Brevet FR2733287A1 — publié le 19961025

L'invention se rapporte à joint homocinétique à billes comportant une partie extérieure qui présente une cavité intérieure ayant une surface intérieure partiellement sphérique, dans laquelle sont réalisées des premières voies de roulement s'étendant longitudinalement, et comportant une partie intérieure agencée dans cette cavité intérieure et ayant une surface partiellement sphérique dans laquelle sont réalisées des secondes voies de roulement s'étendant longitudinalement qui forment des barrettes de guidage interposées et s'étendant longitudinalement, et comportant des billes transmettant le couple de rotation qui sont agencées dans les premières et secondes voies de roulement radialement en vis-à-vis par paires, et une cage à billes annulaire logée entre la partie extérieure et la partie intérieure et présentant des surfaces à l'intérieur et à l'extérieur en forme de calotte sphérique, et cette cage reçoit les billes dans des fenêtres de cage individuelles, les maintient dans un plan commun et les amène lors d'une flexion de la partie extérieure par rapport à la partie intérieure sur le plan bissecteur entre les axes des composants du joint. Dans ce cas, les lignes médianes incurvées des premières voies de roulement s'étendent de façon symétrique aux lignes médianes incurvées des secondes voies de roulement par rapport à un plan médian de joint s'étendant à travers les centres des billes, et la surface extérieure de la cage est menée dans la surface intérieure sphérique de la partie extérieure et la surface intérieure sphérique de la cage est menée sur les barrettes de guidage de la surface extérieure sphérique de la partie intérieure. Des joints homocinétiques de ce type sont connus du document DE-PS 25 22 670. Les ouvertures du côté frontal de la cage à billes présentant sensiblement une calotte sphérique creuse sont ici nettement plus petites que le diamètre extérieur maximum de la partie de joint intérieure que l'on doit introduire dans la cage à billes. Pour le montage, lorsque les axes de deux parties se croisent perpendiculairement, on enfile par conséquent la partie de joint intérieure à travers l'une des ouvertures côté extrémité de la cage à billes, de telle sorte que l'une des barrettes de guidage de la partie intérieure plonge dans une fenêtre de cage. La longueur axiale prédéterminée de la partie intérieure, en correspondance de la longueur des barrettes de guidage entre les voies de roulement, détermine aminsi le périmètre des fenêtres de cage, qui doit par conséquent être plus grand que demandé par le fonctionnement du joint. À cause de ceci, la solidité de la cage qui représente de toute façon le composant le plus faible de l'ensemble du système, est réduite de manière désavantageuse. On connaît du document DE-PS 26 36 085 un joint homocinétique à billes du type mentionné, dans lequel les barrettes de guidage entre les voies de roulement de la partie de joint intérieure sont modifiées coniquement à l'extrémité axiale présentant la profondeur de voie plus importante de telle sorte qu'il en résulte approximativement une profondeur de voie constante sur la longueur. Ainsi, lors du même montage cité déjà ci-dessus, dans lequel la partie de joint intérieure et la cage à billes sont enfilées l'une dans l'autre avec des axes perpendiculairement en croisement, ce montage est possible sans plongée entière d'une barrette de guidage par toute sa longueur dans l'une des fenêtres. Le périmètre de la fenêtre de cage peut ainsi être augmenté avec augmentation de la solidité de la cage qui représente le composant le plus faible de l'ensemble du système. Cependant, l'inconvénient est ici que lors d'une charge en traction axiale relative entre la partie de joint intérieure et la partie de joint extérieure, le support entre la partie intérieure et la surface intérieure sphérique de la cage s'effectue sensiblement aux transitions anguleuses entre la partie sphérique de la barrette de guidage et la réalisation conique. Lorsque les forces sont élevées, ceci peut mener à un coincement et à des endommagements des deux composants cités. Dans la mesure o les barrettes de guidage raccourcies n'assurent plus une transmission de force axiale directement entre la partie de joint intérieure et la cage à billes en raison des données précitées, le support s'effectue indirectement via les voies de roulement de la partie intérieure, les billes et les découpes de fenêtres de la cage à billes. A cause de ceci, la cage à billes subit de manière désavantageuse une charge supplémentaire qui augmente le risque de rupture. 