverts,
chaque paire recevant en commun une bille pour la trans-
mission du couple, les billes étant guidées radialement dans des fenêtres d'une cage disposée entre la surface externe de l'élément intérieur et la surface interne de l'élément extérieur, le fond de la piste des premières gorges de roulement extérieures et des premières gorges
de roulement intérieures étant formé sans contre-dépouil-
le en partant d'un côté ouvert, et le fond de la piste des deuxièmes gorges de roulement extérieures et des deuxièmes gorges de roulement intérieures étant conformé sans contre-dépouille en partant du côté ouvert opposé, caractérisé en ce que la cage ( 14) possède une surface sphérique
creuse ( 20) par laquelle elle est disposée concentrique-
ment à la surface externe sphérique ( 12) de l'élément in-
térieur ( 9), et une surface externe sphérique ( 21) par laquelle elle est disposée concentriquement à la surface
interne sphérique ( 8) de l'élément extérieur ( 2), laquel-
le est constituée par la somme des surfaces des parties
pleines ( 23) comprises chacune entre deux gorges de rou-
lement extérieures ( 6, 7) qui se succèdent dans la direc-
tion circonférentielle, et qui est subdivisée en Dremiè-
res et deuxièmes surfaces internes partielles ( 24, 25), dont les premières surfaces internes partielles ( 24) par-
tent du côté ouvert ( 3) de l'élément extérieur ( 2) à par-
tir duquel les premières gorges de roulement extérieures
( 6) s'étendent sans contre-dépouille et dont les deuxiè-
mes surfaces internes partielles ( 25) partent également du côté ouvert ( 4) de l'élément extérieur ( 2) à partir duquel les deuxièmes gorges de roulement extérieures ( 7)
s'étendent également sans contre-dépouille.
2 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce que, dans une disposition alternée des premières et deuxièmes gorges de roulement extérieures ( 6, 7) sur
la périphérie de l'élément extérieur, les parties olei-
nes ( 23) situées entre ces gorges sont divisées en pre-
mières et deuxièmes surfaces internes partielles ( 24, ), les premières surfaces internes partielles ( 24) étant disposées immédiatement adjacentes aux premières
gorges de roulement extérieures ( 6) et les deuxièmes sur-
faces internes partielles ( 25) étant disposées immédiate-
ment adjacentes aux deuxièmes gorges de roulement exté-
rieures ( 7).
3 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 1, caractérisé
en ce que, dans le cas o les premières et deuxièmes gor-
ges de roulement extérieures ( 6, 7) se succèdent sur la périphérie par groupes comportant chacun au moins deux
premières ( 6) et deux deuxièmes gorges de roulement exté-
rieures ( 7), les parties pleines ( 23) situées entre les
premières gorges de roulement extérieures ( 6, 7) sont ré-
alisées sous la forme de premières surfaces internes par-
tielles ( 24) et les parties pleines ( 23) situées entre les deuxièmes gorges de roulement extérieures ( 7) sous la forme de deuxièmes surfaces internes partielles ( 25), et les parties pleines ( 23) présentes entre une première et une deuxième gorges de roulement extérieures ( 6, 7) en premières et deuxièmes surfaces internes partielles ( 24, 25), les premières surfaces internes 'partielles ( 24) étant immédiatement adjacentes aux premières gorges de roulement extérieures ( 6) et les deuxièmes surfaces partielles internes ( 25) immédiatement adjacentes aux
deuxièmes gorges de roulement extérieures ( 7).
4 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 1 caractérisé
en ce que la cage ( 14) est divisée.
Joint homocinétique fixe selon la revendica- tion 4, caractérisé
en ce que les extrémités circonférentielles ou les seg-
ments de la cage ( 14) sont assemblés par sûreté de forme dans la direction axiale par des saillies ( 15) et
évidements ( 16) complémentaires.
