Procédé de fabrication d'un joint de cardan Le brevet principal a pour objet un joint de cardan comportant deux mâchoires, dont le moyeu tubulaire est destiné à être fixé sur un arbre, et un croisillon dont les quatre tourillons sont coiffés d'un palier à aiguilles à chemin de roulement extérieur en forme de cuvette, maintenu dans l'alésage correspondant de la mâchoire, les mâchoires étant en tôle façonnée de telle sorte que, au droit de l'alésage, la section perpendicu laire à l'axe, pour chaque branche de mâchoire, pré sente une concavité vers l'intérieur.
Dans le procédé de fabrication du joint de cardan du brevet principal, pour former chaque mâchoire, on découpe un flan de tôle comportant deux pattes, pour le formage des branches qui prennent naissance le long d'une bande pleine, on replie sur elles-même les extré- mités de cette bande, on cintre en forme de cylindre la partie de la bande comprise entre les extrémités repliées, on coude ces extrémités de manière à former deux oreilles parallèles, et on exécute deux ouvertures alignées dans ces oreilles pour le passage d'une vis de serrage.
Dans le cas où le moyeu tubulaire se présente sous la forme d'un tube fendu obtenu en partant d'un flan en tôle en forme de bande présentant, pour le formage des branches, deux pattes raccordées l'une à l'autre par une partie curviligne, et en cintrant ce flan après exécution d'un pliage de ses extrémités qui donne nais sance à deux oreilles permettant un serrage par vis et écrou, la partie curviligne subit des contraintes impor tantes en raison de l'allongement qu'elle subit du fait de la différence entre l'écartement des branches de mâchoire et le diamètre de l'alésage du moyeu.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce que, avant le formage des bran ches, on déforme la partie de raccordement des pattes du flan de tôle, de façon à l'écarter du plan du flan et à créer ainsi une réserve de métal destinée à réduire le taux d'allongement de la partie de raccordement. On crée ainsi un surplus de matière qui est résorbé lors du formage et qui évite tout effort anormal dans la tôle.
Des mises en oeuvre du procédé objet de l'inven tion seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, auquel: La fig. 1 est une vue en coupe partielle d'un joint de cardan par le plan de symétrie de la mâchoire; les fig.2 et 3 sont respectivement des vues en coupe partielle du joint de cardan par les plans de symétrie de la mâchoire et du croisillon; la fig. 4 est une vue en coupe d'un moyeu réalisé par pliage et roulage, par un plan perpendiculaire à l'axe du moyeu;
la fig. 5 est une vue en plan d'un flan en tôle à partir duquel est obtenue une mâchoire munie d'un moyeu fendu; la fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La mâchoire 6 est obtenue à partir d'une tôle plane dont la partie correspondant aux branches 5 est cintrée de manière à donner, au droit de l'alésage 4, une section perpendiculaire à l'axe XX de mâchoire qui, pour chaque branche, présente une concavité 20a vers l'intérieur.
Cette forme circulaire offre, dans la partie médiane des branches 5, un large passage pour le montage du croisillon par basculement, passage qui est augmenté sur la fig.1 par l'utilisation d'une surface conique 120a s'évasant vers l'extérieur et faisant suite à une partie cylindrique 220a qui prolonge une surface 21a d'allure torique, raccordant les branches 5 au moyeu 14.
Dans les fig. 2 et 3, le passage prévu pour le mon tage du tourillon est amélioré par un écrasement local 320a de la tôle, qui est pratiqué sur l'arête terminale de la branche 5 de part et d'autre du plan de symétrie Y-Y et du côté de la face interne.
