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" Articulation à rotule, particulièrement applicable à la commande des véhicules à moteur ".
L'objet de la présente invention est une articulation à rotule ou sphérique, applicable, en particulier, à la commande ou à la direction des véhicules automobiles.
On connaît des articulations à rotule et des articu-
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lations doubles à oardan pour la direction des voitures automobiles. Afin que, avec de telles articulations, la transmission des moments de rotation s'effectue uniformément, il faut faire tourner les deux arbres -l'arbre moteur et l'arbre oommandé- à une vitesse angulaire uniforme. Il en est ainsi lorsque l'entraîneur reliant les demi-articulations est réglé suivant un plan divisant en deux l'angle formé entre l'arbre moteur et l'arbre entrainé.
Il existe bien des articulations remplissant déjà ces conditions, où l'extrémité formant sphère ou rotule de l'un des arbres est logée dans l'extrémité formant coussinet sphérique de l'autre arbre ; la rotule et le ooussinet sphérique étant reliés au moyen d'un entraîneur. Les constructions connues de ce genre comportent toutefois de nombreuses pièces de détail qui sont très sensibles et qui pendant le fonctionnement,absorbent ensemble dans l'articulation un travail de frottement si considérable que le rendement de transmission du moment de rotation se trouve sensiblement diminué. D'autre part, les efforts auxquels sont soumises une grande partie de ces pièces ou surfaces de frottement sont de telle nature que les articulations qui en sont pourvues ne peuvent suffire aux transmissions de puissance élevée,s'échauffent facilement et grippent.
Le but de l'invention est la construction d'une artioulation constituée par un petit nombre de pièces très robustes qui satisfont aux conditions mécaniques et théoriques préoitées.
L'invention est réalisée en ce que l'entraîneur traverse diamétralement l'articulation et est dirigé par un guide monté dans les deux extrémités d'arbres. Selon l'invention, l'entraîneur est maintenu par des dés glissant dans les fentes du coussinet sphérique, de telle façon qu'il ne puisse tourner
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et osciller qu'autour du centre de la sphère.
Une autre caractéristique de l'invention oonsiste en ce que l'entraîneur présente des dés, des rouleaux ou des sphères dans les points où il vient en contact avec les fentes de l'articulation.
La transmission de moments de rotation plus grands au moyen de l'articulation exige une multiplication des éléments de transmission de l'entraîneur. Mais il n'est pas facile de multiplier les surfaces de glissement, du fait que les pivots de l'entraîneur, lors du pivotement de l'articulation pendant la rotation, sont déplacés de tous côtés par le guide dans les fentes en forme de seoteur - également multipliées - des sphères et des coussinets sphériques, ce qui fait constamment varier la distance entre ces pivots.
Une forme de réalisation particulière de l'invention permet une possibilité très simple de construire une articu- lation pour la transmission des moments de rotation importants.
Selon l'invention, on sous-divise dans ce cas dans le sens longitudinal l'entraîneur traversant diamétralement l'articu- lation, les pièces de transmission de l'entraîneur ainsi divisé pouvant varier leur distance mutuellement.
Selon l'invention, cette sous-division de l'entraîneur peut avoir lieu, par exemple, en divisant la bague d'entraînement selon le nombre des pivots, en deux ou plusieurs bagues, les pivots de l'entraîneur se faisant face étant reliés de telle sorte à leurs bagues que, dans l'entraîneur monté, tous les pivots se trouvent dans un seul plan et les axes de tous les pivots passent par le centre de la bague ou des segments de bague de l'entraîneur.
Suivant une autre oaraotéristique particulière de l'invention, la largeur totale des bagues de l'entraîneur est égale à la largeur d'une bague d'entraînement avec seulement
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deux éléments de transmission ( pivots, dés ou autres ).
Suivant l'invention, le guide passe à travers l'entraî- neur et le commande desmodromiquement au moyen de mâchoires ou joues de guidage.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'entraîneur passe par une ouverture en forme de fente du guide qui le commande ainsi desmodroma quement.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le guide avec ses extrémités se trouve logé, telle une articulation sphérique, dans les extrémités de l'arbre moteur et de l'arbre entrainé.
Dans ce cas, les extrémités des supports du guide se trouvent, selon l'invention, symétriquement par rapport au centre du système de guidage formé par le guide et l'entraineur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, la réalisation de la présente invention.
Dans ce dessin :
La figure 1 est une ooupe longitudinale par l'artioulation ;
La figure 2 est une vue en plan de l'arbre entraîneur;
La figure 3 représente une vue en plan de l'entraineur;
La figure 4 est une vue en élévation du guide;
La figure 5 est une coupe longitudinale d'une variante d'exécution de l'articulation sphérique ;
La figure 6 est une ooupe transversale de la figure 5 ;
La figure 7 est une vue en perspective d'un entraîneur à plusieurs éléments, avec, par exemple, quatre pivots, comme dans les figures 5 et 6.