6 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce que les pistes de contact ( 40, 41) des billes ( 13)
logées dans les premières et deuxièmes gorges des roule-
ment extérieures ( 6, 7) et dans les premières et deuxiè-
mes gorges de roulement intérieures ( 10, 11) sont repré-
sentées, chacune pour les deux sens de rotation sur tout
l'angle de pliage et pour toutes les positions angulai-
res de la rotation, par des zones de contact ( 37, 38) des billes ( 13) dans les gorges de roulement extérieures
( 6, 7) et gorges de roulement intérieures ( 10, 11) res-
pectivement correspondantes qui sont opposées face à fa-
ce, et qui forment un angle (/) de commande de la cage qui est toujours supérieur à l'angle d'auto-blocage,
notamment supérieur à 70.
7 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 6 caractérisé en ce que les gorges de roulement extérieures ( 6, 7) et
les gorges de roulement intérieures ( 10, 11) sont for-
mées, du moins dans certaines régions partielles de leur profil dans les plan méridiens correspondants, d'arcs de cercles qui sont décalés vers les deux côtés opposés du
plan médian des billes lorsque le joint est droit.
8 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 6, caractérisé
en ce que les gorges extérieures ( 6, 7) et les gorges in-
térieures ( 10, 11) présentent en coupe transversale une
forme qui diffère de la forme circulaire.
9 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 6 caractérisé en ce que les pistes de contact ( 40, 41) composées des zones de contact ( 37, 38) qui se succèdent sur la plage de pliage sont disposées à un écartement de l'arête ( 52, 53) formée entre la surface interne ( 8) et la gorge de
roulement extérieure ( 6, 7) et/ou entre la surface exter-
ne ( 12) et la gorge de roulement intérieure ( 10, 11), qui est toujours supérieur à la moitié de la longueur du grand axe ( 50) de l'ellipse de pression ( 49) admissible
pour l'angle de pliage considéré et pour le couple cor-
respondant.
Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 9, caractérisé en ce que, dans les régions des pistes de contact ( 40, 41) qui se rapprochent de leurs deux extrémités axiales, le grand axe ( 50) de l'ellipse de pression ( 49) est plus petit que dans la région centrale des pistes de contact
( 40, 41).
11 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 10, caractérisé en ce que la surface d'appui entre bille ( 13) et piste de contact ( 40, 41) s'agrandit en direction des régions
d'extrémités axiales.
12 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 10, caractérisé
en ce que les gorges de roulement ( 6, 7, 10, 11) s'agran-
dissent en section transversale en direction des régions
d'extrémités axiales.
13 Joint homocinétique fixe selon une quelcon-
que des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que l'élément extérieur ( 2) est divisé en deux ou plus de deux segments ( 2 a, 2 b) en forme de couronne de
cercle.
14 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tions 13, caractérisé
en ce que l'élément extérieur ( 2) est divisé par éclate-
ment après sa fabrication totale à la cote finale.
Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 14, caractérisé en ce que les zones d'éclatement ( 26) sont disposées
dans les parties pleines ( 23).
16 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 15, caractérisé
en ce que les parties pleines ( 23) qui présentent les zo-
nes d'éclatement ( 26) sont percées de trous transver-
saux.
17 Joint homocinétique fixe selon la revendica-
tion 15, caractérisé
en ce que les parties pleines ( 23) sont munies d'enco-
ches ( 27) s'étendant axialement.
18 Joint homocinétique fixe selon une quelcon-
que des revendications 1 à 13,
caractérisé en ce que l'élément extérieur ( 2) de forme annulaire est muni sur sa surface externe ( 29) et/ou sur ses surfaces
frontales ( 3, 4) de saillies en forme de dents ou d'évi-
dements ( 30) et est logé dans une douille ou cloche ( 31) dont la paroi est assemblée solidairement en rotation aux évidements ( 30), par une liaison par sûreté de forme
obtenue par déformation sans enlèvement de copeaux.
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