FR2847316A1 - Joint homocinetique a chemins de roulement en opposition, avec inversion d'angle de commande - Google Patents
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Abstract
Un joint homocinétique à chemins de roulement en opposition, comprend une partie de joint extérieure 12 et intérieure 13 avec des premiers et des seconds chemins de roulement de bille extérieurs 22, 24 et respectivement intérieurs 23, 25, qui forment des premières et secondes paires de chemins de roulement recevant chacune une bille 14. L'angle d'ouverture α des premières paires de chemins de roulement s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté ouverture vers le côté raccordement, et l'angle d'ouverture β des secondes paires de chemins de roulement s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté raccordement vers le côté ouverture. Dans les premières paires de chemins de roulement 22, 23, l'angle d'ouverture α, pour un joint en position de flexion, au niveau d'une bille pénétrant au-delà du plan médian EM dans la partie de joint extérieure, prend tout d'abord une valeur nulle et s'ouvre ensuite vers le côté ouverture.
Description
L'invention concerne un joint homocinétique à billes sous la forme d'un
joint de transmission à chemins de roulement en opposition. Des joints à chemins de roulement en opposition sont par exemple décrits dans le document DE 100 60 119 Al. Ils présentent les particularités suivantes: une partie de joint extérieure qui possède un premier axe longitudinal La et un côté raccordement et un côté ouverture placés de manière axialement opposée l'un à l'autre, et qui comporte des premiers chemins de roulement de bille extérieurs et des seconds chemins de roulement de bille extérieurs, une partie de joint intérieure qui possède un second axe longitudinal Li et des moyens de raccordement pour un arbre dirigé vers le côté ouverture de la partie de joint extérieure, et qui comporte des premiers chemins de roulement de bille intérieurs et des seconds chemins de roulement de bille intérieurs, les premiers chemins de roulement de bille extérieurs et les premiers chemins de roulement de bille intérieurs forment ensemble des premières paires de chemins de roulement, les seconds chemins de roulement de bille extérieurs et les seconds chemins de roulement de bille intérieurs forment ensemble des secondes paires de chemins de roulement, les paires de chemins de roulement reçoivent chacune une bille de transmission du couple, une cage à billes est placée entre la partie de joint intérieure et la partie de joint extérieure, et comporte des fenêtres de cage réparties sur la périphérie, qui reçoivent chacune au moins l'une des billes de transmission du couple, les centres K des billes sont maintenus par la cage dans un plan médian de billes EK, la trajectoire des centres K des billes dans les chemins de roulement de bille est définie pour chaque chemin de roulement en tant que ligne médiane M des chemins de roulement de bille correspondants, les tangentes aux billes aux points de contact avec les chemins de roulement de bille forment entre-elles, en coupe longitudinale, respectivement dans les paires de chemins de roulement, des angles d'ouvertures, l'angle d'ouverture x des premières paires de chemins de roulement s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté ouverture vers le côté raccordement, l'angle d'ouverture D des secondes paires de chemins de roulement s'ouvre, pour un joint en position étendue, du
côté raccordement vers le côté ouverture.
En négligeant un jeu nécessaire aux billes, les lignes médianes des premières et secondes paires de chemins de roulement sont, pour un joint en position étendue, sensiblement symétriques inverses par rapport au plan médian EM du joint, et, pour un joint en position de flexion, symétriques inverses par rapport au plan bissecteur. On désigne par "angle d'ouverture" les angles entre les tangentes à une bille au niveau de ses points de contact avec les lignes de fond de chemin de roulement, ou respectivement entre les tangentes aux lignes de fond de chemin de roulement en des points les plus voisins d'une bille. On désigne par "angle de commande", les angles dans l'espace, entre des plans tangentiels à une bille en ses points de contact avec les flancs de chemin de roulement, sous couple. Les deux angles peuvent varier lors de la flexion du joint, et suivent à cette occasion la même loi de variation sur le plan qualitatif. La bissectrice de ces angles détermine la direction des forces exercées par une paire de
chemins de roulement, sur une bille.
Les dénominations "côté ouverture" et "côté raccordement" n'excluent pas que le joint à chemins de roulement en opposition soit réalisé sous forme de joint à disque et présente également une ouverture sur le côte du raccordement. Dans tous les cas, le côté ouverture est le côté dirigé vers l'arbre destiné à venir s'engager dans la partie de joint intérieure. Pour définir les directions axiales, relativement à la partie de joint intérieure, on utilise également de manière inchangée les dénominations "côté raccordement" et "côté ouverture". Dans des joints à chemins de roulement en opposition tels que ceux connus d'après le document DE 100 60 119 Ai, les forces agissant sur les billes dans les premières et secondes paires de chemins de roulement sont dirigées dans des directions axiales opposées. Ces forces sont reprises par la cage sur laquelle agit ainsi une force axiale résultante prenant une valeur nulle. La cage est ainsi supportée sensiblement libre de forces axiales, dans la partie de joint extérieure, de sorte que le joint se caractérise par un faible frottement et
ainsi par une souplesse de marche et un rendement élevé.
