Brevet FR2615576A1 — publié le 19881125

Cette invention concerne les paliers à contact de roulement pour éléments de machines ou appareils, paliers qui sont conçus pour des mouvements rectilignes et, dans une certaine mesure, des mouvements anguLaires. Plus particulièrement, l'objet de l'invention est un palier à roulement qui est utile, notamment, dans un système d'entraînement à joint universel pour une roue avant motrice d'une voiture de tourisme. Le fonctionnement de certaines machines comportant des pièces mobiles les unes par rapport aux autres, exige souvent qu'une pièce puisse se déplacer linéairement et aussi angulairement par rapport à une deuxième pièce. En cas d'utilisation d'un palier à roulement sur une pièce, Le palier doit souvent posséder des pistes de roulement droites et contenant des rouleaux en contact de travail avec des pistes de roulement sur la deuxième pièce. Par exemple, dans de nombreuses voitures de tourisme à roues avant motrices, le moteur, par l'intermédiaire d'une transmission, fait tourner un arbre de transmission, commandant à son tour des arbres de roues par l'intermédiaire de joints universels transmetteurs de couple à vitesse constante (joints homocinétiques). Le joint uni- versel ou joint de cardan comporte un corps de joint relié à l'arbre de transmission et présentant trois paires uniformément réparties circonférentiellement de pistes de roulement parallèles. L'arbre de roue est muni de trois roulements, également répartis uniformément dans le sens circonférentiel, qui ont une forme rectangulaire et possèdent des pistes de roulement opposées droites, sur lesquelles roulent des rouleaux qui sont en même temps en contact avec les chemins de roulement extérieurs du corps du joint. Les roulements sont conçus pour permettre le mouvement linéaire de L'arbre de roue ou arbre mené par rapport au corps de joint, de même que des mouvements angulaires de l'arbre mené par rapport au corps de joint. L'invention procure un roulement nouveau qui est très utile, notamment, dans un joint universel faisant partie de la transmission finale de véhicules à roues avant motrices. Pour le décrire sommairement, ce roulement comporte un bloc à rouleaux, de forme générale rectangulaire, avec des faces externes définissant 2615 5 7 6 quatre pistes de roulement droites et quatre pistes de roulement courbes. Des rouleaux en nombre suffisant pour rempLir complète- ment Les pistes droites et courbes, mais avec un jeu suffisant pour permettre le contact de roulement avec ces pistes, sont montés autour de celles-ci. Les rouleaux sont maintenus dans le bloc par au moins une pièce comportant des parties d'enfermement de rouleaux dont les surfaces internes sont situées à distance d'une piste droite et des pistes courbes qui Lui sont voisines en les enfermant. Les parties d'enfermement de rouleaux ferment deux pistes opposées droites et les pistes courbes voisines d'elLes, et laissent exposés, en position de travail, les rouleaux passant par les deux autres pistes droites opposées. Le dispositif d'enferment de rouleaux comporte également des rebords recouvrant partiellement les rouleaux en position exposée de travail afin de les maintenir dans le bloc à rouleaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus!clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée d'un joint homocinétique, montrant une possibilité d'application du roulement selon l'inven- tion; - la figure 2 est une vue éclatée d'un roulement selon un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 3 est une vue en plan du roulement de la figure 2 à l'état assemblé; - la figure 4 est une coupe prise suivant les lignes 4-4 de la figure 3 et dans le sens des flèches; la figure 5 est une coupe prise suivant les lignes 5-5 de la figure 3 et dans le sens des flèches; - la figure 6 est une vue éclatée d'un roulement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une vue en plan d'un roulement selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, à l'état