Brevet FR2021759A1 — publié le 19700724

La présente invention concerne un joint universel à deux four- chettes articulées chacune sur un élément intermédiaire. lies joints universels connus du genre Cardan ou Hooke comportent deux fourchettes sensiblement en fer à cheval qui sont articulées chacune sur un élément central distinct, appelé croisillon. Ce croisillon porte deux axes de pivots perpendiculaires entre eux qui tourillonnent dans des roulements à billes ou à aiguilles montés dans des alésages correspondantsdes bras des fourchettes afin de transmettre l'effort et de permettre des mouvements d'oscillation lorsque le joint travaille en position coudée. Ces joints à croisillon sont utilisés très souvent aussi bien dans l'industrie automobile que dans la construction mécanique en général. On utilise, notamment dans les gros joints connus de ce genre, des chapeaux de palier amovible, afin de faciliter l'introduction des pivots du croisillon dans les alésages des fourchettes, et de diminuer l'encombrement du joint pour un couple de rotation à transmettre donné.Ces joints connus sont compliqués et coûteux et présentent l'inconvénient que leurs croisillons, surtout, mais également d'autres éléments de transmission de l'effort, sont soumis localement à de fortes et indésirables contraintes de flexion lorsque le couple de rotation est élevé et en particulier quand ce couple s'exerce par à-coups. La présente invention a pour but de fournir un joint universel qui pour un encombrement donné, toutes choses égales par ailleurs, permet de transmettre un effort beaucoup plus grand, deux fois plus grand par exemple, que les joints connus et qui rend inutile l'utilisation de paliers à billes ou à aiguilles compliqués et coûteux ainsi que de chapeaux de paliers amovibles. Le joint universel selon l'invention est caractérisé par le fait que les articulations entre l'élément intermédiaire et les deux fourchettes comportent des rotules. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue latérale en coupe d'une forme de réalisation d'un joint universel selon l'invention, suivant I,I de la figure 2 ; et - la figure 2 est une vue en coupe du joint de la figure 1, suivant II-II de la figure 1. Le joint universel représenté comprend des fourchettes coaxia les 10 et 11. Pour les gros joints, elles sont convenablement en acier moulé de haute qualité. Pour les joints plus petits, elles sont de préférence matricées. Elles comportent des flasques 23 et 24 de liaison à des arbres menant et mené (non représentés). Elles comportent d'autre part à l'intérieur des surfaces de mâchoires 21 parallèles qui servent à recevoir un élément intermédiaire 12. Celui-ci comporte une surface extérieure 22 sphérique à paliers et quatre surfaces latérales 20 circulaires, parallèles deux à deux et respectivement perpendiculaires aux deux autres. Une portée hémis phérique 25 est pratiquée au milieu de ces surfaces, dans le meme plan de rotation que celui de l'élément intermédiaire et reçoit la moitié d'une bille 13 de transmission de l'effort, dont l'autre moitié est montée dans une portée hémisphérique semblable 26 d'une coquille 14 de forme générale cylindrique. Chacune de ces coquilles est ajustée serré dans un alésage 27 d'un bras de la fourchette 10 ou il correspondante et y est fixée par une bague de retenue 16 ou bien par un rebord extérieur (non représenté) à vis de blocage. Les billes sont ajustées à glissement serré dans les portées 25 et 26. Au lieu des flasques 24, les fourchettes 10 et 11 peuvent com- porter si on le désire des éléments de liaison tubulaires (non représentés). Les faces latérales 20 opposées de l'élément intermédiaire 12 sont de préférence ajustées à glissement entre les machoires 21 des fourchettes 10 et 11, Ia surface intérieure des coquilles 14 et la surface 21 adjacente de la fourchette correspondante se trouvant dans le mgme plan.De cette manière, il n'existe entre l'élément intermédiaire 12 et ces coquilles qu'un faible jeu 19 équivalant à un ajustage glissant, afin d'assurer entre les-billes 13 et les portées 25 et 26 une surface maxime de--contact et de transmission de l'effârt. Pour rendre cet interstice d jeu 19 étanche, on peut disposer dans un dégagement périphérique . t'rieur 7 - descoquilles 14 