Brevet FR2512141A1 — publié le 19830304

DISPOSITIF DE COUPLAGE ARTICULE HOMOCINETIQUE La présente invention concerne un dispositif de couplage articulé homo- cinétique, comportant une pièce extérieure creuse pourvue de pistes mé- nagées sur sa surface intérieure, une pièce intérieure disposée dans la pièce extérieure pourvue de pistes correspondantes ménagées sur sa sur- face extérieure, des billes associées à une piste desdites pièces extérieure et intérieure pour transmettre le couple de rotation; une cage ménagée dans l'espace séparant les pièces intérieure et extérieure pour maintenir les billes, au moyen de fenêtres, dans le plan homocinétique, respectivement le plan des billes, dans lequel la cage comporte une sur- face de guidage sphérique convexe du côté de la pièce extérieure et une surface de commande sphérique concave du côté de la pièce intérieure, dont les centres sont disposés de part et d'autre et sont équidistants du plan des billes. Dans ce dispositif connu, décrit dans le brevet U S N O 2,046,584, la surface de commande sphérique de la cage est logée dans une surface sphérique'concave de la pièce extérieure, et la surface sphérique exté- rieure de la pièce inférieure est logée dans la surface de commande sphérique concave de la cage Les surfaces de commande sont disposées de part et d'autre du plan radial passant par leur centre Dans cette réalisation, le rapport des distances, entre les centres des surfaces de commande au plan des billes et le rayon des billes, doit être maintenu très bas, pour garantir une profondeur minimale des pistes dans la pièce intérieure et dans la pièce extérieure, dans le secteur angulaire de l'articulation. Un débattement petit présente cependant des inconvénients notoires re- latifs à la réalisation et au fonctionnement de l'articulation Les dif- férents composants doivent être réalisés avec des tolérances très fai- bles, ce qui augmente considérablement le coût de fabrication, ces tolé- rances étant voisines des tolérances minimales nécessaires en raison des dilatations thermiques En outre, les forces de commande sont ren- forcées en raison des bras de levier sensiblement réduits Il en résul- te que la cage, les billes et les pistes sont soumises à des contraintes plus importantes, et la durée de vie du dispositif est proportionnelle- -2 - ment réduite. Par contre, si l'on augmente ce rapport, la profondeur minimale des pis- tes doit être réduite, ce qui entraîne à nouveau des contraintes accrues sur les billes, les pistes et la cage, de sorte que les couples, susceptibles d'être transmis par le dispositif, sont réduits Par contre, une profondeur de pistes accrue permet un débattement angulaire supérieur de l'articulation. Par ailleurs, dans cette réalisation, le montage de la partie intérieure de la cage nécessite l'agencement de fenêtres angulaires allongées pour permettre l'introduction de la pièce intérieure tournée à 900 Il en ré- sulte un affaiblissement symétrique en rotation de la cage Lors du montage de cette articulation, lorsque la pièce intérieure est intro- -15 duite dans la cage et lorsque la cage est montée dans la pièce 'extérieu- re, la pièce intérieure doit être tournée d'environ 900 pour permettre le montage des billes Il en résulte que la pièce intérieure doit obli- gatoirement être constituée par un élément concave relié à l'axe par l'intermédiaire d'une denture conique ou similaire Etant donné que la denture conique, ainsi que les parois de la partie intérieure, doivent avoir des dimensions suffisantes pour supporter les contraintes d'en- traînement du couple maximal, cette construction engendre une limita- tion des dimensions des billes et par conséquent du couple maximal transmis pour un encombrement donné de l'articulation. Dans un autre dispositif similaire décrit dans le brevet allemand N O 1 297 415, la surface de commande sphérique de la cage est logée dans une surface cylindrique creuse de la pièce extérieure, et la surface ex- térieure sphérique de la pièce intérieure est logée dans une surface de commande sphérique concave de la cage Les surfaces de commande de la cage sont symétriques Pour permettre un montage de la pièce intérieure dans la cage au moyen d'un dispositif de fixation à baïonnette, il est prévu un alésage cylindrique à l'une des extrémités de la cage à billes aboutissant dans les fenêtres de la cage, l'ouverture de cet alésage étant supérieure au diamètre extérieur de la pièce intérieure La dépen- dance de la distance définie ci-dessus, par rapport à la profondeur mi- 37 nimale des pistes, est également fondamentalement limitée La profondeur 12141 -3- de la piste est par ailleurs réduite, du fait que le diamètre maximal de l'alésage, et par conséquent le diamètre extérieur de la pièce inté- rieure, sont limités par la position et par le déplacement radial des billes dans la cage à billes Si l'on augmente ce rapport, le déplace- ment radial des billes dans la fenêtre de la cage à billes augmente, ce qui réduit