Brevet FR2710115A1 — publié le 19950324

L'invention concerne un joint à tripode comportant une partie de joint extérieure, qui présente trois évidements parallèles à l'axe, répartis sur la périphérie et formant des chemins de roulement opposes en direction périphérique, ainsi qu'une partie de joint intérieure en forme d'étoile en section transversale, qui présente trois tourillons répartis sur la périphérie et s'engageant dans les évidements de la partie de joint extérieure, des ensembles à galet étant montés sur les tourillons, chacun de ces ensembles étant composé d'un support de galet et d'un galet monté tournant sur le support de galet par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles, les galets étant disposés par rapport à leur tourillon respectif, de manière à pouvoir coulisser axialement par rapport à l'axe de tourillon et pivoter en étant mobiles angulairement par rapport à l'axe de tourillon. Des joints à tripode de ce type sont divulgués sous diverses exécutions, par le document DE 41 30 183.8. Le point commun à ces ensembles réside dans le fait qu'ils présentent, pour assurer l'arrêt axial des galets sur le support de galet, en se référant à l'axe du galet, soit une bague d'arrêt sur chacun des deux côtés, ou une bague d'arrêt sur l'un des côtés, en combinaison avec un collet réalisé d'un côté, sur le support de galet. Dans ce cas, on met en oeuvre des bagues d'arrêt sollicitées axialement d'un seul côté, en combinaison avec des rondelles d'appui. Les moyens d'arrêt axial utilisés jusqu'à présent, entre le support de galet et le galet, sont constitués de nombreuses pièces et occupent un espace axial considérable, qui est perdu en tant que surface de portée; si l'on prévoit d'un côté, un collet d'un seul tenant sur le support de galet, cela rend plus compliqué et plus coûteux l'usinage mécanique de la surface extérieure cylindrique faisant office de surface de portée. Le frottement dans la zone des moyens d'arrêt est considérable dans le cas d'une rotation du galet sur le support de galet. A partir de là, le but de la présente invention consiste à développer un joint à tripode du type de celui cité, de manière à ce que l'ensemble à galet soit amélioré quant aux conditions de frottement, à l'exploitation de l'espace occupé, ainsi qu'au guidage des galets dans la partie de joint extérieure, tout en réduisant les coûts de fabrication. Conformément à l'invention, ce but est atteint, grâce au fait que l'arrêt axial réciproque entre chaque support de galet et le galet associé, en se référant à l'axe de galet, est réalisé par une seule et unique bague d'arrêt pouvant être sollicitée dans les deux directions, et insérée dans une première et une seconde gorge opposées radialement, dans la surface intérieure du galet d'une part, et dans la surface extérieure du support de galet d'autre part. Les effets avantageux de cet ensemble à galet résident dans la réduction des moyens d'arrêt, qui sont rassemblés en une bague d'arrêt pouvant être sollicitée axialement dans les deux sens. Cela permet une fabrication sensiblement plus simple du support de galet et du galet. Il est en effet simplement nécessaire de prévoir la première et la seconde gorge pour la bague d'arrêt et un logement tourné pour le roulement à aiguilles. Il est par ailleurs possible de renoncer à la réalisation de tout autre profil de la surface intérieure du galet ou de la surface extérieure du support de galet. Les surfaces de l'ensemble à galet, opposées radialement l'une à l'autre, c'est à dire la surface extérieure du support de galet et la surface intérieure du galet, peuvent dans une large mesure être réalisées sous la forme de surfaces cylindriques, ce qui simplifie considérablement l'usinage en série. La réduction de l'usinage et l'économie des pièces d'arrêt supplémentaires, engendrent une réduction considérables des coûts. Grâce à la réduction des moyens d'arrêt, il est possible, pour une grandeur inchangée de la surface de portée pour le roulement à aiguilles, de raccourcir l'ensemble à galet, dans la direction axiale. De ce fait, les surfaces d'appui pour les galets, sur les bords des chemins de roulement dans la partie de joint extérieure, situés radialement à l'intérieur en se référant à l'axe du joint, peuvent être déplacées radialement vers l'extérieur, d'une valeur correspondante. De ce fait, il est possible d'agrandir le diamètre intérieur de la partie de joint extérieure, de sorte qu'il en