Brevet FR2717112A1 — publié le 19950915

La présente invention se rapporte à une partie extérieure de joint pour un joint homocinétique à billes, réalisée à partir d'un corps tubulaire en tant que pièce de tôle mise en forme, comprenant des pistes à billes s'étendant sensiblement longitudinalement, qui sont destinées à recevoir des billes qui transmettent le couple de rotation. Les joints homocinétiques à billes de ce type comprennent la partie extérieure de joint qui est décrite ici, avec un certain nombre de pistes à billes réparties à la périphérie et s'étendant sensiblement longitudinalement, une partie intérieure de joint avec un même nombre de pistes à billes associées, réparties à la périphérie et s'étendant longitudinalement, des billes qui transmettent le couple de rotation et qui sont reçues dans des pistes à billes mutuellement associées dans la partie extérieure et dans la partie intérieure du joint, ainsi qu'une cage à billes, qui est pourvue de fenêtres réparties à la 1 5 périphérie, dans lesquelles les billes sont reçues individuellement et sont ainsi retenues dans leur ensemble dans un plan, et au moyen duquel les billes sont amenées dans le plan bissecteur entre les axes de la partie extérieure et de la partie intérieure du joint. On connaît du document DE 41 05 757 Ai une partie extérieure de joint, pour un joint cinétique à billes, réalisée à partir d'un corps tubulaire en tant que pièce de tôle mise en forme. Ici, la partie extérieure de joint comporte à une extrémité un premier tronçon terminal formé en un cylindre de diamètre plus important par rapport à un tronçon médian, et à l'autre extrémité un second tronçon terminal réduit sous la forme d'un cône. Les pistes à billes qui sont entièrement parallèles à l'axe s'étendent respectivement dans les régions terminales déformées aux deux extrémités de la partie extérieure du joint, et ces pistes à billes sont déformées radialement vers l'extérieur après formage des régions terminales à section transversale modifiée, dans un renfoncement et au moyen d'un poinçon. Les déformations des régions terminales vers l'extérieur aux deux extrémités ont respectivement pour but d'éviter des fissurations des extrémités lors du processus de déformation pour réaliser les pistes à billes. La partie extérieure de joint décrite ci-dessus est limitée à des joints homocinétiques à billes avec des pistes à billes qui sont totalement parallèles à l'axe. La structure et le mode de fabrication ne permettent pas d'application à des joints homocinétiques à billes avec des pistes à billes qui ne sont pas complètement parallèles à l'axe. Partant de ceci, l'objectif de la présente invention est de proposer une partie extérieure de joint réalisée en tant que pièce de tôle mise en forme, et un procédé pour sa fabrication, qui soit appropriée pour des joints homocinétiques à billes avec un mode de construction dans lequel les pistes à billes présentent un tracé qui s'écarte du parallélisme complet par rapport à l'axe. Egalement, on veut indiquer des outils appropriés pour la mise en oeuvre du procédé. La solution à ce problème est constituée, dans une partie extérieure de joint du type indiqué au début, dans laquelle les lignes médianes des pistes à billes ne sont pas parallèles à l'axe A de la partie extérieure de joint, par le fait qu'un tronçon médian axial du corps tubulaire a une section transversale réduite par rapport à deux régions terminales axiales en formant les pistes à billes, et qu'une bride sensiblement radiale est formée à au moins une extrémité axiale du corps tubulaire. Selon une réalisation particulièrement avantageuse, l'autre extrémité axiale du corps tubulaire est ici laissée sans déformation. Grâce à la réalisation selon l'invention, on assure que le matériau dans la région des pistes à billes est sensiblement consolidé grâce à la réduction de la section transversale par rapport à la section initiale du tube, et les pistes s'étendent dans la région déformée, et par conséquent également consolidée de la bride. Selon la réalisation préférée, on est en outre assuré que les pistes ne s'étendent pas jusqu'à l'autre extrémité du corps tubulaire, de sorte que l'on évite ici également le risque d'une fissuration depuis l'extrémité axiale. En outre, conformément à l'objectif, on est assuré de pouvoir réaliser des pistes à billes qui ne s'étendent pas parallèlement à l'axe du joint. Différentes réalisations du joint peuvent consister en ce que: - les lignes médianes des pistes à billes sont rectilignes et forment un angle de croisement avec l'axe de la partie extérieure du joint; - les lignes médianes des pistes à billes s'étendent suivant un tracé hélicoïdal et à distance constante par rapport à l'axe de la partie extérieure du joint; les lignes médianes des pistes à billes forment au moins deux groupes avec des angles de croisement