3 2733287 En partant de ceci, l'objectif sous-jacent à la présente invention est de développer un joint du type indiqué, de telle sorte que la solidité de la cage à billes soit sensiblement augmentée, sans que l'on doive souffrir des inconvénients fonctionnels en ce qui concerne la charge des surfaces respectives entre la cage à billes et la partie de joint intérieure. Cet objectif est atteint par le fait qu'une première partie des barrettes de guidage s'étend de manière délimitée par une surface sphérique sur toute la longueur axiale de la partie intérieure (6), et qu'une seconde partie des barrettes de guidage est réduite, à l'extrémité axiale présentant une profondeur de voie plus importante sur la partie intérieure (6), à un contour au-dessous de la surface sphérique correspondante. Grâce à la réalisation conforme à l'invention des barrettes de guidage sur la partie de joint intérieure en sens périphérique, on réalise un certain nombre de secondes barrettes de guidage de telle sorte qu'un montage est possible avec une longueur de fenêtre de cage réduite en direction périphérique, de sorte que la cage peut donc bénéficier de l'augmentation de solidité désirée avec une réalisation entièrement symétrique et ainsi optimisée. D'un autre côté, on prévoit des premières barrettes de guidage qui encaissent une charge mutuelle en surface bien répartie entre la partie de joint intérieure et la cage à billes lors du fonctionnement pour encaisser des forces de traction axiales relatives entre les composants du joint. Leur taille en surface est suffisante pour éviter des endommagements sur leurs surfaces en coopération mutuelle entre la partie de joint intérieure et la cage à billes malgré la réalisation différente des barrettes de guidage individuelles, et pour assurer une transmission de force directe via les voies de roulement, les billes et les barrettes de cage. Selon l'invention, l'une au moins des barrettes de guidage doit être réduite quant à son contour. Une réalisation préférée consiste en ce que deux barrettes de guidage radialement en vis-à-vis présentent un contour réduit et en particulier qu'une autre barrette de guidage située au voisinage de l'une des barrettes de guidage raccourcies présente un contour réduit. Une autre réalisation préférée qui se rapporte à des joints ayant un nombre de voies impair, ou un nombre de barrettes de guidage impair, prévoit que deux barrettes de guidage voisines et une troisième barrette de guidage située radialement en vis-à-vis de la seconde voie de roulement interposée présentent un contour réduit. D'autres réalisations avantageuses sont également possibles. La restriction de la hauteur radiale et ainsi de la longueur axiale active des barrettes de guidage concernées peut s'effectuer de préférence par un aplatissement en forme de coin ou par une modification conique, qui sont délimitées en section longitudinale respectivement par une ligne droite et dont les surfaces sont dirigées vers l'ouverture de joint. Dans ce cas, la notion "modification" ne se rapporte pas à la technique de fabrication, car seules des barrettes de guidage individuelles sont concernées de la modification correspondante. Dans une réalisation particulièrement préférée, la réduction du contour peut aller au-delà du plan médian de la partie intérieure ou du point du diamètre maximum de la surface extérieure sphérique, sans que la partie intérieure devienne ainsi incapable de fonctionner; la fonction de support axiale est assurée par les barrettes de guidage non modifiées quant au contour, c'est-à-dire par les barrettes de guidage délimitées à la manière d'une forme de calotte sphérique sur toute la longueur. Un exemple de réalisation préféré, par lequel l'objet de l'invention devient plus compréhensible, est illustré dans les dessins. Les figs. la et lb montrent un joint du type conforme à l'invention, la fig. la en coupe longitudinale, et la fig. lb en coupe transversale; les figs. 2a et 2b montrent une partie de joint intérieure comportant une cage à billes dans une première position de montage en deux coupes perpendiculaires l'une à l'autre, la fig. 2a en coupe transversale à travers la cage à billes et la fig. 2b en coupe longitudinale à travers la cage à billes; les figs. 3a et 3b montrent une partie de joint intérieure comportant une cage à billes dans une seconde position de montage en deux coupes perpendiculaires l'une à l'autre, la fig. 3a en coupe transversale à travers la cage à billes, et la fig. 3b en coupe longitudinale à travers la cage à billes. Les figs. la et lb seront décrites conjointement dans ce qui suit. Le joint conforme à l'invention comporte une partie extérieure 1 présentant un fond 2 de fermeture sur un côté, et une tige d'arbre 3 qui s'y raccorde. Axialement en sens opposé est prévue une ouverture 4 d'une cavité intérieure 5 qui forme la partie de joint extérieure 1. A l'intérieur de la cavité intérieure 5 se trouve la partie de joint intérieure 6 dans laquelle est enfiché un arbre d'entraînement 7 qui pénètre dans l'ouverture 4 de la cavité intérieure 5. Sur la partie de joint extérieure 1 est fixé un soufflet 8 au moyen d'un ruban de