Brevet FR2689581A1 — publié le 19931008

La présente invention se rapporte à des cuvettes d'appui pour les extrémités des axes de fourche de joint universel et plus particulièrement à des assemblages de chapeau de palier en métal auto- bloquant et de palier en plastique qui retiennent immédiatement le croisillon dans les fourches d'un joint universel. Les joints universels sont des dispositifs bien connus employés pour l'interconnexion de deux organes ou arbres adaptés à tourner autour d'axes respectifs non alignés et/ou réglables angulairement de rotation Des joints universels de ce type sont largement utilisés dans le mécanisme de direction des véhicules Typiquement, de tels joints universels comprennent un croisillon qui est formé par une portion de corps central ayant quatre axes circonférentiellement également espacés et s'étendant vers l'extérieur Les axes sont coplanaires et sont agencés par paires opposées et axialement alignées qui sont disposées à angle droit l'une relativement à l'autre Une cuvette est montée rotative sur l'extrémité de chacun des axes et chacune des deux paires opposées des cuvettes est fixée dans une fourche Les fourches sont respectivement fixées aux organes rotatifs pour former la connexion par joint universel. En général, la surface externe périphérique de l'axe et la paroi interne de la cuvette associée sont espacées et un anneau de roulements à aiguilles est disposé dans cet espace Les roulements à aiguilles engagent en roulant la paroi ou voie de roulement et l'axe pour permettre une rotation sensiblement sans frottement entre eux Un joint séparé composé d'une base en un matériau élastomère élastique est requis pour obturer l'ouverture qui existe entre l'extrémité ouverte de la cuvette et l'axe Ce joint séparé est généralement monté sur la cuvette au moment de son assemblage. Lorsqu'on installe des joints universels de ce type, on emploie fréquemment le procédé qui suit d'assemblage Deux axes opposés sur le croisillon sont placés dans les deux perçages qui sont formés dans les bras d'une fourche Une cuvette est insérée axialement à travers l'un des perçages sur la fourche, l'extrémité ouverte de la cuvette recevant l'extrémité de l'axe associé. Une bague à fermeture automatique est alors montée dans le perçage, derrière l'extrémité fermée de la cuvette, pour empêcher un mouvement radial vers l'extérieur de la cuvette, au loin de l'axe Une autre cuvette est insérée à travers le perçage dans le bras opposé de la fourche et elle est de même fixée en position par une bague à fermeture automatique Une fourche est alors montée sur la paire restante des axes opposés d'une manière identique. La présente invention se rapporte à un chapeau en métal auto-bloquant pour une voie de roulement qui est adapté à recevoir un axe de croisillon et a être fixé dans un perçage de la fourche d'un assemblage d'un joint universel Un chapeau de palier en métal ayant une extrémité ouverte et adapté à porter une voie de roulement à l'intérieur, comporte un certain nombre de pattes ou crans d'arrêt élastiques, s'étendant vers l'extérieur, qui font corps avec et sont espacés sur le chapeau en métal vers l'intérieur de son extrémité ouverte Ces pattes se bloquent immédiatement lors d'un insertion pour maintenir la cuvette dans un perçage de la fourche après insertion Cette nouvelle construction élimine la nécessité d'une bague à fermeture automatique, d'une gorge associée à la bague à fermeture automatique et de leur assemblage qui est requis. Un palier en plastique est de préférence monté dans le chapeau en métal auto-bloquant Le palier en plastique comprend une cuvette en plastique à extrémité ouverte monolithique et un joint à lèvre venant de matière qui est formé sur la circonférence interne de l'extrémité ouverte de la cuvette, qui évite la nécessité d'un joint séparé Au moins une gorge radiale et au moins une gorge axiale sont formées dans la surface interne de la cuvette dans des buts de lubrification. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation longitudinale, montrée partiellement en coupe longitudinale, de l'assemblage de l'un des organes rotatifs d'un joint universel comprenant des assemblages de chapeau en métal auto-bloquant et de palier en plastique selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe agrandie d'un chapeau en métal auto- bloquant et d'une voie de roulement de la figure 1; et la figure 3 est une vue en plan faite sensiblement suivant la ligne 3-3 de la figure 2. En se référant maintenant aux dessins, en 8 sur la figure 1 est généralement illustrée une portion d'un assemblage d'un joint universel comprenant une fourche 10 ayant deux bras 12 et 14 Un croisillon 16 est monté entre les bras 12 et 14 de la fourche 10 au moyen dassemblage 18 de cuvette qui sont reçus dans des perçages 19 des bras 12 et 14 Le croisillon 16 comporte une portion de corps central 20 ayant quatre axes s'étendant vers l'extérieur et qui sont circonférentiellement également espacés 22 Les axes 22 sont disposés dans un seul plan et à angle droit les uns relativement aux autres Un assemblage 18 de cuvette de palier est monté rotatif à l'extrémité de chacun des axes 22 et chacune des paires opposées des assemblages de cuvette 18 est fixée à la fourche 10 dans les perçages 19 qui sont formés dans ses bras 12, 14 Deux fourches 10 sont fixées, chacune à l'un d'une paire d'organes rotatifs (non représentés) pour former une connexion à joint universel. L'assemblage 18 de la cuvette de la présente invention, comme on peut mieux le voir à la figure 2, se compose d'un chapeau en métal autobloquant 24 dans lequel repose une cuvette 26 en un matériau approprié, comme on le décrira ci-après Le chapeau en métal 24 est pourvu d'une extrémité ouverte et il est adapté à recevoir un dispositif approprié d'appui pour porter l'extrémité de l'axe 22 en tant que partie de l'assemblage d'un joint universel Le dispositif d'appui peut être de tout type approprié, comme l'anneau de roulement à aiguilles que l'on utilise typiquement dans des cuvettes d'appui de joint universel De préférence, cependant, le dispositif d'appui est une cuvette en plastique selon un autre aspect de la présente invention, comme on le décrira en détail ci-après. Le chapeau en métal 24 est de plus pourvu d'un certain nombres de pattes élastiques s'étendant vers l'extérieur 32 qui font corps avec la paroi circonférentielle du chapeau en étant par exemple formées en les repoussant. Les pattes 32 servent à retenir en toute sécurité le chapeau en métal 24 dans le perçage 19 des bras 12 ou 14 de la fourche quand le chapeau 24 a été inséré à travers le perçage 19 Les pattes 32 sont formées pour être en pente vers l'extérieur à partir de la paroi du chapeau 24 et au loin de son extrémité ouverte. Ainsi, tandis que l'extrémité ouverte du chapeau en métal 24 est insérée dans le perçage associé, et comme le diamètre externe du chapeau 24 est sensiblement égal au diamètre du perçage, les pattes élastiques 32 sont déformées vers l'intérieur pour permettre l'insertion du chapeau 24 à travers le perçage 19. Quand les extrémités distales des pattes 32 sont totalement passées à travers le perçage 19, elles retournent à leur position s'étendant vers l'extérieur donc les extrémités distales des pattes 32 engagent la surface interne du bras 12 ou 14 de la fourche Les pattes 32 permettent ainsi un blocage immédiat et automatique de l'assemblage de la cuvette d'appui 18 lors d'une insertion dans le perçage 19 du bras 12 ou 14 de la fourche. Pour assurer un bon alignement du chapeau en métal 24 dans le perçage d'un bras 12 ou 14 de la fourche, au moins trois pattes 32 doivent être formées dans le chapeau en métal De préférence, quatre de ces pattes 32 sont formées, qui sont également espacées sur la circonférence du chapeau en métal Les pattes 32 peuvent avoir toute forme appropriée et être formées par toute méthode appropriée et comme on l'a indiqué précédemment, elles sont de préférence formées repoussant les sections de la paroi du chapeau en métal 24. Dans le mode de réalisation préféré, le chapeau en métal 24 retient une cuvette d'appui en plastique 