la profondeur minimale de la piste (voir le brevet allemand n O 2 164 431) Les inévitables contraintes entraînent, sur ce-disposi- tif de couplage, une usure élevée des surfaces de commande de la cage en raison du contact linéaire avec la pièce extérieure L'usure de la cage en ce point, un dépassement de la trajectoire dans le plan homoci- nétique ont pour conséquence une surcharge des pistes et une réduction sensible de la durée de vie de l'articulation Il en résulte que ce - dispositif n'est utilisable en pratique que pour des débattements angu- laires faibles. La présente invention se propose de pallier les inconvénients susmen- tionnés en réalisant un dispositif de couplage articulé homocinétique dont la durée de vie est accrue, dont l'ouverture angulaire est augmen- tée et donit la pièce intérieure peut être montée axialement. Le dispositif de couplage articulé homocinétique selon l'invention est caractérisé en ce que les surfaces de guidage du côté de la pièce ex- térieure et/ou de la pièce intérieure, à l'exception du plan radial pas- sant par le centre, sont formées essentiellement du côté détourné du plan des billes, et en ce que le côté orienté vers le plan des billes est éloigné essentiellement dans la zone de la pièce intérieure par rap- port au centre de la surface de guidage d'une distance supérieure à la longueur du rayon de la surface de guidage, et/ou en ce que le côté o- rienté vers le plan des billes est éloigné, essentiellement dans la zone de la pièce extérieure par rapport au centre de la surface de guidage, d'une distance inférieure au rayon de la surface de guidage. Grâce aux mesures prises dans le cadre de cette invention, la conception de la cage et par conséquent de la pièce intérieure et/ou de la pièce extérieure peut être maintenue librement dans l'espace non occupé par les surfaces de guidage, de telle manière que la profondeur des pistes 37 puisse être augmentée sensiblement par rapport aux dimensions connues de 4 - l'art antérieur. Selon un mode de réalisation avantageux, la pièce intérieure-peut être donçue dans cette zone de façon cylindrique ou conique, de sorte que la profondeur minimale de la piste puisse être augmentée Le maintien de la valeur de la profondeur de la piste permet d'augmenter proportionnel- lement le rayon des billes La variation progressive de ces valeurs peut aboutir à une optimisation. Il a paru aux inventeurs que les surfaces de guidage ne sont pas soumi- ses, sur toute leur étendue, aux contraintes de transmission du c 9 uple. S'il s'agit d'une commande à contact de surfaces, la réduction des sur- faces de guidage n'entraîne d'aucune manière un accroissement néfaste de la compression des surfaces, étant donné que seules les surfaces éloignées du plan des billes subissent fondamentalement les contraintes- du couple Par contre, s'il s'agit d'un contract linéaire (articulation coulissante), les compressions de surfaces ne sont pas non plus influen- cées par la quasi réduction de moitié des surfaces de commande, étant donné que seules les surfaces éloignées du plan des billes sont réelle- ment concernées Bien au contraire, la réduction de la compression des surfaces est due à l'augmentation du brasde levier et/ou -à l'augmenta- tion de la profondeur minimale des pistes et de la réduction correspon- dante des forces de contrainte intérieures de l'articulation La durée de vie augmente avec la réduction de la charge sensiblement à la puis- sance 3. Pour les articulations homocinétiques qui subissent accessoirement des contraintes axiales ou pour lesquelles des irrégularités, engendrées par des défauts de construction, nécessitent une sécurité axiale, on prévoit : de fixer axialement la pièce intérieure àla cage et/ou-la cage à la pièce extérieure et/ou la pièce intérieure à la pièce extérieure dans la direction opposée à celle des surfaces de commande. La fixation axiale peut ainsi être effectuée indépendamment des surfaces de guidage, avec l'avantage que ces dernières peuvent être soumises à des contraintes axiales de l'articulation, ces contraintes étant répar- 37 ties de manière optimale. -5- Il est par exemple possible de réaliser cette fixation axiale par con- trainte au moyen de pistes hélicoïdales ou au moyen d'éléments ressort. Une autre possibilité consiste à réaliser cette fixation axiale par en- gagement direct au moyen de surfaces de limitation concentriques auxdi- tes surfaces de guidage. Selon un autre mode de réalisation, la fixation axiale peut constituer une commande annexe pour la commande principale de l'articulation, les surfaces de guidage prenant naissance à une distance déterminée du plan radial passant par leur centre Cette réalisation permet d'accroltre en- core les qualités de l'articulation La fixation axiale engendre une force orientée vers l'extérieur et pousse par conséquent les surfaces sphériques davantage vers l'extérieur, de sorte que les surfaces de gui- dage puissent encore être raccourcies. Si une telle fixation