Brevet FR2498097A1 — publié le 19820723

La présente invention est relative à un appa- reil de formage de gorges à axe courbe et à section circulaire. Elle s'applique en particulier à la réalisa- tion de chemins de roulement toriques dans les tulipes des joints de transmission du type à tripode. Les joints coulissants à tripode. équipant les arbres de transmission latéraux de véhicules à traction avant comprennent une tulipe qui présente trois paires de chemins de roulement à section circulaire, sur les- IO quels roulent trois galets extérieurement sphériques portés par le tripode du joint. Lorsque l'angle de travail moyen de ces joints est élevé, il est avantageux, afin de réduire les varia- tions cycliques des frottements, de remplacer les chemins I5 de roulement classiques à axes rectilignes parallèles à l'axe de rotation, par des chemins de roulement toriques dont la ligne des centres ou axe est une circonférence qui présente un rayon de l'ordre de deux fois la distance du centre des galets à l'axe de rotation dans la position alignée du joint. De même, les joints à tripodes fixes axialement, qui autorisent un grand angle de brisure pour l'entrai- nement des roues directrices et motrices, permettent une angularité plus importante lorsqu'ils ont des chemins de roulement toriques, soit centrés sur l'axe de rotation, soit de rayon plus important. Or, la fabrication de ces chemins de roulement toriques présente des difficultés de réalisation indus- trielle économique. Il faut en effet réaliser un bon état de surface et assurer une parfaite concentricité des deux chemins à section circulaire en vis-à-vis, et les appareils de formage à froid économiques utilisables pour les joints à tripode conventionnels à chemins recti- lignes ne sont pas applicables. L'invention a pour but de fournir un appareil de formage de ces chemins de roulement toriques, et plus généralement de gorges à axe courbe et à section circu- laire.,-permettant de façon simple et économique de réaliser à froid et à grande cadence de telles gorges ayant un bel état de surface. A cet effet, l'invention a pour objet un appa- reil de formage d'une gorge à axe courbe et à section circulaire dans une ébauche, caractérisé en ce qu'il IO comprend un support adapté pour maintenir l'ébauche, un quadrilatère articulé dont un côté est solidaire du support, un porte-bille fixé par une extrémité au côté du quadrilatère opposé au support, s'étendant à peu près perpendiculairement à ce côté et portant à son extrémité I5 opposée une bille faisant saillie latéralement, et des moyens pour déplacer le porte-bille. Dans un mode de réalisation particulier, desti- né au formage simultané de plusieurs gorges courbes longitudinales dans une ébauche de pièce à symétrie de révolution, notamment de tulipe de joint à tripode, le support comporte un épaulement d'appui axial de l'ébauche et un fourreau entourant cette ébauche, il est prévu autant de quadrilatères articulés que de gorges, ces qua- drilatères étant répartis autour de la circonférence du support, et les moyens de déplacement sont adaptés pour déplacer simultanément tous les porte-billes. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, qui en représentent seule- ment un mode d'exécution. Sur ces dessins: la Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'une ébauche de tulipe de joint à tripode destinée à être traitée conformément à l'invention; la Fig. 2 représente en coupe longitudinale un appareil de formage de cette tulipe conforme à l'inven- tion; la Fig. 3 est une vue partielle en coupe trans- versale de l'appareil de la Fig. 2, la coupe étant prise suivant la ligne 3-3 de cette Fig. 2. Suivant le mode d'exécution illustré aux dessins, l'invention est appliquée à la réalisation d'une tulipe de joint de transmission à tripode. L'appareil représenté aux Fig. 2 et 3 est des- tiné à la réalisation de trois gorges toriques, définis- sant trois paires de chemins de roulement, dans une IO ébauche 1 de tulipe de joint homocinétique à tripode représentée aux Fig. 1 et 2. L'ébauche 1 comprend un fût cylindrique tubu- laire 2 ouvert à une seule extrémité et dont le fond 3 porte extérieurement une tige axiale 4 destinée à la I5 fixation de la tulipe sur un arbre rotatif. A partir de son extrémité ouverte, le fût 2 présente trois entailles longitudinales 5, à 1200 les unes des autres, qui sont définies par des paires de surface planes 6 en regard parallèles entre elles et à l'axe X-X du fût. Les entailles 5 s'étendent jusqu'au voisinage du fond 3. En se référant aux Fig. 2 et 3, l'appareil 7 de formage des gorges toriques comprend essentiellement un support 8, trois dispositifs à bille 9 et un disposi- tif de poussée 10. Le support 8 comprend un socle 11 fixé au sol et sur lequel est fixé un manchon très rigide 12. Ce man- chon présente dans sa partie supérieure un