Brevet FR2744502A1 — publié le 19970808

La présente invention est relative à un joint de transmission homocinétique à billes du type compre- nant: une cloche destinée à être solidaire d'un premier arbre, la cavité de cette cloche formant une calotte sphérique axialement intérieure prolongée par une partie axialement extérieure dépourvue de contredépouille dans le sens axial, la paroi de cette cavité comportant six premières gorges qui débouchent sur la face d'extrémité de la cloche; un ensemble comprenant un noyau à six secondes gorges, destiné à être solidaire d'un second arbre, six billes reçues, respectivement, partiellement dans les six premières gorges et partiellement dans ces six secondes gorges, et une cage de maintien des billes; et des moyens de maintien de la cage dans une position axiale prédéterminée. L'invention a pour but de fournir des moyens de maintien de la cage qui soient fiables et qui se mettent en place avec le joint en ligne, c'està-dire sans qu'il soit nécessaire de briser le joint ni d'effectuer une rotation relative, autour de l'axe du joint, entre la cloche et les autres éléments de ce joint. A cet effet, l'invention a pour objet un joint à billes du type précité, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comprennent: - au moins trois évidements axialement en contre-dépouille, ménagés dans la partie axialement extérieure de la cavité de la cloche, entre lesdites premières gorges; - pour chaque évidement, un organe de remplissage qui, en section méridienne, est sensiblement conjugué de l'évidement; et - des moyens de retenue des organes de remplissage dans leurs évidements respectifs. Le joint à billes suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivan- tes: - les organes de remplissage sont des pattes venues de matière, par leur extrémité axialement exté- rieure, avec un anneau fendu; - l'anneau fendu comprend un anneau plat muni de deux saillies radiales de préhension pour la fermeture temporaire de la fente; - les organes de remplissage sont des languettes séparées en forme de crochet, comportant un appendice extérieur qui recouvre la face d'extrémité de la cloche, et les moyens de maintien comprennent un anneau circulaire rigide fixé, notamment soudé, sur tous les appendices extérieurs; - les organes de remplissage sont des pastilles séparées qui se logent chacune dans un évide- ment, et les moyens de maintien comprennent un capot rigide comportant un anneau circulaire rendu solidaire, notamment par soudage, de la face d'extrémité de la cloche; - le capot rigide comporte pour chaque pastille, un appendice axial s'étendant jusqu'à cette pastille le long de la partie extérieure de la cavité de la cloche; - les évidements sont au nombre de six. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe longitudi- nale d'un joint à billes conforme à l'invention; - la Figure 2 est une vue partielle de la cavité de la cloche, prise en regardant à partir de son axe; - la Figure 3 est une vue prise en coupe suivant la ligne III-III de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue partielle en perspective correspondant à la Figure 2; - la Figure 5 représente en perspective le capot de maintien de la cage; - la Figure 6 est une vue partielle de ce capot, prise en regardant depuis l'axe du capot; - la Figure 7 est une vue prise en coupe suivant la ligne VII- VII de la Figure 6; - la Figure 8 est une vue partielle, en perspective et en coupe, du même capot; - les Figures 9 à 12 sont des vues partielles en coupe longitudinale illustrant quatre étapes successi- ves de la mise en place du capot des Figures 5 à 8; - la Figure 13 représente en perspective une languette de maintien appartenant à un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la Figure 14 représente en perspective un anneau associé à cette languette de maintien; - les Figures 15 et 16 sont des vues partiel- les en coupe longitudinale illustrant deux étapes successives de la mise en place des moyens de maintien de la cage du deuxième mode de réalisation de l'invention; - la Figure 17 représente en perspective une pastille de maintien appartenant à un troisième mode de réalisation de l'invention; la Figure 18 représente en perspective un capot associé à cette pastille; et - la Figure 19 est une vue partielle en coupe longitudinale illustrant le troisième mode de réalisa- tion. Le joint de transmission à billes 1 représen- té sur la Figure 1 est destiné à relier deux arbres d'un véhicule automobile, à savoir un demi-arbre moteur transversal 2 et une fusée de roue motrice 3. Ce joint comprend essentiellement: - une cloche 4 venue de matière avec la fusée 3; - une noix 5 adaptée pour se fixer sur l'extrémité du demi-arbre 2 au moyen de cannelures 6 et d'un circlips 7; six billes 8; - une cage 9 