Brevet FR2830062A1 — publié le 20030328

La présente invention a pour objet un ensemble de croisillon pour joint de transmission, du type comprenant un croisillon qui comporte un moyeu destiné à être relié à un arbre et sur lequel font saillie plusieurs bras, lesquels comportent chacun une surface de roulement cylindrique, un galet monté rotatif et coulissant sur chaque bras par l'intermédiaire d'une couronne d'aiguilles, et un organe de retenue de chaque galet et de la couronne d'aiguilles sur le bras. L'invention s'applique notamment aux joints homocinétiques à tripode utilisés dans des transmissions de véhicules automobiles. Dans ces joints de transmission, les galets sont, après assemblage du joint, emprisonnés dans des pistes de l'élément femelle du joint. Par suite, si le joint est livré assemblé, les galets ne peuvent s'échapper de leur bras. En revanche, il est souvent nécessaire de livrer séparément, d'une part le croisillon équipé de galets et d'aiguilles, et d'autre part l'élément femelle, l'assemblage s'effectuant sur une chaîne de montage du véhicule. Il convient donc de prévoir des moyens de retenue de chaque galet sur son bras. Dans la technologie actuelle de retenue des galets, par exemple celle des joints de type GI commercialisés par la Société GKN GLAENZER SPICER, on utilise une bague de retenue axiale qui intègre à la fois une fonction de retenue des aiguilles et une fonction de retenue du galet. A cet effet, la partie de la bague qui retient les aiguilles est circulaire et fermée, tandis que la partie qui retient le galet comporte un ou plusieurs becquets qui font saillie radialement vers l'extérieur. Cette bague est montée mobile axialement et angulairement sur le bras. Elle est associée à un jonc ouvert qui s'encliquette dans une gorge située à l'extrémité du bras, jonc qui permet le montage et la retenue de cette bague. Une fois montée, la bague est retenue entre les aiguilles et le jonc ouvert, et est conformée en coupelle d'une façon telle que les becquets de retenue de galet sont axialement décalés vers l'extrémité libre du bras par rapport à la surface de retenue des aiguilles afin de permettre au galet de coulisser axialement pendant le fonctionnement du joint. En raison des limitations d'espace, la bague est formée d'une façon telle que sa partie intermédiaire cylindrique coiffe le jonc ouvert lorsque les aiguilles sont montées. En conséquence, le montage est effectué de la façon suivante : la bague de retenue est enfilée sur le bras ; le jonc ouvert étant encliqueté dans la gorge, la bague de retenue est coulissée vers le jonc ouvert, coiffant ainsi celui-ci en libérant la place aux aiguilles, qui sont alors montées. Enfin, il faut passer à force le galet par dessus les becquets de retenue de la bague. Ces derniers doivent donc à la fois permettre le passage du galet pour le montage et en assurer par la suite la retenue. Les efforts de retenue du galet sont donc limités par cette double contrainte, la retenue étant généralement désignée par le terme semi-positive , et le montage se révèle complexe et coûteux. L'invention a pour but de fournir des moyens de retenue des aiguilles et du galet qui soient faciles à monter et qui permettent une retenue positive du galet même sous les contraintes d'espace habituellement présentes dans les joints du type précité. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de croisillon du type précité, dans lequel l'organe de retenue est constitué par une bague fermée de révolution sensiblement coaxiale au bras, fixée axialement et angulairement sur l'extrémité libre du bras. Suivant d'autres caractéristiques de cet ensemble de croisillon, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la bague est pourvue sur son périmètre extérieur d'au moins une surface de retenue axiale du galet et sur son périmètre intérieur d'un col de fixation de la bague sur le bras, la surface de retenue du galet étant axialement décalée vers l'extrémité libre du bras par rapport au col ; - le col de la bague est pourvu d'une surface de retenue angulaire de la bague par rapport au bras ; - ladite surface de retenue angulaire présente un profil comportant des saillies et des creux ; - la bague est fixée par sertissage d'au moins une zone périphérique de l'extrémité libre du bras sur le col de la bague, cette zone comportant un boudin de retenue axiale recouvrant, au moins partiellement, le col, et au moins une excroissance radialement en saillie par rapport à l'axe du bras et coopérant avec la surface de retenue angulaire du col de fixation pour fixer la position angulaire de la bague sur le bras ; - la bague comporte au moins un becquet de retenue du galet, la