Brevet FR2817598A1 — publié le 20020607

L'invention concerne un joint homocinétique à billes sous la forme d'un joint à chemins de roulement opposés, comprenant une partie de joint extérieure présentant des chemins de roulement extérieurs, une partie de joint intérieure présentant des chemins de roulement intérieurs, des billes de transmission de couple, qui sont logées dans des paires de chemins de roulement constituées de chemins de roulement extérieurs et de chemins de roulement intérieurs, et une cage à billes à fenêtres de cage dans lesquelles les billes sont maintenues dans un plan commun et sont menées sur le plan bissecteur en cas de flexion du joint, des premiers chemins de roulement extérieurs formant avec des premiers chemins de roulement intérieurs, des premières paires de chemins de roulement, dont les angles de commande s'ouvrent dans une première direction axiale RI, et dans lesquelles sont maintenues des premières billes, des seconds chemins de roulement extérieurs formant avec des seconds chemins de roulement intérieurs, des secondes paires de chemins de roulement, dont les angles de commande s'ouvrent dans une seconde direction axiale R2, et dans lesquelles sont maintenues des secondes billes, et les angles de commande étant définis en tant qu'angle entre les tangentes aux points de contact des billes sur les chemins de roulement pour un joint en position étendue. Les angles de commande sont ici engendrés par un décalage axial des centres de courbure des chemins de roulement extérieurs et des chemins de roulement intérieurs dans la partie ou la pièce respective, par rapport à un plan médian défini par les centres des billes, pour un joint en position étendue. Des joints homocinétiques à billes, fixes, sous la forme de joints à chemins de roulement opposés, 2 2817598 sont connus en soi. Dans le cas de joints connus, de ce type, il est en général prévu que la surface extérieure de la cage et/ou la surface intérieure de la cage soient réalisées sous forme approximativement sphérique pour l'appui réciproque par rapport à la partie de joint extérieure et respectivement par rapport à la partie de joint intérieure. De tels joints sont décrits, par exemple dans le document DE 40 31 819 Cl et DE 40 42 390 C2. Avant le montage de tels joints, la partie de joint extérieure est tout d'abord éclatée en deux moitiés, qui sont maintenues assemblées après montage, au moyen d'un manchon. La fabrication mécanique, aussi bien de la partie de joint extérieure que de la cage en forme de tronçon de calotte sphérique, est extrêmement complexe et coûteuse, et de la même manière le montage mentionné. Le but de la présente invention consiste à fournir un joint du type de celui cité, qui permet une simplification de la fabrication mécanique et du montage. Ce but est atteint grâce au fait que la partie de joint extérieure forme à l'intérieur, une surface de butée et de guidage sans contre-dépouille, observée dans la seconde direction axiale R2, et destinée à une surface extérieure sphérique de la cage à billes, et au fait que la cage à billes forme à l'intérieur, une surface de butée et de guidage sans contre-dépouille, observée dans la première direction axiale R1, et destinée à une surface extérieure sphérique de la partie de joint intérieure. Il est ici notamment prévu que la cage à billes s'appuie, dans la première direction axiale, au moyen de ses fenêtres de cage, sur les secondes billes maintenues dans les seconds chemins de roulement extérieurs et les seconds chemins de roulement intérieurs, et que la partie de joint intérieure s'appuie, dans la seconde direction axiale R2, au moyen de ses seconds chemins de roulement intérieurs, sur les secondes billes maintenues dans les fenêtres de cage de la cage à billes. Selon une autre caractéristique de l'invention, tous les chemins de roulement dans leur partie ou pièce respective, sont réalisés en tant que chemins de roulement sans contre-dépouille (joint du type "UF"). D'après une autre configuration de l'invention, un nombre partiel de chemins de roulement sans contre-dépouille, notamment des premiers chemins de roulement extérieurs et des premiers chemins de roulement intérieurs, et un nombre partiel de chemins de roulement non exempts de contre-dépouille, notamment des seconds chemins de roulement extérieurs et des seconds chemins de roulement intérieurs, sont prévus en combinaison. Par ailleurs, selon un autre mode de réalisation, tous les chemins de roulement dans leur partie ou pièce respective, sont réalisés en tant que chemins de roulement non exempts de contre-dépouille (joint du type "Rzeppa"). Selon un premier mode de