résulte une augmentation de la capacité angle-déplacement du joint. Cela signifie que, pour un même diamètre extérieur et une course de coulissement prédéterminée, l'angle de flexion du joint peut être augmenté. En même temps, l'espace libre créé par la réduction des moyens d'arrêt, permet de configurer autrement les surfaces d'appui pour les galets, sur les bords des chemins de roulement, situés radialement à l'intérieur. Selon une configuration préférée, un galet possède, radialement à l'extérieur et à l'intérieur en se référant à l'axe de joint, des surfaces frontales ou annulaires venant en contact de tronçons des chemins de roulement dans les évidements de la partie de joint extérieure, en s'y appuyant. Les surfaces d'appui intérieures et extérieures peuvent être réalisées de manière à être parallèles entre-elles, perpendiculairement à l'axe du galet. Le parallélisme des surfaces d'appui et l'appui de l'ensemble à galet sur un grand diamètre, permettent de réduire les forces de frottement et ainsi les forces d'actionnement du joint. Une amélioration qualitative est ainsi conférée au guidage des galets dans les évidements de la partie de joint extérieure, parce qu'il s'effectue sur un galet, au niveau d'une surface dont le diamètre est supérieur au diamètre d'une surface frontale extérieure du support de galet, les longueurs d'appui des galets pouvant ainsi être augmentées. Selon une autre configuration possible, chaque support de galet possède, radialement à l'extérieur en se référant à l'axe de joint, une surface frontale venant en contact de la surface de fond de l'évidement, en s'y appuyant, et chaque support de galet ou chaque galet possède, radialement à l'intérieur en se référant à l'axe de joint, une surface annulaire qui vient en contact de tronçons des chemins de roulement dans les évidements de la partie de joint extérieure, en s'y appuyant. Dans ce cas, le guidage des galets s'effectue certes sur un diamètre plus faible, sur la surface frontale extérieure d'un support de galet, par rapport à la surface de fond d'un évidement, mais par contre avantageusement par l'intermédiaire d'une pièce non rotative. Selon un développement particulier, pour chaque ensemble à galet, la surface extérieure d'un support de galet ou la surface intérieure d'un galet ne présente que l'une de la première gorge et de la seconde des gorges considérées, et est par ailleurs cylindrique sur la totalité de sa hauteur. Selon une autre configuration, on prévoit pour recevoir le roulement à aiguilles, soit un logement tourné dans la surface intérieure d'un galet, soit un logement tourné dans la surface extérieure d'un support de galet. Dans ce cas, c'est avant tout la surface de portée de l'autre pièce de l'ensemble à galet qui est totalement cylindrique, exception faite de la gorge, de sorte que la fabrication de cette pièce peut être considérablement simplifiée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le logement tourné destiné à recevoir le roulement à aiguilles et l'autre des gorges considérées, sont réalisés dans la surface intérieure d'un galet, qui par ailleurs est cylindrique sur la totalité de sa hauteur, ou bien ce logement tourné destiné à recevoir le roulement à aiguilles et l'autre des gorges considérées, sont réalisés dans la surface extérieure d'un support de galet, qui par ailleurs est cylindrique sur la totalité de sa hauteur. Selon une configuration particulière, le logement tourné destiné à recevoir le roulement à aiguilles, dans la surface intérieure d'un galet ou la surface extérieure d'un support de galet, se termine de manière cylindrique jusqu'à l'une des extrémités du galet ou du support de galet, le roulement à aiguilles étant maintenu par la surface d'épaulement du logement tourné et une autre bague d'arrêt, qui est insérée dans une gorge réalisée dans le logement tourné ouvert d'un côté. Dans ce cas, le montage est considérablement simplifié par le fait que les parties individuelles de l'ensemble à galet peuvent être assemblées indépendamment les unes des autres, le roulement à aiguilles pouvant être inséré après l'assemblage du galet et du support de galet, ce qui offre des avantages, notamment dans le cas de l'utilisation de cages de roulement. D'après une autre configuration possible, le logement tourné destiné à recevoir le roulement à aiguilles, dans la surface extérieure d'un support de galet ou dans la surface intérieure d'un galet, se termine de manière