Brevet FR2791744A1 — publié le 20001006

i La présente invention concerne un ensemble de roulement du type comprenant une bague intérieure, un galet extérieur entourant la bague intérieure, une couronne d'aiguilles disposée entre la bague intérieure et le galet extérieur pour permettre leur pivotement relatif autour d'un axe longitudinal commun, et des moyens de retenue axiale du galet extérieur et de la couronne d'aiguilles par rapport à la bague intérieure, ces moyens de retenue comprenant au moins une rondelle d'appui fendue qui s'étend radialement depuis une région radialement extérieure d'une surface axialement extérieure de la bague intérieure vers une gorge de retenue ménagée radialement à l'intérieur du galet o extérieur. L'invention s'applique en particulier aux joints homocinétiques à tripodes pour les transmissions de véhicules automobiles. Généralement, les ensembles du type précité utilisés dans une telle application présentent chacun deux rondelles fendues, disposées axialement de part et d'autre de la bague intérieure et recouvrant la couronne d'aiguilles. Le bord périphérique extérieur de chacune de ces rondelles est engagé dans une gorge de retenue annulaire respective ménagée dans le galet extérieur. Il est nécessaire de déformer élastiquement ces rondelles fendues pour les insérer dans les gorges du galet extérieur. L'épaisseur de ces rondelles d'appui est imposée, en fonction du matériau utilisé, pour limiter les risques de mise en cône, dite aussi " mise en parapluie ", de ces rondelles sous l'effet d'un effort axial. Par conséquent, la capacité de déformation d'une telle rondelle peut R. être mesurée par le coefficient C = - o L est la largeur radiale de la rondelle et L R son rayon extérieur. Plus le coefficient C est grand, plus la capacité de déformation de la rondelle est élevée et plus son montage est aisé. La largeur L est légèrement supérieure à la somme du diamètre des aiguilles, de la distance d'appui de la rondelle sur la bague intérieure, et de la distance d'appui de la rondelle dans la gorge correspondante du galet extérieur. Ces deux distances d'appui doivent en général être supérieures à 2 2791744 0,8 mm. De même, un diamètre minimal est imposé pour les aiguilles, leur diamètre devant être supérieur à la largeur de la fente de la rondelle fendue une fois que cette dernière est engagée dans la gorge correspondante du galet extérieur. Ainsi, il n'est pratiquement pas possible de faire varier L en dessous d'une valeur minimale d'environ 3 mm. Dans le cas d'ensembles de transmission de faibles dimensions, c'est-àdire dans le cas o R est petit, le coefficient C peut alors être trop faible pour que le montage de l'ensemble de transmission soit possible. La présente invention à pour but de résoudre ce problème en fournissant un ensemble de roulement du type précité, de montage plus aisé et pouvant ainsi être réalisé en des dimensions relativement petites. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de roulement du type précité, caractérisé en ce que ladite rondelle fendue comprend une zone centrale annulaire de retenue axiale de la couronne d'aiguilles, et au moins une série d'appuis périphériques qui sont espacés les uns des autres et qui prolongent radialement la zone centrale annulaire. Selon des modes particuliers de réalisation, I'ensemble de roulement peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: ladite rondelle fendue comprend une série d'appuis périphériques intérieurs qui sont espacés les uns des autres et qui prolongent la zone centrale annulaire vers ladite région radialement extérieure de la surface axialement extérieure de la bague intérieure - la rondelle fendue comprend une série d'appuis périphériques extérieurs qui sont espacés les uns des autres et qui prolongent la zone centrale annulaire vers la gorge de retenue du galet extérieur; - des appuis périphériques intérieurs sont décalés angulairement par 3 0 rapport à des appuis périphériques extérieurs; - des appuis périphériques intérieurs et extérieurs sont pratiquement alignés radialement. - les appuis de ladite ou de chaque série d'appuis périphériques sont répartis angulairement de manière sensiblement régulière; - la fente de ladite rondelle fendue est adjacente à au moins un appui périphérique, notamment extérieur; - une région de ladite rondelle fendue diamétralement opposée à la fente de ladite rondelle fendue présente au plus un appui périphérique; - ladite