Brevet FR2463873A1 — publié le 19810227

La présente invention concerne un joint universel se composant de deux fourches présentant chacune deux alésages dans les- quels est supporté, avec interposition d'un coussinet possédant une surface intérieure cylindrique, un croisillon à tourillons cylindri- ques. On connaft des joints universels dans lesquels les cous- sinets (par exemple brevet de la République Fédérale d'Allemagne no 1 122 781) sont constitués de façon que les surfaces d'appui des tou- rillons ne sont pas parallèles à celles des coussinets à l'état non lo chargé de l'arbre articulé. Il existe ainsi entre le tourillon et le coussinet un intervalle qui augmente du centre de l'articulation vers l'extérieur. L'inconvénient vient de ce que, en cas de réalisation d'un tourillon conique, celui-ci est très dur à rectifier au cours du travail de fabrication, ou de ce que, en cas d'utilisation d'un coussinet à surfaces coniques, il se produit du côté intérieur une dépouille qui ne se fabrique également que dans des conditions diffi- ciles. On sait aussi, par exemple à partir de la demande de brevet à la disposition du public de la République Fédérale d'Allemagne no 2 737 557, que la charge agissant sur un palier de tourillon peut être répartie sur un certain nombre d'aiguilles de roulement, ce qui améliore les propriétés d'appui de l'accouplement à cardan et augmente la durée de vie. Pour cela, le tourillon est rectifié de façon légère- ment elliptique, de sorte qu'un certain nombre d'aiguilles de roule- ment supportent les forces agissant en fonctionnement entre le touril- lon et le coussinet. On voit facilement que ce type de fabrication présente également des difficultés pour réaliser une surface de roule- ment parfaitement elliptique sur le tourillon. Par suite, un but de l'invention est de réaliser un joint universel de façon qu'on puisse obtenir sans complexité spéciale supplé- mentaire une utilisation optimale de la résistance des paliers. Le moyen d'atteindre ce but selon l'invention consiste en ce que le coussinet ou l'alésage qui reçoit le croisillon possède, à partir du plan contenant la ligne médiane du tourillon, au moins une surface conique s'étendant radialement vers l'extérieur et commençant radialement vers l'intérieur par rapport au centre de l'articulation. L'avantage de cette réalisation vient de ce que, par suite de la modification de forme des alésagesd'entraînement des mâchoires sur leur diamètre intérieur ou des coussinets sur leur diamètre extérieur on optimise la déformation élastique des coussi- nets sous la charge des couples. Selon une autre réalisation essentielle, on a prévu qu'en cas d'aménagement de la surface dans le coussinet, celleci est réalisée en se terminant vers la surface extérieure de la douille et les deux c8tés du pourtour, la surface présentant radialement vers l'intérieur une distance plus grande à l'axe médian du coussinet que radialement vers l'extérieur. Il est avantageux que le coussinet puisse se déformer élastiquement sous la contrainte du couple et s'adapte à l'alésage d'entraiment des mâchoires sur son diamètre intérieur. Ainsi, le palier à aiguilles est chargé de façon uniforme sur toute la longueur des différentes aiguilles. On obtient ainsi une utilisation optimale de la capacité d'appui ou, en cas de charge maximale, une augmenta- tion dela durée de vie. De même, on obtient une déformation élastique de la douille sous la contrainte du couple quand on prévoit, selon une autre caractéristique, qu'en cas d'aménagement de la surface dans l'alésage de la fourche, celleci est disposée dans la surface intérieure de l'alésage vers les deux côtés du pourtour, la surface présentant radialement vers l'extérieur une distance plus grande à l'axe médian de l'alésage que radialement vers l'intérieur.. Comme on ne prévoit pas toujours un sens de rotation unique du joint, mais qu'on désire également dans certains cas une- rotation inverse de l'arbre, on a prévu selon une autre caractéris- tique essentielle deux surfaces diamétralement opposées. Dans des réalisation o la surface est aménagée sur la surface extérieure du coussinet, on a prévu, en vue d'une fabrication simple, par exemple par mise en forme sans enlèvement de copeaux, que la surface possède un rayon qui est plus grand que le rayon de la sur- face extérieure du coussinet. Selon une autre caractéristique, on a prévu que les surfaces possêdent un rayon qui est plus petit que le rayon de l'alé- sage de la fourche. L'avantag& est que, en cas d'aménagement de la E 4 surface dans l'alésage de la fourche, on peut obtenir ici aussi la fabrication simple d'une telle surface par mise en forme sans enlè- vement de copeaux. Pour assurer une réalisation avec des pièces de révolu- tion, on a prévu selon une autre caractéristique que le centre de géné- ration de la surface conique est placé sur l'axe contenant letourillon. Afin d'assurer que la déformation élastique agit sur toute la zone de l'angle-d'inclinaison du joint, on a prévu selon une autre caractéristique que la surface s'étend sur une zone active du pourtour du coussinet ou de l'alésage qui est plus grande que le double que l'angle maximal du joint. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente un arbre de transmission dont les extrémités portent des joints universels les figures 2 et 3 représentent en détail un coussinet la figure 4 représente une partie d'une fourche avec un alésage en coupe; et la figure 5 représente en vue de dessus la fourche repré- sentée sur la figure 4. L'arbre articulé représenté sur la figure 1 comporte deux portions d'arbre coaxiales 1 et 2, qui portent à leurs extrémités extérieures des joints universels 3 et 4 dont les mtchoires 8 sont reliées par un croisillon 9. La portion d'arbre 1 présente à son extré- mité intérieure- la forme d'un arbre plein 5 et la portion 2, d'un arbre creux 6. Les arbres 5 et 6 sont solidaires en rotation par l'intermé-- diaire d'une denture d'arbrescanelés, mais ils sont mobiles axialement. Les figures 2 et-3 représentent en détail un coussinet 7. Dans l'alésage intérieur cylindrique 10 roulent les aiguilles du rou- lement à aiguilles, le coussinet 7 étant logé par son pourtour exté- rieur 11 dans un alésage d'une fourche. La douille 7 est munie sur son pourtour extérieur 11 d'une surface conique. Cette surface commence radialement à l'intérieur et part radialement vers l'extérieur à partir du fond 13 de la douille en s'écartant du plan 14 qui contient la ligne médiane du tourillon ou du coussinet. La surface 12 s'étend sur la périphérie extérieure il dans une zone 15 qui est supérieure au double de l'angle du coude du joint articulé. Les figures 4 et 5 représentent une partie d'une mâchoire 8 dans laquelle l'alésage 16 contenant le croisillon présente une sur- face conique 12 qui s'étend sur une partie de l'alésage intérieurl6 de la mâchoire. Cette surface 12 s'étend également sur un domaine périphérique 15 qui est plus grand que le double de l'angle d'incli- naison du joint universel. La surface 12 s'étend dans l'alésage 16 de l'intérieur vers l'extérieur dans le sens radial, la distance entre cette surface et la ligne médiane 17 étant la plus grande radialement à l'extérieur. On est ainsi assuré que sous la charge du couple, le coussinet se déforme élastiquement et que par suite, la charge du roulement à aiguilles diminue radialement vers l'extérieur, les dif- férentes aiguilles étant par suite chargées plus fortement à l'inté- rieur, si bien que finalement il se produit une charge uniforme du palier à aiguilles et qu'on utilise de façon optimale la résistance mécanique du palier. Bien entendu diverses modifications peuvent être appor- tées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement a titre dtexemples non limitatifs sans sor- tir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Joint universel se composant de deux fourches ou de deux paliers de tourillon fixés à une bride d'arbre, les fourches présentant chacune deux alésages dans lesquels est supporté, avec interposition d'un coussinet possédant une surface intérieure cylin- drique, un croisillon à tourillons cyclindriques, caractérisé en ce que le coussinet ou l'alésage qui reçoit le croisillon possède, à partir du plan contenant la ligne médiane du tourillon, au moins une surface conique s'étendant radialement vers l'extérieur et commençant radialement vers l'intérieur par rapport au centre de l'articulation. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en cas d'aménagement de la surface dans le coussinet, celle-ci est réalisée en se terminant vers la surface extérieure du coussinet et les deux côtés du pourtour, la surface présentant radialement vers l'intérieur une distance plus grande à l'axe médian du coussinet que radialement vers l'extérieur. 3. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en cas d'aménagement de la surface dans l'alésage de la fourche, celle-ci est disposée dans la surface intérieure de l'alésage vers les deux c6tés du pourtour, la surface présentant radialement vers l'extérieur une distance plus grande à l'axe médian de l'alésage que radialement vers l'intérieur. 4. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il existe deux surfaces qui sont diamétrialement opposées. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces possèdent un rayon qui est plus grand que le rayon de la surface extérieure du coussinet. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que les surfaces possèdent un rayon qui est plus petit que le rayon de l'alésage de la fourche. 7. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centre de génération de la surface conique est placé sur l'axe contenant le tourillon d'appui. 8. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface s'étend sur un domaine d'action périphérique du coussinet ou de l'alésage, qui est plus grand que le double de la valeur maximale de l'angle du joint articulé.