est améliorée par des éléments ressort, elle pous- se par exemple la pièce intérieure sans jeu dans la surface de guidage sphérique concave de la cage et améliore la transmission Grâce à cette force ressort, le point de contact entre la surface sphérique concave et la pièce intérieure est éloigné davantage du plan homocinétique. Les pistes hélicoïdales d'un dispositif de couplage homocinétique néces- sitent bien entendu la présence de pistes hélicoïdales opposées dans la pièce complémentaire Les pistes qui se croisent engendrent, d'une ma- nière connue, un couplage complémentaire et créent une force axiale dé- pendant du couple transmis absorbé par la fixation axiale du dispositif de couplage. La fixation à engagement direct s'effectue en principe également hors du secteur de contrainte principal des pistes des billes, qui peuvent être disposées de façon plus libre et plus sûre. Il est avantageux de fixer la cage à la pièce extérieure au moyen d'un dispositif de fixation à baïonnette, et de réaliser une pièce intérieure présentant une forme cylindrique du côté orienté vers le plan des bil- les, le rayon de cette forme cylindrique étant au moins égal au diamè- 37 tre maximal de la pièce intérieure, la pièce intérieure étant agencée 12141 6 - de telle manière qu'elle ne puisse être montée que dans la position d'extension de l'articulation La pièce intérieure peut avoir une sur- face conique Dans ce cas, la cage est montée dans la pièce extérieure. Le dispositif peut être une articulation fixe ou une articulation cou- lissante Les billes sont amenées au travers des fenêtres de l'intérieur de la cage dans la piste de la pièce extérieure Ensuite, on monte axia- lement la pièce intérieure. Selon un autre mode de réalisation, dans lequel la cage est rendue so- lidaire de la pièce extérieure au moyen d'un dispositif de fixation à baïonnette (connu en soi), le côté disposé dans la zone de la pièce in- térieure et orienté vers le plan des billes est pourvu de rainures, dont la distance à l'axe de rotation de la pièce intérieure est au moins égale au diamètre maximal de la pièce intérieure, de sorte que ces rai- nures correspondent à la forme de la périphérie, respectivement aux seg- ments de la pièce intérieure Le montage s'effectue comme décrit précé- demment Les rainures sont disposées sensiblement entre les zones déli- mitées par les barreaux séparant les fenêtres de la cage La fixation axiale peut être atteinte lorsque l'articulation est pliée. Une amélioration de cette fixation dans la zone du zéro degré peut être atteinte-lorsque les rainures sont décalées à la périphérie et sont dé- calées par rapport aux barreaux de la cage d'une distance supérieure à la moitié de la différence entre la longueur des fenêtres et le diamè- tre des billes Le montage s'effectue comme précédemment Toutefois, lors de la mise en place de la pièce intérieure, la cage doit être tournée d'une position centrale contre les billes, cette opération s'effectuant dans le secteur d'ouverture de l'articulation. Selon un mode de réalisation d'une articulation coulissante, la surface cylindrique creuse de la pièce extérieure est relativement longue, et les pistes ont une direction principale parallèle à l'axe ou hélicoidale. Conformément au principe de la présente invention lié à une articulation fixe et dans le cadre d'une optimisation de la profondeur des pistes as- sociée à une réduction simultanée des coûts de fabrication, on notera 37 qu'il est avantageux de prévoir que les rayons des pistes d'une pièce -7articulée soient croissants à partir du plan des billes dans la zone des surfaces de commande de cette pièce articulée, et constamment décroissants dans l'autre zone, et en ce que les pistes des autres piè- ces articulées soient symétriques par rapport au plan des billes. Par ce moyen, la profondeur de pistes peut être réduite dans la zone du coude de l'articulation En outre, les pistes, ménagées dans les piè- ces intérieure et extérieure, sont conçues de telle manière qu'elles puissent être réalisées par un procédé de formage, de repoussage à froid, de cintrage ou d'usinage électrolytique. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'exemples de réalisation et du dessin annexé, dans lequel: La figure 1 représente une vue en coupe axiale au travers d'une articu- lation fixe connue, cette articulation étant coudée pour illustrer le jeu et la répartition des contraintes, La figure 2 représente une esquisse destinée à permettre l'explication des contraintes auxquelles sont soumises les surfaces de guidage, La figure 2 a est une esquisse destinée à expliquer les intensités A des contraintes agissant sur les surfaces de commande d'une cage selon l'in- vention, La figure 3 représente une vue partielle en coupe d'un dispositif de couplage articulé selon l'invention, comportant une pièce intérieure conique, La figure 4 représente une vue partielle en coupe d'un dispositif de couplage articulé selon l'invention, comportant une pièce