FR2720804A1 - Joint homocinétique comportant un arbre de liaison. - Google Patents
Joint homocinétique comportant un arbre de liaison. Download PDFInfo
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Abstract
Le joint homocinétique (2) comporte un arbre de liaison (4). La partie intérieure (12) du joint (2) possède un perçage traversant (28) avec un premier tronçon à denture intérieure (29) et un second tronçon de perçage (32) cylindrique. Il y est placé une douille d'accouplement (33) avec denture extérieure (34) engagée dans la denture intérieure (29), et il s'y raccorde un tronçon (35) cylindrique centré dans le tronçon (32). La douille (33) a des rainures longitudinales intérieures en vis-à-vis de rainures longitudinales de l'arbre (4), et entre les rainures des éléments de roulement guidés dans une cage servent à transmettre des couples entre la douille (33) et l'arbre (4), en permettant un réglage linéaire entre eux. La séparation de la partie intérieure (12) par rapport à la douille (33) permet une meilleure réalisation de la partie intérieure et une division fonctionnelle en télescopage et en mouvement angulaire.
Description
L'invention se rapporte à un joint homocinétique, comportant un arbre de
liaison, et présentant une partie extérieure ayant une chambre creuse et des rainures de roulement extérieures s'étendant dans la surface intérieure de la chambre creuse dans des plans méridiens par rapport à l'axe longitudinal de la partie extérieure, présentant une partie intérieure qui est reçue en basculement dans la chambre creuse de la partie extérieure et qui présente dans sa surface extérieure des rainures de roulement intérieures qui forment une paire avec les rainures de roulement extérieures respectivement en vis-à-vis, qui s'étendent dans O des plans méridiens par rapport à l'axe longitudinal de la partie intérieure, et servent conjointement à la réception d'une bille respective pour la transmission de couples de rotation, et présentant une cage qui est agencée entre la surface extérieure de la partie intérieure et la surface intérieure de la partie extérieure et qui présente des fenêtres pour le guidage des billes, une denture intérieure étant ménagée dans un perçage traversant de la partie intérieure centré sur l'axe longitudinal de la partie intérieure, et une denture extérieure correspondante étant ménagée sur la partie intérieure pour le raccordement solidaire en rotation de l'arbre de liaison. Dans une telle réalisation, l'arbre de liaison est engage par sa denture extérieure directement dans le perçage traversant de la partie intérieure, et il est relié à celle-ci par un anneau de blocage. La denture intérieure
s'étend sur toute la longueur du perçage traversant.
Le mouvement de réglage s'effectue entre la partie intérieure et la partie extérieure. Il s'agit donc de ce que l'on appelle un joint homocinétique télescopique qui permet non seulement des mouvements angulaires de la partie intérieure et de la partie extérieure l'une par rapport à l'autre, mais
également leur déplacement axial.
Dans le document DE 37 39 867 C2, on décrit un arbre de transmission dans lequel deux joints homocinétiques sont reliés l'un à l'autre via un arbre de liaison, o l'on forme à l'une des extrémités de l'arbre de liaison la partie intérieure de l'un des joints homocinétiques, tandis que l'autre extrémité de l'arbre de liaison est pourvue de rainures longitudinales qui sont agencées en répartition périphérique. La partie intérieure de l'autre joint est pourvue d'un prolongement et elle présente un perçage traversant dans lequel sont ménagées des rainures longitudinales en vis-à-vis des rainures longitudinales de l'arbre de liaison. Dans les rainures longitudinales situées par paires en vis-à- vis, on prévoit en tant qu'éléments de roulement des billes agencées les unes derrières les autres par rapport à l'axe longitudinal. La modification de longueur entre les deux joints homocinétiques s'effectue par une modification de la profondeur de pénétration de l'arbre de liaison dans le perçage traversant
de la partie intérieure de l'autre joint homocinétique.
