Brevet FR2792044A1 — publié le 20001013

La présente invention concerne un joint homociné- tique à bol externe comportant une partie d'arbre et une par- tie cylindrique à une extrémité de la partie d'arbre, ce bol étant fabriqué à l'aide d'un mandrin ayant un ensemble de nervures de forme complémentaire à celle des pistes à billes que l'on veut réaliser dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique du bol externe formée d'abord comme ébau- che, les pistes à billes dans la périphérie interne de la partie cylindrique étant formées par étirage sur mandrin et insertion de la partie cylindrique sous pression dans une ma- trice. L'invention également concerne également un pro- cédé de fabrication d'un tel joint homocinétique. Art antérieur. La figure 4 montre le bol 1 d'un joint homociné- tique à pistes croisées obtenues en réalisant un ensemble de pistes croisées 2, pour les billes; ces pistes sont incli- nées selon un angle prédéterminé par rapport à la direction axiale de la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb faisant corps avec un arbre la; on assemble une cage et un ensemble de billes non représentées pour former le joint homocinétique. Le bol externe 1 du joint homocinétique est fa- briqué par forgeage à moyenne température d'une ébauche pour réaliser par préformage de la matière une forme prédéterminée à l'exception des pistes 2 recevant les billes; puis on réa- lise les pistes à billes 2 en utilisant un procédé de matri- çage à froid. Ce procédé consiste, comme le montre la figure , à utiliser un mandrin 4 qui peut s'expanser et se réduire dans la direction radiale. Ce mandrin comporte un ensemble de nervures 3 de forme complémentaire à celle des gorges à billes 2 à réaliser dans la périphérie intérieure. On place ce mandrin dans la périphérie intérieure de la partie cylin- drique lb du bol externe 1 qui est une ébauche préformée principalement suivant une forme prédéterminée à l'exception des pistes des billes 2. Dans ces conditions, la périphérie extérieure de la partie cylindrique lb est mise en forme avec la matrice 6 ayant une cavité conique 5; pour cela, on en- fonce le mandrin 4 contre la périphérie intérieure de la par- tie cylindrique lb et on réalise ainsi les pistes à billes 2 de forme prédéterminée dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb. Les pistes à billes 2 du bol externe 1 du joint homocinétique décrit ci-dessus sont finies à la dimension dé- finitive par meulage après réalisation des pistes 2 à la con- figuration intermédiaire de la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb par étirage sur mandrin. Pour cela, se- lon l'art antérieur, on a une cavité de perçage légèrement plus profonde que le jeu de meulage usiné à la base de chaque piste à billes 2 à l'extrémité la plus intérieure de la péri- phérie intérieure de la partie cylindrique lb comme cavité marginale pour la roue de la meule travaillant les pistes à billes 2. Dans le procédé connu de fabrication du bol ex- terne 1 comme chaque cavité de perçage est réalisée par taille comme cavité marginale pour la meule, à la base de la piste à billes 2, après avoir mis en forme les pistes à billes 2 dans la périphérie intérieure de la partie cylindri- que lb par étirage sur mandrin, il est difficile de réaliser les cavités de perçage en taillant à cause de l'incertitude de la position angulaire des cavités de perçage par rapport aux pistes à billes 2 lorsqu'on taille les cavités de per- çage. Comme il est nécessaire de réaliser les cavités de perçage par un usinage distinct, sous forme de cavités marginales pour recevoir la meule, après avoir réalisé les pistes à billes 2 dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb par l'étirage sur mandrin, cela se traduit par un grand nombre d'opérations diminuant le rendement et aug- mentant le coût en équipement. De plus, alors que chaque cavité de perçage, fonctionnant comme cavité marginale pour recevoir la meule, est réalisée en taillant, ce procédé de taille produit une cavité marginale de profondeur excessive ce qui a l'inconvénient que les billes peuvent tomber dans les cavités de perçages au moment de l'assemblage. Invention. La présente invention a pour but d'éviter les in- convénients décrits ci-dessus et se propose de développer un joint homocinétique à bol externe plus facile et moins coû- teux à réaliser ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel joint. A cet effet, l'invention concerne un joint homocinétique du type défini cidessus, caractérisé en ce que l'étirage sur mandrin est arrêté lorsque les pistes à billes ont la lon- gueur prédéterminée à partir de la base des pistes à billes, par étirage de la partie cylindrique introduite en commençant par son orifice tout en laissant intacte l'extrémité la plus à l'intérieur de la partie cylindrique pour former une cavité marginale pour recevoir une meule. L'invention concerne également un procédé de fa- brication d'un joint homocinétique à bol externe comprenant les étapes par lesquelles on réalise un bol externe sous forme d'ébauche ayant un arbre et une partie cylindrique à une extrémité de l'arbre, on place un mandrin muni d'un en- semble de nervures de forme complémentaire aux pistes à billes à réaliser dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique, en plaçant ce mandrin à l'intérieur de la partie cylindrique du bol externe, on forme les pistes à billes dans la périphérie interne de la partie