Brevet FR2536807A1 — publié le 19840601

La présente invention concerne un joint homocinétique constitué par un élément extérieur creux, sur la surface interne duquel des chemins de roulement sont disposés dans des plans contenant l'axe de rotation dudit élément et répartis sur le pourtour; un élément intérieur sur la surface extérieure duquel sont disposés des chemins de roulement correspondant à ceux de l'élément extérieur; une cage creuse disposée entré les éléments extérieur et intérieur du joint et guidée de préférence par rapport à l'élément extérieur par sa sur- face extérieure sphérique dans une surface intérieure sphérique située entre deux chemins de roulement voisins de l'élément extérieur, et par une surface intérieure sphérique sur une surface extérieure sphé 7 rique située entre deux chemins de roulement voisins de l'élément intérieur; joint dans lequel la cage présente au voisinage des chemins de roulement des ouvertures en forme de fenêtres dans chacune des- quelles est de préférence logé un corps roulant, et en particulier une bille qui est guidée dans les chemins de roulement correspondants des éléments intérieur et extérieur du joint; et les chemins de rou- lement des éléments intérieur-et extérieur du joint présentent une courbure. Il-a déjà été proposé de munir les joints de chemins de-roule- ment constitués par des parties à tracé différent, afin d'obtenir une absence de dépouille Simultanément, il a été proposé aussi d'ob- tenir ce résultat par un chemin circulaire dont le centre se situe dans le plan de la section d'ouverture maximale (brevet de la Répu- blique fédérale d'Allemagne nr 22 52 827). Des chemins circulaires, permettant d'obtenir une absence de dépouille mais aussi un angle de braquage supérieur, présente toute- fois des inconvénients notables pour la commande des éléments de transmission du couple dans le plan bissecteur Des dispositions sont en outre souvent nécessaires pour interdire que les billes de trans- mission du couple sortent des faces de guidage correspondantes de la cage pour un grand angle de braquage. Il est possible de dimensionner des tracés composites de façon à améliorer la fonction de commande, mais ils présentent alors des - inconvénients pour les autres fonctions du joint C'est ainsi que les zones de variation du tracé produisent des bruits qui sont encore renforcés par les difficultés de réalisation de telles formes Les imprécisions produisent en outre aussi une répartition variable de la charge sur les éléments de transmission du couple et par suite le cas échéant une surcharge locale et une défaillance prématurée du joint. L'invention a pour objet un joint homocinétique avec une forme de chemin permettant d'augmenter l'angle de braquage maximal sans influence nuisible sur les fonctions de commande, le comportement en marche et le guidage radial des éléments de transmission du couple. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les che- mins de roulement, et en particulieur leur base ou la ligne de con- tact entre les corps roulants et le chemin de roulement, reproduisent la trajectoire des centres des corps roulants sur la plaque de bra- quage du joint, avec un tracé tel que l'angle d'intersection entre la tangente à la trajectoire et l'axe de rotation de l'élément cor- respondant du joint croît continûment à partir du point o la base d'un chemin de roulement présente sa distance maximale à l'ake de rotation dudit élément. Cette réalisation présente l'avantage que m 9 me un usinage des chemins de roulement par enlèvement de copeaux n'exerce aucune influ- ence négative sur la qualité du joint, et en particulier sur sa capa- cité de transmission, son comportement et son bruit Le tracé des chemins garantit par ailleurs aussi une production par façonnage de précision sans enlèvement de copeaux L'obtention d'un angle de bra- quage supérieur avec une commande améliorée des éléments de trans- mission du couple est également un avantage. Les trajectoires continues selon l'invention sont de préférence des courbes représentant une fonction logarithmique, une hyperbole, une parabole, une développante ou une épicycloide. Afin d'obtenir une bonne fonction de commande sur la plage des faibles angles, et selon une autre caractéristique de l'invention, l'angle d'intersection est compris entre 7 et 10 sur la plage d'angle de braquage d'environ O O à 100. Une bonne commande des éléments de transmission du couple aux 2536807, forts angles de braquage est obtenue, selon une autre caractéristique de l'invention, quand l'angle d'intersection sur le dernier tiers de la plage d'angle de braquage est supérieur à la moitié de l'angle de braquage correspondant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation préférentielle et des dessins annexés sur les- quels: la figure 1 est la coupe longitudinale d'un joint homocinétique; la figure 2 est une coupe longitudinale partielle décalée de l'élément extérieur du joint;-et la figure 3 est une coupe longitudinale décalée de l'élément inté- rieur du joint. Le joint homocinétique selon figure 1 comporte un élément extérieur 1, un élément intérieur 2 et une cage 3 disposée entre les- dits éléments. L'élément extérieur 1 du joint, représenté plus en détail à la figure 2, comporte un tourillon de raccordement 4, qui est par exemple logé dans le porte-fusée d'une roue motrice d'un véhicule, muni de cannelures 5 qui le solidarisent en rotation avec le moyeu, et fixé par un écrou vissé sur le tourillon fileté 6 Des chemins de roulement 8 sont usinés dans la paroi intérieure de l'élément exté- rieur 1 du joint et répartis autour de son axe de rotation 7 Dans le cas présent, six chemins de roulement 8 sont prévus, dont un seul est représenté, c'est-à-dire que la coupe longitudinale suivant les figures i et 2 est réalisée de façon que la moitié supérieure passe par un chemin de roulement 8 et la moitié inférieure entre deux chemins de roulement 8 voisins Il en est de même pour l'élément intérieur 2 du joint. La surface extérieure 12 de l'élément intérieur 2 du joint pré- sente des chemins de roulement 10, disposés