Brevet FR2772680A1 — publié le 19990625

L'invention se rapporte à un arbre à joints homocinétiques comportant un premier et un second joints homocinétiques fixes qui contiennent chacun une partie extérieure avec des rainures de roulement extérieures, une partie intérieure avec des rainures de roulement intérieures, une cage agencée entre celles-ci pour guider des billes qui s'engagent dans des rainures de roulement extérieures et intérieures opposées les unes aux autres et formant une paire respective, dans lequel la partie extérieure est pourvue de premiers moyens de raccordement et la partie intérieure est pourvue de seconds moyens de raccordement, un dispositif de déplacement qui comprend un tenon poussoir relié à la partie intérieure du premier joint homocinétique et une douille poussoir reliée à un arbre intermédiaire, entre lesquels sont agencés des corps de roulement s'engageant dans des rainures de roulement, l'arbre intermédiaire étant relié à la partie intérieure du second joint homocinétique fixe. Dans le cas d'un tel arbre à joints homocinétiques décrit dans le document DE 44 19 373 AI, le tenon poussoir est réalisé d'une seule pièce avec la partie intérieure du premier joint homocinétique fixe. Un tenon est formé sur la partie intérieure du second joint homocinétique fixe. L'arbre intermédiaire est en assise ferme avec un premier tronçon sur le tenon de la partie intérieure du second joint homocinétique fixe. Cet arbre porte à son autre extrémité la douille poussoir. L'inconvénient est ici que différentes réalisations sont nécessaires pour les parties intérieures des deux joints homocinétiques. Ceci se répercute sur des coûts plus élevés, en particulier pour les outils de fabrication des parties intérieures. L'invention a pour objectif de proposer un arbre à joints homocinétiques susceptible d'être réalisé à coût modéré. Cet objectif est atteint selon l'invention par le fait que les parties intérieures des deux joints homocinétiques fixes présentent des perçages de réception identiques, en ce qu'un tronçon d'enfichage respectif est situé sur l'arbre intermédiaire à son extrémité éloignée de la douille poussoir et sur le tenon poussoir à son extrémité faisant saillie hors de la douille poussoir, lesdits tronçons d'enfichage étant réalisés en ajustement avec les deux perçages de réception. L'avantage de cette réalisation est qu'à l'exception des moyens de raccordement, on peut utiliser pour les parties extérieures des joints homocinétiques fixes de même structure que pour l'arbre à joints homocinétiques. Il en résulte en outre l'avantage que la part de mise en forme des parties intérieures peut sensiblement être réduite par rapport à celles de l'état de la technique qui comportent un tenon puisqu'en général, on utilise des parties intérieures fabriquées sans enlèvement de matière pour pouvoir réaliser une production peu coûteuse et avec une précision de répétition élevée. De préférence, l'arbre intermédiaire est réalisé sous forme d'arbre tubulaire et comprend la douille poussoir. On choisit ici pour le tronçon d'enfichage une paroi qui est plus épaisse que le tronçon de paroi dans la région entre le tronçon d'enfichage et le tronçon réalisé sous forme de douille poussoir. Un tel arbre intermédiaire peut être par exemple mis dans sa forme définitive par forgeage, à partir d'un tube. On propose en outre de réaliser aussi le tenon poussoir de forme tubulaire pour pouvoir maintenir favorables ici aussi les forces de mise en forme. On peut aussi envisager une fabrication par forgeage pour le tenon poussoir avec les rainures de roulement et la denture dans la région du tronçon d'enfichage. Pour obtenir une réalisation solidaire en rotation entre les parties intérieures et les tronçons d'enfichage du tenon poussoir et de l'arbre intermédiaire, respectivement, ceux-ci sont pourvus de dentures dont les dents sont orientées parallèlement à l'axe longitudinal des parties intérieures. Une construction particulièrement favorable de l'arbre à joint résulte d'une configuration des joints homocinétiques fixes selon laquelle à la partie extérieure est associé un élément de soutien avec une surface sphérique creuse en tant que surface de soutien. Celle-ci sert au soutien d'une surface de commande sphérique d'un élément de commande en forme de coque. Le bord