FR2483549A1 - Joint d'articulation homocinetique a billes roulant dans des rainures d'un element exterieur et d'un element interieur - Google Patents

Joint d'articulation homocinetique a billes roulant dans des rainures d'un element exterieur et d'un element interieur Download PDF

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Lothar Muller
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GKN Driveline Deutschland GmbH
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Loehr and Bromkamp GmbH
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

LES RAINURES 2, 4 DE L'ELEMENT EXTERIEUR 1 OU DE CHAQUE ELEMENT 1, 3 DE CE JOINT SONT FORMEES DANS UNE OU PLUSIEURS PIECES RAPPORTEES 9 EN ACIER DURCISSABLE. LE CORPS 10 DE L'ELEMENT EXTERIEUR 1 EST EN UNE MATIERE DONT LA DENSITE ET LE PRIX SONT INFERIEURS A CEUX DE LA PIECE RAPPORTEE 9. LA PIECE 9 EST RELIEE AU CORPS 10, EN ALUMINIUM PAR EXEMPLE, PAR COULEE DE CE CORPS AUTOUR DE LA PIECE ANNULAIRE 9.

Description

L'invention concerne un joint homocinétique com-
prenant un élément extérieur creux, dans la paroi interne duquel sont ménagées des rainures, un élément intérieur disposé dans la cavité de l'élément extérieur et dont la paroi externe présente autant de rainures que la paroi interne de l'élément extérieur,
ainsi que des billes pour la transmission du couple, reçues cha-
cune conjointement par une rainure de l'élément extérieur et une
rainure de l'élément intérieur.
Les éléments des joints connus de ce type (voir, par exemple, la demande de brevet DE-OS 2 419 236 de la République Fédérale d'Allemagne) sont généralement des pièces en acier forgé
usinées mécaniquement par enlèvement de copeaux. Une telle fabri-
cation est très onéreuse. De plus, la matière des pièces doit être
choisie en fonction de la charge ou de la sollicitation maximale.
Comme la sollicitation maximale a lieu dans les rainures recevant les billes pour la transmission du couple, il faut choisir une matière se laissant tremper, ou durcir d'une autre manière, pour
toute la pièce.
Partant de cet état de la technique, l'invention vise à créer un joint homocinétique allégé par rapport aux joints
connus, sans réduction du couple tranmissible.
Selon une caractéristique essentielle de l'inven-
tion: a) les rainures de l'élément extérieur ou de chaque élément du joint sont formées dans une ou plusieurs pièces rapportées en acier durcissable,
b) le corps de l'élément extérieur est en une matière dont la den-
sité est inférieure à celle de la pièce rapportée ou des pièces rapportées de cet élément et
c) la pièce rapportée ou les pièces rapportées de l'élément exté-
rieur est ou sont assemblée(s) au corps de cet élément par une
liaison par sûreté de forme.
Grâce à l'utilisation d'une combinaison de matières, on obtient des éléments de joint capables de transmettre les couples nécessaires et ayant néanmoins un poids nettement inférieur à celui des éléments connus. Les pièces rapportées formant les rainures exposées à.l'usure sont produites à l'aide d'un outil dans une presse de façonnage et, après durcissement, sont placées dans un
moule dont les espaces restés vides sont ensuite remplis par cou-
lée d'un alliage de métal léger ou d'une matière plastique appro-
priée. L'élément de joint démoulé est prêt à être utilisé.
Selon une autre caractéristique, la pièce rappor-
tée est une pièce creuse en t8le dans laquelle sont formées les rainures.
Avec cette forme de réalisation, toutes les rai-
nures de l'élément de joint concerné sont formées dans une seule pièce, également par une opération effectuée dans une presse, ce
qui permet d'éviter dès le départ des erreurs d'écartement des rai-
nures ou des défauts semblables. Une telle pièce est placée ensuite dans un moule dans lequel est coulée la ratière formant le corps de
l'élement de joint.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'élément extérieur est produit par coulée d'un corps en aluminium et fixation simultanée de la pièce ou des pièces rapportées. Pour conférer une tenu e suffisante aux trous de passage des vis servant à la fixation de l'élément de joint à une bride ou un arbre d'entraînement, une autre caractéristique de l'invention prévoit que la paroi des trous ménagés dans l'élément extérieur pour la fixation de cet élément est de la mime matière
que la ou les pièces rapportées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre
d'exemples de réalisation préférés mais non limitatifs, ainsi que des dessins schématiques annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un joint à disque à l'état complet; - la figure 2 représente l'élément extérieur de ce joint, comprenant un anneau interne définissant les rainures pour les billes; - la figure 3 représente cet anneau interne, en acier, séparément; et - la figure 4 est une vue en perspective d'une pièce rapportée pour un élément extérieur d'une autre forme de réalisation. La figure 1 représente un joint d'articulation homocinétique dont l'élément extérieur 1 possède intérieurement des rainures 2 ménagées dans la paroi d'un alésage cylindrique. Dans cet alésage se trouve l'élément de joint intérieur 3, lequel est relié dans une ouverture centrale à un arbre d'entratnement (non représenté). La paroi externe de l'élément intérieur 3 présente
également des rainures, désignées par 4. Chaque rainure 2 de l'élé-
ment extérieur 1 croise une rainure 4 de l'élément intérieur 3 et reçoit conjointement avec elle une bille 5 pour la transmission du couple. Entre l'élément intérieur 3 et l'élément extérieur 1 se
trouve une cage 6 qui présente des fenêtres 7 réparties circonfé-
rentiellement, dans lesquelles sont maintenues les billes 5, et qui maintient en outre les billes 5 dans le plan bissecteur de l'angle entre les axes des deux éléments 1 et 3. La cavité intérieure du joint est fermée de façon étanche, d'un côté par un capuchon et
de l'autre par un soufflet fixé sur l'arbre et sur l'élément exté-
rieur 1 du joint. Ce capuchon, ce soufflet et leurs éléments de
fixation ne sont pas représentés pour simplifier. L'élément exté-
rieur 1 présente en outre des trous de passage 8 pour la fixation de l'élément à une bride correspondante d'un véhicule ou d'une machine. Les rainures 2 de l'élément extérieur 1 du joint sont formées dans une pièce rapportée constituée dans l'exemple des figures 1, 2 et 3 par un anneau d'acier 9 dont la surface interne est durcie selon les besoins. Pour réduire le poids global du joint et/ou pour réduire le coût des matières, le corps 10 de l'élément extérieur 1 est en une matière de faible densité et
moins coûteuse que la matière de l'anneau 9.
La figure 2 montre l'élément extérieur 1 séparé-
ment. Il se compose de l'anneau d'acier 9, dans lequel sont ménagées les rainures 2, et d'un corps coulé 10, en aluminium par
exemple, dans lequel l'anneau 9 a été fixé au moment de la coulée.
Pour que l'élément extérieur 1 du joint puisse être fixé de façon solide et durable à une bride, les trous de passage 8 sont définis par des éléments de renfort constitués par des douilles d'acier 11, une pour chaque trou, qui sont également fixées dans le corps 10
lors de la coulée de celui-ci.
La figure 3 représente l'anneau d'acier 9 séparé-
ment. Du fait que chaque paire de rainures2 voisinesse croise, l'anneau d'acier 9 est fixé automatiquement dans le sens axial au
corps 10 lors de la coulée de celui-ci et cette fixation est éga-
lement suffisamment solide pour le service.
La figure 4 montre une pièce rapportée 14 défi-
nissant une seule rainure et destinée à un élément extérieur de joint 1 d'une autre forme de réalisation. La pièce 14 se compose
d'une partie 12 ayant la forme de la moitié d'un tube et d'une par-
tie de fixation ou d'ancrage 13 s'étendant à la façon d'une nervure longitudinale sur le côté extérieur de la partie 12. Six pièces
rapportées 14 comme celle représentée sur la figure 4 peuvent rem-
placer, par exemple, l'anneau d'acier de la figure 3.
Il va de soi que l'utilisation de pièces rappor-
tées comme décrit dans ce qui précède n'est pas limitée à des joints du type représenté; l'invention est applicable au contraire
à toutes sortes de joints d'articulation.