de façon à correspondre aux chemins 8 de l'élément extérieur 1 du joint. La surface extérieure 12 de l'élément intérieur 2 du joint, et en particulier les ligaments entre deux chemins de roulement 10,'- font partie d'une surface sphérique La cage 3 est guidée sur cette 2536807; surface extérieure sphérique 12 par une surface intérieure sphéri- que 13 La cage 3 présente une surface extérieure sphérique 14 qui est logée dans une surface intérieure sphérique 15 de l'élément extérieur 1 du joint La cage 3 comporte en outre un nombre d'ou- vertures 16 égal à celui des chemins de roulement 8 ou 10 d'un élément extérieur 1 ou intérieur 2 du joint, et dans une position correspondant à celle desdits chemins 8 et 10 Des billes 17 sont logées dans les ouvertures 16 et prennent appui dans le sens de braquage sur les faces 18 de délimitation des ouvertures 16 Les billes 17 sont de nouveau guidées dans deux chemins de roulement 8 et 10 correspondants des éléments extérieur 1 et intérieur 2 du joint. L'élément intérieur 2 du joint peut effectuer des mouvements de braquage par rapport à l'élément extérieur 1; les billes 17 se déplacement alors le long des chemins de roulement 8 et 10, et la cage 3 se positionne sur la bissectrice de l'angle de braquage et maintient les billes 17 dans ce plan Pour un joint en ligne, c'est-à- dire un angle de braquage nul, ce plan est perpendiculaire à l'axe de rotation 7 de l'élément extérieur 1 et de l'élément intérieur 2 du joint L'élément intérieur 2 du joint comporte un alésage central 19 avec des dents axiales, dans lequel est introduit un arbre 20 denté. L'étanchéité du joint est assurée par un soufflet 21, qui est fixé avec étanchéité d'une part sur l'arbre 20 et d'autre part sur le pour- tour de l'élément extérieur 1 du joint L'intérieur du joint est rempli par un lubrifiant. Les tracés des chemins de roulement -sont les mêmes que le joint comporte une cage 3 du type précédemment décrit ou uniquement des disques d'appui, disposés sur les côtés de l'élément intérieur 2 du joint. Des joints servent à la transmission du couple, en particulier dans le cas d'une position angulaire relative variable de deux axes, et sont de préférence utilisés pour l'entraînement des roues d'un véhicule. Les chemins de roulement 8 de l'élément extérieur 1 du joint, et en particulier leur base, présentent un tracé sans dépouille, c'est-à-dire que la distance A de la base 9 du chemin décroft depuis une valeur maximale A jusqu'à une valeur minimale A n La base du chemin est réalisée sous forme d'une courbe continue, c'est-à-dire que l'angle d'intersection a de la tangente T au point P de la base et de l'axe de rotation 7 croît continûment depuis une valeur mini- male a 1 au point Pl jusqu'à une valeur maximale a au point Pn. Les courbes présentant un tel tracé sont l'hyperbole, la parabole, la développante et l'épicycloide, ainsi que d'autres courbes celles qu'une fonction logarithmique. L'angle d'intersection a 1 minimal est de préférence comprise entre 7 au moins et 100 L'angle d'intersection a ou a sur le der- nier tiers de la plage d'angle de braquage du joint doit toujours être supérieur à la moitié de l'angle de braquage correspondant. Les chemins de-roulement 10 de l'élément intérieur 2 du joint sont identiques à ceux de l'élément extérieur 1, c'est-à-dire que le tracé de leur base 11 correspond à celui des chemins de roulement 8 de l'élément extérieur 1 du joint. Il est également concevable de ne réaliser selon les caracté- ristiques précitées que la ligne de contact entre les billes 17 de transmission du couple et les chemins de roulement 8 ou 10 de section adaptée. 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 homocinétique constitué par un élément extérieur creux, sur la surface intérieure duquel des chemins de roulement sont dis- posés dans des plans contenant l'axe de rotation dudit élément et répartis sur le pourtour; un élément intérieur sur la surface exté- rieure duquel sont disposés des chemins de roulement correspondant à ceux de l'élément extérieur; une cage creuse disposée entre les éléments extérieur et intérieur du joint et guidée de préférence par rapport à l'élément extérieur par sa surface extérieure sphérique dans une surface intérieure sphérique située entre deux chemins de roulement voisins de l'élément extérieur, et par une surface inté- rieure sphérique sur une surface extérieure sphérique située entre deux chemins de roulement voisins de l'élément intérieur; joint dans lequel la cage présente au voisinage des chemins de roulement des ouvertures en forme de fenêtres dans chacune desquelles est de pré- férence logé un corps roulant, et en particulier une bille qui est guidée dans les chemins de roulement correspondants des éléments intérieur et extérieur du joint; et les chemins de roulement des éléments intérieur et extérieur du joint présentent une courbure, ledit joint étant caractérisé en ce que les chemins de roulement ( 8), et en particulier leur base ( 9) ou la ligne de contact entre les corps roulants ( 17) et le chemin de roulement ( 8) reproduisent la trajec- toire des centres des corps roulants ( 17) sur la plage de braquage du joint, avec un tracé tel que l'angle d'intersection (a) entre la tangente (T) à la trajectoire et l'axe de rotation ( 7) de l'élélement ( 1) correspondant du joint croît continûment à partir du point Pl ou la base ( 9) d'un chemin de roulement ( 8) présente sa distance maximale (A 1) à l'axe de rotation ( 7) dudit élément ( 1). 2 Joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire reproduit une fonction logarithmique. 3 Joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire reproduit une hyperbole, une parabole, une déve- loppante ou une épicycloide. 4 Joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'intersection (a) est compris entre 7 et 10 sur la plage d'angle de braquage de O' à environ 10 . joint homocinétique selon revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'intersection (a) sur le dernier tiers de la plage d'angle de braquage est supérieur à la moitié de l'angle de braquage corres- pondant.