cylindrique par un étirage sur mandrin et passage sous pression de la partie cylindrique dans la matrice; le procédé est caractérisé en ce que: * on place le mandrin à l'intérieur de la partie cylindrique en laissant un jeu radial initial, * on forme des pistes à billes dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique par étirage sur mandrin et pas- sage sous pression de la partie cylindrique dans l'orifice de la matrice en commençant par le côté ouvert de la par- tie cylindrique, et * on arrête l'étirage lorsque les pistes à billes ont at- teint la longueur prédéterminée et on laisse une partie non mise en forme à la base des pistes à billes pour cons- tituer la cavité marginale destinée à la meule. Selon la présente invention, comme l'étirage sur mandrin est arrêté lorsque les pistes à billes ont une lon- gueur prédéterminée par étirage de la partie cylindrique du bol externe, du côté de l'ouverture, on forme ainsi la cavité marginale pour la meule à la base des pistes à billes tout en laissant intacte l'extrémité la plus à l'intérieur de la par- tie cylindrique. Cela évite toute opération distincte de réa- lisation d'une cavité marginale pour la meule par une taille comme celle utilisée dans la technique de l'art antérieur. Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé, les pistes à billes sont croisées d'un angle prédé- terminé par rapport à la direction axiale du bol externe. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: * les figures 1A, lB, lC sont des vues en coupe successives montrant l'opération d'étirage sur mandrin selon la pré- sente invention, * la figure 2 est une vue en perspective partiellement cou- pée du bol externe d'un joint homocinétique formé par éti- rage sur mandrin selon la présente invention, * la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie selon la ligne A-A de la figure 2, * la figure 4 est une vue en perspective d'un bol externe de joint homocinétique, * la figure 5 est une coupe longitudinale du bol externe d'un joint homocinétique réalisé par étirage sur mandrin selon l'art antérieur. Description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel. Selon l'invention, comme représenté aux figures lA-lC, on place un mandrin 4 dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb du bol externe 1 en laissant un jeu initial S dans la direction radiale. Le bol externe 1 à tra- vailler est une ébauche préformée pratiquement à une forme prédéterminée à l'exception de la forme des pistes à billes 2; cette ébauche a été obtenue par un forgeage à mi- température. Le mandrin 4 peut être expansé et réduit dans la direction radiale; il comporte un ensemble de nervures 3 de forme complémentaire à celle des pistes à billes 2 à réaliser dans la périphérie intérieure du bol. Dans ces conditions, on obtient les pistes à billes 2 dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb par étirage sur mandrin, en ti- rant la partie cylindrique lb sous pression à travers l'orifice 5 d'une matrice 6 en commençant par l'ouverture de la partie cylindrique lb. On arrête l'étirage lorsque les pistes à billes 2 ont la longueur prédéterminée et on lais- sant intacte l'extrémité la plus interne de la partie cylin- drique lb pour former une cavité marginale 7 pour la meule, à la base des pistes à billes 2. Le procédé selon l'invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée. En premier lieu, on réalise l'ébauche du bol externe 1 en lui donnant pratiquement la forme prédéterminée par forgeage à mi-température, à l'exception des pistes à billes 2. Le bol externe 1 est réa- lisé avec un diamètre intérieur de la partie cylindrique lb légèrement supérieur au diamètre définitif pour laisser un jeu initial S entre la périphérie intérieure et le mandrin 4 qui sera placé à l'intérieur de la partie cylindrique lb (fi- gure 1A). Le mandrin 4 peut être expansé ou réduit dans la direction radiale grâce à un ensemble de nervures 3 de forme complémentaire à celle des pistes à billes 2 à réaliser dans la périphérie intérieure du bol. Puis, comme représenté à la figure 1A, on place le mandrin 4 avec le jeu radial initial S à l'intérieur de la partie cylindrique lb du bol externe 1. Dans les conditions décrites ci-dessus, le man- drin 4 que l'on peut expanser et réduire dans la direction radiale et qui possède un ensemble de nervures 3 de configu- ration complémentaire à celle des pistes à billes 2 à former, est placé avec le jeu radial initial S à l'intérieur de la partie cylindrique lb du bol externe 1 pour y réaliser les pistes à billes 2 par étirage sur mandrin; au cours de cette opération, la partie cylindrique lb est tirée sous pression à travers l'orifice 5 de la matrice 6 en partant du côté ouvert de la partie lb; on étire la périphérie extérieure de la partie cylindrique lb à travers l'orifice 5 de la matrice 6 tout en forçant le mandrin 4 contre la périphérie intérieure de la partie cylindrique lb, comme cela est représenté à la figure lB. (flèche montrant le mouvement rotatif). Puis on arrête l'étirage lorsque les pistes à billes 2 sont à la longueur prédéterminée (figure 1C); on termine ainsi l'étirage en laissant l'extrémité la plus à l'intérieur de la partie cylindrique lb sans l'étirer avec le mandrin 4. En arrêtant l'étirage des pistes à billes 2 dans une position prédéterminée pour laisser intacte l'extrémité la plus intérieure de la partie cylindrique lb par le mandrin 4, on aura une cavité marginale 7 pour la