Brevet FR2511097A1 — publié le 19830211

La présente invention concerne un joint de Cardan, constitué par deux fourches comportant chacune deux alésages dans lesquels un croi- sillon muni de tourillons cylindriques est monté avec interposition d'un coussinet à surface intérieure cylindrique. Des joints de Cardan sont connus, dans lesquels les coussinets sont réalisés de façon que les portées des tourillons ne sont pas paral- lèles à celles des coussinets quand l'arbre articulé n'est pas chargé (cf par exemple le brevet de la République fédérale d'Allemagne no 11 22 781) Il en résulte entre le tourillon et le coussinet un interstice croissant du centre du joint vers l'extérieur Cette réalisation pré- sente l'inconvénient suivant: la rectification d'un tourillon conique est très difficile, ou l'emploi d'un coussinet à surfaces coniques pro- duit intérieurement une dépouille qui ne peut également être usinée que dans des conditions difficiles. Il est par ailleurs connu (cf par exemple la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le N O 27 37 557) de répar- tir la charge s'exerçant sur un roulement de tourillon entre plusieurs aiguilles de roulement, afin d'améliorer les propriétés des paliers du joint de Cardan et d'augmenter la durée de vie en service Une rectifica- tion légèrement elliptique du tourillon permet à plusieurs aiguilles de roulement d'absorber les forces exercées en service entre le tourillon et le coussinet On voit facilement que ce mode de production entraîne aussi des difficultés pour réaliser une portée elliptique parfaite sur le tourillon. L'invention vise à réaliser un joint de Cardan de façon à obtenir une utilisation optimale de la capacité des paliers sans coûts particu- liers de montage ou de fabrication supplémentaires. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une partie au moins de la surface extérieure du coussinet ou une partie au moins de la surface intérieure de l'alésage logeant le croisillon présente, à partir du plan contenant les axes des tourillons, un biseau conique qui, par rapport au centre du joint, commence radialement à l'intérieur et se prolonge radialement vers l'extérieur. Cette réalisation présente l'avantage suivant: la déformation du diamètre intérieur des oeils d'entraînement du joint ou du diamètre exté- rieur du coussinet augmente la déformation élastique du coussinet, de sorte que la charge par le couple est optimisée. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le biseau, lorsqu'il est prévu sur le coussinet, s'étend vers les deux c 8 tés de la circonférence de ce dernier et présente une distance radiale intérieure à l'axe du coussinet plus grande que la distance radiale extérieure. L'avantage de cette réalisation réside dans le fait que le cous- sinet chargé par le couple peut se déformer élastiquement et s'adapte au diamètre intérieur de l'oeil d'entraînement du joint Les roulements à aiguilles sont ainsi chargés régulièrement sur toute la longueur des aiguilles Il est ainsi possible d'obtenir une utilisation optimale de la capacité des paliers ou, pour une charge maximale, un accroissement de la durée de vie. Une déformation élastique du coussinet chargé par le couple est de mime obtenue quand, selon une autre caractéristique de l'invention, le biseau disposé dans l'alésage de la fourche s'étend sur la surface inté- rieure de l'alésage vers les deux c 8 tés de la circonférence et présente par rapport à l'axe de l'alésage une distance radiale extérieure supé- rieure à la distance radiale intérieure. Un seul sens de rotation du joint n'est pas toujours prévu et une rotation de l'arbre articulé dans le sens inverse est souhaité dans cer- tains cas Selon une autre caractéristique de l'invention, deux biseaux diamétralement opposés sont prévus. Dans les réalisations à biseaux sur la face extérieure du coussi- -net, et afin de faciliter la production par formage par exemple, les biseaux présentent un rayon supérieur à celui de la surface extérieure du coussinet. Selon une autre caractéristique de l'invention, les biseaux pré- sentent un rayon inférieur à celui de l'alésage des fourches Cette réa- lisation présente l'avantage de permettre la production simple par for- mage d'un tel biseau dans l'alésage des fourches. Afin de garantir une réalisation avec des pièces à symétrie de rotation, et selon une autre caractéristique de l'invention, le centre du rayon générateur du biseau conique se situe sur l'axe comportant le tourillon. Pour garantir une déformation élastique sur toute la plage de l'angle de braquage du joint, et selon une autre caractéristique de l'invention, le biseau s'étend sur une zone d'action de la circonfé- rence du coussinet ou de l'alésage supérieure au double de l'angle de braquage maximal du joint. Afin de permettre un montage