un joint annulaire 15, qui peut être de préférence en caoutchouc synthétique obtenu par polymérisation d'un acrylonitrile. L'élément intermédiaire 12, ainsi que les coquilles 14- peuvent de préférence être en acier matricé et cémenté. La surface des portées hémisphériques 25 et 26 peut avoir la même qualité et la même dureté que les billes 13, qui sont en acier. Dans une forme de réalisation légèrement modifiée,(non représentée), du joint décrit, les coquilles 14 peuvent comporter un rebord extérieur pouvant servir en coopération avec des vis de blocage obliques à remplacer les bagues 16 pour fixer ces coquilles dans leurs alésages 27 des fourchettes. Dans ces deux formes de réalisation, les coquilles 14 peuvent comporter un taraudage central 30 pour une vis d'extraction (non représentée) afin de faciliter l'enlèvement de ces coquilles de leurs alésages, pour vérification par exemple. En service, ces taraudages 30 peuvent être obturés par un bouchon fileté 31. Pour faciliter l'usinage des portées hémisphériques 25 et 26 de l'élément intermédiaire 12, et des coquilles 14, on peut de préférence pratiquer d'abord un alésage 33 perpendiculaire dans cet élément et un alésage 18 dans chaque coquille, le diamètre de ce dernier alésage étant environ la moitié, par exemple 45 à 60 % de celui de la bille 13, puis usiner les portées 26 et 25 de toute manière appropriée, par exemple par fraisage, rectification ou rodage après trempe. lies vides créés ainsi dans ces coquilles et cet élément forment des réserves d'huile, un graisseur, (non repré- senté), étant visse au milieu dudit élément intermédiaire. Les grandes surfaces de contact entre les billes 13 et les portées 25 et 26 dans lesquelles les billes ont un mouvement d'oscillation, et la grande dureté et qualité de la surface de ces billes, combinées à une bonne lubrification et à l'absence d'efforts locaux de flexion indésirables, assurent au joint décrit une capacité extremement grande de transmission de l'effort avec une durée de service surprenante, ce joint convenant particulièrement bien pour construire de grands éléments. Bien que le joint décrit ci-dessus présente des avantages particuliers, on peut cependant obtenir en pratique des avantages largemment équivalents avec d'autres formes de réalisation. Ces variantes peuvent par exemple comporter des rotules dont les billes 13 ne -sont pas cprnplètes; - I1 va d soi que la présente invention a étéfdécrite ci-dessus à titre explicatlf, mais nullement limitatif et que l'on pourra in troduire--toute équivalence dans ses -éléments -constitutif s sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Joint universel à deux fourchettes articulées chacune sur un élément intermédiaire, caractérisé par le fait que les articulations entre cet élément intermédiaire et les deux fourchettes comportent des rotules. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la rotule est composée-d'une coquille comportant une portée hémisphérique et montée dans un alésage de la fourchette correspondante, et d'une bille de transmission de l'effort, dont une moitié est montée dans la portée précitée, et l'autre moitié dans une portée de l'élément intermédiaire. 3. Joint selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il existe entre l'élément intermédiaire et la coquille un interstice de jeu équivalant à un ajustage glissant, afin d'assurer le maximum de surface de contact entre les billes et les portées, la face extérieure de cette coquille et la face intérieure de la fourchette correspondante se trouvant dans un même plan. 4. Joint selon la revendication 3, caractérisé par un joint annulaire qui rend étanche l'interstice et qui est monté dans un évidement de la coquille. 5. Joint selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la surface extérieure de l'élément intermédiaire est sphérique à paliers, et comporte quatre faces latérales circulaires, parallèles deux à deux et perpendiculaires aux deux autres, chacune comportant au milieu une portée hémisphérique. 6. Joint selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément intermédiaire ainsi que les coquilles des fourchettes sont en acier trempé et que la surface des portées hémisphériques a les mêmes qualité et dureté que les billes, qui sont en acier.