intérieure cy- lindrique, La figure 5 représente une vue partielle en coupe d'un dispositif de couplage articulé selon l'invention, dans lequel la cage est fixée axia- 36 lement aux pièces intérieure et extérieure, 8 - La figure 6 représente une vue partielle en coupe d'une articulation fixe selon l'invention, dans laquelle la pièce intérieure est fixée a- xialement à la pièce extérieure, La figure 7 représente une vue partielle en coupe d'une articulation coulissante selon l'invention, dans laquelle la pièce intérieure est fi- xée axialement par engagement direct à la cage, La figure 8 représente une vue partielle en coupe d'une articulation fixe selon l'invention à pistes circulaires, La figure 9 représente un dispositif similaire à celui de la fig 8, dans lequel les deux surfaces de guidage de la cage sont réalisées con- formément à l'invention, et La figure 10 représente une vue partielle en coupe d'une articulation fixe selon l'invention à pistes non discontinues. La fig 1 montre une pièce extérieure 1, une pièce intérieure 2, une cage 3, des billes 4, un alésage 31, des pistes 41 et 42 parallèles à l'axe et ménagées respectivement dans la pièce extérieure et la pièce intérieure, et des fenêtres 43 ménagées dans la cage Sur cette figure, les proportions ne sont pas respectées en ce qui concerne les jeux, ceci afin de simplifier la représentation AA est l'axe de rotation de la pièce extérieure, II est l'axe de rotation de la pièce intérieure et KK l'axe de rotation de la cage O l est le centre de la surface de guidage de la cage, 02 est le centre de la surface de guidage sphérique concave. A'A' est le plan transversal à la pièce extérieure passant par 01 K'K-' est le plan médian des billes, qui sera désigné par la suite par plan homocinétique ou plan des billes Z est l'intersection des axes AA et II et du plan des billes, et constitue le centre d'articulation homocinéti- que du dispositif de couplage. Si le dispositif est mis en charge, la cage est soumise à un couple de basculement (voir le brevet allemand N O 23 23 822), qui fait pivoter la cage autour de Z dans un plan axial déterminé dans le sens du couple de 37 basculement, c'est-à-dire dans le sens de la flèche MK La cage prend appui, par ses surfaces de guidage, sur les surfaces correspondantes des pièces extérieure et intérieure en deux points Ces points Pl et P 2 sont disposés dans les plans A'A' et I'I', ces plans étant perpendiculaires aux bras de levier effectifs ZO, et ZO 2 Ces plans, notamment à l'en- droit o s'appuie la cage, sont disposés, lorsque l'articulation est en extension, parallèlement au plan des billes et s'éloignent du plan des billes lorsque l'angle de pliage de l'articulation augmente De ce fait, seul le côté des surfaces de guidage éloigné du plan des billes est soumis à l'action du couple de rotation, respectivement du couple de basculement L'autre côté des surfaces de guidage sert à absorber les forces axiales de la fixation axiale Elle occupe cependant la partie la plus importante de l'articulation, c'est-à-dire la partie dans la- quelle la transmission du couple d'entraînement s'effectue le plus sou- vent ou toujours. Pour compléter cette image, on notera que grâce au moment de basculement de la cage, la pièce intérieure prend une position excentrique par rap- port à la pièce extérieure selon les jeux et selon la forme des pistes, de telle manière que les billes ont plus de jeu dans le secteur dans lequel la cage prend appui et moins de jeu dans la zone opposée Elles prennent appui aux points F 1 et F 2 des pistes 41 et 42. La fig 2 représente une vue schématique du dispositif de la fig 1, dans laquelle les mêmes références que celles de la fig 1 ont été uti- lisées La cage est représentée non soumise à une charge Lorsqu'elle est soumise à un couple d'entraînement, la cage se déplace autour de Z dans le sens de la flèche MK, de sorte que les points Pl et P 2 viennent en butée sur les pièces extérieure et intérieure Lorsque le dispositif est une articulation coulissante ayant une pièce extérieure cylindrique creuse, le point de contact Plne change pas. La fig 2 a représente la cage 3 partiellement coupée, les surfaces de guidage 35 et 31 étant conformes à la présente invention Les centres 1 et 02 des surfaces de commande 35 et 31 sont disposés sur l'axe KK de la cage à égale distance du plan des billes K'K' Comme le montre la figure, les surfaces de guidage 31, respectivement 35, ne sont présentes 37 à l'exception des lignes I'I', respectivement A'A' que sur les côtés opposés au plan des billes K'K' qui sont seuls soumis à une charge Le côté 31 ' de la cage tourné vers le plan des billes K'K' est disposé à une distance du centre 2 supérieure au rayon de la surface de guidage 31 Le côté 35 ', tourné vers le plan des billes K'K', est disposé à une distance du centre 1 inférieure au rayon de la surface de guidage 35. Le tracé des courbes des côtés 31 ' et 35 ',correspondant à l'art anté- rieur, est représenté en traits