FR2827022A1 - CYLINDRICAL ARTICULATION WITH HOLLOW BEARING ON THE ARTICULATED OUTER ELEMENT - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne une articulation cylindrique à l'état monté remplie de graisse et avec des moyens d'étanchéité souples, comprenant un élément intérieur articulé, qui est relié à un arbre, un élément extérieur articulé, contre lequel est moulé un tourillon creux avec une denture intérieure, dont la cavité se prolonge ouverte à l'intérieur de l'articulation, et des galets de roulement pour la transmission du couple de rotation entre l'élément extérieur articulé et l'élément intérieur articulé ; l'invention se rapporte également à des procédés de montage et de mise en place ou d'implantation d'une telle articulation. La cavité du tourillon creux se prolonge ici en particulier sans réduction de la section dans l'espace intérieur élargi de l'élément extérieur articulé. Au cours du montage des articulations du type mentionné, une fois que l'élément intérieur articulé, ainsi que l'arbre raccordé, est inséré dans l'élément extérieur articulé, ce dernier est rempli de graisse et l'espace annulaire ouvert entre l'arbre assemblé avec l'élément intérieur articulé et l'élément extérieur articulé est recouvert par un soufflet coulissé précédemment sur l'arbre. L'ouverture faisant la transition entre l'espace intérieur de l'articulation et le tourillon creux doit d'abord être obturée, afin que la graisse contenue ne s'échappe pas par le tourillon creux. À cet effet, il est d'usage jusqu'à présent d'usiner au tour, dans la zone de transition entre la cavité du tourillon creux et l'espace intérieur de l'articulation, un décrochement, dans lequel est pressé de manière imperdable à partir du côté intérieur de l'articulation un couvercle métallique The present invention relates to a cylindrical joint in the assembled state filled with grease and with flexible sealing means, comprising an articulated internal element, which is connected to a shaft, an articulated external element, against which a hollow pin is molded with an internal toothing, the cavity of which extends open inside the articulation, and rollers for the transmission of the torque between the articulated external element and the articulated internal element; the invention also relates to methods of mounting and placing or installing such a joint. The cavity of the hollow pin extends here in particular without reducing the cross-section in the enlarged interior space of the articulated external element. During the assembly of the joints of the type mentioned, once the articulated internal element, as well as the connected shaft, is inserted in the articulated external element, the latter is filled with grease and the annular space open between the shaft assembled with the articulated inner element and the articulated outer element is covered by a bellows previously slid on the shaft. The opening making the transition between the interior space of the joint and the hollow pin must first be closed, so that the contained fat does not escape through the hollow pin. To this end, it has hitherto been customary to machine a lathe, in the transition zone between the cavity of the hollow journal and the interior space of the joint, in which is pressed captively. from the inner side of the joint a metal cover
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bombé. L'étape d'usinage mécanique supplémentaire pour configurer la surface d'appui est relativement coûteuse. bomb. The additional mechanical machining step to configure the bearing surface is relatively expensive.