Dans un tel mode de réalisation, la fabrication de la partie intérieure de l'autre joint par formage dans la masse est très coûteuse, parce que l'on doit former simultanément aussi bien les rainures de roulement intérieures de la partie intérieure, qui reçoivent les billes servant a la transmission des couples de rotation et agencées entre la partie intérieure et la partie extérieure du joint, que les rainures longitudinales dans le perçage traversant de la partie intérieure. Un autre problème réside dans le fait que la longueur de réglage qui est à prévoir entre l'arbre de liaison et la partie intérieure de l'autre joint, peut varier selon le cas d'application, et nécessite que les rainures longitudinales dans la partie intérieure de l'autre joint aient une longueur différente de façon correspondante. Selon le cas d'application, on doit donc produire différentes parties intérieures, bien que les joints par exemple ne se distinguent que par la variation en longueur dans la région du télescopage. Par conséquent, l'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer une solution dans laquelle la partie intérieure du joint, destinée à recevoir l'élément télescopique, est plus facile à réaliser, et avec laquelle une adaptation du télescopage à différentes longueurs de télescopage est simplifiée. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que la denture intérieure de la partie intérieure forme un premier tronçon du perçage traversant, depuis lequel part la surface frontale de la partie intérieure, orientée vers l'arbre de liaison, et auquel se raccorde en tant que second tronçon un tronçon de perçage cylindrique circulaire, que la denture extérieure est associée, pour la liaison de l'arbre de liaison avec la denture intérieure de la partie intérieure, à une douille d'accouplement qui présente à côté de la denture extérieure un tronçon cylindrique circulaire par lequel elle est reçue de façon centrée dans le tronçon de I O10 perçage cylindrique circulaire de la partie intérieure, que la douille d'accouplement dépasse axialement en direction de l'arbre de liaison hors de la partie intérieure, et possède un perçage de montage traversant dans lequel on ménage en répartition périphérique des premières rainures longitudinales qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal de la partie intérieure, que l'arbre de liaison présente dans sa surface extérieure des secondes rainures longitudinales en vis-à-vis des premières rainures longitudinales, et que l'arbre de liaison plonge dans la douille d'accouplement et peut être réglé dans celle-ci en direction de l'axe longitudinal de la partie intérieure grâce à des éléments de roulement reçus dans les premières et les secondes rainures longitudinales. L'avantage de cette réalisation est que l'on peut fabriquer la douille d'accouplement et la partie intérieure séparément l'une de l'autre et les assembler ensuite. Dans ce cas, on peut réaliser aussi bien la partie intérieure que la douille d'accouplement par un formage sans enlèvement de matière. Le travail de formage à fournir est nettement inférieur à celui qui est nécessaire dans les solutions connues. Un autre avantage réside en outre dans le fait que l'on peut réaliser la douille d'accouplement en correspondance de la longueur de télescopage nécessaire. Sa longueur
est indépendante de la longueur structurelle de la partie intérieure.
De préférence, la douille d'accouplement est fixée par des organes de blocage sur la partie intérieure. En tant qu'organes de blocage, on peut considérer par exemple un anneau de blocage agencé entre la douille d'accouplement et la partie intérieure. De préférence, un blocage des deux s'effectue cependant au moyen d'une liaison soudée entre la douille d'accouplement et la partie intéreneure. Dans ce cas, il est préférable de choisir un cordon de soudure réalisé par un procédé de soudage qui dégage peu de chaleur. A cet effet, on peut avoir recours par exemple au
soudage par laser ou au soudage par faisceau électronique.
Les deux dentures, à savoir la denture intérieure de la partie intérieure et la denture extérieure de la douille d'accouplement, peuvent être réalisées relativement courtes. De plus, lorsqu'on utilise un profil à développante, il résulte en particulier des conditions de production favorables et
également une capacité élevée de transmission des couples de rotation.
Grâce à ceci, il en résulte que les dents ont une faible hauteur, ce qui est favorable vis-à-vis du formage sans enlèvement de matière, c'est-àdire
qu'elles exigent seulement des forces de formage faibles.
Dans un autre développement de l'invention, on prévoit que les longueurs de la denture intérieure et de la denture extérieure soient choisies plus courtes que la longueur du tronçon de perçage cylindrique de la partie intérieure ou du tronçon de perçage cylindrique de la douille d'accouplement, au moyen desquels les deux sont centrées l'une par
rapport à l'autre.
Un exemple de réalisation préféré de l'invention est illustré
schématiquement dans les dessins.
Les figures montrent: fig. 1 un arbre de transmission dans lequel on prévoit une liaison conforme à l'invention qui permet un télescopage de l'un des deux joints homocinétiques: fig. 2 le joint homocinétique et l'arbre de liaison à échelle agrandie par rapport à la fig. 1, en détail, et fig. 3 une coupe transversale le long de la ligne de coupe III-III de la
fig. 2.
La fig. I illustre l'arbre de transmission 1, comportant le premier joint 2,
le second joint 3 et l'arbre de liaison 4 qui relie les deux joints 2, 3.
