Brevet FR2869965A1 — publié le 20051111

La présente invention concerne un ensemble de roulement pour joint homocinétique, du type comprenant - une bague intérieure comprenant une première surface d'extrémité de bague dirigée dans un premier sens, - un galet extérieur entourant la bague intérieure et ayant une première surface d'extrémité de galet dirigée dans ledit premier sens; - 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 au moins de la couronne d'aiguilles sur la bague intérieure, les moyens de retenue comprenant une première surface de retenue reliée à la bague intérieure, chevauchant radialement les aiguilles de la couronne d'aiguilles et dirigée dans un second sens opposé audit premier sens, ladite première surface de retenue étant adaptée pour venir en contact avec les aiguilles de la couronne d'aiguilles. Elle s'applique notamment aux joints homocinétiques à tripode pour transmissions de véhicules automobiles. On connaît un tel ensemble, par exemple par la demande de brevet FR-A-2 791 744. Cet ensemble comprend deux rondelles ou circlips qui retiennent axialement la couronne d'aiguilles et le galet extérieur sur la bague intérieure. Chaque rondelle est reçue dans une gorge ménagée dans le galet extérieur et s'applique sur une surface d'extrémité de la bague intérieure. Le galet extérieur dépasse axialement de la bague intérieure, de chaque côté, afin de pouvoir recevoir les rondelles. Ce dépassement conduit à un encombrement relativement important pour une charge nominale donnée de l'ensemble. En conséquence, l'encombrement de la tulipe est également relativement important. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients cités, et de proposer un ensemble de roulement pour joint homocinétique qui conduise à un faible encombrement pour une charge nominale et une durée de vie données. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de roulement du type précité, caractérisé en ce que ladite première surface d'extrémité de bague est décalée axialement par rapport à ladite première surface d'extrémité de galet dans ledit premier sens. Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. - ladite première surface de retenue chevauche radialement la couronne d'aiguilles et au moins partiellement ladite première surface d'extrémité du galet extérieur; - ladite première surface de retenue est formée par une collerette solidaire de la bague intérieure; - les moyens de retenue comprennent une surface de butée solidaire de la bague intérieure et une première rondelle de retenue interposée entre la couronne d'aiguilles et la surface de butée; - la surface de butée est formée par une gorge 25 ménagée dans la bague intérieure et recevant ladite première rondelle de retenue; - la surface de butée est formée par une collerette de la bague intérieure qui délimite la surface de roulement des aiguilles de la bague intérieure; - le galet extérieur et la bague intérieure comprennent chacun une seconde surface d'extrémité dirigée dans ledit second sens, et ladite seconde surface d'extrémité du galet extérieur est décalée de ladite seconde surface d'extrémité de la bague intérieure dans ledit second sens; - les moyens de retenue axiale comprennent une seconde surface de retenue reliée au galet extérieur, cette surface étant disposée du côté de la couronne d'aiguilles opposé à ladite première surface de retenue et adaptée pour venir en contact avec la couronne d'aiguilles; - ladite seconde surface d'extrémité de la bague 10 intérieure est disposée sensiblement coplanaire avec ladite seconde surface de retenue; - ladite seconde surface de retenue est venue de matière avec le galet extérieur; ladite seconde surface de retenue est formée par 15 une seconde rondelle de retenue coopérant avec une seconde surface de butée prévue sur le galet extérieur; - ladite seconde surface de butée est formée par une gorge ménagée dans le galet extérieur et recevant la seconde rondelle de retenue; - ladite seconde surface de butée est formée par une collerette du galet extérieur qui délimite la surface de roulement des aiguilles de ce galet; - ladite première surface de retenue est sensiblement coplanaire avec ladite première surface 25 d'extrémité du galet extérieur; et - la bague intérieure comprend une partie biseautée radialement intérieure se raccordant à la seconde surface d'extrémité de la bague intérieure. L'invention a en outre pour objet un joint 30 homocinétique comprenant un élément femelle délimitant au moins une paire de pistes en vis-à-vis, un élément mâle comprenant un axe central et au moins un bras, et - un ensemble de roulement comprenant une bague intérieure montée sur le bras, un galet extérieur et une couronne d'aiguilles de roulement interposé entre la bague et le galet, caractérisé en ce que l'ensemble de roulement est un ensemble tel que défini ci-dessus, et en ce que ledit premier sens est dirigé à l'opposé de l'axe central. 