rondelle fendue est formée à partir d'une bande de largeur sensiblement constante qui est espacée dudit axe longitudinal d'une distance qui varie le long de son pourtour, de façon à former alternativement des appuis périphériques intérieurs et extérieurs; ladite bande ondule autour d'un cercle médian; - ladite rondelle fendue a une forme générale polygonale dont les angles forment des appuis périphériques extérieurs et dont des parties médianes des côtés forment des appuis périphériques intérieurs; - ladite gorge de retenue est une gorge de réception de ladite couronne d'aiguilles; - les moyens de retenue comprennent deux rondelles d'appui fendues disposées axialement de part et d'autre de l'ensemble de roulement, ces rondelles s'étendant radialement, en recouvrant ladite couronne d'aiguilles, depuis des régions radialement extérieures de deux surfaces axialement extérieures de la bague intérieure, jusqu'à une gorge commune de retenue, ménagée radialement à l'intérieur du galet extérieur, et ladite gorge commune est la gorge de réception de ladite couronne d'aiguilles; et - ladite gorge de réception de la couronne d'aiguilles présente un fond qui forme d'une part un chemin de roulement pour ladite couronne d'aiguilles et d'autre part une surface d'appui pour ladite ou chaque rondelle fendue, et le fond a un profil sensiblement rectiligne avec une tolérance inférieure à 0,5 mm. L'invention a également pour objet un joint de transmission homocinétique comprenant un élément mâle comportant plusieurs bras, un élément femelle délimitant deux pistes de roulement pour chaque bras et, pour chaque bras, un ensemble de roulement monté sur ledit bras, cet ensemble de 4 2791744 roulement comprenant une bague intérieure rotulant autour dudit bras, un galet extérieur entourant la bague intérieure et roulant sur les deux pistes de roulement, et une couronne d'aiguilles disposée entre la bague intérieure et le galet extérieur pour permettre leur pivotement relatif autour d'un axe longitudinal commun, caractérisé en ce qu'au moins un ensemble de roulement est un ensemble tel que décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une demi-vue en coupe transversale d'un joint de transmission selon l'invention, en position alignée, - la figure 2 est une vue partielle, agrandie et en coupe, d'un ensemble de roulement du joint de la figure 1, - la figure 3 est une vue agrandie en plan de l'ensemble de roulement de la figure 2, - les figures 4 et 5 sont respectivement des vues analogues aux figures 2 et 3, illustrant une première variante, - les figures 6 et 7 sont respectivement des vues analogues aux figures 2 et 3, illustrant une deuxième variante, et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 2 illustrant un deuxième mode de réalisation. Le joint homocinétique 1 illustré par les figures 1 à 3 comprend essentiellement: (1) Un élément mâle ou tripode 2 comportant un moyeu 3, d'axe central X-X, sur lequel font saillies trois bras radiaux 4 espacés angulairement de 120 . La partie d'extrémité de chaque bras 4 forme une portée sphérique 5 venue de matière et centrée sur l'axe Y-Y du bras correspondant. Cet élément mâle 2 est solidaire d'un premier arbre de rotation 6. (2) Un élément femelle ou tulipe 7 dont l'axe central, dans la position alignée du joint représentée, est confondu avec l'axe X-X. De part et d'autre de chaque bras 3, cette tulipe 7 présente deux pistes de roulement 8 2791744 en vis-à-vis. Cet élément femelle 7 est solidaire d'un deuxième arbre de rotation non représenté. (3) Pour chaque bras 4, un ensemble de roulement 9 d'axe Z-Z, cet axe Z- Z étant confondu avec l'axe Y-Y du bras 4 correspondant dans la position alignée représentée sur la figure 1. Les trois ensembles 9 étant identiques, un seul sera décrit ci- dessous. Au cours de cette description, les termes radial, axial, longitudinal, transversal s'entendent par rapport à l'ensemble décrit et donc à son axe Z- Z. Comme illustré plus précisément par la figure 2, I'ensemble 9 comprend: - une bague intérieure 10 cylindrique d'axe Z-Z, - un galet extérieur 11 de forme générale de révolution d'axe Z-Z et entourant à distance la bague intérieure 10, - une couronne d'aiguilles 12 disposée entre la bague intérieure et le galet extérieur 11, et - des moyens 13 de retenue axiale du galet extérieur 11 et de la couronne d'aiguilles 12 par rapport à la bague intérieure 10. La bague intérieure 10 présente sur sa surface radialement intérieure 