réalisation, le joint est réalisé en tant que joint en disque avec une partie de joint extérieure ouverte des deux côtés, et selon un autre mode de réalisation, il est conçu avec une partie de joint extérieure fermée d'un côté par un fond de joint formé d'un seul tenant avec la partie de joint extérieure. Des avantages particuliers du joint conforme à l'invention résident dans le fait que la cage, en raison de son contour intérieur sans contre-dépouille, est d'une fabrication favorable sur le plan des techniques d'usinage, et peut par exemple être réalisée par formage au moyen d'une matrice ou d'un poinçon de formage, et dans le fait que les surfaces de guidage dans la partie de joint extérieure, pour la cage à billes, sont sans contre-dépouille, ce qui rend possible, au moins pour la surface de guidage dans la partie de joint extérieure, un mode de fabrication simplifié par formage sans enlèvement de copeaux. Dans la mesure ou selon un mode de réalisation préféré, au moins une partie des chemins de roulement est d'une configuration sans contre- dépouille, il s'avère favorable de placer ces chemins de roulement sans contre-dépouille, dans la partie de joint extérieure, dans le même sens que la surface de butée et de guidage sans contre-dépouille pour la cage à billes, de sorte qu'il est alors possible de fabriquer, par formage sans enlèvement de copeaux, une partie conséquente de la surface intérieure de la partie de joint extérieure à l'aide d'une matrice ou d'un poinçon d'un seul tenant. Les caractéristiques du joint conforme à l'invention permettent un montage largement simplifié du joint, c'est à dire que la cage à billes avec une moitié des billes insérées et la partie de joint intérieure peuvent être emmanchées, sous forme de module pré- assemblé, en position coaxiale, dans la partie de joint extérieure. Ladite moitié des billes insérées concerne ici les premières billes maintenues dans les premiers chemins de roulement extérieurs et les premiers chemins de roulement intérieurs, tandis que pour le montage des secondes billes maintenues dans les seconds chemins de roulement extérieurs et les seconds chemins de roulement intérieurs, il est nécessaire d'utiliser la technique connue de la sur-flexion du joint et de l'insertion individuelle des secondes billes, à partir de l'extérieur, dans les fenêtres de cage sortant de la partie de joint extérieure. Après montage de toutes les billes le joint est fixé axialement, sans autre moyen additionnel supplémentaire. Des modes de réalisation préférés vont être explicités plus en détail dans la suite, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un joint du type fixe, conforme à l'invention, selon un premier mode de réalisation en tant que joint en disque: a) en coupe longitudinale à travers un plan de chemin de roulement de bille b) en coupe longitudinale à travers un plan entre des chemins de roulement de bille; Fig. 2 un joint du type fixe, conforme à l'invention, selon un second mode de réalisation, comprenant une partie de joint extérieure d'un seul tenant, en forme de cloche: a) en coupe longitudinale à travers un plan de chemin de roulement de bille b) en coupe longitudinale à travers un plan entre des chemins de roulement de bille; Les deux représentations de la figure 1 vont être décrites en commun dans la suite. Sur la figure est représenté un joint homocinétique fixe 11 conforme à l'invention, comprenant une partie de joint extérieure 12, une partie de joint intérieure 14, des billes 161, 162, et une cage à billes 17. Le joint est réalisé en 6 2817598 tant que joint à chemins de roulement opposés, c'est à dire que des premiers chemins de roulement de billes extérieurs 191 dans la partie de joint extérieure 12 et des premiers chemins de roulement de bille intérieurs 201 dans la partie de joint intérieure 14, qui maintiennent des billes 161, s'étendent axialement en sens opposé à des seconds chemins de roulement de bille extérieurs 192 dans la partie de joint extérieure 12 et des seconds chemins de roulement de bille intérieurs 202 dans la partie de joint intérieure 14, qui maintiennent les secondes billes 162. Les chemins de roulement 19, 20 sont tous réalisés en tant que chemins de roulement sans contre-dépouille, observés dans une direction axiale. La formation dite à chemins de roulement opposés est produite par le fait que les centres de courbure des lignes médianes de chemin de roulement, qui s'étendent parallèlement aux lignes de fond de chemin de roulement représentées, sont décalés, alternativement sur la périphérie, dans chacune des pièces 12, 14, dans des directions axiales opposées par rapport au plan médian