Dans le dessin, 1 est l'arbre entraîneur sur les extrémités duquel on a monté un support 2 en forme de manchon ou douille pour le coussinet sphérique proprement dit 3. Pour
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raison de oonstruction, cette douille peut être constituée en deux parties. Le coussinet sphérique 3 peut tourner dans la douille 2. Dans l'axe de l'arbre se trouve un palier à billes 4 pour le guide 5, un palier identique étant prévu en 6, à l'extrémité de l'arbre entrainé et dans son axe.
L'arbre entrainé 7 se termine dans une sphère creuse 8 munie de fentes longitudinales 9, parallèlement à l'axe de l'arbre. La sphère 8 est montée convenablement dans le coussinet sphérique 3. Les butées 10 de la douille 2 limitent les éoartements angulaires de l'arbre commandé 7. Dans l'exemple indiqué, la déviation angulaire de cet arbre 7 est au maximum de 300 par rapport à l'arbre d'entraînement 1.
Dans la douille 2 de l'arbre de oommande, on a prévu des fentes longitudinales 11, parallèlement à l'axe de l'arbre, dans lesquelles s'adaptent des dés 12 dont la surface inférieure correspond à la sphère 8,sur laquelle ils peuvent glisser. Les dés 12 servent à maintenir l'entraineur 13 dans une certaine position par rapport au centre de la sphère, ce qui a lieu au moyen d'une vis 14. Ces dés peuvent être remplacés par des rouleaux ou des billes, tout en maintenant le guidage. Le guidage de l'entraîneur 13 peut également avoir lieu dans les fentes 9 de la sphère 8 ou à l'intérieur de cette sphère.
La forme de l'entraîneur 13 est représentée sur la figure 3 dont la figure 1 est une ooupe longitudinale.
Comme l'indique le dessin, l'entraîneur 13 est constitué par une bague 15,dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur de la sphère 8. Ces supports peuvent également être munis de dés ou de blocs de glissement, de paliers à billes ou à rouleaux. En place des deux dés ou des rouleaux prévus à une extrémité de l'entraîneur, on peut monter un seul rouleau ayant utilement la forme conique et
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à travers lequel la sphère creuse, ainsi que les fentes 11 de la douille ou du manchon 2 doivent alors présenter un ohantreinage de leurs parois longitudinales correspondant à l'inclinaison du cône. Les extrémités des pivots 16 sont munies de filets à vis 14 pour la fixation de l'entraîneur aux dés 12.
L'axe du guide 5 passe par la bague d'entraînement 15. Le mode de construction du guide est indiqué à la figure 4. Il est constitué par un pivot axial se terminant aux deux extrémités par une sphère 17. Comme mentionné, les sphères sont montées dans des paliers 4 et 6 de l'arbre de commande et de l'arbre entraîné. La distance des sphères ou des paliers du centre d'articulation est la même. Ils se trouvent, selon l'invention, symétriquement par rapport au centre du système de guidage formé par le guide et l'entraîneur. Sur le guide se trouvent les mâchoires de guidage 18, 19, s'appliquant,par leur surface interne, sur la bague 12 de l'entraîneur 13, cette bague étant convenablement polie. Le pourtour des joues de guidage est adapté au diamètre intérieur de la sphère creuse 8 et forme une sphère.
L'entraîneur 13 peut être également établi en supprimant la bague. Il passe ensuite par un guide, lequel, au lieu de joues de guidage, présente une ouverture en forme de fente par laquelle passe l'entraîneur. Dans ce cas, l'entraîneur ne serait plus forcé de tourner autour d'un axe et pourrait recevoir des parties de glissement au point de contact avec la sphère. D'autre part, l'entraîneur peut tourner autour de son axe propre, de sorte qu'il roule sur les surfaces de transmission.
Grâce à la disposition décrite, on obtient les avantages précités d'une transmission uniforme du mouvement de rotation. Le guide 5 déplace, en position angulaire de l'arbre
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entraîné 7 par rapport à l'arbre de commande 15, l'entra!neur 13 constamment dans une position telle qu'il vient se trouver dans le plan de la bissectrice entre les deux arbres.
Dans cette position, les moments de rotation sont transmis uniformément.