interrompus et porte les références 31 " et 35 " Comme -le montre la figure, la profondeur minimale de la pis- te peut être accrue et la distance des centres D 1 et 02 au plan des bil- les K'K' peut être augmentée. Les rayons 0, 1, 2, 3, 4, issus de l et 02 et orientés vers les surfa- ces de guidage 35 et 31, représentent l'état de la charge de la cage pour des angles de 00, 100, 200, 300 et 400 Lorsque le couple d'entraî- nement en rotation augmente de façon constante, le couple de basculement est, en première approximation, proportionnel à l'angle du coude Si la force d'appui porte sur les surfaces de guidage dans la direction des rayons, on obtient progressivement un accroissement de la force d'appui au point PA et PI Cette représentation montre également que non seule- ment la moitié des surfaces de guidage est soumise aux contraintes, mais plus la charge augmente, plus le point d'appui s'éloigne du plan des billes. La fig 3 montre une pièce extérieure 1 et une pièce intérieure 2, en- tre lesquelles est guidée une cage 3 La surface de guidage sphérique concave 31 s'étend jusqu'au plan de symétrie I'02 o 02 représente le centre de la surface de guidage La surface 30 est cylindrique Le pro- fil de la pièce intérieure correspond au profil intérieur de la cage, de sorte que la surface sphérique 21 soit en appui contre la surface de guidage 31 et soit prolongée par la surface 22 Le demi angle au sommet du cône correspond à la moitié de l'angle maximal de l'articulation La surface conique concave 11 de la pièce extérieure 1 est également gui- dée jusqu'au-plan de symétrie A'01 La surface 12 est cylindrique La surface de guidage 35 de la cage est également sphérique, la-surface 36 étant conique Là encore, le demi angle au sommet a la même valeur que la moitié du demi angle de pliage maximal de-l'articulation A titre de 37 comparaison, la ligne DI représente le contour de la pièce intérieure de 11 - construction connue On notera que grâce à cette réalisation selon l'in- vention, la profondeur de la piste peut être sensiblement augmentée. Les billes 4 se déplacent le long de pistes 42 de la pièce intérieure 2, lorsque l'angle de l'articulation est maximal, jusqu'au plan L, et L 2. Les profondeurs de pistes Tf et T 2 correspondent aux formes de réalisa- tions connues et aux formes de réalisations selon l'invention Une par- ticularité de cette réalisation est due au fait que la pièce intérieure 2 ne peut être extraite de la cage 3 qu'en position d'extension En po- sition pliée, l'axe de la pièce intérieure est courbé par rapport à l'axe de la pièce cylindrique 30, de sorte que la pièce intérieure ne peut pas être extraite dans cette position. Dans le dispositif de la fig 4, la surface de guidage 31 sphérique con- cave de la cage 3 s'étend dans une des surfaces coniques 32 La surface 33 est conique et concentrique à la surface 31 La pièce intérieure 2 est également conique dans la zone 21 jusqu'à l'axe de symétrie I'02, et se prolonge par une surface cylindrique 22 La surface 23 de la pièce inté- rieure est également concentrique à la surface de guidage 31 L'alésage cylindrique 30 de la cage est approximativement aussi long que le diamè- tre extérieur 22 de la pièce intérieure Comme précédemment, l'extrac- tion de la pièce intérieure n'est pas possible lorsque l'articulation est coudée, étant donné que la surface 23 est recouverte par 33 Le trait mixte Di correspond à la forme de la pièce intérieure de l'art an- térieur Les billes circulent le long de leurs pistes jusqu'aux plans L, et L 2 correspondant à un angle maximal Tl serait la profondeur de la piste de l'art antérieur, T 2 est la profondeur de la piste selon l'in- vention Plus la distance 01 02 est grande ou plus l'anglede l'articu- lation est important, plus la différence est importante entre Tl et T 2. La fig 5 représente le profil intérieur de la cage 3 similaire à celle de la fig 3 et comportant une surface sphérique concave 31 de centre 02, une surface sphérique tangente 32 et une surface cylindrique 33 at- tenante La surface sphérique 21 de la pièce intérieure 2 de centre 02 s'étend jusqu'au plan de symétrie I'02 et se prolonge par une surface cylindrique 22, puis par la surface sphérique 23 de centre 02 Une pièce 37 de fixation 6 est solidaire de la surface cylindrique 33 de la cage 3. 