C'est pourquoi l'objet de l'invention est de concevoir une articulation cylindrique préparée pour le montage de l'articulation, qui peut être fabriquée avec des coûts moins élevés. Cet objet est résolu par le fait que la cavité dans le tourillon creux est exclusivement fermée par un tourillon enfiché dans celui-ci et l'étanchéité entre le tourillon et l'intérieur de l'articulation est réalisée au moyen d'un anneau réalisé dans une pâte pour joint souple déformée. Le tourillon peut être formé ici soit-pendant le stockage et le transport jusqu'à la mise en place dans un élément de construction-par un bouchon creux en forme de cuvette en tôle ou en matière plastique, dont l'extrémité avant comporte un décrochement à diamètre réduit, qui forme avec la cavité du tourillon creux une fente définie, qui est étanchée par l'anneau en pâte pour joint souple déformée, soit-après la mise en place de l'articulation dans un élément de construction-par un tourillon d'arbre à denture extérieure, enfiché dans le tourillon creux à denture intérieure et destiné à transmettre le couple de rotation, sachant qu'une fente annulaire entre le tourillon creux et le tourillon d'arbre est étanchée par l'anneau en pâte pour joint souple déformée et des moyens de blocage axial sont actifs entre le tourillon creux et le tourillon d'arbre. En particulier, il est prévu que le tourillon d'arbre est muni d'un chanfrein sur son extrémité libre, l'anneau en pâte pour joint souple étant actif entre le chanfrein et la denture intérieure du tourillon creux. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le bouchon creux est inséré This is why the object of the invention is to design a cylindrical joint prepared for the mounting of the joint, which can be manufactured with lower costs. This object is resolved by the fact that the cavity in the hollow journal is exclusively closed by a journal inserted therein and the seal between the journal and the interior of the joint is achieved by means of a ring made in a deformed flexible joint paste. The trunnion can be formed here either - during storage and transport until installation in a building element - by a hollow plug in the form of a sheet metal or plastic bowl, the front end of which has a recess with reduced diameter, which forms with the cavity of the hollow journal a defined slot, which is sealed by the ring of paste for flexible deformed joint, either after the positioning of the joint in a building element-by a journal shaft with external teeth, inserted in the hollow pin with internal teeth and intended to transmit the torque, knowing that an annular gap between the hollow pin and the shaft pin is sealed by the paste ring for joint flexible deformed and axial locking means are active between the hollow pin and the shaft pin. In particular, provision is made for the shaft journal to be provided with a chamfer on its free end, the paste ring for flexible joint being active between the chamfer and the internal toothing of the hollow journal. According to an advantageous characteristic of the invention, the hollow plug is inserted
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avec un léger ajustement forcé amovible dans la denture intérieure. with a slight removable forced fit in the interior teeth.
Cette conception permet, pendant la fabrication de l'élément extérieur articulé, de supprimer les étapes d'usinage mécanique supplémentaires dans la zone du tourillon creux après la réalisation de la denture intérieure, qui peut être effectuée par brochage. Le couvercle métallique habituel jusqu'à présent est remplacé par le tourillon enfiché et étanché par l'anneau en pâte pour joint souple. This design makes it possible, during the manufacture of the articulated external element, to eliminate the additional mechanical machining steps in the area of the hollow journal after the internal teeth have been produced, which can be carried out by broaching. The usual metal cover so far is replaced by the plugged pin and sealed by the paste ring for flexible joints.
Ce tourillon peut être un bouchon creux en forme de cuvette à retirer ultérieurement, qui est mis en place en attente du tourillon d'arbre qui sera enfiché seulement plus tard. Mais le tourillon peut aussi, le cas échéant, être formé par un tourillon d'arbre enfiché de manière durable en vue de la transmission du couple de rotation. This trunnion can be a hollow plug in the form of a bowl to be removed later, which is put in place awaiting the shaft trunnion which will be inserted only later. However, the pin can also, where appropriate, be formed by a shaft pin permanently inserted for the purpose of transmitting the torque.
Pour la préparation, on insère tout d'abord un bourrelet circulaire de pâte pour joint souple dans la cavité du tourillon creux. Ce bourrelet peut être inséré en particulier dans une zone, dans laquelle les dents de la denture intérieure sont éliminées à la suite de l'usinage au tour d'une gorge. La pâte pour joint souple qui convient est par exemple la pâte Hylomaro , qui peut être déposée sous forme de matière ductile et qui durcit au contact de l'air pour former une pâte pour joint souple. For preparation, a circular bead of dough for flexible joints is first inserted into the cavity of the hollow pin. This bead can be inserted in particular in an area, in which the teeth of the internal toothing are removed following machining around a groove. The suitable flexible joint paste is for example Hylomaro paste, which can be deposited in the form of ductile material and which hardens in contact with air to form a flexible joint paste.