La structure des joints 2, 3 est identique en ce qui concerne les composants essentiels. Pour cette raison, on expliquera plus en détail la structure du premier joint 2. Les deux joints 2, 3 se distinguent dans
l'essentiel par la liaison avec l'arbre de liaison 4.
Le premier joint 2 comprend une partie de joint extérieure 6 qui est réalisée de façon creuse et dont la chambre creuse est désignée par la référence 7. Dans la surface intérieure 8 de la chambre creuse 7, sont ménagées des rainures de roulement extérieures 9 en répartition périphérique dans des plans méridiens par rapport a l'axe longitudinal 10
de la partie extérieure.
La partie extérieure 6 est réalisée en plusieurs parties. Outre l'élément qui présente les rainures de roulement extérieures 9 elle comprend des organes de raccordement 5 qui referment le joint et qui servent par exemple au raccordement avec le différentiel d'axe d'un véhicule automobile. Les deux sont fermement reliés l'un à l'autre par un cordon
de soudure 11.
La partie intérieure 12 est reçue de manière à pouvoir basculer vers tous les côtés dans la chambre creuse 7 de la partie extérieure 6. La partie intérieure 12 présente dans sa surface extérieure des rainures de roulement intérieures 13 qui sont également ménagées dans des plans
méridiens par rapport à l'axe longitudinal 19 de la partie intérieure.
Chaque rainure de roulement intérieure 13 est en vis-à-vis d'une rainure de roulement extérieure 9 respective. Les deux reçoivent conjointement une bille respective 14 pour la transmission de couples de rotation entre la partie extérieure 6 et la partie intérieure 12. Les billes 14 sont guidées en supplément dans une cage 15. A cet effet, celle-ci possède des fenêtres par lesquelles les billes 14 sont retenues et hors desquelles elles dépassent radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur, afin de s'engager dans la rainure de roulement intérieure 13 ou la rainure de roulement extéreneure 9 associée. Dans le présent exemple d'un joint homocinétique, la cage 15 est guidée par une surface partielle sphérique creuse sur une surface extérieure sphérique de la partie intérieure 12, qui est agencée
sur la face orientée vers l'arbre de liaison 4.
La partie intérieure 12 est guidée en outre par la surface extérieure sphérique sur un élément de commande 20 qui est guidé sur les organes de raccordement 5 de façon mobile en direction radiale, mais qui est retenu dans un évidement par un anneau élastique qui retient l'élément de commande 20 par rapport à l'organe de raccordement 5 dans une position de prémontage, mais qui permet un réglage radial. Le premier joint 2 est réalisé sous la forme d'un joint fixe. Ceci signifie que la partie intérieure 12 et la partie extérieure 6 peuvent seulement effectuer des
mouvements angulaires l'une par rapport à l'autre.
Pour la liaison de la partie intérieure 12 avec l'arbre de liaison 4, on se sert d'organes d'accouplement 16 qui sont décrits plus en détail en se rapportant aux figs. 2 et 3, et qui comprennent en outre un élément télescopique 17 qui permet une modification de la distance entre les deux joints 2, 3. Toute l'unité structurelle est étanchée par un soufflet 18 à l'encontre l'une perte de lubrifiant ou à l'encontre d'influences extérieures. Le second joint homocinétique 3 comprend une partie intérieure 23 sur laquelle est formé en une seule pièce un tenon 21. La partie intérieure 23 est reçue avec faculté de basculement dans la partie extérieure 24. Les deux présentent chacune des rainures de roulement intérieures ou des rainures de roulement extérieures, dans lesquelles sont retenues des billes 26 qui sont guidées par une cage 25. L'unité structurelle est également recouverte par un soufflet 22. En outre, on a associé à la partie extérieure 24 des organes de raccordement qui servent par exemple à la liaison solidaire en rotation avec la jante d'une roue
entrainée d'un véhicule automobile.
Le tenon 21 est relié à l'arbre de liaison 4 par un accouplement 27.
Cependant, on peut également prévoir une réalisation en une seule pièce
de l'arbre de liaison 4 avec le tenon 21.
Les figs. 2 et 3 montrent le premier joint 2 à échelle agrandie. En outre, on voit un tronçon de l'arbre de liaison 4, ainsi que l'élément télescopique 17 associé aux organes d'accouplement 16. Le premier joint homocinétique 2 comprend une partie extérieure 6 dont la chambre creuse possède une surface intérieure 8 comportant des ramures de roulement extérieures 9 ménagées en répartition périphérique dans des
plans méridiens par rapport à l'axe longitudinal 10 de la partie extérieure.