D'après le document DE 100 60 220 Al, on connaît des joints à chemins de roulement en opposition, dans lesquels les premières paires de chemins de roulement, dont les angles de commande s'ouvrent du côté ouverture vers le côté raccordement, sont élargies sur le côté ouverture, selon un tracé en forme de S. Cela signifie que les lignes médianes de chemin de roulement des premiers chemins de roulement de bille extérieurs des premières paires de chemins de roulement se courbent vers l'extérieur en direction du côté ouverture, et que les lignes médianes de chemin de roulement des premiers chemins de roulement de bille intérieurs se courbent vers l'extérieur en direction du côté raccordement. Ce tracé en forme de S des chemins de roulement de bille permet une flexion accentuée du joint, parce que les billes se déplaçant vers l'ouverture de joint lors de la flexion du joint, sont encore guidées dans les chemins de roulement de bille sur une plage de flexion plus grande, et peuvent contribuer à la transmission du couple. Dans la publication citée précédemment, il a déjà été évoqué que les secondes paires de chemins de roulement de joints à chemins de roulement en opposition de ce type, peuvent avoir une configuration telle que celle usuelle dans des joints sans contre-dépouille du type "UF" ou des joints selon le système dit "Rzeppa", c'est à dire que les lignes médianes des chemins de roulement de bille extérieurs et des chemins de roulement de bille intérieurs peuvent être formées par des chemins circulaires dont les centres sont décalés réciproquement de manière axiale par rapport au plan médian du joint, ou bien qui se composent de tels arcs de cercle auxquels se raccordent de manière opposée, des droites tangentielles. D'après le document DE 197 06 864 Cl, il est connu, également dans des joints du type "UF" ou selon le système dit "Rzeppa" proprement dits, qui ont exclusivement des paires de chemins de roulement de ce dernier type cité, d'élargir les chemins de roulement de bille sur le côté ouverture dans la partie de joint extérieure, en vue d'augmenter l'angle de flexion possible;on peut ici également obtenir un gain correspondant en guidage des billes et en transmission de couple par les billes pour un joint en position de flexion, au niveau des billes se déplaçant, dans la
partie de joint extérieure, en direction de l'ouverture.
L'inconvénient dans les joints à chemins de roulement en opposition, notamment ceux dans lesquels les lignes médianes des chemins de roulement des premières paires de chemins de roulement sont en forme de S, réside dans le fait que l'on atteint, dans le cas d'angles de flexion importants, des positions dans lesquelles la cage n'est plus équilibrée en couple autour de l'axe de flexion. Cela conduit à une détérioration de la commande de la cage et peut avoir comme conséquence, un
coincement dans le joint.
A partir de là, le but de la présente invention consiste à entrevoir la construction d'un joint à chemins de roulement en opposition, qui, dans le cas d'angles de flexion importants, garantit une commande améliorée de la cage. Ce but est atteint par le fait que les premières paires de chemins de roulement sont d'une configuration telle, que l'angle d'ouverture aX des premières paires de chemins de roulement, pour un joint en position de flexion, au niveau d'une bille pénétrant au-delà du plan médian EM dans la partie de joint extérieure, prenne tout d'abord une valeur nulle et
s'ouvre ensuite vers le côté ouverture.
Il est ici notamment prévu que les premières paires de chemins de roulement soient conçues de façon telle, que l'angle d'ouverture a des premières paires de chemins de roulement, pour un joint en position de flexion, varie de manière continue au niveau d'une bille pénétrant dans la partie de joint extérieure au-delà du plan médian EM, et devienne nul dans la plage d'un angle de flexion
entre 11 et 160, notamment pour environ 130.
La forme de chemin de roulement ainsi décrite peut être désignée par forme en spirale ou forme du type limaçon, c'est à dire que la ligne de courbure des premiers chemins de roulement de bille extérieurs des premières paires de chemins de roulement dans la partie de joint extérieure, se referment en forme de spirale en direction du côté raccordement, et les lignes médianes des premiers chemins de roulement de bille intérieurs dans la partie de joint intérieure, se referment en
forme du type limaçon en direction du côté ouverture.
Dans le cas d'angles de flexion importants, les angles d'ouverture ax des premières paires de chemins de roulement se comportent ainsi comme les angles d'ouverture P des secondes paires de chemins de roulement, sur toute la plage de flexion, c'est à dire comme dans des chemins de roulement de joints du type "RF ou UF". La cage se trouve ainsi, dans le cas de grands angles de flexion, équilibrée en couple par rapport à l'axe de flexion, essentiellement en raison
des forces des billes, de même orientation.