ou chaque surface de retenue axiale du galet étant ménagée sur ledit ou lesdits becquets et ayant une normale sensiblement parallèle à l'axe du bras ; - la bague comprend un anneau plat délimitant intérieurement le col de fixation de la bague sur le bras et comportant extérieurement, au niveau de chaque becquet, une excroissance disposée transversalement à l'anneau, chaque becquet étant agencé à l'extrémité libre de l'excroissance correspondante ; - la bague comporte extérieurement au moins une partie de raccordement entre deux excroissances successives suivant la périphérie de l'anneau ; - ladite partie du raccordement se raccorde tangentiellement à la tranche d'extrémité de l'anneau ; - la bague comporte un rebord périphérique de retenue du galet, lequel rebord est de forme sensiblement complémentaire d'un chanfrein d'alésage du galet, la surface de retenue axiale du galet étant ménagée sur ledit rebord ; - la bague comporte sur sa face inférieure une surface de retenue des aiguilles, laquelle surface est, au moins en partie, évasée vers l'extrémité libre du bras et délimite l'espace de roulement des aiguilles ; - au moins une partie de ladite surface de retenue des aiguilles est sensiblement plane. L'invention a également pour objet un joint de transmission, du type comprenant un arbre pourvu d'un ensemble de croisillon, et un élément femelle de réception de l'ensemble de croisillon, dans lequel ledit ensemble de croisillon est tel que défini ci-dessus, l'élément femelle comportant des pistes dans lesquelles les galets de l'élément de croisillon sont reçus. Suivant une autre caractéristique de ce joint, chaque bague de l'élément de croisillon comporte au moins un becquet de retenue du galet aligné sensiblement suivant la direction longitudinale de l'élément femelle. De préférence, chaque bague de l'élément de croisillon comporte deux becquets de retenue du galet diamétralement opposés et alignés sensiblement suivant la direction longitudinale de l'élément femelle. Avantageusement, chaque bague comporte sur sa face inférieure deux parties de surface sensiblement planes de retenue des aiguilles diamétralement opposées et alignées sensiblement perpendiculairement à la direction d'alignement des deux becquets de retenue du galet. 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 vue en coupe transversale d'un joint de transmission pourvu d'un ensemble de croisillon conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe méridienne de l'ensemble de croisillon de la figure 1, suivant le plan indiqué ll-ll sur la figure 1 et dans une autre position du galet ; - la figure 3 est une vue en coupe suivant le plan lit-lis indiqué sur la figure 1 de l'ensemble de croisillon de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en demi-coupe transversale d'un joint de transmission pourvu d'une variante de l'ensemble de croisillon selon l'invention ; - la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan V-V indiqué sur la figure 4 de l'ensemble de croisillon de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue sensiblement analogue à la vue de la figure 2 illustrant une autre variante d'un ensemble de croisillon selon l'invention. Sur les figures 1 et 2 est représenté un joint de transmission homocinétique du type tripode, pourvu d'un ensemble de croisillon. Cet ensemble de croisillon comprend un croisillon 1 constitué d'un corps central ou moyeu 2 annulaire d'axe X-X sur lequel font saillie radialement trois bras 3 d'axe Y-Y disposés angulairement à 1200 les uns des autres. Chaque bras 3 comporte une surface de roulement 4 qui reçoit une couronne d'aiguilles 5 et un galet 6 ayant une surface extérieure sphérique et un alésage intérieur cylindrique. Chaque bras 3 comporte également un organe 8 de retenue des aiguilles et du galet. Cet ensemble de croisillon est agencé sur un arbre 9 d'axe sensiblement coaxial à l'axe X-X et est reçu par un élément femelle 10 d'axe X'-X', le galet 6 de chaque bras 3 étant reçu dans une paire de pistes 11 correspondante que comporte l'élément femelle. L'organe de retenue 8 est constitué d'une bague 12 qui assure à elle seule une retenue axiale positive des aiguilles 5 et une retenue positive du galet 6 sur leur bras 3, notamment avant le montage de l'ensemble de croisillon dans l'élément femelle 10. Les expressions bas , haut , inférieur et supérieur font, dans la description qui suit, référence à l'axe X-X et à l'orientation des figures 1 et 2, de façon que inférieur désigne une position rapprochée de cet axe. De même, les termes intérieur et et extérieur sont utilisés par rapport à l'axe Y-Y de façon que intérieur désigne une position rapprochée de cet axe