Brevet FR2696218A1 — publié le 19940401

JOINT HOMOCINÉTIQUE DU TYPE A GORGES CROISÉES La présente invention concerne un joint homocinétique amélioré pour utilisation avec un arbre menant d'une automobile. Un type de joint homocinétique utilisé avec des arbres menants et des arbres de transmission est le joint à gorges croisées du type à billes (VL) Ce joint est notamment utilisé comme joint homocinétique du type à glissement, monté à l'intérieur pour les roues avant, et à l'intérieur et/ou à l'extérieur pour les roues arrières d'une voiture. Comme exemple d'un tel joint homocinétique, la Fig 14 montre un joint présentant une partie de montage du type à bout fermé Il comprend une bague intérieure 1, une cage 2, des billes 3 et une bague extérieure 4. Lorsque l'on monte ce joint homocinétique sur un arbre 5, l'extrémité de l'arbre 5 est fixée à la bague intérieure20 1 au moyen d'un jonc d'arrêt 6, et un adaptateur de soufflet 7 et un soufflet 8 sont montés sur la périphérie extérieure de l'arbre 5 L'adaptateur de soufflet 7 est fixé par matage sur la périphérie extérieure de la bague extérieure 4, du côté de son extrémité ouverte Le chiffre 9 indique un joint d'étanchéité, tel qu'un joint torique. L'adaptateur de soufflet 7 est réalisé pour empêcher les billes 3 de tomber des gorges ménagées dans la bague extérieure 4 et la bague intérieure 1, même dans le cas o l'angle 9 est excessivement grand comme illus- tré par la Fig 15 La Fig 16 montre la relation entre l'angle L et le mouvement de glissement de l'arbre La lettre A indique la ligne d'interférence entre la bague intérieure et la cage B indique la ligne suivant la- quelle les billes tombent E est la ligne d'interférence entre les billes et l'adaptateur, et F montre la ligne d'interférence entre l'adaptateur et l'arbre. Un adaptateur de soufflet classique de ce type a une forme compliquée et doit être fabriqué avec une grande précision dimensionnelle En outre, il doit subir un traitement de surface anti-corrosion ou être fait d'un matériau anti-corrosif Un tel adaptateur de soufflet est donc très coûteux De plus, il faut un équipement spécial pour le -fixer à la bague extérieure par matage Ce travail d'assemblage comporte plusieurs étapes Il est également nécessaire d'utiliser un joint d'étanchéité, tel qu'un joint torique, pour empêcher les fuites de graisse, ce qui augmente encore le coût. Un tel adaptateur de soufflet est obtenu par pressage d'une plaque d'acier, et sert de butée en interférant avec l'arbre Il est conçu de telle façon que l'angle formé par l'arbre avec la bague extérieure en cours d'utilisation ne soit pas plus grand qu'un angle prédéterminé Mais s'il devait travailler avec un angle plus grand et interférer avec une force importante, l'adaptateur de soufflet serait déformé Cela peut être à l'origine d'un couplage insuffisant entre le soufflet et l'adaptateur de soufflet, entravant ainsi le joint d'étanchéité entre les deux. Un des objets de la présente invention est d'offrir un joint homocinétique du type à gorges croisées à usages multiples, qui ne nécessite pas d'adaptateur de soufflet et qui soit donc moins coûteux, qui comprenne un moyen d'empêcher la chute des billes, et qui permette à l'arbre d'avoir un plus grand angle de fonctionnement. Suivant la présente invention, on réalise un joint homocinétique du type à gorges croisées comprenant une bague intérieure dont la surface extérieure est munie de gorges, des billes chacune logées dans les gorges de la bague intérieure, une cage pour maintenir les billes, une bague extérieure avec une extrémité ouverte et dont la surface intérieure est munie de gorges croisant les gorges de la bague intérieure pour guider les billes, un arbre dont une extrémité est assemblée avec la bague 5 intérieure, un soufflet dont une extrémité est fixée à la périphérie extérieure de la bague extérieure pour protéger la