Selon un premier mode de réalisation du procédé, on insère ensuite dans le tourillon creux un tourillon faisant fonction de bouchon, lequel comporte sur son extrémité avant un décrochement à diamètre réduit, qui forme une fente annulaire avec la cavité du tourillon creux et qui, au moment de l'introduction du tourillon, According to a first embodiment of the method, a trunnion acting as a plug is then inserted into the hollow journal, which has at its front end a recess of reduced diameter, which forms an annular slot with the cavity of the hollow journal and which, at moment of the introduction of the journal,
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comprime l'anneau en pâte pour joint souple jusqu'à ce que l'espace intérieur de l'élément extérieur articulé soit provisoirement étanché. Le tourillon enfiché peut être conçu sous forme de bouchon creux en forme de cuvette en matière plastique ou en tôle et être muni sur l'extrémité arrière d'une collerette, qui sert de butée au moment de l'introduction dans le tourillon creux. Le tourillon peut avoir une forme extérieure purement cylindrique et être inséré avec un léger ajustement forcé dans la denture intérieure du tourillon creux. Une fois que l'étanchéité est réalisée entre l'intérieur de l'articulation et l'extérieur, il est possible d'effectuer le montage complet de l'articulation, y compris l'introduction de la graisse dans l'élément extérieur articulé et la réalisation de l'étanchéité entre l'élément extérieur articulé et l'arbre relié avec l'élément intérieur articulé, sachant que le tourillon faisant fonction de bouchon empêche l'écoulement de la graisse. compresses the ring into a flexible joint paste until the internal space of the articulated external element is temporarily sealed. The plugged pin can be designed as a hollow plug in the form of a plastic or sheet metal bowl and can be fitted on the rear end with a flange, which acts as a stop when it is inserted into the hollow pin. The trunnion can have a purely cylindrical outer shape and can be inserted with a slight forced fit into the inner toothing of the hollow trunnion. Once the seal is formed between the interior of the joint and the exterior, it is possible to carry out the complete assembly of the joint, including the introduction of grease into the articulated external element and sealing between the articulated external element and the shaft connected to the articulated internal element, knowing that the pin acting as a stopper prevents the flow of grease.
Dans l'état de montage décrit, l'articulation finie peut être transportée vers le lieu d'utilisation. Sur ce lieu, il est alors possible de retirer le tourillon faisant fonction de bouchon et de le remplacer par un tourillon d'arbre avec une denture extérieure, tel qu'un tourillon de sortie d'un engrenage différentiel ou un tourillon à moyeu dans un système de support de roue, à la suite de quoi le tourillon creux de l'articulation est enfiché sur le tourillon d'arbre correspondant qui est déjà monté dans le véhicule. Les dentures mentionnées engrènent ici l'une dans l'autre en vue de transmettre le couple de rotation. Le blocage axial du tourillon d'arbre par rapport au tourillon creux peut être réalisé selon un In the assembly state described, the finished joint can be transported to the place of use. At this location, it is then possible to remove the trunnion acting as a plug and replace it with a shaft trunnion with external teeth, such as an output trunnion of a differential gear or a hub trunnion in a wheel support system, as a result of which the hollow pin of the joint is inserted on the corresponding shaft pin which is already mounted in the vehicle. The teeth mentioned here mesh with one another in order to transmit the torque. Axial locking of the shaft journal relative to the hollow journal can be achieved according to a
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processus habituel par une bague de blocage insérée dans des rainures annulaires. Le tourillon d'arbre mentionné est muni, à cet effet, de préférence d'un chanfrein sur l'extrémité avant libre et, en tout cas, avec une longueur telle qu'il déforme à nouveau souplement l'anneau en pâte pour joint souple qui a repris en partie de manière élastique sa forme initiale après le retrait du tourillon faisant fonction de bouchon. Grâce au chanfrein, l'anneau peut être maintenu en permanence avec la déformation élastique ou être introduit dans la denture extérieure du tourillon et être comprimé de manière étanche entre les dentures en prise l'une dans l'autre ou la rainure périphérique dans le tourillon creux et la denture extérieure sur le tourillon d'arbre. usual process by a locking ring inserted in annular grooves. For this purpose, the shaft journal mentioned is preferably provided with a chamfer on the free front end and, in any case, with a length such that it again flexibly deforms the ring into a paste for flexible joint. which has resumed in an elastic manner its initial shape after the withdrawal of the pin acting as a plug. Thanks to the chamfer, the ring can be permanently maintained with the elastic deformation or be introduced into the external toothing of the trunnion and be compressed in a leaktight manner between the toothings engaged one inside the other or the peripheral groove in the trunnion hollow and the external toothing on the shaft journal.