251214 1- 12 - La surface sphérique concave 61 de la pièce de fixation a également 02 comme centre et prend appui contre la surface sphérique 23 de la pièce intérieure De cette manière, la pièce intérieure 2 est fixée axialement à la cage 3 La fixation axiale s'effectue en dehors de la zone de char- ge des pistes et des billes La pièce de fixation 6 peut être constituée par un élément rigide ou un élément ressort selon les utilisations. L'angle moyen entre la surface de fixation 61, 02 et I' est, grâce à cette réalisation, supérieur à l'angle correspondant selon les réalisa- tions connues, de telle-manière que les composantes radiales, engendrées par une force axiale, sont plus petites, la cage 3 étant par conséquent soumise à des contraintes inférieures La surface de guidage conique 35 de la cage 3 a comme centre le point 01 La surface 36 conique s'étend tangentiellement et est prolongée par la surface 37 sphérique de centre 01 Comme précédemment, la pièce de fixation 5 est fixée à la surface plane 13 de la pièce extérieure La surface sphérique concave 51 de la pièce de fixation 5 prend appui sur la surface 37 pour assurer une fixa- tion de force ou par engagement direct de la cage Là encore, les con- traintes dues à des forces axiales sont inférieures à celles existant *dans les systèmes connus. La ligne Dl représente le contour d'une pièce intérieure sphérique selon l'art antérieur Le contour en trait mixte DA d'une pièce extérieure sphérique creuse correspond également à l'art antérieur Il apparaît, sans qu'une explication complémentaire soit nécessaire, que la cage ne serait pratiquement pas réalisable avec la forme des contours représen- tés, indépendamment du fait que la profondeur de la piste de la pièce- intérieure serait particulièrement réduite. La fig 6 représente une articulation fixe, dans laquelle la cage 3 est guidée dans la surface sphérique concave 11 de la pièce extérieure 1, au moyen de la surface sphérique extérieure 350 Le trait interrompu 39 correspond à des rainures parallèles à l'axe ménagées sur la cage 3 dans la zone des centres des fenêtres, nécessairesen raison du montage de'la cage 3 dans la pièce extérieure 1 au moyen d'un dispositif à baïonnette (voir la demande de brevet allemand publiée après examen no 21 14 536). Le contour intérieur de la cage 3 présente une surface de guidage coni- 37 que creuse 31, qui s'étend jusqu'au plan de symétrie 02 ' Elle se pro- 1214 1 13 - longe par une surface conique 32 et par la surface sphérique concentri- que 33 Dans la partie épaisse de la cage, il est prévu un cylindre creux 34 pour l'introduction axiale de la pièce intérieure 2 Le contour de la pièce intérieure consiste en une serre extérieure 21, un cylindre 22 et une surface sphérique attenante 23, destinée essentiellement à la fi- xation de la pièce intérieure A la surface plane 13 de la pièce exté- rieure 1, est fixée une pièce de fixation 5 présentant une surface sphé- rique 51 au voisinage de son axe de rotation, cette surface ayant le mê- me diamètre que la surface sphérique concave 11 de la pièce d'extrémité 1 Dans ce dispositif, la fixation entre les piècesintérieure et exté- rieure s'effectue au moyen de la pièce de fixation 7, présentant une sur- face sphérique creuse 72 prenant appui contre la surface de fixation 23 de la pièce intérieure, et une surface sphérique 71 prenant appui con- tre la surface sphérique creuse 51 de la pièce de fixation 5 ou lorsque l'articulation est coudée, contre la surface sphérique concave 11 de la pièce extérieure Le diamètre extérieur 73 de la pièce de fixation 7 est adapté au diamètre 34 du cylindre concave de la cage 3 Pour le montage, on introduit les billes après la mise en place de la cage dans la pièce extérieure depuis l'intérieur au travers des fenêtres dans les pistes de la pièce extérieure 41, ensuite on procède à la mise en place de la pièce intérieure 2, de la pièce de fixation 7 et la pièce de fixation 5. Les billes 4 se déplacent le long des pistes 42 de la pièce intérieure 2 jusqu'aux plans L 1 et L 2 atteints lorsque l'angle de l'articulation est maximal. La cage 3 représentée par la fig 7 correspond en principe à la cage de la fig 5, la surface de fixation 33 étant toutefois solidaire de cette cage Le montage de la pièce intérieure dans la cage s'effectue au moyen de rainures axiales 34 ménagées dans la pièce de fixation 300 qui se trouve dans la zone centrale de la cage, ce qui nécessite un montage par dispositif à baïonnette Ensuite, les billes 4 sont introduites au tra- vers des fenêtres 43 de la cage depuis l'extérieur vers les pistes 42 de la pièce intérieure 2, puis l'ensemble est engagé dans la pièce exté- rieure 1. La fig 8 représente une articulation fixe, dans laquelle les pistes 41 37 de la pièce extérieure 1 et 42 de la pièce intérieure 2 sont circulaires _ 14 - et ont pour centre le point 0 La surface de guidage 31 sphérique con- cave de la cage 3 est asymétrique selon l'invention La surface de fixa- tion 33 est ménagée sur le côté épais de la cage Le montage de la pièce intérieure dans la cage s'effectue au moyen de rainures 302 ménagées à la périphérie de la cage, ces rainures correspondant au profil de la pièce intérieure Dans le sens de rotation de la cage, les rainures sont disposées en dehors des plans des segments, de sorte que le montage de la pièce intérieure ne-puisse être effectué qu'après une rotation de la cage La cage peut être tournée dans sa direction de rotation par rap- port à la pièce extérieure 1, aussi loin que le permet la longueur de la fenêtre de la cage 43 Si la cage est soumise à la contrainte d'un cou- ple de rotation dans le domaine de la