meule qui sera lé- gèrement plus grande que le jeu de meules H (figure 3) à la base de chaque piste à billes 2 (figure 2, bol externe). Selon l'invention, comme la partie cylindrique lb est réalisée par étirage sur mandrin à partir de son côté ou- vert et que cet étirage est arrêté lorsqu'on a réalisé des pistes à billes 2 de longueur prédéterminée tout en permet- tant d'obtenir la cavité marginale 7 pour recevoir la meule à la base des pistes à billes 2 en laissant intacte l'extrémité la plus à l'intérieur de la partie cylindrique lb, on sup- prime ainsi toute opération distincte utilisée dans l'art an- térieur pour tailler la cavité marginale nécessaire à la meule. De plus, comme la cavité 7 pour la meule est réalisée à la base des pistes à billes 2 tout en laissant intacte l'extrémité la plus à l'intérieur de la partie cylindrique lb par arrêt à mi-chemin de l'étirage, il n'est pas nécessaire que le mandrin 4 ait une forme complémentaire à celle de la cavité marginale 7. Cela évite une forme complexe pour le mandrin 4. Comme la cavité marginale 7 recevant la meule est plus étroite que celle réalisée par taille, on évite toutes les difficultés liées à la chute des billes dans la cavité marginale 7 pendant le montage. La description précédente concerne le bol externe d'un joint homocinétique à pistes croisées; mais l'invention n'est pas limitée à cette application et peut également s'utiliser pour le bol externe d'un joint homocinétique ayant un ensemble de pistes à billes réalisées dans la périphérie interne de la noix centrale faisant corps avec l'arbre. Selon l'invention décrite ci-dessus, comme les pistes à billes sont réalisées par un passage sous pression de la partie cylindrique du bol externe à partir de son ou- verture dans la matrice et étirage sur mandrin, lorsqu'on ar- rête l'étirage dès que les pistes à billes ont atteint leur longueur prédéterminée et que l'extrémité la plus à l'inté- rieur de la partie cylindrique reste intacte pour former la cavité marginale recevant la meule à la base des pistes à billes, on supprime ainsi l'opération distincte utilisée dans l'art antérieur pour réaliser la cavité marginale destinée à la meule, en taillant cette cavité. Cela réduit le nombre d'opérations de fabrication. Cette réduction du nombre d'opérations de fabrication améliore considérablement le ren- dement et réduit les investissements, ce qui se traduit de manière favorable sur le coût de fabrication. De même, la ca- vité marginale nécessaire à la meule est moins profonde que celle réalisée en taillant, ce qui évite les difficultés liées à la chute des billes dans les cavités de perçages pen- dant le montage du joint. Cela aboutit globalement à un joint homocinétique très facile à monter. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Joint homocinétique à bol externe (l)comportant une par- tie d'arbre et une partie cylindrique (lb) à une extrémité de la partie d'arbre, ce bol étant fabriqué à l'aide d'un man- drin (4) ayant un ensemble de nervures (3) de forme complé- mentaire à celle des pistes à billes (2) à réaliser dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique (lb) du bol (1) externe formée d'abord comme ébauche, les pistes à billes dans la périphérie interne de la partie 0o cylindrique étant formées par étirage sur mandrin et inser- tion de la partie cylindrique (lb) sous pression dans une ma- trice (6), caractérise en ce que l'étirage sur mandrin est arrêté lorsque les pistes à billes (2) ont la longueur prédéterminée à partir de la base des pistes à billes, par étirage de la partie cylindrique (lb) introduite en commençant par son orifice tout en laissant in- tacte l'extrémité la plus à l'intérieur de la partie cylin- drique (lb) pour former une cavité marginale (7) pour recevoir une meule. 2 ) Joint homocinétique à bol externe selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les pistes à billes (2) sont croisées selon un angle prédé- terminé par rapport à la direction axiale du bol externe (1). 3 ) Procédé de fabrication d'un joint homocinétique à bol ex- terne, comprenant les étapes suivantes: - on réalise un bol externe (1) sous forme d'ébauche ayant un arbre et une partie cylindrique (lb) à une extrémité de l'arbre, - on place à l'intérieur de la partie cylindrique (lb) du bol externe (1), un mandrin (4) muni d'un ensemble de nervures (3) de forme complémentaire aux pistes à billes à réaliser dans la périphérie intérieure de la partie cylindrique (lb). - on forme les pistes à billes (2) dans la périphérie interne de la partie cylindrique (lb) par un étirage sur mandrin et passage sous pression de la partie cylindrique (lb) dans la matrice (5, 6), caractérisé en ce qu' * on place le mandrin (4) à l'intérieur de la partie cylin- drique en laissant un jeu radial initial (S), * on forme des pistes à billes (2) dans la périphérie inté- rieure de la partie cylindrique (lb) par étirage sur man- drin et passage sous pression de la partie cylindrique dans l'orifice de la matrice en commençant par le côté ou- vert de la partie cylindrique, et * on arrête l'étirage lorsque les pistes à billes (2) ont atteint la longueur prédéterminée et on laisse une partie non mise en forme à la base des pistes à billes (2) pour constituer la cavité marginale (7) destinée à la meule. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pistes à billes (2) sont croisées d'un angle prédéterminé par rapport à la direction axiale du bol externe.