cylindrique jusqu'à l'une des extrémités du support de galet ou du galet, et le roulement à aiguilles est maintenu par la surface d'épaulement du logement tourné et par la bague d'arrêt considérée dont l'une des gorges est réalisée dans le logement tourné. Ce mode de réalisation ne nécessite qu'un faible nombre de pièces, et la fabrication de l'ensemble à galet est également possible sans grande mise en oeuvre, en raison de l'arrêt du roulement à aiguilles et du galet sur le support de galet par une simple bague d'arrêt, les pièces individuelles de l'ensemble à galet pouvant ici malgré tout être montées de manière indépendante. On utilise de préférence une bague d'arrêt comportant une fente dont la direction de découpe s'étend de manière oblique par rapport à un rayon radial qui coupe la fente et le centre de la bague d'arrêt. Dans ce cas, la largeur de la fente ne devra pas dépasser 60% du diamètre d'une aiguille de roulement. La forme et la largeur de la fente de la bague d'arrêt présentent ainsi l'avantage d'empêcher que les aiguilles du roulement à aiguilles soient repoussées hors de l'ensemble à galet. Des exemples de réalisation préférés de l'invention vont être explicités plus en détail dans la suite, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un joint à tripode comportant un dispositif d'arrêt des galets, en section transversale à l'axe A du joint, et montrant des détails de deux modes de réalisation différents; Fig. 2a un ensemble à galet comportant un logement tourné destiné à recevoir le roulement à aiguilles dans la surface intérieure du galet, ainsi qu'une bague d'arrêt; Fig. 2b un ensemble à galet comportant un logement tourné destiné à recevoir le roulement à aiguilles dans la surface extérieure du support de galet, ainsi qu'une bague d'arrêt; Fig. 2c un ensemble à galet tel que sur la figure 2a, comprenant un logement tourné dans la surface intérieure du galet, qui en direction d'un côté se termine de manière cylindrique jusqu'à l'extrémité du galet, une bague d'arrêt supplémentaire dans le logement tourné, réalisant l'arrêt des aiguilles; Fig. 2d un ensemble à galet tel que sur la figure 2b, comprenant un logement tourné dans la surface extérieure du support de galet, qui en direction d'un côté se termine de manière cylindrique jusqu'à l'extrémité du support de galet, l'arrêt des aiguilles tout comme l'arrêt axial du galet étant effectué à l'aide d'une seule bague d'arrêt; Fig. 3 un ensemble à galet selon la figure 2d, en demi-coupe, comprenant une bague d'arrêt pouvant être sollicitée des deux côtés, et la représentation de la fente de la bague d'arrêt en vue de dessus. La figure 1 représente un joint à tripode qui est composé d'une partie de joint extérieure 1 et d'une partie de joint intérieure 2, cette dernière présentant des tourillons 3, 3' disposés en étoile, radialement par rapport à l'axe de joint A, et portant chacun un ensemble à galet 17, 17'. Les ensembles à galet 17, 17' sont constitués en premier lieu, d'un support de galet 4, 4' et d'un galet 5, 5', tournant sur un tourillon 3, 3'. Dans le cas du mode de réalisation d'un ensemble à galet, représenté en coupe dans le haut et en vue de face en bas et à droite, le guidage s'effectue sur un tourillon 3' entièrement cylindrique, le support de galet 4' étant en deux parties et comprenant une bague intérieure 6 à alésage de passage cylindrique et à surface extérieure sphérique s'engageant dans une surface en forme de calotte sphérique du support de galet 4' proprement dit. Dans le cas du mode de réalisation de l'ensemble à galet, représenté en section transversale sur la partie brisée, à gauche, l'ensemble est maintenu sur un tourillon 3 de configuration sphérique, qui s'engage dans l'ouverture intérieure cylindrique du support de galet 4 en une seule partie. Les galets 5, 5' sont montés chacun par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 9, 9', sur les supports de galet 4, 4', les roulements à aiguilles 9, 9' étant logés dans chacun des cas, dans un logement tourné 14. L'arrêt des galets 5, 5' par rapport aux supports de galet 4, 4', dans les deux directions par rapport à l'axe de galet B, est réalisé par une bague d'arrêt 8, 8'. Les bagues d'arrêt 8, 8' sont insérées chacune dans une gorge 10 dans les supports de galet 4, 4', et dans une gorge 15 dans les galets 5, 5'. Dans le cas du mode de réalisation représenté dans le haut et à droite, le support de galet 4' s'appuie, par l'intermédiaire