assemblé; - La figure 8 est une coupe prise suivant Les lignes 8-8 de la figure 7 et dans e sens des fLèches; la figure 9 est une coupe prise suivant Les Lignes 9-9 de La figure 7 et dans Le sens des fLèches; - la figure 10 est une coupe prise suivant Les Lignes -10 de La figure 9 et dans Le sens des flèches; et - la figure 11 est une vue éclatée d'un quatrième mode de réalisation préféré d'un roulement selon l'invention. Le joint homocinétique représenté sur La figure 1 possède un corps 10 entraîné en rotation par un arbre menant 12. Celui-ci peut être constitué par exemple par L'arbre de transmission d'un véhicule à roues avant motrices. Le corps de joint 10 comprend trois Lobes 14, 16 et 18 qui sont uniformément espacés circonféren- tiellement et servent de chemins de roulement. Le chemin de roule- ment 14 comporte deux pistes de roulement droites, 20 et 22, qui sont circonférentiellement espacées l'une de l'autre. Le chemin de roulement 16 comporte de façon analogue deux pistes droites 24 et 26, tandis que le chemin de roulement 18 comporte également deux pistes droites 28 et 30. L'arbre menant 12 fait tourner le corps de joint 10 et celui-ci fait tourner un porte-roulements en étoile 37 avec trois branches 36 solidaires d'un arbre mené 32. Les branches 36 sont orientées radialement vers l'extérieur à partir du porte-roulements 37 - lui-même relié à l'arbre mené 32 - et elles portent trois roulements 34 uniformément espacés circonférentiellement. L'arbre 32 peut servir, par exemple, à l'entrainement de l'une des roues avant d'une voiture. Dans l'exemple de La figure 1, l'arbre menant 12 fait tourner l'arbre mené 32 dans Le sens des flèches courbes et il permet en même temps à l'arbre mené 32 de se déplacer linéaire- ment dans un sens ou dans l'autre, suivant les flèches droites, le long des pistes mutuellement espacées des chemins de roulement extérieurs 14, 16 et 18. La disposition permet en plus des mouvements angulaires de l'arbre mené 32 dans le corps de joint 10. - Lorsqu'on se reporte maintenant aux figures 2 à 5, chacun des roulements 34 comporte un bloc à rouleaux 38 de forme générale 2615 5 7 6 rectangulaire. Toute la surface extérieure périphérique correspon- dant à La tranche de ce bloc forme une piste de roulement continue. Elle est composée plus particulièrement de quatre pistes droites , 42, 44 et 46 (voir les figures 4 et 5) qui alternent avec des pistes courbes situées aux angles du bloc. Toute la périphérie du bloc 38 est garnie de rouleaux à tourillons 48. Le nombre de ces rouleaux est suffisant pour qu'ils remplissent complètement les pistes droites et les pistes courbes. Cependant, les rouleaux 48 sont disposés avec suffisamment de jeu pour qu'ils puissent rouler convenablement sur les pistes. Les rouleaux 48 sont maintenus axialement dans le bloc 38 par des joues 50 et 52 dont le bord fait saillie du bloc 38, le long de toute la périphérie de celui-ci, sur chacune des faces ou extrémités axiales de ce bloc. Deux demi-coquilles de recouvrement de rouleaux, 54 et 56, sont emboîtées l'une en face de l'autre sur les pistes garnies de rouleaux. Chacune des demi-coquilles 54, 56 possède une partie d'enfermement de rouleaux 58 ou 60. Les surfaces internes des parties 58, 60 recouvrent les rouleaux sur les pistes droites opposées 42 et 46, ainsi que sur les pistes courbes voisines (voir figure 5), en les enfermant, mais les rouleaux 48 sur les deux autres pistes droites opposées, 40 et 44 (voir figure 4), ne sont pas enfermées et peuvent venir en contact avec une piste de roulement externe, par exemple avec l'une des pistes formées dans le corps 10 (voir figure 1) du joint universel. La demi-coquille 54 possède quatre pieds 62, 64, 66 et 68 qui s'étendent à partir de la partie d'enfermement 58. La demi- coquille 56 est également pourvue de quatre pieds, s'étendant à partir de la partie d'enferment de rouleaux 60, dont trois pieds, désignés par 72, 74 et 76, sont visibles sur la figure 2. Après le montage sur Le bloc 38, les