déformation élastique de l'articu- lation, elle peut être tournée en outre de quelques centièmes à quelques dixièmes de millimètres Les rainures 302 sont exactement ménagées dans cette position, de sorte que la pièce intérieure 2 puisse être montée dans la cage 3 En pratique, la pièce intérieure 2 est montée axiale- ment jusqu'à ce que les flancs des pistes 42 prennent en charge la rota- tion de la cage Dès que la pièce intérieure 2 se trouve dans sa posi- tion d'extrémité, la cage retourne dans sa position initiale et empêche l'extraction de la pièce intérieure Les rainures 302 doivent être déca- lées dans une direction opposée au sens de rotation de la cage Un méca- nisme d'encliquetage ou un dispositif d'arrêt de la cage 3 par rapport aux billes 4 peuvent également être mis en place dans le cadre de ce dispositif. La fig 9 représente un dispositif similaire à celui de la fig 8, mais présentant cependant les différences suivantes: la surface de guidage sphérique 35 de la cage 3 prend appui contre la surface sphérique creuse 11 de la pièce extérieure 1 Ce dispositif comporte également des surfa- ces de fixation 13 ménagées dans la pièce extérieure et 36 ménagées sur la cage Grâce à ces mesures, la profondeur minimale de la piste 41 dans la pièce extérieure peut être accrue dans la position de pliage maximale de l'articulation, position définie par le plan L 1 La ligne interrompue DA correspond au profil des dispositifs de l'art antérieur La mesure susmentionnée est avantageuse du fait que la profondeur de pistes peut être augmentée précisément dans la zone o elle est minimale Ceci est 37 également vrai pour la pièce intérieure 2 Dans l'autre pliure maximale - L 2, les pistes sont de toute manière plus profondes La fixation de la pièce intérieure 2 à la cage 3 s'effectue ici au moyen d'une pièce de fixation annulaire 6 pouvant être fixée par soudure, collage, filetage ou similaire à l'ouverture 34 de la cage Cette solution permet l'inver- sion cinématique de la surface sphérique extérieure de la cage 3 Dans ce cas, le diamètre extérieur de la surface de guidage 35 de la cage 3 peut être considérablement réduit, ce qui permet d'augmenter la profon- deur de la piste de la pièce extérieure. Une autre optimisation des profondeurs de pistes est obtenue dans le dispositif selon la fig 10 Dans ce cas, les pistes 412 et 411 de la pièce extérieure 1 sont réalisées de manière différente Les pistes 412 sont circulaires, de centre haut, tandis que les pistes 411 sont paral- lèles à l'axe De manière connue, les axes de pistes de la pièce centra- le 2 sont symétriques par rapport au plan OK' des billes La moitié de piste 422 de la pièce intérieure a également comme centre le point 0, tandis que l'autre moitié 421 s'étend parallèlement à l'axe. Grâce à cette réalisation de pistes rectilignes 411 dans la pièce ex- térieure 1 et 421 dans la pièce intérieure 2, on obtient une optimisa- tion des pistes entièrement circulaires La profondeur de piste de la demi piste 421 est réduite dans la zone de la surface de guidage 31 sphérique concave de la cage 3, du moins là o elle est présente sous forme de piste circulaire dans la réalisation de la fig 9 Par contre, dans la zone de la demi piste 411, la profondeur de piste peut être ac- crue par la piste parallèle à l'axe, là o il est important d'atteindre un meilleur équilibre des pistes et un meilleur rendement de l'articu- lation La trajectoire des pistes ne doit pas obligatoirement être cir- culaire ou linéaire Leur réalisation dépend des possibilités La réa- lisation, illustrée par la fig 10, montre une forme de réalisation totalement libre Pour le montage de la pièce intérieure 2 dans la cage 3, on dispose des rainures 301 Une pièce de fixation 60 est prévue pour la fixation axiale lorsque l'angle de l'articulation est nul Cette piè- ce est également montée axialement et comporte des nervures 62 qui s'en- gagent dans les rainures de la cage Ces nervures comportent des surfa- ces de guidage 61 sphériques concaves, qui prennent appui contre les 37 surfaces de fixation 23 de la pièce intérieure 2 La seconde partie 63 16 de la pièce de fixation 60 est annulaire et sert essentiellement à la fixation et au guidage des nervures La pièce 63 peut également être évidée entre les nervures et, dans le cas extrême, peut comporter plu- sieurs pièces de fixation Théoriquement, une nervure suffit Pour la fixation axiale, on prévoit une bague de sécurité 65 logée dans une des 6 rainures de la cage 3. 