serrage 8, qui est illustré en arrachement et qui referme à l'extérieur de l'illustration le joint par rapport à l'arbre d'entraînmement 7. Entre la partie de joint extérieure I et la partie de joint intérieure 6 se trouve la cage à billes 9 qui est guidée par une surface extérieure sphérique 10 dans une surface de guidage intérieure sphérique 11 de la partie de joint extérieure 1, et qui est guidée par une surface intérieure sphérique 12 sur une surface extérieure sphérique 13 de la partie de joint intérieure. La cage à billes 9 présente des fenêtres de cage 14 réparties en périphérie, dans lesquelles sont maintenues des billes 15 dans un plan commun et qui sont retenues respectivement dans des premières voies de roulement 16 dans la partie extérieure 1 et dans des secondes voies de roulement 17 dans la partie intérieure 6 situées deux à deux radialement en vis-à-vis. Grâce aux voies de roulement 16 sont réalisées dans la partie extérieure 1 des barrettes de guidage 18 à partir de la surface de guidage intérieure sphérique 11. Ces barrettes de guidage présentent toutes sur le côté vers l'ouverture un élargissement 20 par rapport à la surface extérieure sphérique 10 de la cage à billes 9. Grâce aux voies de roulement 17 sont réalisées sur la partie intérieure 6 des barrettes de guidage 19 à partir de la surface extérieure sphérique 13, dont une barrette de guidage 192 montrée en coupe longitudinale à la fig. la est raccourcie quant à son contour, conformément à l'invention, sur le côté de l'ouverture 4 de la partie extérieure 11, par rapport à la surface intérieure sphérique de la cage, et forme ainsi une surface de calotte comnque 21. Les figs. 2a et 2b seront décrites conjointement dans ce qui suit. On voit respectivement la cage à billes 9, comportant six fenêtres de cage 14 réparties en périphérie, qui présente une surface sphérique extérieure 10 et une surface sphérique intérieure 12. Elle forme un corps annulaire creux présentant des ouvertures 22, 23 du côté extrémité. Le diamètre intérieur des deux ouvertures présentant la même taille ou de la plus grande ouverture est désigné par la référence DK. On voit sur la partie de joint intérieure 6 des secondes voies de roulement 17 réparties en périphérie, et des barrettes de guidage 19 respectivement interposées. La dimension plus grande suggérée dans les deux figures entre le fond d'une voie 17 et l'arête d'une barrette de guidage 19, qui est située approximativement en vis-à-vis, est désignée par la référence L. Cette dimension doit obligatoirement être inférieure au diamètre DK pour l'enfilement de la partie intérieure 6 à travers l'ouverture 22. Comme le montrent les deux figures, il existe des premières barrettes de guidage 19, qui sont enveloppées sur toute la longueur axiale de la partie intérieure par une surface sphérique, ainsi que des secondes barrettes de guidage 192 qui présentent un aplatissement 21 sous forme d'une modification conique du côté de la partie de joint intérieure présentant la profondeur de voie plus importante. Dans l'illustration de la fig. 2b, on a introduit deux barrettes 192 situées approximativement en vis-à-vis à travers l'ouverture 22 dans l'intérieur de la cage. Comme on voit à la fig. 2a, la barrette de guidage 191 située encore à l'extérieur de la cage à billes et montrée en perspective, est axialement plus longue que le périmètre d'une fenêtre de cage 14. La partie de joint intérieure 6 possède deux barrettes de guidage voisines respectives et une troisième barrette de guidage de chacun des deux types de barrettes de guidage 19, 192, qui est située radialement en vis-à-vis de l'une des deux barrettes de guidage citées en premier lieu. Les figs. 3a et 3b seront décrites conjointement dans ce qui suit. On a illustré la cage à billes 9 et la partie de joint intérieure 6 comportant les détails déjà connus des figs. 2a, 2b. L'une des deux barrettes 192 conformes à l'invention est plongée dans l'une des fenêtres de cage 14, de sorte que la barrette de guidage 19: radialement en vis-aà-vis peut également être enfilée à travers l'ouverture 22 dans l'intérieur de la cage à billes. Comme le montre la fig. 3a, la plongée de la barrette de guidage 19, est possible malgré la longueur axiale plus importante des voies de roulement 17 par rapport au périmètre de la fenêtre de cage 14, grâce à la réduction conforme à l'invention par la surface de calotte conique 21. Dans une opération suivante, les deux axes des deux composants du joint peuvent être amenés à un point d'intersection symétrique, et la position croisée des axes peut être transférée dans une position coaxiale. Grâce aux premières barrettes de guida ge 19f, il en résulte donc un support axial en surface entre la surface sphérique extérieure de ces barrettes et la surface sphérique intérieure 12 de la cage à billes Le mode d'illustration des figs. 2a et 2b ainsi que des figs. 3a et 3b les unes par rapport aux autres n'est pas en conformité avec les normes. Selon un mode de réalisation préférentiel, une barrette de guidage 19 présente un contour réduit et les cinq barrettes de guidage restantes 191 sont réalisées de manière entièrement sphérique jusqu'à la surface frontale. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, deux barrettes de guidage 191 en vis-à-vis sont réalisées de manière entièrement sphérique et les barrettes de guidage restantes 192 présentent un contour réduit. De préférence, le contour réduit de la seconde partie des barrettes de guidage 192 est légèrement plus petit que la surface enveloppe qui en résulte lors de l'enfilement de la partie intérieure 6 à travers le contour intérieur de la cage. 8 2733287 Revendications 1. Joint homocinétique à billes comportant une partie extérieure (1) qui présente une cavité intérieure (5) ayant une surface intérieure partiellement sphérique (I 1), dans laquelle sont réalisées des premières voies de roulement (16) s'étendant longitudinalement et qui forment des barrettes de guidage (18) interposées longitudinales, comportant une partie intérieure (6) agencée dans cette cavité intérieure (5) et ayant une surface partiellement sphérique (13) dans laquelle sont réalisées des secondes voies de roulement (17) s'étendant longitudinalement qui forment des barrettes de guidage (19) interposées longitudinales, et comportant des billes (15) transmettant le couple de rotation qui sont agencées dans de premières et secondes voies de roulement (16, 17) radialement en vis-à-vis par paires, et une cage à billes annulaire (9) logée entre la partie extérieure (1) et la partie intérieure (6) et présentant des surfaces (10, 12) à l'intérieur et à l'extérieur en forme de calotte sphérique, et cette cage reçoit les billes (15) dans des fenêtres de cage individuelles (14), les maintient dans un plan commun et les amène lors d'une flexion de la partie extérieure (1) par rapport à la partie intérieure (6) sur le plan bissecteur entre les axes des composants du joint, les lignes médianes incurvées des premières voies de roulement (16) s'étendant de façon symétrique aux lignes médianes incurvées des secondes voies de roulement (17) par rapport à un plan médian de joint s'étendant à travers les centres des billes (15), et la surface extérieure (10) de la cage (9) étant menée dans les barrettes de guidage (18) de la surface intérieure sphérique (1 1) de la partie extérieure (1) et la surface intérieure sphérique (12) de la cage (9) étant menée sur les barrettes de guidage (19) de la surface extérieure sphérique (13) de la partie intérieure (6), caractérisé en ce que: - une première partie des barrettes de guidage (190) est délimitée par une surface sphérique et s'étend sur toute la longueur axiale de la partie intérieure (6), et - une seconde partie des barrettes de guidage ( 192) est réduite, à l'extrémité axiale présentant une profondeur de voie plus importante sur la partie intérieure (6), à un contour au-dessous de la surface sphérique correspondante. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux barrettes de guidage (192) radialement en vis-à-vis présentent un contour réduit. 3. Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une autre barrette de guidage (192) située au voisinage de l'une des barrettes radialement en vis-à-vis présente un contour réduit. 4. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux barrettes de guidage (192) voisines et une troisième barrette de guidage (192) radialement en vis-à-vis de la seconde voie de roulement interposée (17) présentent un contour réduit. 5. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une barrette de guidage (192) présente un contour réduit, et en ce que les cinq barrettes de guidage restantes (19,) sont réalisées de manière entièrement sphérique jusqu'à la surface frontale. 6. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux barrettes de guidage (1 9) en vis-à-vis sont réalisées de manière entièrement sphérique et les barrettes de guidage restantes (192) présentent un contour réduit. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le contour réduit de la seconde partie des barrettes de guidage (192) est formé par des surfaces en coin (21) dirigées vers l'ouverture de joint (4) et délimitées linéairement en section longitudinale par la partie de joint intérieure. 8. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le contour réduit de la seconde partie des barrettes de guidage (192) est formé par des surfaces de calotte conique (19) dirigées vers l'ouverture de joint (4). 2733287 9. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le contour réduit de la seconde partie des barrettes de guidage (192) est légèrement plus petit que la surface enveloppe qui en résulte lors de l'enfilement de la partie intérieure (6) à travers le contour intérieur de la cage.