Y-Y. La bague 12 est une bague fermée, de révolution d'axe sensiblement coaxial à l'axe Y-Y et est réalisée de préférence en acier à ressort. Elle comporte un corps principal 14 en forme de coupelle, d'épaisseur sensiblement constante. Elle comprend une première partie 14A sensiblement cylindrique d'axe Y-Y, et une seconde partie 14B solidaire de la première partie et formant sensiblement un anneau plat d'axe Y-Y disposé transversalement par rapport à la première partie 14A. Les surfaces inférieures des première et seconde parties du corps 14 se raccordent tangentiellement par un arrondi en formant une surface 16 de retenue des aiguilles 5. Cette surface 16 est évasée vers le haut et délimite l'espace de roulement des aiguilles sur la surface 4, ces aiguilles étant retenues inférieurement par un épaulement chanfreiné 18 ménagé sur le moyeu 2 à la base du bras 3. Dans l'exemple de réalisation représenté, cette surface 16 est sensiblement torique. Elle peut être également sensiblement tronconique, en variante. La bague 12 comporte, sur le périmètre intérieur de sa partie 14B, un col 19 de fixation de la bague sur le bras 3. Ce col 19 est pourvu d'une denture 20 qui est par exemple ménagée lors de la découpe et mise en forme de la bague 12. Comme représenté plus en détail sur la figure 3, cette denture 20 a un diamètre intérieur légèrement plus petit que le diamètre extérieur d'une partie 22 d'extrémité supérieure du bras 3 formant chapeau. Ce chapeau 22 est, dans l'exemple de réalisation représenté, sensiblement cylindrique d'axe Y-Y et de diamètre extérieur sensiblement plus faible que le diamètre de la surface de roulement 4 du bras 3. Ce chapeau 22 délimite ainsi une surface 24 sensiblement parallèle à l'axe Y-Y avec laquelle les saillies de la denture 20 sont en contact, et l'extrémité libre, tournée vers le haut, du bras 3 délimite autour du chapeau 22 une surface plane 25 disposée extérieurement à la surface 24 et formant une surface d'appui axial de la partie annulaire 14B du corps de la bague. Afin de retenir axialement et angulairement la bague 12 sur le chapeau 22, trois zones périphériques 26 du chapeau 22 sont serties sur la région intérieure de la partie 14B de la bague 12 de sorte que, au niveau de chacune de ces zones 26, de la matière du chapeau recouvre, au moins partiellement, le col de fixation 19 de la bague 12. Cette matière de recouvrement forme trois boudins 28 de retenue axiale de la bague, par exemple répartis périphériquement sur le chapeau 22 de manière sensiblement équidistante. Cette matière sertie forme également, au niveau de chaque zone 26, une ou plusieurs excroissances 30 s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe Y-Y. Ces excroissances de matière, esquissées uniquement sur la figure 3, sont adaptées pour retenir angulairement la bague 8, c'est-à-dire pour lui interdire tout mouvement de rotation autour de l'axe Y-Y. La bague 12 comporte, sur le périmètre extérieur de sa partie 14A, deux becquets 32 de retenue des galets. Ces deux becquets sont diamétralement opposés et s'étendent chacun radialement, par rapport à l'axe Y-Y, en saillie. Chaque becquet 32 possède une surface 34 de retenue du galet 6 lorsque celui-ci est en position extrême levée, comme sur la figure 2. Cette surface 34 est avantageusement sensiblement plane, c'est-à-dire qu'elle possède une normale sensiblement parallèle à l'axe Y-Y du bras 3 correspondant, ce qui assure une retenue positive du galet 6. Grâce à cette surface, le galet ne peut jamais s'échapper par coulissement vers l'extérieur du bras 3 qui le porte. Les deux becquets 32 sont de préférence agencés par rapport à l'élément femelle 10 de façon à limiter l'encombrement intérieur à ce dernier. Ainsi, dans le cas représenté d'un élément femelle 10 à voûte intérieure 10A de section transversale sensiblement circulaire centrée sur l'axe longitudinal X'-X'de l'élément femelle, les deux becquets 32 sont avantageusement alignés suivant la direction longitudinale de l'élément femelle 10, comme on le voit en considérant les figures 2 et 3. Afin d'assurer le montage d'un tel agencement, on monte tout d'abord sur chaque bras 3 la couronne d'aiguilles 5 et le galet 6. Avant d'enfiler à force la bague 12 sur le chapeau 22 du bras correspondant jusqu'à prendre appui sur la surface 25 du bras, on positionne angulairement les becquets de retenue des galets pour qu'ils se trouvent avantageusement alignés suivant l'axe longitudinal X'-X', en tournant la bague 12 autour de l'axe Y-Y si nécessaire. Puis, on applique au niveau de chaque zone 26 une pression S de sertissage de façon à former les boudins de retenue axiale 28 et les excroissances de retenue