d'une surface frontale extérieure, et par l'intermédiaire d'une surface d'épaulement intérieure, dans l'évidement 16 de la partie de joint extérieure, et le galet 5' s'appuie radialement par rapport au support de galet, comme déjà mentionné, exclusivement par l'intermédiaire de la bague d'arrêt 8', en se référant dans chaque cas à l'axe de joint A. Dans le cas du mode de réalisation représenté à gauche, le galet 5 s'appuie directement dans les chemins de roulement de l'évidement 16, tandis que le support de galet 4 n'est pas du tout en contact avec l'évidement, et qu'au contraire il s'appuie radialement par rapport au galet, exclusivement par l'intermédiaire de la bague d'arrêt 8, en se référant dans chaque cas à l'axe de joint A. Sur les figures 2a à 2d, les détails identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes repères toutefois pourvus d'indices différents, et l'on se référera à la description précédente en ce qui concerne les parties identiques. La figure 2a montre un ensemble à galet comportant un support de galet 4a et un galet 5a, un logement tourné 14a destiné à recevoir un roulement à aiguilles 9a, étant réalisé dans la surface intérieure lla du galet 5a. Le galet 5a est arrêté dans les deux directions par rapport à l'axe de galet B, au moyen d'une bague d'arrêt 8a montée dans des gorges 10a, 15a sur la surface extérieure 13a du support de galet 4a ainsi que sur la surface intérieure lla du galet 5a. Sur la figure 2b est représenté un ensemble à galet dans lequel le logement tourné 14b destiné à recevoir un roulement à aiguilles 9b, est agencé sur la surface extérieure 13b du support de galet 4b, et dans lequel un galet 5b est maintenu par rapport au support de galet 4b, dans les deux directions par rapport à l'axe de galet B, à nouveau par l'intermédiaire d'un arrêt axial comprenant une bague d'arrêt 8b, qui est insérée dans des gorges 10b, 15b. La figure 2c représente un ensemble à galet tel que celui de la figure 2a, mais dans ce cas, un logement tourné 14c destiné à recevoir un roulement à aiguilles 9c, se poursuit jusqu'à une surface frontale d'un galet 5c, et le roulement à aiguilles 9c est maintenu par une bague d'arrêt supplémentaire 18, cette bague d'arrêt 18 étant insérée dans une autre gorge sur la surface intérieure llc du galet 5c. La figure 2d montre un ensemble à galet tel que celui de la figure 2b; dans ce cas, un logement tourné 14d destiné à recevoir un roulement à aiguilles 9d, se poursuit jusqu'à une surface frontale d'un support de galet 4d. Le roulement à aiguilles 9d est ici maintenu par la bague d'arrêt 8d conforme à l'invention, qui est insérée dans des gorges l0d, 15d, et qui assure simultanément l'arrêt du galet 5d par rapport au support de galet 4d, dans les deux directions par rapport à l'axe de galet. La figure 3 montre l'ensemble à galet selon la figure 2d, la bague d'arrêt 8 étant représentée selon un quart de vue de dessus, y compris le centre M; on peut voir ici une fente 7 uniquement nécessaire au montage et s'étendant de manière oblique par rapport à un rayon radial C passant par l'axe de galet. La largeur b de la fente doit être inférieure ou égale à 0,6 fois le diamètre d d'une aiguille de roulement, tandis que la largeur c de la bague d'arrêt 8, de par sa fonction, est supérieure au diamètre d d'une aiguille de roulement. REVENDICATIONS. 1. Joint à tripode comportant une partie de joint extérieure (1), qui présente trois évidements (16) parallèles à l'axe, répartis sur la périphérie et formant des chemins de roulement opposés en direction périphérique, ainsi qu'une partie de joint intérieure (2) en forme d'étoile en section transversale, qui présente trois tourillons (3, 3') répartis sur la périphérie et s'engageant dans les évidements (16) de la partie de joint extérieure (1), des ensembles à galet (17, 17') étant montés sur les tourillons (3, 3'), chacun de ces ensembles étant composé d'un support de galet (4, 4', 4a, 4b, 4c, 4d) et d'un galet (5, 5', 5a, b, 5c, 5d) monté tournant sur le support de galet par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles (9, 9', 9a, 9b, 9c, 9d), les galets étant disposés par rapport à leur tourillon respectif, de manière à pouvoir coulisser axialement par rapport à l'axe de tourillon et pivoter en étant mobiles angulairement par rapport à l'axe de tourillon, caractérisé en ce que l'arrêt axial réciproque entre chaque support de galet (4, 4', 4a, 4b, 4c, 4d) et le galet associé (5, 