Une variante de l'invention est représentée dans les figures 5 à 7. Selon l'invention,l'entraîneur est en plusieurs parties. Les figures indiquent comment peut s'effectuer la division.de l'entraîneur. Ce dessin montre une forme de réalisation d'un entraîneur en plusieurs parties comportant quatre pivots. Il est.essentiel que les pivots diamétralement opposés puissent modifier leur position par rapport aux pivots voisins, afin que l'entraîneur puisse également suivre les fentes en forme de secteur de la sphère et du coussinet sphérique dans le pivotement de l'articulation pendant la rotation.
Les bagues 15', 15" de l'entraîneur assemblé, sont disposées les unes sur les autres de telle sorte que les pivots 16 se trouvent décalés l'un par rapport à l'autre. Chaque secteur annulaire est formé de telle sorte que si les parties de l'entraîneur sont placées l'une dans l'autre, les axes de tous les pivots se trouvent sur un seul plan et passent par le centre de la bague de l'entraîneur ou, respectivement, des parties du palier.
La largeur totale des secteurs annulaires 15', 15'' est choisie utilement de telle façon qu'elle corresponde à la largeur d'une bague d'entraînement avec seulement deux éléments de transmission ou pivots 16.
Il est clair que la multiplication des éléments de transmission permet, dans l'esprit de l'invention, une transmission de moments de rotation plus importants sans qu'il y puisse avoir des dérangements pendant la rotation de l'articulation.
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Il est évident que des modifications de détail pourront être effectuées sans dépasser le cadre de l'invention.
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"Ball joint, particularly applicable to the control of motor vehicles".
The object of the present invention is a ball or ball joint, applicable in particular to the control or steering of motor vehicles.
Ball and socket joints are known.
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Double connections to oardan for the steering of motor cars. In order that, with such articulations, the transmission of the rotational moments takes place uniformly, it is necessary to rotate the two shafts - the motor shaft and the controlled shaft - at a uniform angular speed. This is the case when the driver connecting the half-articulations is adjusted along a plane dividing in two the angle formed between the motor shaft and the driven shaft.
There are many articulations already fulfilling these conditions, where the end forming a sphere or ball joint of one of the shafts is housed in the end forming a spherical bearing of the other shaft; the ball joint and the ball bearing being connected by means of a driver. Known constructions of this kind, however, include many detail parts which are very sensitive and which during operation together absorb in the joint such a considerable friction work that the efficiency of transmission of the torque is significantly reduced. On the other hand, the forces to which a large part of these parts or friction surfaces are subjected are of such a nature that the joints which are provided with them are not sufficient for high power transmissions, heat up easily and seize.
The object of the invention is the construction of an artioulation constituted by a small number of very robust parts which satisfy the desired mechanical and theoretical conditions.
The invention is implemented in that the driver crosses the joint diametrically and is directed by a guide mounted in the two ends of the shafts. According to the invention, the driver is held by dice sliding in the slots of the ball bearing, so that it cannot turn.
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and oscillate that around the center of the sphere.
Another feature of the invention oonsiste in that the driver has dice, rollers or spheres in the points where it comes into contact with the slots of the joint.
The transmission of greater torque through the joint requires a multiplication of the transmission elements of the driver. But it is not easy to multiply the sliding surfaces, due to the fact that the pivots of the driver, during the pivoting of the joint during the rotation, are moved on all sides by the guide in the slots in the form of a needle. - also multiplied - spheres and spherical bearings, which constantly varies the distance between these pivots.
A particular embodiment of the invention allows a very simple possibility of constructing a joint for the transmission of large rotational moments.
According to the invention, in this case the driver crossing diametrically through the joint is sub-divided in this case in the longitudinal direction, the transmission parts of the driver thus divided being able to vary their distance from one another.
According to the invention, this sub-division of the driver can take place, for example, by dividing the drive ring according to the number of pins, into two or more rings, the pins of the driver facing each other being connected. so at their rings that, in the mounted driver, all of the pivots lie in a single plane and the axes of all the pivots pass through the center of the ring or ring segments of the driver.
According to another particular oaraoteristic of the invention, the total width of the bushes of the driver is equal to the width of a drive ring with only
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two transmission elements (pivots, dice or others).
According to the invention, the guide passes through the driver and controls it desmodromically by means of guide jaws or cheeks.
In another embodiment of the invention, the driver passes through a slot-shaped opening in the guide which thus controls it desmodroma cement.
Another characteristic of the invention consists in that the guide with its ends is housed, like a spherical joint, in the ends of the motor shaft and of the driven shaft.
In this case, the ends of the supports of the guide are, according to the invention, symmetrically with respect to the center of the guide system formed by the guide and the driver.
The accompanying drawing represents, by way of example, the embodiment of the present invention.