du joint défini par les centres des billes 16 pour un joint en position étendue. Dans la partie de joint extérieure 12 est formée une surface de butée et de guidage 21 pour la surface sphérique extérieure 22 de la cage à billes 17, qui est sans contre-dépouille, observée dans une seconde direction axiale R2 de la gauche vers la droite. La cage à billes 17 forme pour sa part, à l'intérieur, une surface de butée et de guidage intérieure 24 destinée à la surface extérieure sphérique 25 de la partie de joint intérieure 14, et qui est sans contre-dépouille, observée dans une première direction axiale R1 de la droite vers la gauche. Cela signifie que la partie de joint intérieure 14 peut être introduite, en position coaxiale, de la droite vers la gauche, dans la cage à billes 17. Cela signifie par ailleurs, que la cage à billes 17 peut être insérée, en position coaxiale, à partir de la gauche, dans la partie de joint extérieure. Comme le laisse entrevoir la forme des chemins de roulement, il est ainsi possible de réaliser un emmanchement coaxial de la partie de joint extérieure 12, de la cage à billes 17 et de la partie de joint intérieure 14 avec les premières billes 161 maintenues dans les fenêtres de cage 26, de la cage à billes 17, tandis que le montage des secondes billes 162 doit ensuite s'effectuer de manière connue, par sur-flexion du joint, c'est à dire par l'établissement d'angles de flexion excessifs entre la partie de joint intérieure 14 et la partie de joint extérieure 12, les fenêtres 262 prévues pour le logement des secondes billes 162, sortant alors entièrement des chemins de roulement de la partie de joint extérieure. Le joint du type montré est fixé axialement, sans autre moyen d'arrêt axial, après insertion de toutes les billes 161, 162. Le joint 11 est réalisé en tant que joint du type disque, dont la partie de joint extérieure peut être vissée à un flasque annulaire. Les deux représentations de la figure 2 vont être décrites en commun dans la suite. Sur la figure est représenté un joint homocinétique fixe 41 conforme à l'invention, comprenant une partie de joint extérieure 42, une partie de joint intérieure 44, des billes 461, 462, et une cage à billes 47. Le joint est réalisé en tant que joint à chemins de roulement opposés, c'est à dire que des premiers chemins de roulement de billes extérieurs 491 dans la partie de joint extérieure 42 et des premiers chemins de roulement de bille intérieurs 501o dans la partie de joint intérieure 44, qui maintiennent des billes 461, s'étendent axialement en sens opposé à des seconds chemins de roulement de bille extérieurs 492 dans la partie de joint extérieure 42 et des seconds chemins de roulement de bille intérieurs 502 8 2817598 dans la partie de joint intérieure 44, qui maintiennent les secondes billes 462. Les chemins de roulement 49, 50 sont tous réalisés en tant que chemins de roulement non exempts de contre-dépouille, observés axialement. La formation dite à chemins de roulement opposés est produite par le fait que les centres de courbure des lignes médianes de chemin de roulement, qui s'étendent parallèlement aux lignes de fond de chemin de roulement représentées, sont décalés, alternativement sur la périphérie, dans chacune des pièces 42, 44, dans des directions axiales opposées par rapport au plan médian du joint défini par les centres des billes 46 pour un joint en position étendue. Dans la partie de joint extérieure 42 est formée une surface de butée et de guidage 51 pour la surface sphérique extérieure 52 de la cage à billes 47, qui est sans contre-dépouille, observée dans une seconde direction axiale R2 de la gauche vers la droite. La cage à billes 47 forme pour sa part, à l'intérieur, une surface de butée et de guidage intérieure 54 destinée à la surface extérieure sphérique de la partie de joint intérieure 44, et qui est sans contredépouille, observée dans une première direction axiale R1 de la droite vers la gauche. Cela signifie que la partie de joint intérieure 44 peut être introduite, en position coaxiale, de la droite vers la gauche, dans la cage à billes 47. Cela signifie par ailleurs, que la cage à billes 47 peut être insérée, en position coaxiale, à partir de la gauche, dans la partie de joint extérieure 42. Comme le laisse entrevoir la forme des chemins de roulement, il est ainsi possible de réaliser un emmanchement coaxial de la partie de joint extérieure 42, de la cage à billes 47 et de la partie de joint intérieure 44 avec les premières billes 461 maintenues dans les fenêtres de cage 561 de la cage à billes 47, tandis que le montage des secondes billes 462 doit ensuite s'effectuer de manière connue, par sur-flexion 9 2817598 du joint, c'est à dire par l'établissement d'angles de flexion excessifs entre la partie de joint intérieure et la partie de joint extérieure, les fenêtres 562 prévues pour le logement des secondes billes 462, sortant alors entièrement des chemins de roulement de la partie de joint extérieure 42. Le joint du type montré est fixé axialement, sans autre moyen d'arrêt axial, après insertion de toutes les billes 461, 462. Sur la partie de joint extérieure 42 est formé d'un seul tenant, un fond 57 comportant un tourillon d'arbre 58. 