surface extérieure de l'arbre, et un moyen situé à l'intérieur de l'extrémité ouverte de la bague exetérieur-e pour empêcher les billes de tomber.10 Le moyen d'empêcher les billes de tomber peut être un circlip placé contre la surface intérieure de la bague extérieure, près de son extrémité ouverte. En outre, le joint peut également comprendre un moyen de limitation de l'angle de l'arbre pour limiter l'angle que l'arbre peut prendre par rapport à la bague extérieure Il peut être sous la forme d'un circlip placé contre la surface intérieure de la bague extérieure à l'extrémité opposée à l'extrémité ouverte. Le moyen de limitation de l'angle de l'arbre peut se présenter sous la forme d'un circlip placé sur la surface extérieure de la bague intérieure, près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure. Le moyen de limitation de l'angle de l'arbre peut être réalisé à l'extrémité de la bague intérieure, près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure. Le moyen de limitation de l'angle de l'arbre peut se présenter sous la forme d'une partie à paroi épaisse sur la surface intérieure de la bague extérieure, du côté de l'extrémité opposée à l'extrémité ouverte. Il est également possible de monter une bague sur la périphérie extérieure de la cage, près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure, pour servir de moyen d'empêcher les billes de tomber et de moyen de limitation de l'angle de l'arbre. Le joint homocinétique suivant la présente invention fonctionne de la même manière qu'un joint classique En effet, l'arbre peut glisser axialement. Mais ce joint ne nécessite pas d'adaptateur de soufflet, ce qui le rend bon marché et simple à fabriquer Au lieu d'un adaptateur de soufflet, on prévoit un moyen d'empêcher les billes de tomber Ce moyen étant réalisé à la position limite, l'arbre peut prendre un angle de fonctionnement plus grand qu'avec les joints classiques.10 il est ainsi possible de régler la marge de fonctionnement de l'arbre à un angle plus large. D'autres caractéristiques et objets de la présente invention sont mis en lumière par la description suivante, avec référence aux dessins correspondants, parmi lesquels: la Fig 1 est une vue en coupe du joint homocinétique du premier mode de réalisation; la Fig 2 est une vue expliquant son fonctionnement; la Fig 3 est une vue expliquant la marge de fonctionnement; la Fig 4 est une vue en coupe du joint homocinétique du deuxième mode de réalisation; la Fig 5 est une vue détaillée du circlip placé sur la bague intérieure utilisée; la Fig 6 est une vue expliquant le fonctionnement de ce dernier; la Fig 7 est une vue en coupe du joint homocinétique du troisième mode de réalisation; les Figs 8 a 8 b sont des vues en coupe d'une partie de modes de réalisation partiellement modifiés; la Fig 9 est une vue en coupe d'un joint homocinétique du quatrième mode de réalisation; les Figs l Oa l Oc sont des vues expliquant le fonctionnement de ce dernier; la Fig 11 est une vue en coupe du joint homocinétique du cinquième mode de réalisation; la Fig 12 est une vue expliquant le fonctionnement de ce dernier; la Fig 13 est une vue expliquant la marge de fonctionnement; la Fig 14 est une vue en coupe d'un joint homocinétique classique; l Fig 15 est une vue expliquant son fonctionnement; et la Fig 16 est une vue expliquant la marge de fonctionnement. (Premier mode de réalisation) La Fig 1 est une vue en coupe d'un joint homocinétique du type à gorges croisées du premier mode de réalisation Il comprend une bague intérieure 1, une cage 2, des billes 3 et une bague extérieure 4. L'extrémité de l'arbre 5 est fixée à la bague intérieure 1 au moyen d'un jonc d'arrêt 6. Ce mode de réalisation ne requiert pas l'utilisation d'un adaptateur de soufflet L'extrémité d'un soufflet 8 est directement fixée sur la périphérie extérieure de la bague extérieure 4, près de son extrémité