Tandis que le moyeu 14 de la fig. 1 peut être exé cuté par emboutissage de la tôle suivant l'axe XX, ce qui lui donne, comme représenté, une épaisseur moindre que celle des branches 5, le moyeu suivant la fig. 4 comporte à l'état d'ébauche, à sa surface interne, une partie cylindrique 23 formée par roulage d'une tôle de départ A (fig. 5) dont les deux bords 24a et 24b ont été repliés sur eux-mêmes vers l'extérieur en formant deux oreilles 25a, 25b,
au cours d'une opéra tion qui naturellement a été exécutée avant le roulage de la partie 23. Le flan de tôle A comporte également deux pattes 5a, 5b percées d'ouvertures 4a, 4b, et des tinées à former les deux branches 5 de la mâchoire complète.
Bien entendu les alésages 4 correspondant aux ouvertures 4a, 4b, doivent subir un usinage de finition avant la mise en place des cuvettes 2 à agLee roulage de la tôle A présente quelques diffi cultés d'application dans certains cas étant donné que:
- l'écartement qu'on veut obtenir entre les deux parties 5 formant la mâchoire - écartement qui est fonction pour un certain couple à transmettre de la charge admissible sur les aiguilles - et le diamètre de la partie 23 fonction du type d'assemblage à réaliser, sont relativement indépendants du point de vue de leurs dimensions respectives;
- par contre, si l'an se place du point de vue du for mage de la tôle, la partie 23a du contour du flan A qui a, au voisinage du plan de symétrie de ce dernier, une forme concave, subit des contraintes par suite de son allongement, nécessaire au moment du formage, allon gement d'autant plus grand que la différence est plus grande entre l'écartement des mâchoires 5 et le dia mètre de l'alésage 23 du moyeu.
Une solution consisterait à augmenter le dévelop pement de cette partie, suivant les traits pointillés de la fig. 5, de façon à assurer un pourcentage d'allongement plus faible, solution qui a pour inconvénient majeur d'augmenter le porte-à-faux des alésages devant rece voir les cuvettes à aiguilles, par rapport au moyeu,
ce qui diminue la rigidité de la mâchoire et finalement la résistance du joint aux couples qui lui sont appliqués.
Comme solution on augmente le développement de la courbe de raccordement 23a en lui donnant une forme qui l'écarte du plan du flan A (fig.6), de manière à créer, pour réduire le taux d'allongement, une sorte de réserve de métal.
Les contraintes de for mage, au moment de la formation du moyeu 14, fermant que le métal perdra la forme de la section initiale (fig. 6) pour reformer un moyeu sensiblement cylin drique, suivant le tracé en pointillés de la fig. 6.
Suivant la description du brevet principal, deux trous alignés 26a et 26b permettent le montage d'une vis et d'un écrou qui, après façonnage définitif, par exemple sous une forme cannelée, de l'alésage brut constitué de la surface 23, permettront le serrage de cette surface sur un arbre cannelé correspondant, de façon à assurer un bon contact des parties cannelées et une impossibilité de déplacement axial.
Method of manufacturing a cardan joint The main patent relates to a cardan joint comprising two jaws, the tubular hub of which is intended to be fixed on a shaft, and a spider whose four journals are capped with a bearing to needles with outer raceway in the shape of a cup, held in the corresponding bore of the jaw, the jaws being of sheet metal shaped such that, at the level of the bore, the section perpendicular to the axis, for each branch of jaw, has a concavity towards the interior.
In the manufacturing process of the cardan joint of the main patent, to form each jaw, a sheet metal blank is cut with two tabs, for the forming of the branches which originate along a solid strip, it is folded back on themselves the ends of this strip, the part of the strip between the folded ends is bent in the shape of a cylinder, these ends are bent so as to form two parallel ears, and two aligned openings are made in these ears for the passage of 'a tightening screw.
In the case where the tubular hub is in the form of a split tube obtained starting from a sheet metal blank in the form of a strip having, for forming the branches, two tabs connected to each other by a curvilinear part, and by bending this blank after bending its ends which gives rise to two lugs allowing tightening by screw and nut, the curvilinear part is subjected to significant stresses due to the elongation it undergoes due to the difference between the spacing of the jaw branches and the diameter of the bore of the hub.
The object of the present invention is to remedy this drawback.