ou des angles de pente différents par rapport à l'axe de la partie extérieure du joint; ou - les lignes médianes des pistes à billes sont incurvées vers l'extérieur par rapport à l'axe de la partie extérieure du joint. Des formes de piste des types cités ci-dessus sont bien entendu connues dans l'état de la technique. Elles ont ceci en coïncidence avec l'invention, qu'elles ne sont pas exemptes de contre-dépouille lorsqu'on les considère axialement. Le procédé selon l'invention pour réaliser la partie extérieure de joint mentionnée au début, produite à partir d'un corps tubulaire en tant que pièce de tôle mise en forme, est caractérisé par le fait qu'en une première opération de déformation sur un tronçon de tube cylindrique droit on forme une bride par évasement à une extrémité, en ce qu'en une seconde opération de déformation, et par réduction purement radiale d'un tronçon médian axial au moyen d'un outil intérieur, on préforme les pistes à billes, et en ce qu'en une troisième opération de déformation qui suit, on calibre les pistes à billes par un évasement purement radial du tronçon médian axial contre un outil extérieur. De la manière indiquée ici on empêche d'une part, grâce à la formation de la bride, qu'il se produise des fissurations lors du formage des pistes à billes en partant de l'arête terminale correspondante du tronçon tubulaire. D'autre part, grâce aux opérations de déformation qui se produisent purement radialement, qui évitent donc des opérations d'étirage, on exclut également largement la formation de fissures dues à des contraintes de cisaillement dans les surfaces. Grâce au positionnement purement radial des outils de déformation respectifs, on peut réaliser les formes de piste désirées qui ne sont pas exemptes de contre-dépouilles axiales. Dans une réalisation avantageuse, on prévoit en utilisant le corps tubulaire élargi aux deux extrémités, en vue de faciliter la manutention et de simplifier les outils, d'introduire depuis des directions axiales opposées dans le corps tubulaire différentes parties de l'outil intérieur précité, qui correspondent aux pistes à billes, et de les extraire hors du corps tubulaire dans les directions axiales opposées après une opération de déformation radiale. En particulier, pour réaliser des pistes à billes avec des angles de croisement ou de pente différents par rapport à la direction de l'axe, on peut prévoir d'introduire dans le corps tubulaire et depuis des directions axiales opposées des parties différentes de l'outil intérieur, qui correspondent aux pistes à billes, sous des mouvements de vissage opposés, et de les extraire hors du corps tubulaire après une opération de déformation, dans des directions axiales opposées sous des mouvements de vissage opposés. Un appareil convenable pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention mentionné ci-dessus, est caractérisé par: - des outils extérieurs subdivisés dans le sens périphérique et susceptibles d'être approchés radialement, qui reproduisent de façon complémentaire par leur surface intérieure le contour extérieur du tronçon médian de la partie extérieure dujomint, et - des outils intérieurs qui comprennent une âme et des parties en forme de doigts, qui reproduisent le contour intérieur du tronçon médian de la partie extérieure du joint de manière complémentaire sur leur surface périphérique extérieure, et dans cet appareil, les parties en forme de doigts reposent dans des gorges creuses de l'âme et reproduisent la forme des pistes, et elles peuvent être détachées de l'âme en direction de leur extension longitudinale. Selon un autre développement, on peut prévoir: - que deux groupes de parties en forme de doigts avec des angles de croisement ou de pente différents peuvent être détachés dans des directions axiales opposées hors de l'âme; - que deux groupes de parties en forme de doigts sont maintenus dans un porte-doigts respectif, en pouvant être déplacés radialement; qu'une âme soit subdivisée en segments périphériques entre deux plans radiaux respectifs le long de deux parties en forme de doigts, et comporte une broche centrale qui peut agir sur les segments périphériques en les écartant radialement; ou - que la broche centrale possède une surface conique qui coopère avec des tronçons coniques intérieurs sur les segments périphériques. Des exemples de réalisation préférés de la partie extérieure de joint, du procédé pour sa fabrication, et de l'appareil pour mettre en oeuvre le procédé sont indiqués dans la suite de la présente demande. L'invention sera décrite ci-après en se rapportant aux dessins, qui reproduisent le procédé pour fabriquer un mode de réalisation préféré d'une partie extérieure de joint selon l'invention, suivant des phases différentes, avec les outils extérieur et intérieur de l'appareil que l'on utilise à cet effet conformément à l'invention. Les