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 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; et - les Figures 3 à 5 sont des vues analogues à la Figure 2, illustrant des première à troisième variantes de 20 l'ensemble selon l'invention. Le joint homocinétique 1 illustré par les Figures 1 et 2 comprend essentiellement: (1) Un élément mâle ou tripode 2 comportant un moyeu 3, d'axe central X-X, sur lequel font saillies trois bras 4 radiaux 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 4, cette tulipe 7 présente deux pistes de roulement 8 en 2869965 5 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, où le joint est supposé aligné, les termes radial, axial, longitudinal, transversal s'entendent par rapport à l'ensemble 9 décrit et donc à son axe Z-Z. Comme illustré plus précisément par la Figure 2, l'ensemble 9 comprend: une bague intérieure 10 en forme générale de cylindre creux 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 10 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. Comme illustré sur la Figure 2, les aiguilles 12 ont un diamètre d et une longueur axiale LA. La bague intérieure 10 comporte une surface de contact cylindrique intérieure 14 qui s'applique de manière coulissante et rotulante sur la portée 5 du bras 4 du tripode 2, et une surface cylindrique extérieure 15 de roulement sur laquelle roule la couronne d'aiguilles 12. La bague 10 comporte des première 16 et seconde 18 surfaces frontales planes, s'étendant perpendiculairement à l'axe Z- Z. La première surface d'extrémité 16 est dirigée dans un 2869965 6 premier sens S1 dirigé radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe X- X du moyeu 3, tandis que la seconde surface d'extrémité 18 est dirigée dans un second sens S2 dirigé radialement vers l'intérieur par rapport à l'axe X-X. La première surface d'extrémité 16 s'applique contre une voûte 20 de la tulipe 7 lors du fonctionnement du joint. L'extrémité axiale de la bague intérieure 10 associée à la seconde surface d'extrémité 18 comporte une partie intérieure biseautée 22 qui se raccorde radialement à la surface d'extrémité 18 et à la surface de contact 14. Cette partie 22 s'évase dans le sens S2. La partie 22 permet une rotation importante de l'ensemble 9 autour d'un axe R-R s'étendant perpendiculairement à l'axe Z-Z et conduit donc à une plage de fonctionnement importante du joint. Le galet extérieur 11 comporte une surface de roulement extérieure 28 en forme de tore partiel et une surface de roulement intérieure cylindrique 30, dont la longueur axiale est sensiblement identique à la longueur LA et sur laquelle roule la couronne d'aiguilles 12. Le galet 11 comporte par ailleurs une première surface d'extrémité 32, dirigée dans le même sens Si que la première surface d'extrémité 16, et une seconde surface d'extrémité 34, dirigée dans le sens opposé S2. La surface 32 s'étend perpendiculairement par rapport à l'axe Z-Z et s'étend de la surface 28 jusqu'à la surface 30. Le galet 11 définit deux points d'enveloppe E, qui sont définis par l'intersection des surfaces 28 et 32 ainsi que d'un plan méridien de l'ensemble 9, tel que le plan de la Figure 2. Ces points E sont situés à un rayon e de l'axe X-X, qui définit l'enveloppe des ensembles 9 lors de la rotation du joint (voir Figure 1). Ces points E sont donc déterminants pour l'encombrement du joint. Les moyens de retenue 13 comprennent d'une part des moyens de retenue 36 des aiguilles de la couronne 12 contre un déplacement dans le premier sens S1, et d'autre part des moyens de retenue 38 des aiguilles 12 contre un déplacement dans le second sens S2. Les moyens de retenue 36 comprennent une collerette annulaire 40 prévue sur l'extrémité axiale de la bague 10 et formant une surface plane de butée 42 dirigée dans le second sens S2. La collerette 40 fait radialement saillie sur la surface cylindrique 15 de la bague 10 sur laquelle roulent les aiguilles. La collerette 40 a une largeur radiale L1 qui est inférieure au diamètre d des aiguilles 12, mais qui est supérieure à la moitié du diamètre d des aiguilles. Par suite, la collerette 40 est peu encombrante, tout en permettant une bonne retenue. Les moyens de retenue 36 comprennent en outre une rondelle de retenue 44 qui s'applique contre la surface de butée 42 et qui forme une surface de retenue 46 des aiguilles, dirigée dans le second sens S2. Lors