pieds de la demi-coquille 54 sont disposes bout à bout en contact avec les pieds de la demi-coquilLe 56. Les pieds de retenue de rouleaux 62 et 64 de la demi-coquille 54 s'étendent le long des bords de la piste droite 40 sur la moitié de la longueur de celle-ci, tandis que les pieds de retenue de rouleaux 66 et 68 s'étendent le long des bords sur la moitié de la 2 6 15 5 7 6 s longueur de la piste droite 44. De façon analogue, le pied invisible et le pied 72 de la demi-coquille 56 s'étendent, depuis La partie d'enfermement 60 le long des côtés de la moitié de la piste droite 40, tandis que les pieds de retenue de rouleaux 74 et 76 s'étendent depuis la partie 60 le long des bords de la moitié de la piste droite 44. Les pistes droites 40 et 44 portent les rouleaux à tourillons 48 en position exposée de travail en vue du contact avec les pistes externes formées dans le corps du joint universel. Les pieds 62, 64, 66 et 68 possèdent chacun un rebord, désigné respectivement par 78, 80, 82 et 84. Les pieds 74 et 76 possèdent des rebords 90 et 92. Les pieds 72 ont aussi un rebord (non représenté) et il en va de même pour le quatrième pied de la demi-coquille 56. Le rebord 80 du pied 64 de la demi-coquille 54 et le rebord du pied 72 de la demi-coquille 56 s'étendent par- dessus les tourillons supérieurs des rouleaux 48. Le rebord 78 du pied 62 de la demi-coquille 54 et le rebord sur le quatrième pied de la demicoquille 56 s'étendent par-dessus les tourillons inférieurs des rouleaux. Les rouleaux passant par la piste droite sont ainsi empêchés de tomber du bloc 38. Le rebord 82 du pied 66 de la demi-coquille 54 et le rebord 90 du pied 74 de la demi- coquille 56 s'étendent par-dessus les tourillons supérieurs des rouleaux 48. Le rebord 84 du pied 68 de la demi-coquille 54 et le rebord 92 du pied 76 de la demi-coquille 56 s'étendent par- dessus les tourillons inférieurs des rouleaux 48. Ainsi, les Z5 rouleaux passant par la piste droite 44 sont-également empêchés de tomber du bloc 38. Un étui rectangulaire 94 s'ajuste par-dessus les demi- coquilles 54, 56 pour les maintenir en place. L'étui 94 possède deux côtés opposés ouverts. L'un d'eux vient se placer en regard de la piste droite 40 avec les rouleaux 48 en position de travail; l'autre côté ouvert de l'étui correspond à l'autre piste droite 44 avec des rouleaux 48 en position de travail. Les parois opposées et 102 de l'étui 94 s'ajustent par-dessus les parties d'enfer- ment 58 et 60 des demi-coquilles 54 et 56. 2615 5 76 Une ouverture centrale 104 dans le dessus 106 de l'étui et une ouverture centrale 108 ménagée dans le fond 110 de l'étui sont alignées avec l'alésage central 112 du bloc à rouleaux 38. De cette manière, le roulement peut être monté à l'état assemblé sur une branche 36 du porteroulements 37 en étoile (voir figure 1). La figure 6 représente un mode de réalisation avec un bloc à rouleaux 38 et un étui extérieur 94 qui sont identiques à ceux du mode de réalisation des figures 1 à 5. Les demi-coquilles sont remplacées ici par des plaques de recouvrement 113 et 114, de forme générale rectangulaire, qui sont montées sur le dessus 116 et le fond (non visible) du bloc 38. Les plaques 113 et 114, en contact respectivement avec le dessus et le fond du bloc 38, possèdent chacune un rebord 118 ou 120 qui est orienté à angle droit par rapport à la plaque et fait tout le tour d'elle. Le bord 118 de la plaque 113 s'étend par-dessus les tourillons supérieurs des rouleaux 48; le bord 120 de la plaque 114 s'étend par-dessus les tourillons inférieurs des rouleaux 48. Lors de l'assemblage, l'étui rectangulaire 94 s'emboîte par-dessus les plaques 113 et 114 afin de les maintenir en place. Grâce aux c8tés opposés ouverts de l'étui, les rouleaux de deux pistes droites opposées du bloc sont de nouveau exposés. Ces rouleaux exposés sont empêchés de tomber du bloc 38 par les rebords 118, 120 des plaques 113 et 114. Les figures 7 à 10 représentent un mode de réalisation avec un bloc à rouleaux 122, de forme