14 deux bourrelets annulaires 15 d'axe Z-Z, respectivement supérieur et inférieur, ces termes s'entendant par rapport à la représentation sur la figure 2. Comme illustré par les figures 2 et 3 les moyens 13 de retenue axiale comprennent deux rondelles fendues 16 métalliques, identiques et disposées axialement de part et d'autre de la bague intérieure 10 et de la couronne d'aiguilles 12. Il est à noter que seules quelques aiguilles 12 ont été représentées sur la figure 3. Seule la rondelle 16 supérieure sur la figure 2 sera décrite ci- dessous. La rondelle 16 présente en vue de dessus (figure 3): 6 2791744 - une zone centrale annulaire 17 de retenue axiale de la couronne d'aiguilles 12, cette zone 17 étant de largeur 1 légèrement inférieure au diamètre d des aiguilles 12, - une série d'appuis périphériques intérieurs 18, et - une série d'appuis périphériques extérieurs 19. La rondelle 16 a été formée à partir d'un anneau de largeur radiale constante L dans lequel des séries d'évidements intérieurs 20 et extérieurs 21 en arc de cercle ont été ménagées, respectivement sur le bord intérieur et le bord extérieur, pour délimiter les appuis périphériques intérieurs 18 et extérieurs 19. Les évidements intérieurs 20 sont espacés régulièrement l'un de l'autre. Ainsi, les appuis périphériques intérieurs 18 sont espacés régulièrement angulairement l'un de l'autre. C'est également le cas pour les évidements extérieurs 21 sauf au niveau de la fente 23 de la rondelle 16 o aucun évidement 21 n'a été ménagé. Les évidements 20 et 21 ont été répartis angulairement de manière correspondante, c'est-à-dire que chaque évidement intérieur 20 est aligné radialement avec un évidement extérieur 21, sauf au niveau de la fente 23, o seul un évidement intérieur 20 est ménagé. On notera que cette fente 23 s'étend obliquement par rapport à la direction radiale. La largeur radiale de la rondelle 16 croît donc jusqu'à la valeur L au niveau des appuis périphériques intérieurs 18 et extérieurs 19 et décroît jusqu'à la valeur I entre les appuis périphériques intérieurs 18 et extérieurs 19. La valeur! est donc la largeur radiale minimale de la rondelle 16. Les appuis périphériques extérieurs 19 sont disposés dans une gorge- 24 supérieure annulaire, ménagée dans la surface radialement intérieure 25 du galet extérieur 11. Cette gorge 24 supérieure est ménagée à proximité de l'extrémité supérieure du galet extérieur 11. 7 2791744 Les appuis périphériques intérieurs 18 prennent appui uniquement sur une région radialement extérieure 26 de la tranche 27 supérieure de la bague intérieure 10. La zone centrale 17 de la rondelle supérieure 16 recouvre pratiquement toute la couronne d'aiguilles 12. Ainsi, les deux rondelles 16 supérieure et inférieure maintiennent entre elles la bague intérieure 10 et la couronne d'aiguilles 12. Ces rondelles 16 étant engagées dans les gorges 24 supérieure et inférieure du galet extérieur 11, elles assurent la retenue axiale du galet extérieur 11 et de la couronne d'aiguilles 12 par rapport à la bague intérieure 10. Il est à noter que l'entrée en contact éventuelle des aiguilles 12 avec chaque rondelle 16 s'effectue au niveau de la zone centrale 17 de celleci et plus particulièrement au niveau d'un cercle médian (en trait mixte) de cette zone centrale 17. L'ensemble de roulement 9 permet donc au joint 1 de fonctionner de manière classique, la bague intérieure 10 rotulant et coulissant par rapport à la portée sphérique 5 du bras 4 correspondant, le galet 11 pivotant autour de l'axe Z-Z par rapport la bague intérieure 10 grâce à la couronne d'aiguilles 12, et le galet extérieur 11 roulant sur l'une ou l'autre des pistes 8 correspondantes. On notera que les bourrelets 15 servent de butée de limitation du coulissement relatif de la bague intérieure 10 par rapport à la portée sphérique 5 du bras 4 correspondant. Par ailleurs, la capacité de déformation des rondelles 16 est relativement importante car ces rondelles ont, entre leurs appuis périphériques intérieurs 18 et extérieurs 19, un coefficient C plus faible qu'au niveau de ces appuis périphériques intérieurs 18 et extérieurs 19. Cette capacité de déformation est également importante du fait que, pour chaque rondelle 16, aucun appui périphérique n'est présent dans la région de la rondelle 16 diamétralement opposée à la fente 23. Ainsi, à dimensions de bague intérieure 10, de galet extérieur 11 et d'aiguilles 12 égales, la capacité de déformation