de retenue de ces billes; - des moyens 10 de maintien de la cage 9; et - un soufflet d'étanchéité 11 dont l'extrémi- té large est fixé autour de l'entrée de la cloche 4 au moyen d'un collier 12, tandis que son extrémité étroite est fixée autour du demi- arbre 2 au moyen d'un autre collier 13. L'ensemble du joint 1 est classique, à l'exception des moyens de maintien 10. Il n'est donc pas nécessaire de le décrire en détail. On rappellera toutefois les points suivants, en supposant le joint aligné suivant un axe x-x comme représenté. La cavité de la cloche 4 comporte, à partir de son fond 14 adjacent à la fusée 3, une partie axiale- ment intérieure 15 en forme de calotte sphérique qui, à partir de son plan équatorial P perpendiculaire à l'axe X-X, se prolonge par une partie axialement extérieure cylindrique 16. Six premières gorges 17 sont ménagées dans la cavité de la cloche, chacune d'elles s'étendant partiellement dans la partie 15 et partiellement dans la partie 16. Chaque gorge débouche sur la face d'extrémité 18 de la cloche, qui est plane et parallèle au plan P et est chanfreinée intérieurement en 18A. La noix 5 comporte six secondes gorges 19 dans sa surface périphérique extérieure, qui est approxi- mativement sphérique. Chaque bille 8 est reçue partielle- ment dans une gorge 17 et partiellement dans une gorge 19. La cage 9 comporte six orifices 9A, réguliè- rement répartis angulairement, dont chacun reçoit une bille 8. Sa surface radialement intérieure est approxima- tivement sphérique et peut coopérer avec la surface périphérique de la noix, et sa surface radialement extérieure, également approximativement sphérique, peut coopérer avec la surface sphérique intérieure 15 de la cloche. Les moyens de maintien 10 servent à maintenir la cage 9 dans une position axiale prédéterminée après que l'ensemble 5-8-9, préalablement assemblé, a été introduit en ligne, suivant l'axe X-X, dans la cloche 4. Ces moyens 10 comprennent six évidements 20 ménagés dans la surface cylindrique 16 de la cloche, entre les gorges 17 (Figures 2 à 4). Chaque évidement a, vu à partir de l'axe X-X (Figure 2), une forme rectangu- laire bordée sur ses quatre côtés par une plage 21 de la surface 16. En coupe longitudinale (Figure 3), il présente une section triangulaire, de profondeur crois- sante en direction du fond 14, c'est-à-dire qu'il est réalisé en contre-dépouille dans le sens axial. Le fond 22 de chaque évidement est sphérique. Les moyens de maintien 10 comprennent en outre un capot 23 d'une seule pièce en tôle relativement élastique. Ce capot (Figures 5 à 8) comporte un anneau plat 24 muni d'une fente radiale 25. De chaque bord de cette fente part une oreille 26 qui s'étend dans le plan de l'anneau, radialement vers l'extérieur. Du bord intérieur de l'anneau 24 partent six languettes 27 à section en forme générale de C. Plus précisément, chaque languette comporte une racine conique 28 inclinée, conjuguée du chanfrein 18A de la cloche, une partie intermédiaire cylindrique 29 perpendiculaire au plan de l'anneau 24, et une patte de remplissage 30 intérieure- ment et extérieurement sphérique. Pour la mise en place du capot 23 sur la cloche 4, il suffit, après l'avoir amené en regard de la face d'extrémité 18 de celle-ci, de refermer la fente 25 (flèche F1 de la Figure 9), puis de le déplacer axiale- ment jusqu'au contact des pattes 30 sur la cage 9 (flèche F2 de la Figure 10), puis, tout en maintenant ce contact, de relâcher les oreilles 26 (flèche F3 de la Figure 11). Ainsi, chaque patte 30 vient se loger dans un évidement et remplir pratiquement tout l'espace libre entre le fond 22 de ce dernier et la surface sphérique en regard de la cage. Dans cette position (Figure 12), les parties 24, 28 et 29 du capot épousent sensiblement, respective- ment, les parties 18, 18A et 16 de la cloche. Grâce à la configuration en contre-dépouille des évidements 20, la cage est alors fermement maintenue dans sa position axiale prédéterminée, sans qu'aucune opération supplémentaire soit nécessaire. De plus, le joint peut être facilement démonté. Le mode de réalisation des Figures 13 à 16 ne diffère du précédent que par le fait que le capot unitaire 23 est remplacé par un ensemble constitué d'une part de six languettes 27A séparées (Figure 13), d'autre part d'un anneau plat de liaison 24A (Figure 14). Chaque languette a la même forme générale en C que précédemment, c'est-à-dire comporte successivement une partie plane 24B, une partie sensiblement conique 28B, une partie intermédiaire cylindrique 29B perpendiculaire au plan de la partie 24B, et une patte de remplissage 30B intérieu- rement et extérieurement sphérique. En fin de montage du joint, chaque languette 27A est mise en place dans son évidement 20 respectif en posant la patte 30B sur