2817598 REVENDICATIONS. 1. Joint homocinétique à billes (11, 41) sous la forme d'un joint à chemins de roulement opposés, comprenant une partie de joint extérieure (12, 42) présentant des chemins de roulement extérieurs, une partie de joint intérieure (14, 44) présentant des chemins de roulement intérieurs, des billes (16, 46) de transmission de couple, qui sont logées dans des paires de chemins de roulement constituées de chemins de roulement extérieurs et de chemins de roulement intérieurs, et une cage à billes (17, 47) à fenêtres de cage (26, 56) dans lesquelles les billes sont maintenues dans un plan commun et sont menées sur le plan bissecteur en cas de flexion du joint, des premiers chemins de roulement extérieurs (191, 491) formant avec des premiers chemins de roulement intérieurs (201, 501), des premières paires de chemins de roulement, dont les angles de commande s'ouvrent dans une première direction axiale R1, et dans lesquelles sont maintenues des premières billes (161, 461), des seconds chemins de roulement extérieurs (192, 492) formant avec des seconds chemins de roulement intérieurs (202, 502), des secondes paires de chemins de roulement, dont les angles de commande s'ouvrent dans une seconde direction axiale R2, et dans lesquelles sont maintenues des secondes billes (162, 462), et les angles de commande étant définis en tant qu'angle entre les tangentes aux points de contact des billes sur les chemins de roulement pour un joint en position étendue, caractérisé en ce que la partie de joint extérieure (12, 42) forme à l'intérieur, une surface de butée et de guidage (21, 51) sans contre-dépouille, observée dans la seconde direction axiale R2, et destinée à une surface il 2817598 extérieure sphérique (22, 52) de la cage à billes (17, 47), et en ce que la cage à billes (17, 47) forme à l'intérieur, une surface de butée et de guidage (24, 54) sans contre-dépouille, observée dans la première direction axiale R1, et destinée à une surface extérieure sphérique (25, 55) de la partie de joint intérieure (14, 44). 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cage à billes (17, 47) s'appuie, dans la première direction axiale, au moyen de ses fenêtres de cage (26, 56), sur les secondes billes (162, 462) maintenues dans les seconds chemins de roulement extérieurs (192, 492) et les seconds chemins de roulement intérieurs (202, 502)- 3. Joint selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie de joint intérieure (14, 44) s'appuie, dans la seconde direction axiale R2, au moyen de ses seconds chemins de roulement intérieurs (202, 502), sur les secondes billes (162, 462) maintenues dans les fenêtres de cage (26, 56) de la cage à billes (17, 47). 4. Joint selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que tous les chemins de roulement (19, ) dans leur partie ou pièce respective, sont réalisés en tant que chemins de roulement sans contre-dépouille (joint du type "UF"). (figure 1) 5. Joint selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un nombre partiel de chemins de roulement sans contre-dépouille, notamment des premiers chemins de roulement extérieurs et des premiers chemins de roulement intérieurs, et un nombre partiel de chemins 12 2817598 de roulement non exempts de contre-dépouille, notamment des seconds chemins de roulement extérieurs et des seconds chemins de roulement intérieurs, sont prévus en combinaison. 6. Joint selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que tous les chemins de roulement (49, ) dans leur partie ou pièce respective, sont réalisés en tant que chemins de roulement non exempts de contre- dépouille (joint du type "Rzeppa"). (figure 2) 7. Joint selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le joint est réalisé en tant que joint en disque avec une partie de joint extérieure (12) ouverte des deux côtés. (figure 1) 8. Joint selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le joint est conçu avec une partie de joint extérieure (42) fermée d'un côté par un fond de joint (57) formé d'un seul tenant avec la partie de joint extérieure. (figure 2)