26 La cuvette 26 a la forme d*un organe en une pièce ayant une extrémité ouverte et un joint à lèvre 28 venant de matière qui est formé sur la circonférence interne de l'extrémité ouverte La cuvette 26 est montée fixement dans le chapeau en métal 24 de toute manière appropriée, par exemple par ajustage à pression ou au moyen dun adhésif Les matières adhésives appropriées comprennent des adhésifs de résine époxy La cuvette en plastique 26 est pourvue d'un bord chanfreins 34 à la circonférence externe de son extrémité fermée pour faciliter l'assemblage dans le chapeau en métal 24 Le chapeau en métal 24 renforce et rigidifie la cuvette en plastique 26, et la retient en bonne alignement par rapport à l'axe 22 et aux bras 12 et 14 de la fourche. Le diamètre interne de la cuvette 26 est sensiblement égal à ou légèrement plus petit que le diamètre externe de l'axe 22, donc la cuvette 26 peut être montée très précisément sur l'axe 22, par exemple, par un léger ajustage à pression Comme on peut le voir sur la figure 1, le joint à lèvre venant de matière 28 s'étend vers l'extérieur, au- delà de la surface extrême de la cuvette 26 et il est adapté à venir en engagement étanche avec un épaulement 30 qui est formé sur l'axe 22 Le joint 28 forme ainsi un joint pour empêcher la perte du lubrifiant de l'intérieur de la cuvette 26 ainsi que pour empêcher l'introduction des matières étrangères dans la cuvette 26 En moulant intégralement le joint à lèvre 28 avec la cuvette 26, cela élimine la nécessité dun organe formant joint séparé ainsi que le temps et l'effort nécessaires pour son assemblage. La cuvette d'appui en plastique 26 présente de plus, sur sa surface interne, une ou plusieurs gorges allongées qui s'étendent radialement le long de la paroi extrême et axialement le long de la paroi latérale de la cuvette 26 pour contenir et distribuer le lubrifiant à l'interface entre la cuvette 26 et l'axe 22 A cette fin, une gorge axiale 36 doit être placée afin de communiquer avec une gorge radiale associée 38 Dans un mode de réalisation préféré, tel qu'illustré à la figure 3, la coupe 26 est pourvue de trois gorges axiales circonférentiellement également espacées 36, chacune en communication avec une gorge radiale associée 38, les trois gorges 38 rayonnant d'une intersection à peu près au centre de l'extrémité fermée de la cuvette 26. La cuvette en plastique peut être formée en toute matière plastique appropriée On a trouvé, à titre dexemple, que 30 % de nylon 6, 6 chargé de verre ainsi que 30 % de nylon 4, 6 chargé de verre étaient des matériaux bien adaptés à la cuvette. Lors de l'assemblage des joints universels du type comprenant le chapeau en métal auto-bloquant et l'assemblage de la cuvette dappui en plastique 18 selon la présente invention, deux axes opposés 22 sur le croisillon 16 sont placés dans la paire des perçages qui sont formés dans les bras 12 et 14 d'une fourche 10 Les gorges 36 et 38 dans la surface interne de la cuvette 26 sont remplies de lubrifiant et l'extrémité ouverte de l'assemblage 18 de la cuvette est insérée à travers l'un des perçages 19 de la fourche 10 avec l'extrémité ouverte de la cuvette 26 recevant l'extrémité de l'axe associé 22, par exemple, par léger ajustage à pression Quand les pattes 32 formées dans le chapeau 24 sont passées complètement à travers le perçage 19, elles retournent à leur position s'étendant vers l'extérieur, donc leur extrémité distale vient en engagement avec la surface interne du bras 14 de la fourche Le chapeau 24 permet ainsi un blocage immédiat et automatique de l'assemblage 18 de la cuvette lors d'une insertion dans le perçage 19 du bras 14 de la fourche Un second assemblage d'une cuvette dappui 18 est inséré à travers le perçage dans le bras opposé de la fourche 10 de manière identique et est fixé de même en position. REVENDICATIONS 1 Chapeau en métal auto-bloquant pour fixer un palier et adapté à porter l'extrémité d'un axe de croisillon dans un perçage de la fourche d'un organe d'un joint universel, caractérisé en ce qu'il comprend: un chapeau en métal ( 24) ayant une extrémité ouverte et qui est adapté à porter un palier à l'intérieur; et un certain nombre de pattes élastiques ( 32) s'étendant vers l'extérieur qui font corps avec et sont disposées sur l'extrémité ouverte dudit chapeau en métal, lesdites pattes étant adaptées à retenir ledit chapeau en métal dans un perçage après son insertion. 