In this drawing:
Figure 1 is a longitudinal oup by the joint;
Figure 2 is a plan view of the drive shaft;
Figure 3 shows a plan view of the trainer;
Figure 4 is an elevational view of the guide;
FIG. 5 is a longitudinal section of an alternative embodiment of the spherical joint;
Figure 6 is a cross section of Figure 5;
Figure 7 is a perspective view of a multi-part trainer, with, for example, four pivots, as in Figures 5 and 6.
In the drawing, 1 is the drive shaft on the ends of which a support 2 in the form of a sleeve or sleeve has been mounted for the spherical bearing proper 3. For
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Due to construction, this socket can be made in two parts. The spherical bearing 3 can rotate in the sleeve 2. In the axis of the shaft there is a ball bearing 4 for the guide 5, an identical bearing being provided at 6, at the end of the driven shaft and in its axis.
The driven shaft 7 ends in a hollow sphere 8 provided with longitudinal slots 9, parallel to the axis of the shaft. The sphere 8 is suitably mounted in the spherical bearing 3. The stops 10 of the sleeve 2 limit the angular distances of the controlled shaft 7. In the example shown, the angular deviation of this shaft 7 is at most 300 with respect to to the drive shaft 1.
In the sleeve 2 of the control shaft, longitudinal slots 11 are provided, parallel to the axis of the shaft, in which dice 12 fit, the lower surface of which corresponds to the sphere 8, on which they fit. can slip. The dice 12 serve to maintain the driver 13 in a certain position relative to the center of the sphere, which takes place by means of a screw 14. These dice can be replaced by rollers or balls, while maintaining the guidance. The guide of the driver 13 can also take place in the slots 9 of the sphere 8 or inside this sphere.
The shape of the driver 13 is shown in Figure 3, Figure 1 is a longitudinal ooupe.
As shown in the drawing, the driver 13 is formed by a ring 15, the outside diameter of which is less than the inside diameter of the sphere 8. These supports can also be provided with thimbles or sliding blocks, with ball bearings. or roller. In place of the two dice or rollers provided at one end of the driver, one can mount a single roller usefully having the conical shape and
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through which the hollow sphere, as well as the slots 11 of the sleeve or of the sleeve 2 must then have an ohantreinage of their longitudinal walls corresponding to the inclination of the cone. The ends of the pivots 16 are provided with screw threads 14 for fixing the driver to the dice 12.
The axis of the guide 5 passes through the drive ring 15. The method of construction of the guide is shown in Figure 4. It consists of an axial pivot terminating at both ends with a sphere 17. As mentioned, the spheres are mounted in bearings 4 and 6 of the control shaft and the driven shaft. The distance of the spheres or bearings from the center of articulation is the same. They are, according to the invention, symmetrically with respect to the center of the guide system formed by the guide and the driver. On the guide are the guide jaws 18, 19, applying, by their internal surface, to the ring 12 of the driver 13, this ring being suitably polished. The periphery of the guide cheeks is adapted to the internal diameter of the hollow sphere 8 and forms a sphere.
The trainer 13 can also be established by removing the ring. It then passes through a guide, which, instead of guide cheeks, has a slot-shaped opening through which the driver passes. In this case, the trainer would no longer be forced to rotate around an axis and could receive sliding parts at the point of contact with the sphere. On the other hand, the driver can rotate around its own axis, so that it rolls on the transmission surfaces.
Thanks to the arrangement described, the above advantages of a uniform transmission of the rotational movement are obtained. The guide 5 moves, in angular position of the shaft
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driven 7 relative to the control shaft 15, the driver 13 constantly in a position such that it is in the plane of the bisector between the two shafts.
In this position, the torque is transmitted evenly.
A variant of the invention is shown in Figures 5 to 7. According to the invention, the driver is in several parts. The figures show how the division of the coach can be carried out. This drawing shows an embodiment of a multi-part trainer having four pivots. It is essential that the diametrically opposed pivots can change their position relative to neighboring pivots, so that the driver can also follow the sector-shaped slots of the sphere and the spherical bushing in the pivoting of the joint during rotation. .
The rings 15 ', 15 "of the assembled driver are arranged on top of each other such that the pivots 16 are offset with respect to each other. Each annular sector is formed such that if the parts of the driver are placed in each other, the axes of all the pivots lie on a single plane and pass through the center of the bushing of the driver or, respectively, parts of the bearing.
The total width of the annular sectors 15 ', 15' 'is usefully chosen such that it corresponds to the width of a drive ring with only two transmission elements or pivots 16.
It is clear that the multiplication of the transmission elements allows, in the spirit of the invention, a transmission of greater rotational moments without there being any disturbances during the rotation of the joint.
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It is obvious that modifications of detail can be made without going beyond the scope of the invention.