Brevet FR2503811A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne un joint homocinétique avec un élé-.ent extérieur, présentant une cavité sphérique munie de rainu- res, et un élément intérieur disposé dans l'élément extérieur, solidaire en rotation d'un arbre moteur et dont la face extérieure présente un nombre de rainures égal à celui des rainures de l'élé- ment extérieur, et dans lequel chaque rainure de l'élément extérieur forn. a'-c une rainure de L'élément intérieur le logement d'une bille, a 'es billes sont maintenues dans des fenêtres d'une cage disposée radialement entre les éléments intérieur et extérieur, pré- sentant une cavité intérieure et une surface sphérique extérieure concentriques, et maintenue par sa surface sphérique dans la cavité de l'élément extérieur. Des joints sont connus (cf. par exemple le brevet britannique n0 1 066 451), dans lesquels l'arbre profilé se prolonge à l'inté- rieur de l'élément extérieur, mais cette prolongation sert & limiter l'angle de braquage. Pour garantir une capacité fonctionnelle, la cage doit être guidée avec précision, par ses surfaces intérieure et extérieure sphériques, dans la cavité de l'élément extérieur et sur la surface extérieure de l'élément intérieur. Ce guidage de la cage impose l'absorption de forces axiales. Pour pouvoir absorber les forces axiales, ces surfaces doivent être usinées avec une très grande précision, voire rectifiées. Ces surfaces glissant constamment l'une sur l'autre et le couple de charge produisant une force axiale per- manente, le frottement produit des pertes élevées dans le joint, entre la cage et la surface extérieure de l'élément intérieur. L'invention a pour objet un joint fixe, n'exigeant aucun usi- nage de la surface intérieure de la cage et de la surface extérieure de l'élément intérieur, tout en permettant l'absorption de forces axiales, de sorte qu'une production de ces pièces est possible sans enlèvement de copeaux. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une sur- face de butée est disposée dans la cavité de l'élément extérieur; l'élément intérieur et/ou l'arbre moteur présentent en regard de la surface de butée une surface d'appui interagissant avec cette der- nière; et l'élément intérieur est disposé avec sa surface extérieure 2503 Ai1 à distance de la cavité de la cage. Le joint selon l'invention présente l'avantage suivant l'appui axial en compression s'effectue directement entre l'élément intérieur ou l'arbre profilé et l'élément extérieur. Il n'y a donc pas de point de compression entre la surface intérieure de la cage et la surface extérieure de l'élément intérieur. Une fabrication par filage à chaud ou à froid devient ainsi possible, uzi usinage par enlèvement de copeaux se limitant uniquement à l'alésage nécessaire pour le logement de l'arbre profilé. La surface intérieure de la cage n'est plus usinée, de sorte que la coûteuse opération de rectifica- tion intérieure est supprimée. La surface de butée est par contre produite dans l'élément extérieur pendant l'opération de pressage des rainures de logement des billes. Les billes et la cage elle-méme absorbent la sollicitation en traction de tels joints, dont les rainures pour bille présentent une ouverture en forme de mors, car cette ouverture réduit la section en présence de forces de traction et garantit ainsi l'arrêt. L'ab- sorption des forces axiales directement dans le sens axial, se tra- duit par un meilleur rendement. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, la surface d'appui est réalisée sous forme d'une pièce séparée et soli- daire de l'arbre profilé et/ou de l'élément intérieur du joint. Cette forme de réalisation présente l'avantage de permettre la réalisation de la surface d'appui sous forme d'une pièce en tôle, utilisée comme entretoise entre les éléments intérieur et extérieur du joint. Selon une autre caractéristique de l'invention, la compensation du jeu est assurée par un élément élastique disposé entre la surface d'appui et l'élément intérieur du joint ou l'arbre profilé. Afin d'assurer un jeu suffisamment important entre l'élément inté- rieur du joint et la cage, la possibilité d'un montage axial et par suite la suppression du jeu dans la denture longitudinale, tout en permettant une forme optimale des fenêtres de la cage, car aucune insertion de 1' élément intérieur du joint n'est alors nécessaire, et selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément inté- 2503 811 rieur du joint, l'arbre profilé et la surface d'appui forment une seule pièce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins anr.exés sur lesquels la figure 1 est la coupe axiale d'un joint homocinétique; la figure 2 représente une autre forme de réalisation d'un joint hcmocinéticue de même principe que celui de la figure 1, mais dans laquelle la surface d'appui est une pièce séparée; la figure 3 représente une variante avec compensation du jeu par un support élastique supplémentaire; et la figure 4 représente un joint homocinétique dans lequel l'arbre profilé, l'élément intérieur du joint