figs. 1-1 à 1-6 montrent six représentations individuelles de la formation d'une bride radiale ainsi que la réduction radiale du tronçon médian d'une partie extérieure de joint conforme à l'invention; les figs. 2-1 à 2-3 montrent trois représentations individuelles du calibrage radial du tronçon médian d'une partie extérieure de joint conforme à l'invention; la fig. 3 montre l'outil pour réduire le tronçon médian selon les figs. 1-3 à 1-5; et la fig. 4 montre l'outil pour l'élargissement radial, selon les représentations des figs. 2-1 et 2-2. Les représentations individuelles des figs. 1-1 a 1-6 et 2-1 à 2-3 seront décrites ci-après sans transition en utilisant des chiffres de référence concordants. Aux figs. 1-1 à 1-6 on a donné des représentations individuelles des phases d'une première étape de transformation en deux étages sur la partie extérieure du joint, et d'une seconde étape de transformation à la suite de cette première étape. A la fig. 1-1 on peut voir un corps tubulaire cylindrique droit 1 qui est le point de départ du procédé de l'invention. A la fig. 1-2 on a représenté le corps tubulaire 1' ou 1", partiellement déformé en deux phases dans une matrice 2 purement cylindrique, qui porte le corps tubulaire sur une plaque de base 3 avec une collerette annulaire 4. Au moyen d'un premier poinçon 5' on rabat une bride radiale 6', tandis qu'au moyen d'un second poinçon 5" on termine la bride radiale 6". Dans la suite, celle-ci ne sera plus désignée que par bride 6. A la fig. 1-3 on a représenté la partie extérieure de joint 11 déformée dans une étape suivante, sur laquelle on peut déjà voir la bride 6 déjà mentionnée auparavant, et un tronçon axial 7 sensiblement non déformé, à l'extrémité axiale opposée. Entre ces deux régions terminales axiales, on peut voir un tronçon médian réduit 8 dans lequel sont réalisées les pistes à billes, comme on pourra encore le voir plus loin. Entre la bride 6 et le tronçon médian 8 est située une zone de transition conique 9, et entre le tronçon 7 non déformé et le tronçon médian 8, un tronçon de transition 10 également conique. La déformation radiale du tronçon médian 8 a lieu au moyen d'un outil extérieur 12 subdivisé dans le sens périphérique, et capable d'être approché radialement, tandis que le corps tubulaire 1 est supporté simultanément par un outil intérieur 13 capable d'être subdivisé axialement en plusieurs parties, qui se compose d'une âme 14 pour le tronçon médian 8, ainsi que de parties 15 et 16 pour les tronçons termi- naux 6, 9 et 7, 10. D'autres détails de l'outil intérieur 13, dont les parties 14, 15, 16 sont représentées ici en coupe, ressortent des figures ciaprès. A la fig. 1-4 on a représenté la partie extérieure de joint 11 après sa première phase de déformation, et les parties de l'outil extérieur 12 sont éloignées radialement vers l'extérieur. Dans la figure on peut voir les parties 14, 15, 16 de l'outil intérieur, l'âme 14 étant encore dans sa position à l'intérieur de la partie extérieure de joint 11, tandis que les parties 15, 16 sont éloignées axialement de celles-ci par des mouvements tournants. A cette figure, on voit clairement qu'on a prévu des gorges creuses 17 dans l'âme 14 de l'outil intérieur, dans lesquelles s'engagent et s'appuient des parties de doigts 18 sur la partie d'outil 15 et des parties de doigts 19 sur la partie d'outil 16, ces parties de doigts étant inclinées de façon différente vis-à-vis de l'axe longitudinal. Suite à l'inclinaison différente des trois parties de doigts 18, 19 les unes par rapport aux autres, sur chacune des parties d'outil 15, 16, également désignées comme porte-doigts, il apparaît sur la partie extérieure de joint des pistes alternées de pentes différentes, dont les extrémités axiales 20, 21 peuvent déjà être distinguées dans les zones de transition coniques 9, 10. Les parties de doigts 18, 19 peuvent être légèrement déplacées radialement dans les porte-doigts 15, 16. A la fig. 1-5, on a également enlevé axialement l'âme 14 de l'outil intérieur 13 hors de la partie extérieure de joint 11, et les évidements 17 dans l'âme 14 sont à nouveau représentés par leurs lignes médianes. On peut déjà voir ici les pistes complètes 22 dans la partie extérieure de joint 11, avec leurs débouchés 20, 21. A la fig. 1-6 on a représenté la partie extérieure de joint 11 encore une fois seule, après les étapes de déformation décrites ci-dessus et avec les détails qui ont déjà été explicités auparavant. Pour une meilleure compréhension de la construction des outils, on se réfère déjà à la fig. 3, qui montre en coupe transversale le tronçon médian 8 de la partie extérieure de joint 11 dans la configuration selon la fig. 1-3. Ici, on peut voir la partie extérieure de joint 11 avec les régions des pistes 22 déformées vers l'extérieur, et les régions périphériques réduites 23 situées entre les