5', 5a, 5b, 5c, 5d), en se référant à l'axe de galet (B) est réalisé par une seule et unique bague d'arrêt (8, 8', 8a, 8b, 8c, 8d) pouvant être sollicitée dans les deux directions, et insérée dans une première et une seconde gorge (10, 15) opposées radialement, dans la surface intérieure (11, lla, llb, llc, lld) du galet (5, 5', 5a, 5b, 5c, 5d) d'une part, et dans la surface extérieure (13, 13a, 13b, 13c, 13d) du support de galet (4, 4', 4a, 4b, 4c, 4d) d'autre part. 2. Joint à tripode selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque galet (5, 5', 5a, 5b, 5c, d) possède, radialement à l'extérieur et à l'intérieur en se référant à l'axe de joint (A), des surfaces frontales ou annulaires venant en contact de tronçons des chemins de roulement dans les évidements (16) de la partie de joint extérieure (1), en s'y appuyant. 3. Joint à tripode selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque support de galet (4, 4', 4a, 4b, 4c, 4d) possède, radialement à l'extérieur en se référant à l'axe de joint (A), une surface frontale venant en contact de la surface de fond de l'évidement, en s'y appuyant, et en ce que chaque support de galet (4, 4', 4a, 4b, 4c, 4d) ou chaque galet (5, 5', 5a, 5b, c, 5d) possède, radialement à l'intérieur en se référant à l'axe de joint (A), une surface annulaire qui vient en contact de tronçons des chemins de roulement dans les évidements (16) de la partie de joint extérieure (1), en s'y appuyant. 4. Joint à tripode selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour chaque ensemble à galet la surface extérieure (13, 13a, 13b, 13c, 13d) d'un support de galet (4, 4', 4a, 4b, 4c, 4d) ou la surface intérieure (11, lla, llb, llc, lld) d'un galet (5, 5', 5a, 5b, 5c, 5d) ne présente qu'une de la première et de la seconde des gorges (10, 15) considérées, et est par ailleurs cylindrique sur la totalité de sa hauteur. 5. Joint à tripode selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour recevoir le roulement à aiguilles (9a, 9b, 9c, 9d) est prévu, soit un logement tourné (14a, 14c) dans la surface intérieure (lla, llc) d'un galet (5, 5a, 5c), soit un logement tourné (14b, 14d) dans la surface extérieure (13b, 13d) d'un support de galet (4, 4b, 4d). 6. Joint à tripode selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le logement tourné (14a) destiné à recevoir le roulement à aiguilles (9a) et l'autre des gorges considérées (15a), sont réalisés dans la surface intérieure (lla) d'un galet (5a), qui par ailleurs est cylindrique sur la totalité de sa hauteur. 7. Joint à tripode selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le logement tourné (14b) destiné à recevoir le roulement à aiguilles (9b) et l'autre des gorges considérées (lOb), sont réalisés dans la surface extérieure (13b) d'un support de galet (4b), qui par ailleurs est cylindrique sur la totalité de sa hauteur. 8. Joint à tripode selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le logement tourné (14c) destiné à recevoir le roulement à aiguilles (9c), dans la surface intérieure (11c) d'un galet (5c) ou la surface extérieure (13c) d'un support de galet (4c), se termine de manière cylindrique jusqu'à l'une des extrémités du galet (5c) ou du support de galet (4c), le roulement à aiguilles (9c) étant maintenu par la surface d'épaulement du logement tourné (14c) et une autre bague d'arrêt (18), qui est insérée dans une gorge réalisée dans le logement tourné (14c) ouvert d'un côté. 9. Joint à tripode selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le logement tourné (14d) destiné à recevoir le roulement à aiguilles (9d), dans la surface extérieure (13d) d'un support de galet (4d) ou dans la surface intérieure (lld) d'un galet (5d), se termine de manière cylindrique jusqu'à l'une des extrémités du support de galet (4d) ou du galet (5d), et en ce que le roulement à aiguilles (9d) est maintenu par la surface d'épaulement du logement tourné (14d) et par la bague d'arrêt considérée (8d) dont l'une des gorges (10d) est réalisée dans le logement tourné (14d). 10. Joint à tripode selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bague d'arrêt (8, 8', 8a, 8b, 8c, 8d) présente une fente (7) dont la largeur (b) est inférieure à 60% du diamètre (d) d'une aiguille du roulement à aiguilles (9, 9', 9a, 9b, 9c, 9d), et dont la direction s'étend de préférence de manière oblique par rapport à un rayon radial (C) partant de l'axe de galet (B) et passant par la fente (7).