et la surface d'appui forment une seule pièce. Le joint homocinétique représenté à la figure I est essentielle- ment constitué par l'élément extérieur 1, à une extrémité duquel un tourillon 2 est fixé. Des rainures 4 sont usinées dans des plans méridiens de la cavité 3 de l'élément extérieur 1. Le joint comporte en outre un élément intérieur 5, dont la surface extérieure sphé- rique 6 présente également des rainures 7 usinées. Une rainure 4 de l'élément extérieur 1 et une rainure 7 de l'élément extérieur 5 forment le logement d'une bille 8 pour la transmission du couple. La disposition spéciale des rainures 4 et 7 garantit la com- mande des billes 8 dans le plan bissecteur, car deux rainures inter- agissantes forment une ouverture en mors, qui guide la bille 8. Une cage 9 interdit la chute des billes hors des rainures 4, 7. Ces dernières peuvent être exemptes de contre-dépouille ou présenter une forme en arc de cercle.La cage 9 guidant les billes 8 est maintenue par sa cavité 10 à distance de la surface extérieure 6 de l'élément intérieur 5 du joint. L'élément intérieur 5 présente un alésage muni d'un profil denté et loge l'arbre profilé 14. Un anneau d'arrêt 15 ou un dispositif de collage interdit le mouvement axial relatif de l'élément intérieur 5 et de l'arbre profilé 14. Un soufflet 16 assure l'étanchéité de la cavité 3 du joint. La distance de la surface extérieure sphérique 6 de l'élément 250:3 811 intérieur 5 du joint à la cavité 10 de la cage 9 impose un appui axial de l'élément intérieur 5 par rapport à l'élément extérieur 1. Cet appui est assuré par la surface 12 par laquelle l'élément intérieur 5 ou l'arbre profilé 14 prend appui dans la cavité 3 de l'élément extérieur 1 du joint sur sa surface de butée 11. L'usinage de la sur- face extérieure sphérique 6 de l'élément intérieur 5 et de la cavité de la cage 9 est ainsi supprimé. La figure 2 représente un joint de même principe que celui de la figure 1. La différence réside dans le fait que la surface d'appui 12 est réalisée sur une pièce séparée 17 en tôle. Cette pièce en tôle 17 est reliée à l'arbre profilé 14 ou à l'élément intérieur 5 du joint et peut être produite par pressage ou tout autre procédé sans enlèvement de copeaux. La surface de butée Il est par contre fabri- quée en une seule opération, avec lesrainures 4 de l'élément extérieur 1 du joint. La figure 3 représente en outre une compensation du jeu entre la surface d'appui 12 et l'arbre profilé 14 par un élément élastique 18. Il peut s'agir d'un ressort & boudin, comme sur la figure, mais aussi d'un ressort Belleville, d'un élément plastique, etc. Un appui de l'élément intérieur 5 du joint est également possible. La figure 4 représente un joint homocinétique de même principe que celui de la figure 1, mais avec la différence que l'arbre profilé 14 forme une seule pièce avec l'élément intérieur 5 du joint et la surface d'appui 12. Par suite du jeu entre l'élément intérieur 5 et la cavité 10 de la cage 9, cette réalisation permet en outre un mon- tage axial de l'élément intérieur 5 dans la cage 9. Cela signifie que le diamètre extérieur de l'élément intérieur 5 est plus petit que le diamètre de l'ouverture de la cage 9. Cette condition est impérative, car la réalisation en une seule pièce interdit le montage habituel par surflexion. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 2503 811 Revendications 1. Joint homocinétique avec un élément extérieur, présentant une cavité sphérique munie de rainures, et un élément intérieur disposé dans l'élément extérieur, solidaire en rotation d'un arbre moteur et dont la face extérieure présente un nombre de rainures égal à celui des rainures de l'élément extérieur, et dans lequel chaque rainura de l'élément extérieur forme une rainure de l'élément inté- rieur le logement d'une bille, et les billes sont maintenues dans des fenêtres d'une cage disposée radialement entre les éléments intérieur et extérieur présentant une cavité intérieure, et une surface sphérique extérieure concentrique, et maintenue par sa sur- face sphérique dans la cavité de l'élément extérieur, ledit joint étant caractérisé en ce qu'une surface de butée (11) est disposée dans la cavité (3) de l'élément extérieur (1); l'élément intérieur (5) et/ou l'arbre moteur (14) présentent en regard de la surface de butée (11) une surface d'appui (12) interagissant avec cette dernière; et l'élément intérieur (5) est disposé avec la surface extérieure (6) a distance de la cavité (10) de la cage (9). 2. Joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui (12) est réalisée sous forme d'une pièce séparée (17), solidaire de l'arbre profilé (14) et/ou de l'élément intérieur (5) du joint. 3. Joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé par un élément élastique (18), assurant la compensation du jeu et disposé entre la surface d'appui (12) et l'élément intérieur (5) du joint ou l'arbre profilé (14). 4. Joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intérieur (5) du joint, l'arbre profilé (14) et la surface d'appui (12) forment une seule pièce.