La déformation radiale de l'anneau en pâte pour joint souple est ainsi plus forte qu'avec le tourillon provisoire utilisé précédemment pour le montage et le transport. The radial deformation of the ring in flexible joint paste is therefore greater than with the temporary journal previously used for assembly and transport.
Selon un deuxième mode de réalisation du procédé, on insère dans le tourillon creux, directement après l'introduction de l'anneau en pâte pour joint souple, un tourillon d'arbre avec une denture extérieure, qui, dans un premier temps, remplit la fonction de bouchon pour le montage complet, mais sert déjà en même temps pour la transmission du couple de rotation ultérieure. La forme et la coopération avec l'anneau en pâte pour joint souple correspond donc entièrement à celle du tourillon d'arbre précédemment décrit. According to a second embodiment of the method, there is inserted into the hollow journal, directly after the introduction of the paste ring for flexible joint, a tree journal with an external toothing, which, initially, fills the plug function for complete assembly, but already serves at the same time for the transmission of the subsequent torque. The shape and the cooperation with the paste ring for flexible joint therefore corresponds entirely to that of the shaft journal previously described.
Des exemples de réalisation préférés de l'invention sont représentés sur les dessins et sont décrits ci-après par référence aux dessins, sur lesquels : Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are described below with reference to the drawings, in which:
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la figure 1 représente une articulation montée selon l'invention dans un mode de réalisation en forme d'articulation tripode ; a) en coupe longitudinale b) en coupe transversale ; la figure 2 représente l'élément extérieur articulé de l'articulation selon la figure 1, sous forme de détail après l'introduction de l'anneau en pâte pour joint ; la figure 3 représente l'élément extérieur articulé selon la figure 2 après l'introduction d'un premier tourillon pour le montage et le transport ; la figure 4 représente l'élément extérieur articulé selon la figure 2 avec un deuxième tourillon enfiché, dans un premier mode de réalisation ; la figure 5 représente l'élément extérieur articulé selon la figure 2 avec un deuxième tourillon enfiché, dans un deuxième mode de réalisation. FIG. 1 represents a joint mounted according to the invention in an embodiment in the form of a tripod joint; a) in longitudinal section b) in cross section; 2 shows the external articulated element of the joint according to Figure 1, in detail after the introduction of the paste ring for joint; Figure 3 shows the articulated external element according to Figure 2 after the introduction of a first pin for mounting and transport; FIG. 4 represents the external element articulated according to FIG. 2 with a second plugged pin, in a first embodiment; FIG. 5 represents the articulated external element according to FIG. 2 with a second plugged pin, in a second embodiment.
Les deux représentations de la figure 1 sont décrites ensemble ci-après. L'articulation tripode 10 comprend un élément intérieur articulé 11 avec un moyeu 12 et trois tourillons tripodes 13, répartis sur le pourtour, sur lesquels sont en appui de manière oscillante des systèmes à galets de roulement 14 en plusieurs parties. Dans l'élément intérieur articulé 11 est introduit un arbre 15. L'élément intérieur articulé 11 est enfiché dans un élément extérieur articulé 21, dans lequel peuvent rouler axialement les systèmes à galets de roulement 14. La fente annulaire ouverte entre l'arbre 15 et l'élément extérieur articulé 21 est étanchée par un soufflet 16 qui est fixé au moyen de bandes de serrage 17,18 sur l'arbre, à savoir dans l'élément extérieur articulé. Sur l'élément extérieur The two representations of Figure 1 are described together below. The tripod articulation 10 comprises an interior articulated element 11 with a hub 12 and three tripod journals 13, distributed around the periphery, on which are supported in an oscillating manner roller roller systems 14 in several parts. In the articulated interior element 11 is introduced a shaft 15. The articulated interior element 11 is inserted in an articulated exterior element 21, in which the roller roller systems 14 can roll axially. The annular slot open between the shaft 15 and the articulated external element 21 is sealed by a bellows 16 which is fixed by means of clamping bands 17,18 on the shaft, namely in the articulated external element. On the external element
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articulé 21 est moulé un tourillon creux 22, dans lequel est inséré un bouchon creux 31 en forme de cuvette. Celui-ci est décrit de manière plus approfondie par référence aux dessins suivants. articulated 21 is molded a hollow pin 22, into which is inserted a hollow plug 31 in the form of a bowl. This is described in more detail with reference to the following drawings.