du fonctionnement du joint, les aiguilles entrent en contact avec cette surface 46. La rondelle de retenue 44 est avantageusement fermée. La largeur radiale L2 de la rondelle 44 est supérieure au diamètre d des aiguilles, de sorte que la surface 46 entre également en contact avec la surface 32 et forme une surface de retenue du galet extérieur 11. La surface de retenue 46 est donc sensiblement coplanaire avec la surface d'extrémité 32 du galet 11. Ainsi, la surface d'extrémité 16 est décalée dans le sens S1 par rapport à la surface d'extrémité 32, et la rondelle 44 s'étend entre ces deux surfaces 16, 32. En conséquence, le rayon e entre l'axe X-X du moyeu 3 et le point E du galet 11 le plus éloigné de l'axe X-X est relativement faible pour des dimensions extérieures données du joint. Le diamètre extérieur de la tulipe 7 peut donc également être faible. Les moyens 38 de retenue de la couronne d'aiguilles 12 sont constitués par une collerette annulaire 48 qui fait saillie radialement vers l'intérieur sur la surface de roulement 30 du galet 11 et qui forme une surface de retenue 50 dirigée dans le premier sens S1. La largeur radiale L3 de la collerette 48 est inférieure à la moitié du diamètre d des aiguilles. Par suite, l'ensemble 9 a une grande mobilité sur le bras autour de l'axe R-R. Lors du fonctionnement du joint, les aiguilles de la couronne 12 entrent en contact avec la surface 50. En raison de la présence de la collerette 48, la surface d'extrémité 34 du galet 11 est décalée par rapport à la surface d'extrémité 18 de la bague 10 dans le second sens S2, tandis que la surface d'extrémité 18 est sensiblement coplanaire avec la surface 50. En conséquence, l'ensemble 9 a une grande mobilité sur le bras 4 autour de l'axe R-R. Il est à noter qu'en l'absence de la tulipe 7, le galet 11, les aiguilles 12 et la rondelle 44 peuvent se déplacer dans le sens S2 par rapport à la bague 10. Sur la Figure 3 est représentée une première variante du joint des Figures 1 et 2. La Figure 3 correspond à la Figure 2. Dans ce qui suit, uniquement les différences par rapport au joint des Figures 1 et 2 seront décrites. Les éléments analogues portent les mêmes références. La bague intérieure 10 comporte une collerette 40 qui est formée d'une seule pièce avec la bague 10 et qui forme la surface de retenue 46 des aiguilles de la couronne 12. La rondelle 44 a été supprimée. La surface de retenue 46 a une largeur radiale L2 inférieure au diamètre d des aiguilles, et en conséquence la surface d'extrémité 32 ne vient pas en contact avec la surface de retenue 46. La retenue du galet 11 contre un déplacement dans le sens S1 est effectuée par l'intermédiaire de la collerette 48 et des aiguilles. Sur la Figure 4 est représentée une deuxième 5 variante du joint selon l'invention. Ce joint diffère du joint des Figures 1 et 2 par ce qui suit. La surface de roulement extérieure 28 du galet extérieur il est en forme de sphère partielle. Les moyens de retenue 38 des aiguilles contre un déplacement dans le sens S2 comprennent une gorge 60 ménagée dans le galet 11 et une rondelle fendue 62 encliquetée dans cette gorge 60. A l'état encliqueté de la rondelle 62, celle-ci fait radialement saillie sur la surface 30 d'une largeur radiale L3 qui est inférieure au diamètre d des aiguilles. La rondelle 62 forme ainsi la surface de retenue 50 des aiguilles, tandis que la gorge 60 forme une surface de butée 64 dirigée dans ledit premier sens Sl pour la rondelle 62. La Figure 5 représente une troisième variante du 20 joint selon l'invention. A la différence du joint des Figures 1 et 2, le galet 11 comporte une surface de roulement extérieure 28 cylindrique. Les moyens de retenue 36 comprennent une gorge 70 ménagée dans la surface extérieure 15 de la bague 10, ainsi qu'une rondelle 72 fendue encliquetée dans cette gorge 70. Ainsi, la surface de retenue 46 est formée par cette rondelle 72. Les rondelles fendues 62 et 72 encliquetées dans les gorges 60 et 70 permettent une fabrication simple et un 30 assemblage facile de l'ensemble et du joint. REVENDICATIONS 1. Ensemble de roulement (9) pour joint homocinétique, du type comprenant - une bague intérieure (10) comprenant une première 5 surface d'extrémité de bague (16) dirigée dans un premier sens (Sl), - un galet extérieur (11) entourant la bague intérieure (10) et ayant une première surface d'extrémité de galet (32) dirigée dans ledit premier sens (Sl); - 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), et - des moyens de retenue axiale (13) au moins de la couronne d'aiguilles (12) sur la bague intérieure (10), les moyens de retenue (13) comprenant une première surface de retenue (46) reliée à la bague intérieure (10), chevauchant radialement les aiguilles de la couronne d'aiguilles (12) et dirigée dans un second sens (S2) opposé audit premier sens (S1), ladite première surface de retenue (46) étant adaptée pour venir en contact avec les aiguilles de la couronne d'aiguilles (12), caractérisé en ce que ladite première surface d'extrémité de bague (16) est décalée axialement par rapport à ladite première surface d'extrémité de galet (32) dans ledit premier sens (S1). 