pistes. La partie extérieure de joint est supportée par l'âme cylindrique droite 14 de l'outil intérieur, qui présente les gorges creuses 17 dans lesquelles sont enfilées sous un mouvement axial tournant, les parties de doigts 18, 19 qui sont reliées a une partie d'outil respective 15, 16 en alternance à la périphérie. En outre, on peut voir l'outil extérieur 12 qui correspond de façon complémentaire au contour extérieur composite de l'outil intérieur 13; cet outil extérieur 12 est subdivisé dans la coupe illustrée suivant des plans radiaux à travers les milieux des parties de doigts 18, 19, et ses parties individuelles peuvent être approchées radialement. Aux figs. 2-1 à 2-3, on a représenté individuellement différentes phases des opérations de transformation qui suivent et qui sont décrites ciaprès à la suite les unes des autres. A la fig. 2-1 on a représenté la partie extérieure de joint 11 sous la forme de la fig. 1-6. A cet égard, on se référera aux références qui désignent les éléments individuels. On peut en outre voir un outil extérieur 32 qui est subdivisé sur la périphérie et qui supporte maintenant la partie extérieure de joint 11 radialement depuis l'extérieur. Dans la partie extérieure de joint 11 on a introduit un outil intérieur 33 qui est constitué d'une âme 34 pour le tronçon médian 8, de deux parties 35 et 36 pour les tronçons d'extrémité axiaux 6, 9 et 7, 10, ainsi que d'une broche 43 qui peut être approchée axialement. La broche possède une surface conique 40, qui coopère avec un cône intérieur 41 de l'âme 34. L'âme 34 est subdivisée sur la périphérie. Grâce au rapprochement axial de la broche 43, les segments individuels de l'âme 34 de l'outil intérieur 33 écartent le tronçon médian 8 de la partie extérieure de joint 11 contre l'outil extérieur 32 qui le supporte. A la fig. 2-2, on peut voir que les parties périphériques de l'outil extérieur 32, qui ont été ici employées pour une fonction de support, ont été déplacées radialement en éloignement vers l'extérieur. De même, la partie d'outil 35 avec les doigts 38 a été représentée sortie axialement et par un mouvement tournant hors de son engagement avec la partie extérieure de joint 11 et l'âme 34 de l'outil intérieur. L'âme 34 est déjà extraite axialement en direction opposée, et l'outil intérieur 36 qui correspond à la partie d'outil 16 avec les doigts 19 n'est plus représenté, du fait qu'il a auparavant été éloigné sous un mouvement de rotation axial et également à l'opposé par rapport à la partie 35. Les parties d'outils 35, 36 sont également désignées comme porte-doigts. Les doigts 38 et les doigts non représentés qui correspondent aux doigts 16, sont maintenus avec possibilité de déplacement radial dans les parties d'outils 35, 36. La partie extérieure de joint 11 maintenant calibrée contre l'outil extérieur 32 est visible avec tous les détails déjà illustrés à la fig. 1-5. On a représenté et désigné à nouveau ces détails de la partie extérieure de joint à la fig. 2-3, et par rapport à la forme qui a été illustrée à la fig. 1-6, seules les dimensions ont été modifiées dans une plage de l'ordre du dixième de millimètre. Pour une meilleure compréhension des outils utilisés ici, on se référera maintenant à la fig. 4, qui représente une coupe transversale à travers la partie extérieure de joint 11, avec les outils illustrés à la fig. 2- 1. Les éléments de la partie extérieure de joint 11, c'est-à-dire les tronçons de pistes à billes 22 et les tronçons intermédiaires 23, sont visibles ici de la même manière. A l'exception des dimensions, les morceaux de routil extérieur 32 correspondent à ceux de l'outil extérieur 12 de la fig. 3. Dans la coupe ici illustrée, l'âme 34 est formée de segments périphériques 42 qui sont juxtaposés les uns les autres avec jeu dans des plans de séparations radiaux respectifs au milieu entre deux doigts 38, 39. Les doigts 38, 39 qui sont reliés respectivement en alternance sur la périphérie à l'un des porte-doigts 35, 36, reposent chacun dans des creux 37 des segments périphériques 42. Dans un évidement central repose la broche 43 avec son tracé conique qui repousse lors d'un rapprochement axial les segments 42 radialement vers l'extérieur afin de calibrer la zone des pistes, cependant que la partie extérieure de joint s'appuie contre l'outil extérieur 32. Revendications 1. Partie extérieure de joint (11) pour un joint homocinétique à billes, réalisée à partir d'un corps tubulaire en tant que pièce de tôle mise en forme, comportant des pistes à billes (22) qui s'étendent sensiblement longitudinalement et qui sont destinées à recevoir des billes qui transmettent le couple de rotation, caractérisée en ce que: - un tronçon médian axial (8) du corps tubulaire (1) est réduit en section transversale par rapport à deux régions d'extrémité axiales (6, 9, 7, 10) en formant les pistes à billes (22), - en ce qu'une bride sensiblement radiale (6) est formée à une extrémité axiale du corps tubulaire (1), et - en ce que les lignes médianes des pistes à billes (22) ne s'étendent pas parallèlement par rapport à l'axe A de la partie extérieure de joint. 