angulaire 30. Pour faciliter le sertissage, les zones 26 ne subissent pas préalablement de traitement thermique de durcissement superficiel. En fonctionnement, la bague 12 ne fait pas obstacle au déplacement libre du tripode dans l'élément femelle du joint, les aiguilles 5 disposant d'un jeu de translation axiale suffisant et les galets 6 disposant d'une liberté de translation axiale suffisante. L'ensemble de croisillon selon l'invention est ainsi facile et peu coûteux à monter. La bague 12 assure à elle seule une retenue positive des aiguilles et du galet, tout en limitant l'encombrement de l'élément femelle du joint. L'exemple de réalisation décrit ci-dessus ne constitue pas une limite à l'invention, diverses variantes de réalisation étant envisageables. Ainsi, les zones de sertissage 26 peuvent être plus ou moins nombreuses, voire s'étendre sur toute la périphérie extérieure du chapeau 22 de chaque bras 3. De même, la bague peut comporter plus de deux becquets de retenue positive des galets, avantageusement positionnés suivant l'axe de la tulipe. Par ailleurs, les proportions respectives des parties 14A et 14B du corps principal 14 de la bague 12 peuvent varier selon les types et dimensions des joints à équiper d'un ensemble de croisillon selon l'invention. Sur les figures 4 et 5 est représentée une variante de l'ensemble de croisillon selon l'invention qui ne se distingue de celui des figures 1 et 3 que par la forme du corps principal 14 de la bague 12. Plus précisément, la partie sensiblement cylindrique 14A du corps 14 est partiellement tronquée entre les deux becquets 32 suivant la périphérie de la bague. Ainsi, dans l'exemple de réalisation présenté aux figures 4 et 5, la partie 14A transversale à l'anneau plat 14B de la bague 12 est constitué de deux excroissances 35 en forme de secteur de cylindre et à l'extrémité supérieure de chacune desquelles est agencé un becquet 32, et de deux parties 36 de raccordement périphérique entre ces excroissances 35. Les parties de raccordement 36 s'évasent continûment pour se raccorder tangentiellement à la tranche d'extrémité extérieure de l'anneau plat 14B, ménageant sur la périphérie de l'anneau plat 14B deux zones 37 dépourvues de partie transversale, c'est-àdire à surface sensiblement plane. Ces zones 37 sont alignées sensiblement suivant la perpendiculaire à la direction d'alignement des becquets 32. De plus, l'anneau plat 148 porte, sur sa face inférieure, la surface 16 de retenue des aiguilles 5. Dans cette variante, les parties 16A de la surface 16 au niveau des zones 37 sont avantageusement sensiblement planes de façon à ménager une grande surface de contact aiguilles/bagues, assurant par là une bonne retenue des aiguilles disposées dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X, c'est-à-dire les aiguilles les plus sollicitées lorsque le joint fonctionne sous angle. Le montage et le comportement en fonctionnement de cet ensemble de croisillon sont sensiblement analogues à ceux décrits précédemment. L'ensemble de croisillon des figures 4 et 5 limite ainsi davantage l'encombrement intérieur à l'élément femelle du joint par la bague 12. Sur la figure 6 est représentée une autre variante de l'ensemble de croisillon selon l'invention qui ne se distingue de celui des figures 1 à 3 que par ce qui suit. La partie cylindrique 14A de la bague 12 ne supporte plus de becquet comme décrit précédemment, mais un rebord périphérique 38 de retenue du galet 6. Ce rebord 38 présente une surface 40 inclinée par rapport à l'axe du bras X-X et adaptée pour retenir axialement le galet 6. La surface 40 est sensiblement complémentaire d'un chanfrein d'extrémité d'alésage 42 du galet 6. La bague 12 de cette variante est ainsi totalement sensiblement circulaire et d'assemblage facile, les contraintes de positionnement angulaire de la bague sur le bras étant réduites. De plus, cette bague limite l'encombrement intérieur à l'élément femelle du joint. Par ailleurs, la retenue angulaire de la bague 12 par son col de fixation 19 évite les cliquetis de fonctionnement de l'ensemble de croisillon, notamment ceux de contact frottant du galet 6 sur le rebord 38. REVENDICATIONS 1-Ensemble de croisillon pour joint de transmission, du type comprenant un croisillon (1) qui comporte un moyeu (2) destiné à être relié à un arbre et sur lequel font saillie plusieurs bras (3), lesquels comportent chacun une surface de roulement cylindrique (4), un galet (6) monté rotatif et coulissant sur chaque bras par l'intermédiaire d'une couronne d'aiguilles (5), et un organe (8) de retenue des aiguilles et du galet, caractérisé en ce que l'organe de retenue (8) est constitué par une bague fermée (12) de révolution sensiblement coaxiale au bras (3), fixée axialement et angulairement sur l'extrémité libre du bras (3). 