La partie intérieure 12 est agencée avec faculté de basculement autour du centre du joint dans la chambre creuse 7. La partie intérieure 12 présente dans sa surface extérieure des rainures de roulement intérieures 13. Une bille 14 est associée à deux rainures de roulement respectives en vis-à-vis, à savoir à une rainure de roulement intérieure 13 et une rainure
de roulement extérieure 9, pour la transmission de couples de rotation.
Entre la surface intérieure 8 de la partie extérieure 6 et la surface extérieure de la partie intérieure 12, une cage 15 est guidée sur la surface extérieure de la partie intérieure 12. Pour le guidage des billes 14 la cage présente des fenêtres que les billes traversent radialement vers l'intérieur et l'extérieur, afin de s'engager dans les rainures de roulement
extérieures 9 ou dans les rainures de roulement intérieures 13.
La partie intérieure 12 est guidée conjointement avec la cage 15 d'une part via les billes 14 et d'autre part via un contact entre la surface extérieure sphérique de la partie intérieure 12 et la surface sphérique creuse d'un élément de commande 20. L'élément de commande 20 est guidé de manière à pouvoir se déplacer radialement dans des limites sur les organes de raccordement 5 de la partie extérieure 6, avec interposition d'organes élastiques. La partie intérieure 12 possède un perçage traversant 28 qui est centré sur l'axe longitudinal 19 de la partie intérieure, et qui est pourvu, à partir de la surface frontale 30, d'une denture de courte longueur X, qui est réalisée sous la forme d'une
denture à développante.
Le perçage traversant '28 est réalisé sous la forme d'un tronçon de perçage 32 cylindrique circulaire en partant de l'extrémité de la denture
intérieure 29 jusqu'à l'autre surface frontale 31 de la partie intérieure 12.
On a mis en place dans le perçage traversant 28 une douille d'accouplement 33 qui représente, tout comme la denture intérieure 29, une partie des organes d'accouplement 16 entre la partie intérieure 12 et l'arbre de liaison 4. La douille d'accouplement 33 présente un tronçon qui dépasse de la surface frontale 30. Il s'y raccorde un tronçon denté qui est réalisé sous la forme d'une denture extérieure 34 qui possède également un profil à développante et qui est réalisée de façon adaptée à la denture intérieure 29. Un tronçon 35 cylindrique circulaire se raccorde à la denture extérieure 34 vers l'autre extrémité de la douille d'accouplement 33. La douille d'accouplement 33 est enfichée dans le perçage traversant 28 de la partie intérieure 12, de sorte qu'il se produit une liaison solidaire en rotation via la denture extérieure 34 qui s'engage dans la denture intérieure 29, et que la douille d'accouplement 33 est centrée dans le tronçon de perçage 32 cylindrique circulaire de la partie intérieure 12, via son tronçon cylindrique 35. En outre, la douille d'accouplement 33 est reliée axialement fermement à la partie intérieure 12 au moyen d'une soudure localisée ou d'un cordon de soudure 44 qui est agencée dans la
région de la seconde surface frontale 31.
Le tronçon cylindrique 35 ou le tronçon de perçage cylindrique 32 s'étendent sur une longueur Y qui est choisie considérablement plus
grande que la longueur X de la denture 29, 34.
La douille d'accouplement 33 est axialement percée de part en part, et elle présente un perçage de montage 36. Dans ce perçage de montage, on a ménagé en répartition périphérique des premières rainures longitudinales 37 qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal 19 de la partie intérieure. L'arbre de liaison 4 est enfiché dans le perçage de montage 36. Il présente sur un tronçon également dans sa surface extérieure 38 des secondes rainures longitudinales 39 qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal 19 de la partie intérieure. Une paire formée d'une première rainure longitudinale 37 et d'une seconde raminure longitudinale 39 respectives en vis-à-vis reçoit des billes en tant qu'éléments de roulement 40, plusieurs billes étant agencées les unes derrière les autres par rapport à l'axe longitudinal 19 de la partie intérieure. Les billes 40 sont retenues dans une cage 41. Grâce à ceci, on réalise un mouvement de roulement et ainsi un élément télescopique 17 qui présente une faible friction, étant donné qu'il s'effectue un mouvement de roulement. Le télescopage de la cage 41 est limité par rapport à la douille d'accouplement 33. A cet effet, on se sert d'un blocage anti-extraction 42 à l'extrémité de la douille d'accouplement 33 qui est orientée vers l'arbre de liaison 4, ou d'une butée annulaire de blocage 43 mise en place dans la douille d'accouplement 33 dans la région de la surface frontale 31 de la partie intérieure 12, et la cage 41 est réglable entre ces éléments de blocage. S'il est nécessaire d'avoir un mouvement plus grand que celui qui est donné par le degré de liberté du roulement des billes 40 retenues dans la cage 41, l'arbre de liaison 4 peut certes être déployé plus loin hors de la douille d'accouplement 33, mais la cage 41 ne se déplace pas davantage. Dans ce cas-là, il se produit un coulissement.