Une autre solution est caractérisée en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M22 des premiers chemins de roulement de bille extérieurs des premières paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R2, dont le centre est déporté d'un premier décalage axial Ol à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté raccordement, et en ce qu'à la suite de cet arc, en direction du côté raccordement, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R2, radialement vers l'intérieur, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M23 des premiers chemins de roulement de bille intérieurs des premières paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R2', dont le centre est déporté d'un second décalage axial 02 à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté ouverture, et en ce qu'à la suite de cet arc, en direction du côté ouverture, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R2', radialement vers l'intérieur. Il est notamment prévu que les lignes médianes de chemin de roulement M22 des premiers chemins de roulement de bille extérieurs, présentent à la suite de l'arc de rayon R2, en direction du côté raccordement, un arc d'un rayon R3 plus petit, qui se raccorde de manière continue au premier, et que les lignes médianes de chemin de roulement M23 des premiers chemins de roulement de bille intérieurs présentent à la suite de l'arc de rayon R2', en direction du côté ouverture, un arc d'un rayon R3' plus
petit, qui se raccorde de manière continue au premier.
Selon une configuration préférée, les premières paires de chemins de roulement du joint à chemins de roulement en opposition conforme à l'invention, présentent un tracé en forme de S, en vue d'agrandir l'angle de flexion et de garantir la transmission du couple dans le cas d'un angle de flexion important. Cela signifie notamment que les lignes médianes de chemin de roulement des premiers chemins de roulement de bille extérieurs des premières paires de chemins de roulement, à la suite de l'arc de rayon R2, en direction du côté ouverture, s'écartent de manière croissante de ce rayon R2 radialement vers l'extérieur, et que les lignes médianes de chemin de roulement des premiers chemins de roulement de bille intérieurs, à la suite de l'arc de rayon R2', en direction du côté raccordement, s'écartent de manière
croissante de ce rayon R2' radialement vers l'extérieur.
Il est notamment prévu que les lignes médianes de chemin de roulement des premiers chemins de roulement de bille extérieurs, présentent, à la suite de l'arc de rayon R2, en direction du côté ouverture, un arc de rayon Rl qui se raccorde au premier de manière continue et dont le centre se situe à l'extérieur du rayon R2, et que les lignes médianes de chemin de roulement des premiers chemins de roulement de bille intérieurs, présentent, à la suite de l'arc de rayon R2', en direction du côté raccordement, un rayon Ri' qui se raccorde au premier de manière continue et dont le centre se situe à
l'extérieur du rayon R2'.
Pour la configuration des secondes paires de chemins de roulement, différentes possibilités ont déjà été abordées plus haut. Il est ici notamment prévu que les lignes médianes de chemin de roulement M24 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs des secondes paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R5, dont le centre est déporté d'un premier décalage axial 03 à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté ouverture, et qu'à la suite de cet arc, en direction du côté ouverture, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R5, radialement vers l'extérieur, et que les lignes médianes de chemin de roulement M25 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs des secondes paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R5', dont le centre est déporté d'un second décalage axial 04 à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté raccordement, et qu'à la suite de cet arc, en direction du côté raccordement, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R5', radialement vers l'extérieur. Il est notamment proposé que les lignes médianes de chemin de roulement M24 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs, présentent à la suite de l'arc de rayon R5, en direction du côté ouverture, un arc d'un rayon R4, qui se raccorde de manière continue au premier et dont le centre se situe à l'extérieur du rayon R5, et que les lignes médianes de chemin de roulement M25 des seconds chemins de roulement de bille intérieurs présentent à la suite de l'arc de rayon R5', en direction du côté raccordement, un arc d'un rayon R4', qui se raccorde de manière continue au premier et dont le centre se situe à
l'extérieur du rayon R5'.
En variante, il est possible que les lignes médianes de chemin de roulement M24 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs, présentent à la suite de l'arc de rayon R5, en direction du côté ouverture, une droite qui se raccorde tangentiellement audit rayon, et que les lignes médianes de chemin de roulement M25 des seconds chemins de roulement de bille intérieurs présentent à la suite de l'arc de rayon R5', en direction du côté raccordement, une droite qui se raccorde
tangentiellement audit rayon.
Les paires de chemins de roulement, à savoir les lignes médianes de chemin de roulement des chemins de roulement de bille, se situent de préférence dans des plans médians, qui contiennent les axes longitudinaux La, Li de la partie de joint extérieure et de la partie de joint intérieure. Cela est notamment valable pour des joints comprenant six paires de chemins de roulement et huit paires de chemins de roulement, à savoir trois premières paires de chemins de roulement et trois secondes paires de chemins de roulement et respectivement quatre premières paires de chemins de roulement et quatre secondes paires de chemins de roulement, qui sont, dans chaque cas, réparties de
manière mutuellement alternée sur la périphérie.