12141 17 - Revendications 1 Dispositif de couplage articulé homocinétique, comportant une pièce ex- térieure creuse pourvue de pistes ménagées sur sa surface intérieure, une pièce intérieure disposée dans la pièce extérieure pourvue de pistes cor- respondantes ménagées sur sa surface extérieure, des billes associées à une piste desdites pièces extérieure et intérieure pour transmettre le couple de rotation; une cage ménagée dans l'espace séparant les pièces intérieure et extérieure pour maintenir les billes, au moyen de fenêtres, dans le plan homocinétique, respectivement le plan des billes, dans le- quel la cage comporte une surface de guidage sphérique convexe du côté de la pièce extérieure et une surface de commande sphérique concave du côté de la pièce intérieure, dont les centres sont disposés de part et d'autre et sont équidistants du plan des billes, caractérisé en ce que les surfa- ces de guidage ( 35, 31) du côté de la pièce extérieure ( 1) et/ou de la pièce intérieure ( 2),à l'exception du plan radial (A'A', A'01; I'I', I'02) passant par le centre ( 01, 02), sont formées essentiellement du côté dé- tourné du plan des billes (K'K', K'0), et en ce que le côté ( 31, 30, 32) orienté Mers le plan des billes (K'K', K'0) est éloigné essentiellement dans la zone de la pièce intérieure ( 2) par rapport au centre ( 02) de la surface de guidage ( 31) d'une distancé supérieure à la longueur du rayon de la surface de guidage ( 31),et/ou en ce que le côté ( 35 ') orien- té vers le plan des billes (K'K', K'0) est éloigné, essentiellement dans la zone de la pièce extérieure ( 1) par rapport au centre ( 1) de la sur- face de guidage ( 35), d'une distance inférieure au rayon de la surface de guidage ( 35). 2 Dispositif de couplage articulé homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intérieure ( 2) par rapport à la cage ( 3) et/ou la cage ( 3) par rapport à la pièce extérieure ( 1) et/ou la piè- ce intérieure ( 2) par rapport à la pièce extérieure ( 1) sont fixées axia- lement dans la direction opposée par rapport aux surfaces de guidage ( 35, 31). 3 Dispositif de couplage articulé homocinétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fixation axiale est verrouillée de force au moyen de pistes de forme hélicoïdale et/ou au moyen d'éléments ressort. 18 _ 4 Dispositif de couplage articulé homocinétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fixation axiale est à engagement positif réa- lisée au moyen de surfaces de limitation ( 33, 61, 51, 71, 72, 13) concen- triques aux surfaces de guidage ( 35, 31). Dispositif de couplage articulé homocinétique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la fixation axiale cons- titue une commande auxiliaire, agencée de telle manière que les surfaces de guidage ( 35, 31) ne prennent naissance qu'à une distance déterminée du plan radial (A'A', A'01; I'I', I'02) passant par leur centre ( 1, 2) > 6 Dispositif de couplage articulé homocinétique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la cage ( 3) est ajustée dans la pièce extérieure ( 1) par un dispositif à baïonnette, et en ce que le côté orienté vers le plan des billes (K'K', K'O) présente, dans la zo- ne de la pièce intérieure ( 2), une forme cylindrique ayant un rayon au moins aussi grand que le diamètre le plus grand de la pièce intérieure, et en ce que la pièce intérieure est agencée de telle manière qu'elle ne puisse être montée que lorsque le cardan est en position rectiligne, et en ce que la pièce intérieure ( 2) comporte une surface sphérique ( 22) dans la zone du côté orienté vers le plan des billes (K'K', K'0). 7 Dispositif de couplage articulé homocinétique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la cage ( 3) est montée dans la pièce extérieure ( 1) par un dispositif de fixation à balonnet- te, et en ce que le côté orienté vers le plan des billes (K'K', K'0) est pourvu, dans la zone de la pièce intérieure ( 2), de rainures ( 302) dont la distance par rapport à l'axe de rotation de la pièce intérieure ( 2) est au moins aussi grande que le diamètre le plus grand de la pièce in- térieure ( 2), lesdites rainures ( 302) étant agencées pour correspondre à la périphérie, respectivement les segments de la pièce intérieure. 8 Dispositif de couplage articulé homocinétique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rainures ( 34) sont décalées dans le sens de la périphérie, àune distance des barreaux de la cage ( 3) qui est supé- rieure à la moitié de la différence entre la longueur des fenêtres et le 37 diamètre des billes. 19 - 9 Dispositif de couplage articulé homocinétique utilisé comme articu- lation coulissante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que la surface cylindrique creuse ( 12) de la pièce exté- rieure ( 1) est relativement longue par rapport à la course en transla- tion, et en ce que les billes ( 41, 42) ont une direction principale pa- rallèle à l'axe et présentent une forme hélicoïdale. Dispositif de couplage articulé homocinétique utilisé comme articu- lation fixe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les rayons des axes des pistes ( 421) d'une pièce de l'articu- lation-( 2) sont croissants à partir du plan des billes (K'O), dans leur direction principale parallèle à l'axe principal de cette pièce dans la zone des surfaces de guidage ( 31), tandis qu'ils sont décroissant par ailleurs, et en ce que les pistes ( 411, 412) de l'autre pièce de l'arti- culation ( 1) sont symétriques par rapport au plan des billes.