The method forming the subject of the present invention is characterized in that, before the forming of the branches, the connecting part of the tabs of the sheet blank is deformed, so as to move it away from the plane of the blank and thus create a reserve of metal intended to reduce the rate of elongation of the connecting part. This creates a surplus of material which is absorbed during forming and which prevents any abnormal force in the sheet.
Implementations of the method which is the subject of the invention will be described, by way of example, with reference to the appended drawing, to which: FIG. 1 is a partial sectional view of a universal joint through the plane of symmetry of the jaw; FIGS. 2 and 3 are respectively partial sectional views of the universal joint through the planes of symmetry of the jaw and of the spider; fig. 4 is a sectional view of a hub produced by folding and rolling, through a plane perpendicular to the axis of the hub;
fig. 5 is a plan view of a sheet metal blank from which a jaw provided with a split hub is obtained; fig. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5.
The jaw 6 is obtained from a flat sheet of which the part corresponding to the branches 5 is bent so as to give, in line with the bore 4, a section perpendicular to the jaw axis XX which, for each branch, has a concavity 20a towards the interior.
This circular shape offers, in the middle part of the branches 5, a wide passage for mounting the crosspiece by tilting, which passage is increased in FIG. 1 by the use of a conical surface 120a flaring outwards. and following on from a cylindrical part 220a which extends a surface 21a of toroidal appearance, connecting the branches 5 to the hub 14.
In fig. 2 and 3, the passage provided for the mounting of the journal is improved by a local crushing 320a of the sheet, which is performed on the end edge of the branch 5 on either side of the plane of symmetry YY and on the side of the internal face.
While the hub 14 of FIG. 1 can be executed by stamping the sheet along the axis XX, which gives it, as shown, a thickness less than that of the branches 5, the hub according to FIG. 4 comprises in the blank state, on its internal surface, a cylindrical portion 23 formed by rolling a starting sheet A (FIG. 5), the two edges 24a and 24b of which have been folded back on themselves towards the 'outside by forming two ears 25a, 25b,
during an operation which was naturally carried out before the rolling of the part 23. The sheet blank A also comprises two tabs 5a, 5b pierced with openings 4a, 4b, and tines to form the two branches 5 of the full jaw.
Of course the bores 4 corresponding to the openings 4a, 4b, must undergo a finishing machining before the installation of the cups 2 to agLee rolling of the sheet A presents some application difficulties in certain cases given that:
- the distance that we want to obtain between the two parts 5 forming the jaw - distance which is a function for a certain torque to be transmitted of the admissible load on the needles - and the diameter of the part 23 depending on the type of assembly to achieve, are relatively independent from the point of view of their respective dimensions;
- on the other hand, if the year is from the point of view of the forming of the sheet, the part 23a of the contour of the blank A which has, in the vicinity of the plane of symmetry of the latter, a concave shape, is subjected to stresses by following its elongation, necessary at the time of forming, elongation all the greater as the difference is greater between the spacing of the jaws 5 and the diameter of the bore 23 of the hub.
One solution would consist in increasing the development of this part, following the dotted lines in fig. 5, so as to ensure a lower percentage of elongation, a solution which has the major drawback of increasing the overhang of the bores to receive the needle cups, relative to the hub,
which reduces the rigidity of the jaw and ultimately the resistance of the joint to the torques which are applied to it.
As a solution, the development of the connecting curve 23a is increased by giving it a shape which separates it from the plane of the blank A (fig. 6), so as to create, in order to reduce the rate of elongation, a kind of reserve of metal.
The forming constraints, at the time of forming the hub 14, closing the metal will lose the shape of the initial section (fig. 6) to reform a substantially cylindrical hub, following the dotted line in fig. 6.
According to the description of the main patent, two aligned holes 26a and 26b allow the mounting of a screw and a nut which, after final shaping, for example in a fluted form, of the raw bore consisting of the surface 23, will allow the clamping of this surface on a corresponding splined shaft, so as to ensure good contact of the splined parts and the impossibility of axial displacement.