2. Partie extérieure de joint selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité axiale (7) du corps tubulaire (1) opposée à la bride (6) est laissée sans déformation. 3. Partie extérieure de joint selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les lignes médianes des pistes à billes (22) sont rectilignes, et forment avec l'axe A de la partie extérieure de joint (11) un angle de croisement. 4. Partie extérieure de joint selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les lignes médianes des pistes à billes (22) s'étendent sous la forme de lignes hélicoïdales à distance constante de l'axe A de la partie extérieure de joint (11). 5. Partie extérieure de joint selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les lignes médianes des pistes à billes (22) forment au moins deux groupes avec des angles de croisement ou de pente différents par rapport à l'axe A de la partie extérieure de joint (11). 6. Partie extérieure de joint selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les pistes à billes sont incurvées vers l'extérieur par rapport à l'axe A de la partie extérieure de joint. 7. Procédé pour fabriquer une partie extérieure de joint pour un joint homocinétique à billes, réalisée à partir d'un corps tubulaire en tant que pièce de tôle mise en forme, comportant des pistes à billes qui s'étendent sensiblement longitudinalement et qui sont destinées à recevoir des billes qui transmettent le couple de rotation, caractérisé en ce que: - en une première opération de déformation, on réalise une bride (6) par évasement sur un tronçon tubulaire (11) cylindrique droit, - en une seconde opération de déformation, on préforme les pistes à billes (22) par réduction purement radiale d'un tronçon médian axial (8) sur un outil intérieur de support (13), et - en une opération de déformation successive, on calibre les pistes à billes (22) par un élargissement purement radial du tronçon médian axial (8) contre un outil extérieur de support (32). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que différentes parties (18, 19; 38, 39) de l'outil intérieur (13, 33), associées aux pistes à billes, sont introduites depuis des directions axiales opposées dans la partie extérieure de joint (11), et sont extraites dans des directions axiales opposées hors de la partie extérieure de joint (11) après une opération de déformation. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que différentes parties (18, 19; 38, 39) de l'outil intérieur (13, 33), associées aux pistes à billes, sont introduites dans la partie extérieure de joint (11) sous des déplacements de vissage opposés depuis des directions axiales opposées, et sont extraites après une opération de déformation hors de la partie extérieure de joint (11) dans des directions axiales opposées et sous des déplacements de vissage opposés. 10. Appareil pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend: - des outils extérieurs subdivisés dans le sens périphérique (12, 32), et susceptibles d'être approchés radialement, qui reproduisent de façon complémentaire par leur surface intérieure le contour extérieur du tronçon médian (8), et - des outils intérieurs qui comprennent une âme (14, 34) et des parties en forme de doigts (18, 19, 38, 39), qui reproduisent avec leur surface périphérique extérieure de manière complémentaire le contour intérieur du tronçon médian (8), et en ce que les parties en forme de doigts (18, 19, 38, 39) reposent dans des gorges creuses (17, 37) de l'âme (14, 34) et reproduisent la forme des pistes, et peuvent être enlevées hors de l'râme en direction de leur extension longitudinale. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que de deux groupes de parties en forme de doigts (18, 38; 19, 39) avec des angles de croisement ou de pente différents peuvent être enlevés hors de l'âme (14, 34) dans des directions axiales opposées. 12. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que deux groupes de parties en forme de doigts (18, 38; 19, 39) sont maintenus avec faculté de déplacement radial dans un porte-doigts respectif (15, 35; 16, 36). 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'une âme (34) entre deux parties en forme de doigts respectives (38, 39) est subdivisée en segments périphériques (42) le long de plans radiaux, et comporte une broche centrale (43) qui agit sur les segments périphériques (42) en les écartant radialement. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la broche centrale (43) possède une surface conique (40) qui coopère avec des tronçons de cône intérieurs (41) sur les segments périphériques (42).