générale rectangulaire, avec quatre pistes de roulement droites 124, 126, 128 et 130. Ces pistes droites sont reliées entre elles par des pistes courbes 132, 134, 136 et 138. Un nombre suffisant de rouleaux à tourillons 140 est prévu pour que ces rouleaux remplissent complètement l'ensemble des pistes. Ils sont cependant disposés avec suffisamment de jeu pour qu'ils puissent convenablement rouler à la fois sur les pistes droites et sur les pistes courbes. Chacune des deux grandes faces du bloc 122 présente une feuillure le long de toute la périphérie. La feuillure sur l'une des faces du bloc est définie par une surface transversale 141 et une surface longitudinale 142, tandis que la feuillure sur l'autre face du bloc est définie par une surface transversale 144 et une surface longitudinale 146. Une pièce de maintien de rouleaux 148 est montée dans S la feuiLLure définie par les surfaces 144 et 146; une deuxième pièce de maintien de rouleaux 150 est montée dans la feuillure formée par les surfaces 141 et 142. La pièce de maintien 148 possède une partie 152 d'enfermement de rouleaux s'étendant sur toute la longueur des rouleaux 140. La pièce de maintien 150 possède une partie 154 d'enfermement de rouleaux s'étendant également sur toute la longueur des rouleaux 140. La partie d'enfermement 152 s'étend approximativement sur un quart du pourtour de la pièce de maintien 148. La surface interne de la partie 152 enferme la piste droite 126 et les pistes courbes voisines 132 et 134, de même que les rouleaux se trouvant sur elles et pouvant ainsi rouler également sur cette surface. La partie d'enfermement 154 de la pièce 150 s'étend de façon analogue sur un quart environ du pourtour de la pièce et sa surface interne est située à une certaine distance de la piste droite 130 et des pistes courbes voisines 136 et 138, en enfermant les rouleaux. De cette manière, les parties 152 et 154 recouvrent deux pistes droites opposées, de même que les pistes courbes, en laissant exposés les rouleaux à tourillons 140 sur les deux autres pistes droites opposées 124 et 128. Un rebord 156 de la pièce de maintien 148 recouvre les tourillons 158 des rouleaux 140. Ce rebord s'étend approximativement sur les trois quarts du pourtour de la pièce 148. Un rebord 160 de la pièce de maintien 150 recouvre les tourillons 162 des rouleaux 140. Ce rebord s'étend sur les trois quarts environ du pourtour de la pièce 150. Les rebords 156 et 160 servent donc à retenir Les rouleaux 140 sur les pistes droites 124 et 128 et à les empocher de tomber du roulement. Le bloc 122 et les pièces de maintien de rouleaux 148 et 150 possèdent des ouvertures alignées pour permettre le montage du roulement sur l'une des branches 36 du porte-roulements en étoile 37 du joint universel. Le roulement selon le mode de réalisation illustré sur la figure 11 comporte une seule pièce de maintien de rouleaux sous forme d'un étui 164 de forme générale rectangulaire. Cet étui comporte deux parties opposées 166 et 168 d'enfermement de rouleaux. Après la mise en place de l'étui par-dessus le bloc 38 garni de rouleaux, les parties 166, 168 sont situées à distance des rouleaux sur deux pistes droites opposées, en enfermant ces rouleaux, de même que ceux se trouvant sur les pistes courbes voisines, en laissant exposés, en position de travail, les rouleaux 48 garnissant les deux autres pistes droites opposées. Apres l'assemblage, la paroi supérieure 170 de l'étui 164 est appliquée contre le dessus 106 du bloc à rouleaux 38, tandis que le fond de l'étui est appliqué contre le dessous du bloc 38. Des rebords 172 et 174 S'avancent à angle droit depuis la paroi supérieure plane et depuis le fond plan de l'étui 164. Ces rebords s'étendent sur toute la longueur d'un des c8tés ouverts de l'étui. De façon analogue, deux autres rebords (non représentés) s'avancent à angle droit à partir de la paroi supérieure et du fond de l'étui 164 sur toute la longueur de l'autre c8té ouvert. Les rebords du haut recouvrent les tourillons