La figure 2 représente un détail de l'élément extérieur articulé 21 de l'articulation tripode selon la figure 1 avec un tourillon creux 22 moulé contre une extrémité. L'intérieur de l'articulation 23 se prolonge ici sans diminution de section dans la cavité 24 du tourillon creux. Dans l'intérieur de l'articulation 23 sont esquissées des voies à rouleaux 25. Dans la cavité 24 est réalisée une denture intérieure 26, en particulier par brochage. La denture intérieure peut être supprimée dans une zone axiale par l'usinage au tour d'une gorge 29, dans laquelle est insérée un anneau 27 réalisé dans une pâte pour joint souple. L'anneau 27 peut toutefois aussi être déformé directement dans la denture intérieure. À une distance donnée de l'anneau 27, il est prévu une rainure annulaire 28 destinée à recevoir une bague de blocage axial. FIG. 2 represents a detail of the articulated external element 21 of the tripod articulation according to FIG. 1 with a hollow pin 22 molded against one end. The interior of the articulation 23 is extended here without reduction in section in the cavity 24 of the hollow pin. In the interior of the joint 23 are sketched roller tracks 25. In the cavity 24 is produced an internal toothing 26, in particular by broaching. The internal toothing can be removed in an axial zone by machining around a groove 29, into which a ring 27 made of a paste for flexible joint is inserted. The ring 27 can however also be deformed directly in the internal toothing. At a given distance from the ring 27, an annular groove 28 is provided intended to receive an axial locking ring.
Sur la figure 3, les détails identiques à ceux de la figure 2 sont désignés par les mêmes repères. Jusqu'en ce point, il est fait référence à la description. Dans la cavité 24 tout d'abord ouverte du tourillon creux 22 est inséré un bouchon creux 31 d'un premier type, en forme de cuvette avec un fond 32 fermé et une butée en collerette 33 arrière. Dans la zone avant est prévu un décrochement 34 à plus petit diamètre, qui forme par rapport à la denture intérieure 24 une fente annulaire 35 avec un écart radial par rapport au sommet des dents. Le décrochement 34 est en contact avec l'anneau 27 en pâte pour joint souple et, de ce fait, constitue l'étanchéité In FIG. 3, the details identical to those in FIG. 2 are designated by the same references. Up to this point, reference is made to the description. In the first open cavity 24 of the hollow pin 22 is inserted a hollow plug 31 of a first type, in the form of a bowl with a closed bottom 32 and a flanged stop 33 at the rear. In the front zone is provided a recess 34 with a smaller diameter, which forms with respect to the internal toothing 24 an annular slot 35 with a radial deviation from the top of the teeth. The recess 34 is in contact with the ring 27 in paste for flexible joint and, therefore, constitutes the seal
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entre l'intérieur de l'articulation 23 et la cavité du tourillon 24. Le bouchon creux 31 en forme de cuvette, en tôle ou en matière plastique, est inséré avec une précontrainte dans la denture intérieure 26. between the interior of the articulation 23 and the cavity of the journal 24. The hollow plug 31 in the form of a bowl, in sheet metal or in plastic material, is inserted with a prestress in the internal toothing 26.