2. Ensemble de roulement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première surface de retenue (46) chevauche radialement la couronne d'aiguilles (12) et au moins partiellement ladite première surface d'extrémité (32) du galet extérieur. 3. Ensemble de roulement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première surface de retenue (46) est formée par une collerette (40) solidaire de la bague intérieure (10). 4. Ensemble de roulement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de retenue (13) comprennent une surface de butée (42) solidaire de la bague intérieure (10) et une première rondelle de retenue (44) interposée entre la couronne d'aiguilles (12) et la surface de butée (42). 5. Ensemble de roulement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de butée {42) est formée par une gorge (70) ménagée dans la bague intérieure (10) et recevant ladite première rondelle de retenue (44). 6. Ensemble de roulement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de butée (42) est formée par une collerette (40) de la bague intérieure (10) qui délimite la surface de roulement (15) des aiguilles de la bague intérieure (10). 7. Ensemble de roulement suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le galet extérieur (11) et la bague intérieure (10) comprennent chacun une seconde surface d'extrémité (18, 34) dirigée dans ledit second (S2) sens, et en ce que ladite seconde surface d'extrémité (34) du galet extérieur (11) est décalée de ladite seconde surface d'extrémité (18) de la bague intérieure (10) dans ledit second sens (S2). 8. Ensemble de roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de retenue axiale (13) comprennent une seconde surface de retenue (50) reliée au galet extérieur (11), cette surface (50) étant disposée du côté de la couronne d'aiguilles (12) opposé à ladite première surface de retenue (46) et adaptée pour venir en contact avec la couronne d'aiguilles (12). 9. Ensemble de roulement suivant les revendications 7 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que ladite seconde surface d'extrémité (18) de la bague intérieure (10) est disposée sensiblement coplanaire avec ladite seconde surface de retenue (50). 10. Ensemble de roulement suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite seconde surface de retenue (50) est venue de matière avec le galet extérieur (11). 11. Ensemble de roulement suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite seconde surface de retenue (50) est formée par une seconde rondelle de retenue (62) coopérant avec une seconde surface de butée (64) prévue sur le galet extérieur (11). 12. Ensemble de roulement suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ladite seconde surface de butée (64) est formée par une gorge (60) ménagée dans le galet extérieur (11) et recevant la seconde rondelle de retenue (62). 13. Ensemble de roulement suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ladite seconde surface de butée (64) est formée par une collerette (48) du galet extérieur (11) qui délimite la surface de roulement (30) des aiguilles de ce galet. 14. Ensemble de roulement suivant la revendication 13, caractérisé en ce que ladite première surface de retenue (46) est sensiblement coplanaire avec ladite première surface d'extrémité (32) du galet extérieur (11). 15. Ensemble de roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la bague intérieure (10) comprend une partie biseautée (22) radialement intérieure se raccordant à la seconde surface d'extrémité (18) de la bague intérieure (10). 16. Joint homocinétique (1) comprenant - un élément femelle (7) délimitant au moins une paire de pistes (8) en vis-à-vis, - un élément mâle (3) comprenant un axe central (X-X) et au moins un bras (4), et - un ensemble de roulement (9) comprenant une bague intérieure (11) montée sur le bras, un galet extérieur (10) et une couronne d'aiguilles de roulement (12) interposé entre la bague et le galet, caractérisé en ce que l'ensemble de roulement (9) est un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce que ledit premier sens (Si) est dirigé à l'opposé de l'axe central (X-X).