de cet élément de commande en forme de coque présente une face frontale plane. Sur celle-ci prend appui la partie intérieure avec une face frontale plane, l'axe longitudinal de la partie intérieure étant dressé à la perpendiculaire sur celle-ci. La partie intérieure est maintenue centrée par rapport à la partie extérieure par des billes qui sont guidées dans une cage. La cage est soutenue par une surface sphérique creuse sur une surface extérieure sphérique de la partie intérieure. Il n'y a pas de contact entre la cage et la partie extérieure. Puisqu'à l'état allongé, les rainures de roulement intérieures et les rainures de roulement extérieures présentent, depuis le côté du joint homocinétique fixe vers lequel l'élément de soutien est agencé, une section se rétrécissant le long de l'axe longitudinal, la partie intérieure est centrée par l'élément de commande le long de l'axe longitudinal, par rapport à la partie extérieure, sur le centre de flexion de joint. Grâce à cette configuration et à cet agencement de l'élément de commande, on peut choisir un diamètre relativement grand pour le perçage de réception. Il faut uniquement assurer qu'au-dessous des rainures de roulement intérieures, on dispose de suffisamment de matière en direction radiale pour transmettre le couple. Le joint homocinétique fixe décrit dans ses grandes lignes est décrit en détail et revendiqué dans la demande de brevet DE 197 51 493.6. Un exemple de réalisation préféré de l'invention est représenté schématiquement au dessin et décrit ci-joint en rapport avec celui-ci L'arbre à joints homocinétiques selon l'invention est constitué par deux joints homocinétiques fixes 1, 1' et par un arbre intermédiaire 14 avec un dispositif de déplacement. L'arbre à joints homocinétiques représenté sert par exemple à l'entraînement de roues arrière d'un véhicule, le joint homocinétique fixe 1 étant relié par l'intermédiaire de moyens de raccordement qui seront décrits encore plus en détail ci- après, e. le joint homocinétique fixe 1' étant relié par les autres moyens de liaison encore à décrire, au moyeu d'une roue arrière du véhicule. Les deux joints homocinétiques fixes 1, 1' sont réalisés sensiblement homologues. Leurs composants qui sont différents, dans la mesure o ils sont importants pour la présente invention, seront également décrits en détail ci-après. Pour une meilleure compréhension, les numéros de référence pour les différents éléments sont associés tantôt à l'un, tantôt à l'autre des joints homocinétiques fixes 1, 1'. Les deux joints homocinétiques fixes 1, 1' possèdent chacun une partie extérieure 2 réalisée sous forme de pièce de tôle, c'est-à-dire présentant une paroi mince. Elle possède plusieurs rainures de roulement extérieures 3 ménagées dans sa surface intérieure, réparties sur la périphérie autour de son l'axe longitudinal, lesquelles s'étendent chacune dans des plans méridiens, et à partir de là s'étendent sans contre-dépouille depuis le côté d'ouverture associée, à titre de moyen de raccordement, à la bride 4 ou au tenon de raccordement, respectivement. Ceci signifie qu'en direction d'éloignement de la bride 4, le fond des rainures de roulement extérieures 3 se rapproche de l'axe longitudinal de la partie extérieure 2. Grâce à la configuration de la partie extérieure 2 en tant que pièce de tôle, sa paroi, vue en coupe, s'étend avec des renflements dans lesquels sont ménagées les rainures de roulement extérieures 3. Dans la cavité de chaque partie extérieure 2 est reçue une partie intérieure 5. La partie intérieure 5 possède des rainures de roulement intérieures 6 qui sont agencées réparties sur la périphérie dans sa surface extérieure, en correspondance avec les rainures de roulement extérieures 3. Les rainures de roulement intérieures 6 présentent un fond qui s'éloigne de la bride 4 ou du tenon de raccordement, respectivement, et de l'axe longitudinal de la partie intérieure. La partie intérieure 5 possède sur son tronçon de surface extérieure éloignée de la bride 4 une surface sphérique sur laquelle est soutenue une cage 8 avec une surface sphérique creuse. La cage 8 possède, en correspondance avec les paires de rainures de roulement extérieures 3 et de rainures de roulement intérieures 6, des fenêtres réparties sur la périphérie dans lesquels est reçue une bille 9 respective, qui