contre-alésage 13 et sert de logement sans jeu,dans sa partie inférieure,à une couronne cylindrique 14. Dans le contre-alésage 13 est emboîté sans jeu un fourreau 15 pourvu de trois fentes longitudinales 16 à 120 les unes des autres qui coinci- dent en largeur et en longueur avec trois fentes longitu- dinales 17 du manchon extérieur 12. Le fourreau 15 est maintenu par une bague supérieure 18, elle-même fixée par un anneau fileté 19 vissé dans l'ouverture supérieure du contre-alésage 13, et présente un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur de l'ébauche 1, ce diamètre étant intermédiaire entre les diamètres intérieur et extérieur de la couronne 14. Chaque dispositif à bille 9 comporte trois biellettes 20 à 22, un porte-bille 23 et une bille 24. Deux biellettes identiques 20 et 21 sont articulées par une extrémité autour d'axes respectifs 25, 26 superposés, équidistants de l'axe Y-Y du fourreau et portés par une embase 12 qui est fixée à un méplat extérieur du manchon 12. La biellette 22 est articulée aux extrémités libres des biellettes 20 et 21 en constituant ainsi le côté ver- tical mobile d'un parallélogramme articulé 27. Le porte-bille 23 est une plaque verticale, de I5 forme allongée dans la direction horizontale, qui est fixée par son extrémité extérieure au milieu de la biellette 22 et dont l'autre extrémité présente un talon 28 dirigé vers le haut, à face supérieure horizontale, et un logement sphérique 29 ouvert vers le bas. Une pièce de retenue 30 est fixée par une vis 31 au porte-bille 23 pour prolonger le logement 29 de façon à pouvoir retenir la bille 24 tout en permettant à celle-ci de tourner librement sur elle-même. La partie intermédiaire du porte-bille 23 tra- verse les fentes 16 et 17 du fourreau 15 et du manchon 12, qui lui servent de guidage en translation verticale. Ces fentes ont de plus la même largeur que les entailles 5 de l'ébauche 1, et le diamètre de la bille 24 est supé- rieur à cette dimension. Le dispositif de poussée 10 comprend un piston 31 qui coulisse dans la bague 18 et le fourreau 15 et comprend à son extrémité inférieure trois protubérances axiales 32 à surface inférieure horizontale, chacune dans le plan radial d'une paire de fentes 16-17,et qui est guidé en translation par une vis 33 qui traverse radiale- ment le manchon 12 et la bague 18 et s'engage dans 249809? une rainure longitudinale 34 du piston. L'extrémité supérieure du piston 31 est reliée par un adaptateur 35 à un plateau de presse 36. Une tige axiale 37 traverse à coulissement un alésage central du piston 31, est retenue par des écrous 38 vissés sur son extrémité supérieure et présente, nettement au-dessous des protubérances 32 du piston, une extrémité inférieure 39 renflée. Cette dernière est reliée a la partie couran- te de la tige 31 par une surface concave 40 à profil IO arrondi. Trois tiges d'éjection 41 identiques traversent par ailleurs des alésages longitudinaux excentrés du piston 31, dans les demi-plans radiaux opposés aux fentes 16 et 17 par rapport à l'axe Y-Y. L'extrémité supérieure I5 des trois tiges 41 est reliée à un piston (non représenté) incorporé au plateau de presse 36. Pour réaliser par formage à froid trois gorges toriques dans l'ébauche 1, on pose celle-ci, ouverture vers le haut, sur la tranche supérieure de la couronne 14, en dehors de l'appareil 7. Ceci est rendu possible par le fait que le socle 11 comprend une plaque inférieure 42 percée d'un orifice central 43 au diamètre extérieur de la couronne 14, et une plaque supérieure non perforée 44 pouvant coulisser horizontalement sous l'action d'une tige latérale 45. Le plateau 36 étant remonté et les tiges 41 rétractées vers le haut, on introduit par en bas l'ensem- ble ébauche 1 - couronne 14 à travers l'orifice 43, et on remet en place la plaque 44 pour leurservir de support. Le fût 2 est alors logé sans jeu dans le fourreau 15, dont l'extrémité inférieure s'emboîte dans un dégagement 47 de la couronne 14, et l'ensemble ébauche-couronne est maintenu axialement au moyen d'une goupille 48 qui tra- verse radialement le manchon 12 et le fourreau 15 et dont la tête biaise attaque la tranche d'extrémité supérieure de l'ébauche 1. En se mettant en place, cette dernière a repoussé vers le haut les trois billes 24, qui se trou- vent librement en appui à l'entrée des entailles 5. On peut prévoir n'importe quel moyen approprié pour assurer le positionnement angulaire correct de l'ébauche 1, c'est- a-dire la correspondance exacte des entailles avec les fentes 16 et 17 de l'appareil 7. Les tiges 41 restant rétractées dans le piston 31, on abaisse le plateau 36. Les protubérances 32 du Io piston 31 viennent en contact avec les talons 28 des porte-bille 23 et les poussent vers lebas, ce qui force les billes 24 à pénétrer dans les entailles 5 en suivant le trajet défini par la déformation du parallélogramme articulé 27.