Brevet FR2554528A1 — publié le 19850510

La présente invention concerne les agencements du type dans lequel deux organes entre lesquels sont dispo- sés des éléments de roulement maintenus par une cage,sont animés l'un par rapport à l'autre d'un mouvement alternatif. Les éléments de roulement peuvent être des aiguilles et dans ce cas l'ensemble constitué par les aiguilles et leur cage est désigné par l'expression " plaquette à aiguilles ".De telles plaquettes à aiguilles permettent avantageusement de supprimer le frottement et l'usure et peuvent fonctionner sans jeu.Elles sont pratiquement indispensables lorsqu'il s'agit de transmettre des charges importantes à des pièces en mouvement alternatif continu rapide,comme c'est le cas dans les joints coulissants à tripode travaillant sous angle. Dans de tels agencements,lorsque les mouvements alternatifs ont une amplitude variable,se pose le problème du centrage du chapelet d'aiguilles,qui en théorie se dépla- ce sur une course égale à la moitié du déplacement relatif des deux organes.Ce problème résulte du fait qu'en fonction- nement le chapelet d'aiguilles maintenues jointives par leur cage se décentre ou se décale progressivement dans un sens ou dans l'autre, jusqu'à atteindre une limite de course en butée mécanique.A cet instant interviennent un choc et un glissement sous charge qui sont bien entendus néfastes et qui vont à l'encontre du but recherché. L'objectif de cette invention est donc de four- nir un dispositif de rappel qui soit fiable, facile à monter et qui présente un encombrement et un coût très faibles.De plus notamment,dans l'application à un joint ho- mocinétique coulissant,ce dispositif de rappel ne devra pas compromettre le très libre coulissement et la neutralité du joint. A cet effet,l'invention a pour objet un agen- cement de deux organes animés l'un par rapport à l'autre de mouvements de coulissement alternatifs,entre lesquels sont interposés des éléments de roulement maintenus par une cage,caractérisé en ce que lesdits éléments de roulement ont des diamètres respectifs qui vont en croissant progres- sivement depuis au moins un élément médian,en direction des éléments d'extrémité. Suivant un mode de réalisation préféré,les élé- ments de roulement sont des aiguilles. Suivant d'autres caractéristiques: - le rapport entre les diamètres des éléments de roulement varie entre 1 et 1,01 et de préférence entre 1 et 1, 005; - la loi de variation des diamètres est telle que l'enveloppe des éléments de roulement a une forme à peu près parabolique. L'invention va être décrite plus en détail ci- dessous en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel: - la Fig.1 représente un agencement connu de deux éléments pouvant être animés l'un par rapport à l'au- tre d'un mouvement de coulissement; - la Fig.2 représente un agencement similaire perfectionné suivant l'invention,les dimensions étant consi- dérablement exagérées dans un but de clarté. Dans le mode de réalisation choisi,on suppose que l'invention est appliquée à un joint homocinétique coulissant du type à tripode. Sur la Fig.1,la référence 1 désigne un tourillon de tripode,tandis que la référence 2 désigne un barillet dans lequel sont délimités des chemins de roulement plans tels que 3.Entre le tourillon et le chemin de roulement est interposé,d'une part,un coulisseau ou coussinet 4A résentant d'un côté uneportée concave 5 destinée à coopérer avec la portée sphérique convexe du tourillon et, de l'autre côté, une surface plane 6 disposée en vis à vis du chemin de rou- lement 3.Entre cette surface plane et le chemin de roule- ment sont interposés des éléments de roulement 7,en l'oc- curence des aiguilles maintenues par une cage ou plaquette 8 délimitant à ses extrémités des butées d'arrêt 9. Une charge F exercée à partir du tourillon est transmise par le coulisseau 4 et les aiguilles 7 au chemin de roulement 3.Lors d'un mouvement alternatif d'amplitude ldu coulisseau,la plaquette ou cage 8 effectue un mouvement alternatif d'amplitud. 