2 Chapeau en métal selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des pattes ( 32) s'étend vers l'extérieur et au loin de l'extrémité ouverte dudit chapeau en métal ( 24), ainsi chacune desdites pattes se déformera vers l'intérieur pendant l'insertion du chapeau à travers un perçage ( 19) formé dans un bras ( 12, 14) de la fourche pour retourner à sa position étendue vers l'extérieur lors d'une insertion complète dudit chapeau. 3 Chapeau en métal selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit chapeau ( 24) comporte une paroi latérale périphérique et les pattes ( 32) comprennent des portions qui sont repoussées vers l'extérieur de ladite paroi latérale. 4 Chapeau en métal selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois pattes ( 32). Chapeau en métal selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte quatre pattes ( 32). 6 Chapeau en métal selon l'une quelconques des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les pattes ( 32) sont sensiblement également espacées circonférentiellement sur le chapeau. 7 Chapeau en métal selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un palier en plastique monté dans ledit chapeau en métal ( 24) 8 Palier en plastique adapté a être monté sur l'extrémité d'un axe de croisillon et fixé dans un perçage de la fourche d'un organe formant joint universel, caractérisé en ce qu'il comprend: une cuvette de palier en plastique monolithique ( 26) comportant une paroi latérale circonférentielle et une paroi extrême et ayant une extrémité ouverte; un joint à lèvre ( 28) venant de matière qui est formé sur la circonférence interne de l'extrémité ouverte de la paroi latérale de la cuvette; au moins une gorge ( 38) s'étendant radialement qui est formée dans la surface interne de la paroi extrême de ladite cuvette; et au moins une gorge ( 36) s'étendant axialement qui est formée dans la surface interne de la paroi latérale de ladite cuvette. 9 Palier en plastique selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque gorge ( 38) s'étendant radialement est placée afin d'être en communication avec une gorge associée s'étendant axialement ( 36). 10 Palier en plastique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois gorges ( 38) s'étendant radialement et au moins trois gorges ( 36) s'étendant axialement. 11 Palier en plastique selon la revendication 9, caractérisé en ce que les gorges s'étendant radialement ( 38) sont sensiblement également espacées circonférentiellement. 12 Assemblage d'un chapeau en métal auto-bloquant et d'une cuvette d'appui en plastique pouvant être monté sur l'extrémité d'un axe d'un croisillon et fixé dans un perçage de la fourche d'un organe formant joint universel, caractérisé en ce qu'il comprend: un chapeau en métal ( 24) ayant une paroi latérale circonférentielle, une paroi extrême et une extrémité ouverte, et adapté à porter un palier à l'intérieur; un certain nombre de pattes élastiques ( 32) s'étendant vers l'extérieur qui font corps avec ladite paroi latérale à proximité de l'extrémité ouverte dudit chapeau, lesdites pattes étant adaptées à retenir ledit chapeau dans le perçage après insertion dudit assemblage; et une cuvette de palier en plastique monolithique ( 26) fixée solidement dans ledit chapeau en métal, ladite cuvette ayant une paroi latérale circonférentielle, une paroi extrême et une extrémité ouverte, un joint à lèvre venant de matière formé sur la circonférence interne de la paroi latérale de ladite cuvette à son extrémité ouverte, au moins une gorge s'étendant radialement, formée dans la surface interne de la paroi extrême de la cuvette et au moins une gorge s'étendant axialement, formée dans la surface interne de la paroi latérale de la cuvette.