supérieurs des rouleaux 48 après la mise en place de l'étui sur le bloc 38, et les rebords du bas recouvrent les tourillons inférieurs des rouleaux exposés pour les maintenir sur le roulement. Après l'assemblage, les ouvertures 180 et 182 de la paroi supérieure et du fond de l'étui 164 sont alignées avec l'alé- sage 112 du bloc 38, de sorte que le roulement complet peut être monté dans le joint universel par l'emboîtement sur l'une des branches 36 du porte-roulements 37. REVENDICATIONS 1. Roulement comprenant un bloc à rouleaux (38; 122) de forme générale rectangulaire, dont la surface externe définit quatre pistes de roulement droites (40, 42, 44, 46; 124, 126, 128, 130) et quatre pistes de roulement courbes (132, 134, 136, 138), chaque extrémité de chaque piste droite étant raccordée à une extrémité de chacune des pistes droites voisines par une piste courbe, de même que des rouleaux (48; 140) ou d'autres pièces roulantes en nombre suffisant pour remplir complètement les pistes droites et les pistes courbes, tout en ayant suffisamment de jeu pour pouvoir rouler sur ces pistes et sur un dispositif de maintien de rouLeaux ou d'autres pièces roulantes, caractérisé en ce que le dispositif de maintien comprend au moins une pièce (54, 56; 113, 114; 148, 150; 164) avec des parties (58, 60; 100, 102; 152, 154) d'enfermement de rouleaux, parties dont les surfaces internes sont espacées d'une piste droite et des pistes courbes voisines et enferment ces pistes conjointement avec les rouleaux se trouvant sur elles, lesdites parties enfermant deux pistes droites (42, 46) opposées, de même que les pistes courbes voisines, de sorte qu'il subsiste deux pistes droites (40, 44) opposées avec des rouleaux (48; 140) exposés en position de travail, le dispo- sitif de maintien, constitué d'au moins une pièce, comprenant des rebords (78, 80, 82, 84, 90, 92; 118, 120.; 156, 160; 172, 174) s'étendant partiellement par-dessus les rouleaux (48; 140) exposés en position de travail afin de les maintenir dans le bloc à rouleaux (38; 122). 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que te dispositif de maintien de rouleaux est constitué par une seule pièce de maintien (164) de forme générale rectangulaire. 3. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien de rouleaux est constitué de deux pièces de maintien (54, 56; 148, 150) montées chacune sur une extrémité du bloc à rouleaux (38; 122), chaque pièce de maintien possédant une seule partie (58, 60; 152, 154) d'enfermement de rouleaux, partie qui s'étend le long d'une portion du pourtour de la pièce, le reste de ce pourtour présentant des rebords. 4. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien de rouleaux est constitué d'une pièce de recouvrement (113) de forme générale rectangulaire, qui est montée sur le dessus du bloc à rouleaux (38), ainsi que d'une pièce de recouvrement (114), également de forme générale rectangu- laire, qui est montée sur le dessous du bloc à rouleaux (38), chacune des pièces de recouvrement présentant un rebord (118, 120) faisant tout le tour de la pièce, de même qu'un étui (94) de forme générale rectangulaire, qui est ajusté par- dessus les pièces de recouvrement et qui possède deux c6tés opposés fermés (100, 102) et deux côtés opposés ouverts. 5. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien de rouleaux est constitué de deux pièces de recouvrement (54, 56), possédant chacune une partie (58, 60) d'enfermement de rouleaux et quatre pieds (62, 64, 66, 68, 72, 74, 76) de retenue de rouleaux, qui sont disposés en regard et appliqués contre les pieds de l'autre pièce de recouvrement, les rebords (78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92) étant prévus sur les pieds, un étui rectangulaire (94) étant ajusté par-dessus les pièces de recouvrement (54, 56) afin de les maintenir en place, cet étui présentant deux c6tés opposés ouverts qui sont coordonnés chacun à une piste de roulement droite (40, 42) avec des rouleaux (48) exposés en position de travail.