ouverte Le chiffre 8 a indique une attache de soufflet Au lieu d'un adaptateur de soufflet, les circlips 10 et il sont placés dans des gorges formées sur la surface intérieure de la bague extérieure 4, respectivement près de son extrémité ouverte et dans sa partie la plus profonde La bague extérieure 4 comporte des gorges pour billes 4 a, une poche 4 b et une périphérie intérieure 4 c La bague intérieure 1 comporte également des gorges pour billes sur sa surface extérieure, disposées de telle façon qu'elles croisent les gorges pour billes 4 a ménagées dans la bague extérieure 4. Dans le joint homocinétique de ce mode de réalisation, qui utilise les circlips 10 et 11, comme illustré par la Fig 2, lorsque, au cours d'une utilisation du joint, l'arbre 5 forme un angle aigu avec la bague extérieure 4, les billes 3 butent contre les circlips 10 et 11, si bien qu'elles sont empêchées de tomber. La Fig 3 montre la zone o les billes tombent et la limite de l'interférence entre les billes et le circlip intérieur Plus précisément, cette figure montre la limite des deux mouvements de glissement de l'arbre, vers l'intérieur et vers l'extérieur, par rapport à la position de référence suivant laquelle la cage 2 est au centre de la bague extérieure 4 La lettre A indique les lignes d'interférence entre la bague intérieure et la cage B indique la ligne limite selon laquelle les billes tombent Cext indique la ligne d'interférence entre les billes 3 et le circlip 10 près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4 Cint est la ligne d'interférence entre les billes 3 et le circlip intérieur Il. Ainsi qu'il ressort de cette figure, la zone ombrée montre la partie utilisée quand ce joint est effectivement monté dans une voiture La partie triangulaire de la zone ombrée au-dessus de la ligne en tirets alternativement longs et courts représente la partie qui n'était pas couverte par un joint classique. (Deuxième mode de réalisation) La Fig 4 illustre le deuxième mode de réalisation, dans lequel le même circlip 10 que celui montré dans la Fig 1 est placé près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4 Mais dans ce mode de réalisation, au lieu du circlip intérieur, un circlip lia est monté dans une gorge pour bille ménagée dans la bague intérieure, près de son extrémité d'entrée La Fig 5 est une vue en coupe agrandie du mode de réalisation dans lequel le circlip lia est monté sur la bague intérieure 1. La Fig 6 montre une situation dans laquelle l'arbre 5 forme un angle important avec la bague extérieure 4 Les billes 3 viennent en butée sur les circlips 10 et lia, si bien qu'elles sont empêchées de tomber respectivement de la bague extérieure 4 et de la gorge pour bille de la bague intérieure Ainsi, la partie utile de- ce mode de réalisation est sensiblement la même qu'indiquée par la Fig 3. (Troisième mode de réalisation) La Fig 7 illustre le troisième mode de réalisation, dans lequel le même circlip 10 que celui qui est montré Fig 1 est placé près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4 Par contre, le circlip lia montré Fig 4, qui est situé dans la gorge pour bille de la bague intérieure 1 près de son extrémité d'entrée, est remplacé par une bague anti-chute ilb et un jonc d'arrêt 12 montés sur l'arbre 5 sensiblement à la même position. La bague anti-chute 1 lb et le jonc d'arrêt 12 peuvent se présenter sous la forme d'une seule bague intégrale lic, comme l'illustre la Fig 8 A, ou sous la forme d'un seul jonc à ergots de grande dimension ild comme montré en 8 B Autrement, ainsi que le montre la Fig 8 C, la bague anti-chute lie peut être maintenue contre un épaulement 5 a de l'arbre 5 Dans ce cas, le jonc d'arrêt 12 est supprimé, et l'arbre 5 est assemblé avec la bague intérieure 1 au moyen d'un jonc d'arrêt 6. En effet, l'arbre 5 doit être inséré seulement après que le joint homocinétique ait été assemblé. Le joint