-Le centre de chaque bille 24 décritainsi I5 un arc de cercle contenu dans un plan radial et dont le rayon est égal à l'entre-axe des biellettes 20 et 21, ce qui conduit au formage des trois gorges toriques désirées. Pendant cette phase du fonctionnement, la tige centrale 37 est suspendue au piston 31 par les écrous 38, et sa surface concave 40 se trouvé légèrement au-dessous des billes 24. Lorsque le plateau 36 arrive en fin de course descendante, les billes 24 ayant formé les gorges toriques à peu près jusqu'à l'extrémité inférieure des entailles 5, on le fait remonter. L'ébauche 1 est retenue par les goupilles 48, et la surface 40 de la tige 37 vient attaquer la région inférieure des trois billes 24 et soulève celles-ci. Le guidage par parallélogramme articulé étant le même que précédemment, les billes 24 effectuent ainsi les mêmes trajectoires en sens inverse et réalisent une passe de finition des trois gorges toriques. Enfin, on retire horizontalement la plaque 44, et on met les tiges 41 en extension, de sorte que celles- ci attaquent la tranche supérieure de la tulipe terminée et l'éjectent vers le bas en même temps que la couronne 14. Grâce à la faculté de libre rotation des billes 24, celles-ci s'usent uniformément et ont une durée de vie très longue. De plus, il s'établit un auto-équilibrage des frottements au cours du formage. Après usure, les billes peuvent être remplacées oureconditionnées avec un revêtement de surface anti-usure, tel qu'une phosphata- tion avec imprégnation de bisulfure de molybdène, selon IO une technique connue. Le rayon des tores des gorges peut être réglé par le simple choix de l'entre-axe des biellettes 20 et 21. En particulier, on peut réaliser des gorges toriques dont le centre est situé au voisinage de l'axe de rota- I5 tion Y-Y de la tulipe, ce qui correspond au cas des joints homocinétiques "fixes" à grande angularité. Il est à noter que si le fût de l'ébauche n'a pas une forme extérieure cylindrique, il est souhaitable de modifier cette forme extérieure, par exemple au moyen de trois plans parallèles à l'axe X-X, pour permettre la mise en place et l'éjection de l'ébauche par simple dé- placement axial, sans nécessiter un dispositif de support 8 ouvrant. Ceci est notamment le cas pour les tulipes de joints à tripode fixes, qui ont habituellement une forme extérieure sphérique. L'ébauche est alors maintenue cir- conférentiellement par un fourreau de forme complémentai- re qui a pour rôle, comme le fourreau 15, d'empêcher l'épanouissement radial du fût de l'ébauche pendant le formage. En variante, on peut réaliser simultanément un nombre quelconque de gorges toriques par une adapta- tion évidente de l'appareil 7. En outre, si l'on donne des longueurs différentes ou un défaut de parallélisme aux biellettes 20 et 21 de chaque dispositif 9, on peut former des gorges non toriques mais dont l'axe est cour- be et possède un profil quelconque désiré. - REVENDICATIONS - 1.- Appareil de formage d'une gorge à axe cour- beet3 section circulaire dans une ébauche, caractérisé en ce qu'il comprend un support (8) adapté pour maintenir l'ébauche, un quadrilatère articulé -(27) dont un côté est solidaire du support, un porte-bille (23) fixé par une extrémité au côté (22) du quadrilatère oppo- sé au support, s'étendant à peu près Perpendiculairement à ce côté et portant à son extrémité opposée une bille (24) faisant saillie latéralement, et des moyens (31) pour Io déplacer le porte-bille. 2.- Appareil suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens de déplacement (31) agissent sur l'extrémité (28) du porte-bille (23) adjacente à la bille (24). I5 3.- Appareil suivant l'unedes revendicatïonslet2, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (31) sont adaptés pour déplacer le porte- bille (23) dans les deux sens. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la bille (24) est montée librement rotative dans un logement sphérique (29) du porte-bille (23). 5.- Appareil suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la bille (24) est montée dans le porte-bille (23) de façon amovible. 6.- Appareil suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le quadrilatère (27) est un parallélogramme. 7.- Appareil suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, pour le formage simultané de plusieurs gorges courbes longitudinales dans une ébauche de pièce à symétrie de révolution, notamment de tulipe de joint à tripode, caractérisé en ce que le support (8) comporte un épaulement d'appui axial de l'ébauche (1) et un fourreau (15) entourant cette ébauche, en ce qu'il est prévu autant de quadrilatères (27) que de gorges, ces quadrilatères étant répartis autour de la circonférence du support, et en ce que les moyens de déplacement (31) sont adaptés pour déplacer simultanément tous les porte- billes.