Claims (6)
1. Joint homocinétique (2), comportant un arbre de liaison (4), et présentant une partie extérieure (6) avant une chambre creuse (7) et des rainures de roulement extérieures (9) s'étendant dans la surface intérieure (8) de la chambre creuse dans des plans méridiens par rapport à l'axe longitudinal (10) de la partie extérieure, présentant une partie intérieure (12) qui est reçue en basculement dans la chambre creuse (7) de la partie extérieure (6) et qui comporte dans sa surface extérieure des rainures de roulement intérieures (13) qui forment une paire avec les rainures de roulement extérieures (9) respectivement en vis-à-vis, qui s'étendent dans des plans méridiens par rapport à l'axe longitudinal (4) de la partie intérieure, et servent conjointement à la réception d'une bille respective (14) pour la transmission de couples de rotation, et présentant une cage (15) qui est agencée entre la surface extérieure de la partie intérieure (12) et la surface intérieure (8) de la partie extérieure (6) et qui est pourvue de fenêtres pour le guidage des billes (14), une denture intérieure (29) étant ménagée dans un perçage traversant (28) de la partie intérieure (12) centré sur l'axe longitudinal (19) de la partie intérieure, et une denture extérieure correspondante (34) étant ménagée sur la partie intérieure (12) pour le raccordement solidaire en rotation de l'arbre de liaison (4), caractérisé en ce que: la denture intérieure (29) de la partie intérieure (12) forme un premier tronçon du perçage traversant (28), qui part de la surface frontale (30) de la partie intérieure (12) orientée vers l'arbre de liaison (4), et auquel se raccorde un tronçon de perçage (32) cylindrique circulaire en tant que second tronçon, en ce que la denture extérieure (34) est associée, pour la liaison de l'arbre de liaison (4) avec la denture intérieure (29) de la partie intérieure (12), à une douille d'accouplement (33) qui présente à côté de la denture extérieure (34) un tronçon (35) cylindrique circulaire, avec lequel elle est reçue de façon centrée dans le tronçon de perçage (32) cylindrique circulaire de la partie intérieure (1 2), l en ce que la douille d'accouplement (33) dépasse axialement en direction de l'arbre de liaison (4) hors de la partie intérieure (12), et possède un perçage de montage traversant (36) dans lequel sont agencées en répartition périphérique des premières rainures longitudinales (37) qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal (19) de la partie intérieure, en ce que l'arbre de liaison (4) présente dans sa surface extérieure (38) des secondes rainures longitudinales (39) qui sont en vis-à-vis des premières rainures longitudinales (37), et en ce que l'arbre de liaison (4) plonge dans la douille d'accouplement (33) et peut être réglé dans celle-ci en direction de l'axe longitudinal (19) de la partie intérieure grâce à des éléments de roulement (40) reçus dans
les premières et secondes rainures longitudinales (37, 39).
2. Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille d'accouplement (33) est fixée par des
organes de blocage (44) sur la partie intérieure (12).
3. Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de blocage (44) comprennent un anneau de blocage agencé entre la douille d'accouplement (33) et la
partie intérieure (12).
4. Joint homocinétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de blocage (44) sont représentés par une liaison soudée entre la douille d'accouplement (33) et la partie
intérieure (12).
5. Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la denture intérieure (29) de la partie intérieure (12) et la denture extérieure (34) de la douille d'accouplement (33) présentent
un profil à développante.
6. Joint homocinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que les longueurs (X) de la denture intérieure (29) et de la denture extérieure (34) sont choisies plus courtes que les longueurs (Y) du tronçon de perçage (38) cylindrique circulaire de la partie intérieure (12) ou du tronçon (35) cylindrique circulaire de la douille
d'accouplement (33).
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