homocinétique du type à gorges croisées du premier au troisième modes de réalisation sert à transmettre un couple en rotation de la même façon qu'un joint classique En équipant le joint d'un moyen35 d'empêcher les billes de tomber, les billes sont directement empêchées de tomber même si l'angle de fonctionnement de l'arbre est grand, ce qui accroît la marge de fonctionnement de l'arbre En outre, le joint ne nécessitant pas d'adaptateur de soufflet, le coût est moindre. Pour les joints du premier au troisième modes de réalisation, le moyen de limitation de l'angle de l'arbre vient s'ajouter au moyen d'empêcher les billes de tomber. Le premier moyen sert à limiter directement la marge de fonctionnement de l'arbre à un niveau prédéterminé. Ainsi, le joint fonctionne de façon plus fiable. (Quatrième mode de réalisation) La Fig 9 est une vue en coupe du quatrième mode de réalisation Aucun adaptateur de soufflet n'est utilisé non plus dans ce mode de réalisation, et l'extrémité du soufflet 8 est fixée directement à la surface extérieure de la bague extérieure 4 au moyen d'une attache de soufflet 8 a Comme dans le troisième mode de réalisation, un circlip 10 est monté dans une gorge ménagée près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4 De plus, la périphérie intérieure de la bague extérieure 4 est pourvue d'un élément à paroi épaisse 4 x dans sa partie la plus profonde La bague extérieure 4 comporte des gorges pour billes 4 a, une poche 4 b et une périphérie intérieure 4 c. Dans le joint homocinétique de ce mode de réalisation, le circlip 10 situé près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4 sert à empêcher les billes de tomber L'élément à paroi épaisse 4 x placé profondément à l'intérieur de la bague extérieure 4 joue le rôle de moyen de limitation de l'angle de l'arbre lorsque l'arbre glisse à l'intérieur Les Figs l OA IOC montrent son fonctionnement. Comme le montrent les Figs l OA et l OB, lorsque l'arbre glisse vers l'intérieur et que l'angle entre l'arbre 5 et la bague extérieure 4 s'agrandit, une cage 2 interfère avec l'élément à paroi épaisse 4 x Ce dernier sert ainsi de butée La Fig 1 o C montre que losque l'arbre glisse vers l'extérieur, le circlip 10 interfère avec l'une des billes Ainsi, le circlip constitue une autre butée. La zone o les billes tombent et la limite d'interférence entre les billes et les autre pièces sont les mêmes-que dans le premier mode de réalisation.10 En réalisant l'élément à paroi épaisse comme moyen de limitation de l'angle de l'arbre sur la périphérie intérieure de la bague extérieure 4 dans sa partie profonde, on empêche les billes 3 de tomber même si l'angle de fonctionnement de l'arbre est grand, de15 telle sorte que l'arbre a une plus grande marge de fonctionnement et une meilleure fiabilité d'utilisation. (Cinquième mode de réalisation) La Fig 11 est une vue en coupe du cinquième mode de réalisation Aucun adaptateur de soufflet n'est utilisé non plus dans ce mode de réalisation, et l'extrémité du soufflet 8 est fixée directement à l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4 au moyen d'une attache de soufflet 8 a. Dans ce mode de réalisation, un circlip 13 est monté dans une gorge ménagée dans la surface extérieure de la cage 2, près de l'extrémité ouverte de la bague extérieure 4. Dans le joint homocinétique de ce mode de réalisation, un circlip 13 sert à limiter l'angle de fonctionnement de l'arbre dans tout l'espace de glissement et sert également à empêcher les billes de tomber Son fonctionnement est illustré par la Fig 12. La Fig 13 montre la zone o les billes tombent et la limite d'interférence entre la périphérie intérieure de la bague extérieure et le circlip 13 Plus précisément, cette figure montre la limite du mouvement de l'arbre lorsqu'il glisse vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport à la position de référence selon laquelle