1.Lorsque le coulisseau est centré par rapport au chapelet2d'aiguilles les distances d et d' entre les extrémités du coulisseau et les surfaces d'arrêt 9 sont égales et la liberté de déplacement par roulement est égale à 2d vers la doite et 2d' = 2d vers la gauche.Par con- tre,si la plaquette d'aiguilles est décentrée ou décalée d'une distance a, la liberté de déplacement par roulement est évidemment réduite d'une distance 2a.Si le décentrage atteint 2d,la liberté du déplacement par roulement devient nulle,le bord du coulisseau étant constamment en butée contre l'une des surfaces d'arrêt de la plaquette. Suivant l'invention et comme représenté sur la Fig.2,les aiguilles 17 interposées entre les surfaces en regard 16,13 du coulisseau 14 et du chemin de roulement 12 n'ont pas toutes le même diamètre,ce diamètre allant en aug- mentant depuis l'élément ou les éléments médians,en direction des éléments d'extrémité.De préférence,la loi de variation de ce diamètre est à peu près parabolique de manière à assurer, sous une force nominale F une charge par aiguille à peu près égale pour toutes les aiguilles,en tenant compte de la défor- mation du coulisseau.Ce dernier est réalisé de telle façon qu'on peut admettre en première approximation que sa surface plane 16 se déforme sous charge selon une surface cylindri- que de grand rayon R et que les aiguilles demeurent,sous charge, tangentes à cette surface. A titre d'exemple,pour des aiguilles de dia- mètre nominal égal à 3,5mm, les aiguilles de rang 1,2,3,4 et auront respectivement pour diamètre,en partant des aiguilles centrales: 3,500-3, 502-3,505-3,510-3,516mm. D'une façon plus générale on peut admettre que le rapport des diamètres,au moins dans ce type d'application,sera compris entre 1 et1,01, de préférence compris entre 1 et 1,005. De la sorte,lorsque le coulisseau est excentré, il reçoit une faible sollicitation continue tendant à ré- duire son excentration et qui est en pratique suffisante pour assurer le recentrage quasi immédiat du chapelet d'ai- guilles par rapport au coulisseau.Par exemple,si F = 3.000 N, cette sollicitation de recentrage peut être comprise entre 4 et 10 N.Elle est donc assez faible pour n'avoir aucun ef- fet indésirable sur la liberté axiale de coulissement du joint,mais elle est néanmoins supérieure aux sollicitations secondaires qui seraient susceptibles de provoquer un chemi- nement d'excentration du coulisseau pendant le mouvement al- ternatifcontinu du joint travaillant sous angle. Pour favoriser l'engagement des aiguilles sous le coulisseau,la portée 16 du coulisseau,qui à l'état libre est plane,présente à ses extrémités 16a une amorce de rayon r à grande courbure,obtenue par abrasion au tonneau ou par tout autre procédé connu. Les avantages du dispositif que l'on vient de décri- re sont les suivants: - ce dispositif est efficace pour réaliser un auto- centrage du chapelet d'éléments de roulement sans créer de perturbation dans le mouvement de libre coulissement du joint homocinétique ou autre dispositif auquel l'invention est appliquée; - il est robuste,très simple et fiable; - son coût est pratiquement nul,car les diamètres différentiels des aiguilles sont obtenus par triage automa- tique au moyen d'installations déjà existantes; - ce dispositif n'entraîne aucun encombrement sup- plémentaire: - la répartition de la pression est à peu près équi- table sur toutes les aiguilles.Il en résulte une capacité maximale de transfert de charge par le chapelet d'aiguilles et une capacité également maximale pour le joint ainsi équipé. - REVENDICATIONS - 1 - Agencement de deux organes (2,4; 12,1.4) animés l'un par rapport à l'autre de mouvements de coulissement al- ternatifs,entre lesquels sont interposés des éléments de rou- lement (7; 17) maintenus par une cage (8; 18),caractérisé en ce que lesdits éléments de roulement (7; 17) ont des dia- mètres respectifs qui vont en croissant progressivement,à par- tir d'au moins un élément médian,en direction des éléments d'extrémité. 2 - Agencement suivant la revendication 1,caracté- risé en ce que les éléments de roulement sont des aiguilles. 3 - Agencement suivant la revendication 1,caracté- risé en ce que le rapport entre les diamètres des éléments de roulement varie entre 1 et 1,01 et de préférence entre 1 et 1,005. 4 - Agencement suivant la revendication 1,caractérisé en ce que la loi de variation des diamètres est telle que l'enveloppe des éléments de roulement a une forme à peu près parabolique. - Agencement suivant la revendication 1,caracté- risé en ce que '1.n (4;14) des deux éléments est déformable élastiquement,sous charge,pour demeurer en contact avec les éléments de roulement de diamètres différents. 6 - Agencement suivant la revendication 5,caractéri- sé en ce que ledit organe (4;14) a, à l'état libre une sur- face (6;16) à peu près plane,en contact avec les éléments de roulement et comporte le long de ses bords opposés deux portions convexes (16a). 7 - Application d'un agencement suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 6,dans un joint homocinétique coulissant du type à tripode dans lequel les deux organes sont respectivement,un coulisseau (4;14) coopérant avec un tourillon (1;11) du tripode et un barillet (2;12) délimitant des chemins de roulement (3;13).