La figure 4 représente également un détail de l'élément extérieur articulé selon la figure 2, sachant qu'il convient de supposer qu'on est réellement en présence d'une articulation à l'état complètement monté selon la figure 1. Les mêmes détails sont désignés par les mêmes repères. Jusqu'en ce point il est fait référence à la description des figures 2 et 3. Sur cette figure, le bouchon creux 31 est retiré et remplacé par un tourillon d'arbre 41 avec une denture extérieure 42, qui est enfiché dans le tourillon creux 22 et coopère avec la denture intérieure 26 de celui-ci. L'extrémité avant libre du tourillon d'arbre 41 est munie d'un chanfrein 43 et, à une distance donnée de celui-ci, d'une rainure annulaire 44, qui reçoit une bague de blocage 45, qui est insérée dans la rainure annulaire 28 dans le tourillon creux 22. Dans cette position bloquée dans le sens axial, le chanfrein 43 est positionné dans la zone de l'anneau 27 en pâte pour joint souple. À cet effet, celui-ci est comprimé plus fortement que par le décrochement du bouchon creux utilisé précédemment. Une étanchéité de la cavité de l'articulation 26 vers l'extérieur est ainsi garantie de manière fiable. Une distance positive a entre l'anneau 27 et l'extrémité de la denture intérieure 26 doit être maintenue. Figure 4 also shows a detail of the external articulated element according to Figure 2, knowing that it should be assumed that we are actually in the presence of an articulation in the fully assembled state according to Figure 1. The same details are designated by the same references. Up to this point, reference is made to the description of FIGS. 2 and 3. In this figure, the hollow plug 31 is removed and replaced by a shaft journal 41 with an external toothing 42, which is inserted in the hollow journal 22 and cooperates with the internal toothing 26 thereof. The free front end of the shaft journal 41 is provided with a chamfer 43 and, at a given distance from it, an annular groove 44, which receives a locking ring 45, which is inserted in the groove annular 28 in the hollow pin 22. In this position locked in the axial direction, the chamfer 43 is positioned in the region of the ring 27 in paste for flexible joint. To this end, it is compressed more strongly than by the recess of the hollow plug used previously. Sealing of the cavity of the joint 26 towards the outside is thus guaranteed reliably. A positive distance a between the ring 27 and the end of the internal toothing 26 must be maintained.
La figure 5 représente également un détail de l'élément extérieur articulé selon la figure 2, sachant qu'il convient de supposer qu'on est réellement en présence d'une articulation à l'état complètement monté FIG. 5 also represents a detail of the external articulated element according to FIG. 2, knowing that it should be assumed that one is actually in the presence of an articulation in the fully assembled state
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selon la figure 1. Les mêmes détails sont désignés par les mêmes repères. Jusqu'en ce point il est fait référence à la description des figures 2 et 3. À la différence de la figure 4, un élément extérieur articulé 21 dans lequel est enfiché un tourillon d'arbre 41'est représenté dans un mode de réalisation modifié. Les mêmes détails sont désignés par les mêmes repères. Jusqu'en ce point, il est fait référence à la description ci-dessus. La distance entre la rainure annulaire 44, destinée à recevoir la bague de blocage 45, et le chanfrein 43 sur l'extrémité avant du tourillon 41'est plus grande ici, de telle sorte qu'avec la même disposition de l'anneau 27 en pâte pour joint souple, celui-ci est comprimé comme précédemment complètement entre les dentures 26,42 pour réaliser l'étanchéité entre l'intérieur de l'articulation 23 et l'extérieur. according to Figure 1. The same details are designated by the same references. Up to this point reference is made to the description of FIGS. 2 and 3. Unlike FIG. 4, an articulated external element 21 in which a shaft pin 41 is inserted is shown in a modified embodiment . The same details are designated by the same references. Up to this point, reference is made to the description above. The distance between the annular groove 44, intended to receive the locking ring 45, and the chamfer 43 on the front end of the journal 41 is greater here, so that with the same arrangement of the ring 27 in paste for flexible joint, it is compressed as previously completely between the teeth 26,42 to seal between the inside of the joint 23 and the outside.
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