la cage 2 est au centre de la bague extérieure 4 La lettre A indique les lignes d'interférence entre la bague -intérieure et la cage B indique la ligne limite suivant laquelle les billes tombent C indique la ligne d'interférence entre la périphérie extérieure de la bague extérieure et le circlip. Ainsi qu'il ressort de cette figure, la zone ombrée montre la partie utilisée quand ce joint est effectivement monté dans une voiture La partie triangulaire de la zone ombrée au-dessus de la ligne en tirets alternativement longs et courts repeésente la partie qui n'était pas couverte par un joint classique. En équipant la cage du moyen d'empêcher les billes de tomber et du moyen de limitation de l'angle de l'arbre, on empêche les billes de tomber même si l'angle de fonctionnement de l'arbre est grand, ce qui accroît sa marge de fonctionnement et sa fiabilité d'utilisation De plus, ce joint n'ayant pas d'adaptateur de soufflet, son coût est faible. il 2696218 REVENDICATIONS 1 Joint homocinétique du type à gorges croisées comprenant une bague intérieure ( 1) dont la surface extérieure est munie de gorges, des billes ( 3), logées chacune dans lesdites gorges de ladite bague intérieure, une cage ( 2) pour maintenir lesdites billes ( 3), une bague extérieure ( 4) ayant une extrémité ouverte et dont10 la surface intérieure est munie de gorges ( 4 a) disposées de telle sorte qu'elles croisent lesdites gorges de ladite bague intérieure pour guider lesdites billes ( 3), un arbre ( 5) dont une extrémité est montée dans et assemblée avec ladite bague intérieure ( 1) et un soufflet ( 8) dont une extrémité est fixée à la périphérie extérieure de ladite bague extérieure ( 4) pour protéger la surface extérieure dudit arbre, caractérisé par un moyen ( 10) réalisé à l'intérieur de ladite extrémité ouverte de ladite bague extérieure ( 4) pour empêcher lesdites billes ( 3) de tomber. 2 Joint homocinétique du type à gorges croisées selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'empêcher lesdites billes de tomber est un circlip ( 10) situé sur la surface intérieure de ladite bague extérieure ( 4) près de ladite extrémité ouverte, ledit joint comprenant également un moyen ( 11) de limitation de l'angle de l'arbre pour limiter l'angle que ledit arbre peut prendre par rapport à ladite bague extérieure. 3 Joint homocinétique du type à gorges croisées selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de limitation de l'angle de l'arbre se présente sous la forme d'un circlip ( 11) situé sur la surface intérieure de ladite bague extérieure ( 1) du côté de l'extrémité opposée à l'extrémité ouverte. 4 Joint homocinétique du type à gorges croisées selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de limitation de l'angle de l'arbre se présente sous la forme d'un circlip (lia) situé sur la surface extérieure de ladite bague intérieure ( 1) près de ladite extrémité ouverte de ladite bague extérieure. Joint homocinétique du type à gorges croisées selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mo-yende-4 imitation (lia) de l'angle de l'arbre est placé à l'extrémité de ladite bague intérieure près de l'extrémité ouverte de ladite bague extérieure. 6 Joint homocinétique du type à gorges croisées selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de limitation de l'angle de l'arbre se présente sous la forme d'un élément à paroi épaisse ( 4 x) situé sur la surface intérieure de ladite bague extérieure ( 4) du côté de l'extrémité opposée de ladite extrémité ouverte. 7 Joint homocinétique du type à gorges croisées selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bague (llb) est montée sur la périphérie extérieure de ladite cage près de ladite extrémité ouverte de ladite bague extérieure ( 4), de manière à jouer le rôle dudit moyen d'empêcher lesdites billes ( 3) de tomber et également du moyen de limitation de l'angle de l'arbre.