Claims (4)

R E V E N D I C A T IO N S
1 - Joint homocinétique comprenant un élément extérieur creux, dans la paroi interne duquel sont ménagées des rainures, un élément intérieur disposé dans la cavité de l'élément extérieur et dont la paroi externe présente autant de rainures que la paroi interne de l'élément extérieur, ainsi que des billes pour la transmission du couple, reçues chacune conjointement par une
rainure de l'élément extérieur et une rainure de l'élément inté-
rieur, caractérisé en ce que: -
a) les rainures (2, 4) de l'élément extérieur (1) ou de chaque élé-
ment (1, 3) du joint sont formées dans une ou plusieurs pièces rapportées (9, 14) en acier durcissable, b) le corps (10) de l'élément extérieur (1) est en une matière dont la densité est inférieure à celle de la pièce rapportée (9) ou des pièces rapportées (14) de cet élément et c) la pièce rapportée (9) ou les pièces rapportées (14) de l'élément extérieur (1) est ou sont assemblée(s) au corps de cet élément
par une liaison par sûreté de forme.
2.- Joint selon la revendication 1, comprenant une
pièce rapportée unique pour l'élément extérieur du joint, caracté-
risé en ce que la pièce rapportée est une pièce creuse en tôle (9)
dans laquelle sont formées les rainures (2).
3 - Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément extérieur (1) du joint est produit par coulée d'un corps (10) en aluminium et fixation simultanée de la pièce
rapportée (9) ou des pièces rapportées (14) à ce corps.
4 - Joint selon la revendication 1> caractérisé en ce que la paroi des trous (8) ménagés dans l'élément extérieur (1) du joint pour la fixation de cet élément est de la même matière que la pièce rapportée (9) ou les pièces rapportées (14) définissant les rainures (2),
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