la surface extérieure sphérique de la cage 9 (Figure 15), puis en faisant glisser cette patte sur la cage par un mouvement de rotation dans le plan méridien correspondant. Lorsque les six languettes 27A sont en place, leurs parties 24B se trouvent sur la face d'extrémité 18 de la cloche 4. On pose sur elles l'anneau 26A, que l'on fixe, par exemple par soudage (Figure 16), sur ces parties 24B. Il est à noter que, d'une part, le mouvement de rotation utilisé pour mettre en place chaque languette ne nécessite aucun jeu pour la patte 30B dans l'évidement 20. Le calage de la cage peut donc être très précis. De plus, le soudage de l'anneau 24A s'effectue sur les languettes 27A, et il est facile de choisir les métaux de ces pièces pour que ce soudage soit fiable. Le mode de réalisation des Figures 17 à 19 ne diffère du précédent que par le fait qu'on utilise d'une part six pastilles séparées 30C, d'autre part un capot de maintien 23C. Chaque pastille a la même forme sphérique qu'une patte 30B de la Figure 13 et qu'une patte 30 des Figures 5 à 8. Le capot 23C a la même configuration que le capot 23 des Figures 5 à 8, après enlèvement des six pattes 30 et suppression de la fente 25 et des oreilles 26. Le capot 23C est ainsi une pièce rigide. Pour terminer le montage du joint, on met chaque pastille 30C en place par un mouvement de rotation identique à ce qui a été décrit plus haut en regard de la Figure 15. Puis on amène axialement le capot 23C et on fixe son anneau 24D sur la face d'extrémité de la cloche, notamment par soudage. L'extrémité libre des parties cylindriques 29D est alors en regard des pastil- les 30C et maintient en place celles-ci (Figure 19). En variante, avec un contour différent des pastilles 30C, celles-ci peuvent être maintenues dans les évidements 20 par la périphérie intérieure d'un anneau plat semblable à l'anneau 24A de la Figure 14, cet anneau étant alors soudé à la cloche 4. REVEND I CATIONS 1 - Joint de transmission homocinétique à billes, du type comprenant: une cloche (4) destinée à être solidaire d'un premier arbre (3), la cavité de cette cloche formant une calotte sphérique axialement inté- rieure (15) prolongée par une partie axialement exté- rieure (16) dépourvue de contre-dépouille dans le sens axial, la paroi de cette cavité comportant six premières gorges (17) qui débouchent sur la face d'extrémité (18) de la cloche; un ensemble (5, 7, 8, 9) comprenant un noyau (5) à six secondes gorges (19), destiné à être solidaire d'un second arbre (2), six billes (8) reçues, respectivement, partiellement dans les six premières gorges et partiellement dans ces six secondes gorges, et une cage (9) de maintien des billes; et des moyens (10) de maintien de la cage dans une position axiale prédéter- minée, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien comprennent: - au moins trois évidements (20) axialement en contre-dépouille, ménagés dans la partie axialement extérieure (16) de la cavité de la cloche (4), entre lesdites premières gorges (17); - pour chaque évidement, un organe de remplissage (30; 30B; 30C) qui, en section méridienne, est sensiblement conjugué de l'évidement (20); et - des moyens (23; 24A; 23C) de retenue des organes de remplissage dans leurs évidements respectifs (20). 2 Joint à billes suivant la revendication Il 1, caractérisé en ce que les organes de remplissage (30) sont des pattes venues de matière, par leur extrémité axialement extérieure, avec un anneau fendu (24). 3 - Joint à billes suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau fendu (24) comprend un anneau plat muni de deux saillies radiales (26) de préhension pour la fermeture temporaire de la fente (25). 4 - Joint à billes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de remplissage sont des languettes séparées (27A) en forme de crochet, comportant un appendice extérieur (24B) qui recouvre la face d'extrémité (18) de la cloche (4), et en ce que les moyens de maintien comprennent un anneau circulaire rigide (24A) fixé, notamment soudé, sur tous les appendi- ces extérieurs (24B). - Joint à billes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de remplissage (30C) sont des pastilles séparées qui se logent chacune dans un évidement (20), et en ce que les moyens de maintien comprennent un capot rigide (23C) comportant un anneau circulaire (24D) rendu solidaire, notamment par soudage, de la face d'extrémité (18) de la cloche (4). 6 - Joint à billes suivant la revendication , caractérisé en ce que le capot rigide (23C) comporte, pour chaque pastille, un appendice axial (29D) s'étendant jusqu'à cette pastille le long de la partie extérieure (16) de la cavité de la cloche. 7 - Joint à billes suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les évidements (20) sont au nombre de six.