sans positionnement particulier du coussinet et d'éviter une perturbation du fonctionnement en cas d'emploi du coussinet, le biseau s'étend sur toute la circonférence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation préférentielle et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un arbre articulé portant un joint de Cardan à chaque extrémité; la figure 2 est la coupe d'un coussinet; la figure 3 est le plan d'un coussinet; la figure 4 est la coupe partielle d'une fourche avec un alésage; et la figure 5 est le plan de la fourche selon figure 4. L'arbre articulé selon figure 1 comprend deux tronçons coaxiaux 1 et 2 portant à leurs extrémités extérieures des joints de Cardon 3 et 4 dont les bras 8 de fourche sont réunis par un croisillon 9 L'extrémité intérieure du tronçon 1 de l'arbre articulé est réalisée sous forme d'un arbre plein 5 et celle du tronçon 2 sous forme d'un arbre creux 6 Des cannelures relient les arbres pleins 5 et creux 6 avec blocage en rotation, mais mobilité axiale. Les figures 2 et 3 représentent un coussinet 7 Les aiguilles du roulement roulent dans l'alésage intérieur cylindrique 10 du coussinet 7, dont la circonférence extérieure est logée dans un alésage d'une fourche. La surface extérieure 11 du coussinet 7 est munie d'un biseau conique. Ce dernier commence radialement à l'intérieur et se prolonge radialement vers l'extérieur, en direction de la base 13 du coussinet et du plan 14 contenant les axes des tourillons ou des coussinets Le biseau 12 s'étend sur la circonférence de la face extérieure 11, sur une zone 15 supérieure au double de l'angle de braquage du joint. Les figures 4 et 5 représentent partiellement un bras 8 defourche, dont l'alésage 16 logeant le croisillon présente un biseau conique 12 qui s'étend sur une partie de l'alésage intérieur 16 du bras Ce biseau 12 s'étend de nouveau sur une zone circonférentielle 15 supérieure au double de l'angle de braquage du joint de Cardan Le biseau conique s'étend radialement dans l'alésage 16, de l'intérieur vers l'extérieur, sa distance radiale à l'axe 17 étant maximale à l'extérieur Il est ainsi garanti que le coussinet chargé par le couple se déforme élastiquement et que par suite la charge du roulement à aiguilles diminue radialement vers l'extérieur et les diverses aiguilles sont plus fortement chargées vers l'intérieur, et enfin une charge plus régulière du roulement à aiguilles est produite, avec une utilisation optimale de la capacité des paliers. 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. Revendications 1 Joint de Cardan constitué par deux fourches ou par deux paliers de tourillon se fixant sur une bride d'arbre, un croisillon muni de tourillons cylindriques étant monté dans quatre alésages avec interposi- tion d'un coussinet à surface intérieure cylindrique, ledit joint étant caractérisé en ce qu'une partie au moins de la surface extérieure ( 11) du coussinet ( 7) ou une partie au moins de la surface intérieure de l'alésage ( 16) logeant le croisillon ( 9) présente, à partir du plan ( 14) contenant les axes des tourillons, un biseau ( 12) conique qui, par rap- port au centre du joint, commence radialement à l'intérieur et se pro- longe radialement vers l'extérieur. 2 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau, lorsqu'il est prévu sur le coussinet ( 7), s'étend vers les deux c 8 tés de la circonférence de ce dernier et présente une distance radiale intérieure à l'axe ( 14) du coussinet ( 7) plus grande que la distance radiale extérieure. 3 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau ( 12), lorsqu'il est prévu dans l'alésage ( 16) de la fourche ( 8), s'étend sur la surface intérieure de l'alésage ( 16 > vers les deux côtés de la circonférence et présente une distance radiale extérieure à l'axe ( 17) de l'alésage ( 16) plus grande que la distance radiale intérieure. 4 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé par deux biseaux ( 12) diamétralement opposés. Joint de Cardan selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les biseaux ( 12) présentent un rayon supérieur à celui de la surface exté- rieure ( 11) du coussinet ( 7). 6 Joint de Cardan selon revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les biseaux ( 12) présentent un rayon inférieur à celui de l'alésage ( 16) des fourches ( 8). 7 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le centre du rayon générateur du biseau conique ( 12) se situe sur l'axe ( 14) comportant le tourillon. 8 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau ( 12) s'étend sur une zone d'action ( 15) de la circonférence ( 11, 16) du coussinet ( 7) ou de l'alésage ( 16) supérieure au double de l'angle de braquage maximal du joint. 9 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau ( 12) s'étend sur toute la circonférence.