des deux rondelles 16 est 8 2791744 plus importante que celle de rondelles classiques à largeur radiale constante. Par conséquent, les ensembles de roulement 9 sont de montage relativement aisé et peuvent être réalisés en des dimensions relativement faibles, sans pour autant que leur montage soit impossible. Selon des variantes non représentées, les appuis périphériques intérieurs 18 et extérieurs 19 sont répartis sur le pourtour des rondelles 16 non pas de manière régulière mais de sorte que chaque rondelle 16 tende à conserver une forme pratiquement circulaire lors de sa déformation. Les figures 4 et 5 illustrent une variante dans laquelle les rondelles 16 sont chacune formées à partir d'une bande de largeur constante ! qui ondule transversalement par rapport au cercle médian 30. Ainsi, pour chaque rondelle 16, les appuis périphériques intérieurs 18 sont décalés angulairement par rapport aux appuis périphériques extérieurs 19. Contrairement au cas des figures 1 à 3, les appuis périphériques extérieurs 19 sont répartis régulièrement angulairement sur tout le bord périphérique extérieur de chaque rondelle 16. Les fentes 23 sont formées chacune au niveau d'un appui périphérique extérieur 19. 2 0 Dans cette variante, chaque rondelle 16 vient successivement prendre appui à l'intérieur de la gorge 24 correspondante du galet extérieur 1il puis sur la région périphérique extérieure 26 de la tranche 27 correspondante de la bague intérieure 10. Là encore, la capacité de déformation des rondelles est supérieure à celle d'une rondelle de largeur radiale constante L. Les figures 6 et 7 illustrent une autre variante dans laquelle les rondelles 16 sont formées à partir d'une bande de largeur constante 1 de forme générale, en vue de dessus, triangulaire à angles arrondis. Chaque angle correspond à un appui périphérique extérieur 19 et chaque côté, sensiblement rectiligne, forme dans une partie médiane un appui périphérique intérieur 18. Chaque fente 23 est formée au niveau d'un appui périphérique extérieur 19. La figure 8 illustre un autre mode de réalisation qui se distingue de celui des figures 1 à 3 par le fait que les deux gorges 24 de chaque galet extérieur 11 ont été remplacées par une seule gorge 24 de longueur axiale (selon l'axe Z-Z) accrue. Ainsi, cette gorge 24, de section sensiblement rectangulaire joue le rôle d'une part de gorge de retenue pour les deux rondelles 16, et d'autre part de gorge de réception pour la couronne d'aiguilles 12. Le fond 32 de cette gorge a été rectifié de manière à avoir un profil rectiligne avec une tolérance inférieure à 0,5 mm. Une région centrale 33 du fond 32 forme alors chemin de roulement pour la couronne d'aiguilles 12 tandis que des régions d'extrémités de ce fond 32 forment surfaces d'appui pour les rondelles 16. Dans ce mode de réalisation, les rondelles 16 s'étendent donc radialement au-delà de la couronne d'aiguilles 12 d'une manière limitée correspondant au maximum à la tolérance de réalisation du fond 32 de la gorge 24. Ainsi, la largeur radiale des rondelles 16 est diminuée, par rapport au mode de réalisation des figures 1 à 3, pratiquement de la profondeur des 2 0 gorges 24 de ce mode de réalisation. Par conséquent, la capacité de déformation des rondelles 16 est encore augmentée, ce qui permet de réaliser des ensembles de roulement 9 encore plus petits. Il faut également noter que le mode de réalisation de la figure 8 permet également de réduire, pour chaque rondelle 16, la largeur radiale de la partie en porte-à-faux entre le galet extérieur 11 et la bague intérieure 10. Ainsi, les risques de mise en cône ou " mise en parapluie " des rondelles 16 sous effort axial sont également limités. o REVENDICATIONS 1. Ensemble de roulement (9) du type comprenant une bague intérieure (10), un galet extérieur entourant la bague intérieure (11), une couronne d'aiguilles (12) disposée entre la bague intérieure et le galet extérieur pour permettre leur pivotement relatif autour d'un axe longitudinal commun (Z-Z), et des moyens (13) de retenue axiale du galet extérieur et de la couronne d'aiguilles par rapport à la bague intérieure, ces moyens de retenue comprenant au moins une rondelle d'appui (16) fendue qui s'étend radialement depuis une région radialement extérieure (26) d'une surface axialement extérieure (27) de la bague intérieure (10) vers une gorge de retenue (24) ménagée radialement à l'intérieur du galet extérieur (11), caractérisé en ce que ladite rondelle fendue (16) comprend une zone centrale annulaire (17) de retenue axiale de la couronne d'aiguilles (12), et au moins une série d'appuis périphériques (18, 19) qui sont espacés les uns des autres et qui prolongent radialement la zone centrale annulaire (17). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite rondelle fendue (16) comprend une série d'appuis périphériques intérieurs (18) qui sont espacés les uns des autres et qui prolongent la zone centrale annulaire (17) vers ladite région radialement extérieure (26) de la surface axialement extérieure (27) de la bague intérieure (10). 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rondelle fendue (16) comprend une série d'appuis périphériques extérieurs (19) qui sont espacés les uns des autres et qui prolongent la zone centrale annulaire (17) vers la gorge de retenue (24) du galet extérieur (11). 4. Ensemble selon les revendications 2 et 3 prises ensembles, caractérisé en ce que des appuis périphériques intérieurs (18) sont décalés angulairement par rapport à des appuis périphériques extérieurs (19). 5. Ensemble selon les revendications 2 et 3 prises ensembles, caractérisé en ce que des appuis périphériques intérieurs (18) et extérieurs (19) 3 0 sont pratiquement alignés radialement. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les appuis (18, 19) de ladite ou de chaque série d'appuis périphériques sont répartis angulairement de manière sensiblement régulière. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fente (23) de ladite rondelle fendue (16) est adjacente à au moins un appui périphérique (19), notamment extérieur. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une région de ladite rondelle fendue (16) diamétralement opposée à la fente (23) de ladite rondelle fendue présente au plus un appui périphérique (18, 19). 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite rondelle fendue (16) est formée à partir d'une bande de largeur sensiblement constante qui est espacée dudit axe longitudinal (Z-Z) d'une distance qui varie le long de son pourtour, de façon à former alternativement des appuis périphériques intérieurs (18) et extérieurs (19). 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite bande ondule autour d'un cercle médian (30). 1il. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite rondelle fendue a une forme générale polygonale dont les angles forment des appuis périphériques extérieurs (19) et dont des parties médianes des côtés forment des appuis périphériques intérieurs (18). 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ladite gorge de retenue (24) est une gorge de réception de ladite couronne d'aiguilles (12). 13. Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens (13) de retenue comprennent deux rondelles d'appui (16) fendues disposées axialement de part et d'autre de l'ensemble de roulement (9), ces rondelles s'étendant radialement, en recouvrant ladite couronne d'aiguilles (12), depuis des régions radialement extérieures (26) de deux surfaces axialement extérieures (27) de la bague intérieure (10), jusqu'à une gorge commune de retenue (24), ménagée radialement à l'intérieur du galet extérieur (11), et en ce que ladite gorge commune (24) est la gorge de réception de ladite couronne d'aiguilles (12). 14. Ensemble selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que ladite gorge de réception (24) de la couronne d'aiguilles (12) présente un fond (32) qui forme d'une part un chemin de roulement pour ladite couronne d'aiguilles (12) et d'autre part une surface d'appui pour ladite ou chaque rondelle fendue (16), et en ce que fond (32) a un profil sensiblement rectiligne avec une tolérance inférieure à 0,5 mm. 15. Joint de transmission homocinétique (1) comprenant un élément mâle (2) comportant plusieurs bras (4), un élément femelle (7) délimitant deux pistes (8) de roulement pour chaque bras (4) et, pour chaque bras, un ensemble de roulement (9) monté sur ledit bras, cet ensemble de roulement comprenant une bague intérieure (10) rotulant autour dudit bras, un galet extérieur (11) entourant la bague intérieure et roulant sur les deux pistes de roulement (8), et une couronne d'aiguilles (12) disposée entre la bague intérieure (10) et le galet extérieur (11) pour permettre leur pivotement relatif autour d'un axe longitudinal commun (Z-Z), caractérisé en ce qu'au moins un ensemble de roulement (9) est un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.