fait saillie radialement hors des fenêtres vers l'extérieur et vers l'intérieur au-delà de la cage 8 et qui s'engage dans les rainures de roulement extérieures 3 ou dans les rainures de roulement intérieures 6 pour transmettre le couple. En raison du tracé prédéterminé des rainures de roulement extérieures 3 et des rainures de roulement intérieures 6, les billes 9 exercent sur la cage 8, lors de la transmission du couple en direction de la bride 4 ou du tenon de raccordement, une force qui maintient celle-ci en contact avec la partie intérieure 5. Il n'y a pas de contact entre la surface extérieure de la cage 8 et la surface intérieure de la partie extérieure 2. Le centrage de la partie intérieure 6 par rapport à la partie extérieure 22 le long de l'axe longitudinal de la partie extérieure 2 en éloignement de la bride 4 ou du tenon de raccordement a lieu par l'intermédiaire des billes 9 et également par celles-ci en direction radiale. Par ailleurs, chaque partie intérieure 5 possède un perçage de réception 7 denté qui est pourvu d'une denture réalisée à dents pointues et dont les dents s'étendent parallèles à l'axe longitudinal de la partie intérieure 5. En direction de la bride 4 ou du tenon de raccordement, respectivement, la partie intérieure 5 est maintenue avec la cage 8 et les billes 9 dans la partie extérieure 2 par un élément de commande 10, qui est réalisé en forme de coque et qui possède sur son bord une face frontale sur laquelle la partie intérieure 5 prend appui par une face frontale. Par ailleurs, l'élément de commande 10 possède une surface de commande sphérique 11. Celle-ci repose contre une surface de soutien 13 d'un élément de soutien 12 ou d'un disque de soutien 28, respectivement, qui est réalisé sous forme de sphère creuse. Les rayons de la sphère de la surface de commande 11 et de la surface de soutien 13 sont centrés sur le centre de flexion O du joint. L'élément de soutien 12 pour le joint homocinétique fixe 1 est muni d'un tronçon de bride avec lequel il est fixé par exemple par rivetage sur la bride 4 de la partie extérieure 2. Ceci permet de centrer la partie intérieure 5 sur le centre de flexion du joint, par rapport à la partie extérieure 2. Dans le cas du joint homocinétique fixe 1', l'élément de soutien 12' maintient le disque de soutien 28. Le second joint homocinétique fixe 1' se distingue toutefois du premier joint homocinétique fixe 1 par la réalisation d'un tronçon partiel de la partie extérieure 2. Il possède en effet un tronçon de réception pour la périphérie extérieure de l'élément de soutien 12', de sorte que celui- ci, réalisé massif, peut être raccordé solidaire en rotation sur la partie extérieure 2 avec une section divergente de la section circulaire. Par ailleurs, l'élément de soutien 12' présente un tenon de raccordement qui sert par exemple à raccorder le second joint homocinétique fixe 1' au moyen d'une roue de véhicule, tandis que la bride 4 du premier joint homocinétique fixe 1 sert à relier la bride de sortie d'une des roues coniques de sortie d'un engrenage différentiel. Les deux joints homocinétiques 1, 1' sont reliés l'un à l'autre par un arbre intermédiaire 14 comprenant un agencement de déplacement qui permet de modifier l'écartement entre les centres de flexion des deux joints homocinétiques fixes 1, 1'. L'agencement de déplacement comprend un tenon poussoir 15 qui est de forme tubulaire et possède un perçage 19. Il possède en outre un tronçon d'enfichage 16 qui est pourvu à l'extérieur d'une denture 17 qui est réalisée en ajustement avec les perçages de réception 7 des deux joints homocinétiques fixes 1, 1'. La fixation du tenon poussoir 15 dans un des deux perçages d'enfichage 7 est effectuée au moyen d'une bague de blocage 18. Par ailleurs, le tenon poussoir 15 possède dans sa surface extérieure des rainures de roulement 20 s'étendant parallèles à l'axe longitudinal de la partie intérieure 5, dans lesquelles peuvent rouler des corps de roulement réalisés sous forme de billes 21. Celles-ci sont par exemple guidées par une cage. Le tenon poussoir 15 est enfiché dans douille poussoir 22 appartenant à l'arbre intermédiaire 14 tubulaire, c'est-à-dire réalisé d'une seule pièce avec celui-ci, ladite douille poussoir possédant dans sa surface intérieure, en correspondance avec les rainures de roulement , des rainures de roulement 23 réparties sur la périphérie, dans lesquelles les billes 21 sont en engagement. Cet agencement permet une transmission de couple entre le tenon poussoir 15 et l'arbre intermédiaire 14 ainsi qu'un déplacement de la douille poussoir 22 et du tenon poussoir 25 l'un par rapport à l'autre en direction de l'axe longitudinal. L'agencement est terminé par un soufflet 24 qui est fixé par son grand diamètre sur la périphérie extérieure de la partie extérieure 2 du joint homocinétique fixe et par son petit diamètre sur la surface extérieure de la douille poussoir 22. De manière adjacente à la douille poussoir 22, l'arbre intermédiaire 14 présente un tronçon médian 26 qui se transforme à l'autre extrémité en un tronçon d'enfichage. Celui-ci a une paroi plus épaisse que le tronçon médian 26 et possède sur sa surface extérieure une denture 27 qui correspond à la denture 17 du tenon poussoir 15 et qui est enfichée dans le perçage de réception 7 de la partie intérieure 5 du second joint homocinétique fixe 1' et bloqué dans celui-ci par une bague de blocage 18. Pour étanchéifier le joint homocinétique fixe 1' est prévu un autre souflet 24' qui est fixé par son grand diamètre sur la surface extérieure de la partie extérieure 2 du second joint homocinétique fixe 1' et par son petit diamètre sur la surface extérieure de l'arbre intermédiaire 14. Liste des numéros de référence 1, 1' joint homocinétique fixe 2 partie extérieure 3 rainures de roulement extérieures 4 bride partie intérieure 6 rainures de roulement intérieures 7 perçage de réception denté 8 cage 9 bille élément de commande 11 surface de commande 12, 12' élément de soutien I 5 13 surface de soutien 14 arbre intermédiaire tenon poussoir 16 tronçon d'enfichage du tenon poussoir 17 denture 18 bague de blocage 19 perçage rainure de roulement 21 corps de roulement/bille 22 douille poussoir 23 rainure de roulement 24, 24' soufflet tronçon d'enfichage de l'arbre intermédiaire 26 tronçon médian de l'arbre intermédiaire 27 denture du tronçon d'enfichage de l'arbre intermédiaire 28 disque de soutien O centre de flexion Revendications 1. Arbre à joints homocinétiques, comportant: un premier et un second joints homocinétiques fixes (1, 1') qui contiennent chacun une partie extérieure (2) avec des rainures de roulement extérieures (3), une partie intérieure (5) avec des rainures de roulement intérieures (6), une cage (8) agencée entre celles-ci pour guider des billes (9) qui s'engagent dans des rainures de roulement extérieures (3) et intérieures (6) opposées les unes aux autres et formant une paire respective, dans lequel la partie extérieure (2) est pourvue de premiers moyens de raccordement et la partie intérieure est pourvue de seconds moyens de raccordement (7), un dispositif de déplacement qui comprend un tenon poussoir (15) relié à la partie intérieure (5) du premier joint homocinétique (1) et une douille poussoir (22) reliée à un arbre intermédiaire (14), entre lesquels sont agencés des corps de roulement (21) s'engageant dans des rainures de roulement (20, 23), l'arbre intermédiaire (14) étant relié à la partie intérieure (5) du second joint homocinétique fixe (1'), caractérisé en ce que les parties intérieures (5) des deux joints homocinétiques fixes (1, 1') présentent des perçages de réception identiques (7), en ce qu'un tronçon d'enfichage (16, 25) respectif est situé sur l'arbre intermédiaire (14) à son extrémité éloignée de la douille poussoir (22) ainsi sur le tenon poussoir (15) à son extrémité faisant saillie hors de la douille poussoir (22), lesdits tronçons étant réalisés en ajustement avec les deux perçages de réception (7), en ce que l'arbre intermédiaire (14) est réalisé sous forme d'arbre tubulaire et comprend la douille poussoir (22), en ce que la paroi de l'emplacement intermédiaire dans la région du tronçon d'enfichage (25) est réalisée plus épaisse que dans la région entre celui-ci et son tronçon réalisé sous forme de douille pousscoir (22), et en ce que les perçages de réception (7) des parties intérieures (5) et les tronçons d'enfichage (16, 25) présentent des dentures (17) ajustées les unes aux autres pour une liaison solidaire en rotation. 2. Arbre à joints homocinétiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tenon poussoir (15) est de forme tubulaire.