2- Ensemble de croisillon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (12) est pourvue sur son périmètre extérieur d'au moins une surface (34 ; 40) de retenue axiale du galet (6) et sur son périmètre intérieur d'un col (19) de fixation de la bague sur le bras (3), la surface (34 ; 40) de retenue du galet étant axialement décalée vers l'extrémité libre du bras (3) par rapport au col (19). 3-Ensemble de croisillon suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le col (19) de la bague (12) est pourvu d'une surface (20) de retenue angulaire de la bague par rapport au bras (3). 4-Ensemble de croisillon suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite surface de retenue angulaire (20) présente un profil comportant des saillies et des creux. 5-Ensemble de croisillon suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la bague (12) est fixée par sertissage d'au moins une zone périphérique (26) de l'extrémité libre du bras (3) sur le col (19) de la bague (12), cette zone (26) comportant un boudin (28) de retenue axiale recouvrant, au moins partiellement, le col (19), et au moins une excroissance (30) radialement en saillie par rapport à l'axe du bras (3) et coopérant avec la surface de retenue angulaire (20) du col de fixation (19) pour fixer la position angulaire de la bague sur le bras. 6-Ensemble de croisillon suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la bague (12) comporte au moins un becquet (32) de retenue du galet (6), la ou chaque surface (34) de retenue axiale du galet étant ménagée sur ledit ou lesdits becquets et ayant une normale sensiblement parallèle à l'axe du bras (3). 7-Ensemble de croisillon suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la bague (12) comprend un anneau plat (148) délimitant intérieurement le col (19) de fixation de la bague sur le bras (3) et comportant extérieurement, au niveau de chaque becquet (32), une excroissance (35) disposée transversalement à l'anneau, chaque becquet étant agencé à l'extrémité libre de l'excroissance correspondante. 8-Ensemble de croisillon suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la bague (12) comporte extérieurement au moins une partie (36) de raccordement entre deux excroissances (35) successives suivant la périphérie de l'anneau (14B). 9-Ensemble de croisillon suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite partie du raccordement (36) se raccorde tangentiellement à la tranche d'extrémité de l'anneau (14B). 10-Ensemble de croisillon suivant les revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la bague (12) comporte un rebord périphérique (38) de retenue du galet (6), lequel rebord est de forme sensiblement complémentaire d'un chanfrein d'alésage (42) du galet, la surface (40) de retenue axiale du galet étant ménagée sur ledit rebord. 11-Ensemble de croisillon suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (12) comporte sur sa face inférieure une surface (16) de retenue des aiguilles (5), laquelle surface (16) est, au moins en partie, évasée vers l'extrémité libre du bras (3) et délimite l'espace de roulement des aiguilles (5). 12-Ensemble de croisillon suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moins une partie (16A) de ladite surface (16) de retenue des aiguilles (5) est sensiblement plane (figure 4). 13-Joint de transmission, du type comprenant un arbre- (9) pourvu d'un ensemble de croisillon (1), et un élément femelle (10) de réception de l'ensemble de croisillon, caractérisé en ce que ledit ensemble de croisillon (1) est suivant l'une des revendications précédentes, l'élément femelle (10) comportant des pistes (11) dans lesquelles les galets (6) de l'élément de croisillon (1) sont reçus. 14-Joint suivant la revendication 13, caractérisé en ce que chaque bague (12) de l'élément de croisillon (1) comporte au moins un becquet (32) de retenue du galet (6) aligné sensiblement suivant la direction longitudinale de l'élément femelle (10). 15-Joint suivant la revendication 13, caractérisé en ce que chaque bague (12) de l'élément de croisillon (1) comporte deux becquets (32) de retenue du galet (6) diamétralement opposés et alignés sensiblement suivant la direction longitudinale de l'élément femelle (10). 16-Joint suivant la revendication 15, caractérisé en ce que chaque bague (12) comporte sur sa face inférieure deux parties de surface sensiblement planes (16A) de retenue des aiguilles (5) diamétralement opposées et alignées sensiblement perpendiculairement à la direction d'alignement des deux becquets (32) de retenue du galet (6).