Les avantages essentiels vont une nouvelle fois être résumés dans la suite. Grâce au principe des chemins de roulement en opposition du joint conforme à l'invention, on obtient une durée de vie élevée, même dans le cas d'angles de flexion permanents importants à l'intérieur de la plage de flexion de fonctionnement. Un bon rendement peut être garanti dans ce cas. La forme des chemins de roulement conforme à l'invention, permet une bonne commande du joint et une capacité de transmission de couple élevé pour des angles de flexion très importants. Dans les modes de réalisation préférés avec des chemins de roulement de bille en forme de S, aussi bien des chemins de roulement en opposition (première paires de chemins de roulement) que, le cas échéant, également des chemins de roulement standards (secondes paires de chemins de roulement), il est possible d'atteindre des angles de flexion maximum agrandis
pouvant aller jusqu'à 500.
L'invention va être explicitée plus en détail au regard d'exemples de réalisation préférés, qui vont être décrits dans la suite à l'aide des dessins annexés, qui montrent: Fig. Fig. Fig. 3 un joint à chemins de roulement en opposition conforme à l'invention, à l'état étendu, en coupe longitudinale; un joint conforme à l'invention selon la figure 1, dans un état de flexion extrême dans un premier sens; un joint conforme à l'invention, dans un état de flexion extrême dans un sens opposé par rapport à la figure 2, en coupe longitudinale; un joint conforme à l'invention selon la figure 2, dans un état de flexion extrême dans ledit premier sens cité; Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 la partie de joint extérieure d'un joint conforme à l'invention, en coupe longitudinale, montrant des détails relatifs aux premiers chemins de roulement extérieurs; la partie de joint extérieure d'un joint conforme à l'invention, en coupe longitudinale, montrant des détails relatifs aux seconds chemins de roulement extérieurs; un joint conforme à l'invention selon les figures précédentes, comprenant six billes a) en vue selon l'axe b) en coupe longitudinale A-A un joint conforme à l'invention, comprenant six billes, selon une variante de mode de réalisation a) en vue selon l'axe b) en coupe longitudinale passant par les chemins de roulement de bille; un joint conforme à l'invention, similaire à la figure 7 et comprenant huit billes a) en vue selon l'axe b) en coupe A-A passant par deux premières paires de chemins de roulement c) en coupe B-B passant par deux secondes paires de chemins de roulement; un joint conforme à l'invention selon la figure 9, dans une variante a) en vue selon l'axe b) en coupe A-A passant par deux premières paires de chemins de roulement c) en coupe B-B passant par deux secondes paires de chemins de roulement; Fig. 10 Fig. 11 un joint conforme à l'invention, dans une représentation selon la figure 2, avec omission de la partie de joint intérieure Fig. 12 un joint à chemins de roulement en opposition selon l'état de la technique, dans une représentation comparable à celle
de la figure 11.
Les figures 1 à 4 vont tout d'abord être décrites en commun dans la suite. Elles montrent chacune un joint de transmission 11 conforme à l'invention, en coupe longitudinale, qui comprend essentiellement une partie de joint extérieure 12, une partie de joint intérieure 13, des billes 14 de transmission du couple, et une cage à billes 15. La cage à billes 15 est maintenue par une surface sphérique extérieure, concentriquement dans la partie de joint extérieure 12, tandis qu'avec sa surface intérieure 17 elle présente de préférence du jeu par rapport à la partie de joint intérieure 13. Les billes 14 sont maintenues dans un plan médian de billes EK commun, dans des fenêtres de cage 18 de la cage à billes , réparties sur la périphérie. Sur la partie de joint extérieure 12 est indiquée un axe longitudinal La, et sur la partie de joint intérieure 13, un axe longitudinal Li. La partie de joint extérieure 12 comporte un tourillon de raccordement 19 et une ouverture 20. La position du tourillon de raccordement 19 caractérise la direction axiale du "côté raccordement", et la position de l'ouverture 20 caractérise la direction axiale du "côté ouverture". Ces dénominations sont également utilisées relativement à la partie de joint intérieure 13, bien que celle-ci présente une ouverture 21 pour insérer un arbre de
transmission à partir du "côté ouverture".
Sur le joint sont indiqués le point central ou centre M du joint, quatre points de décalage 01, 02, 03, 04, et
le plan médian EM du joint.
Sur la moitié supérieure des figures est représentée en S coupe, une première paire de chemins de roulement avec un premier chemin de roulement de bille extérieur 22 et un premier chemin de roulement de bille intérieur 23. La ligne médiane M22 du premier chemin de roulement de bille extérieur 22 désigne la trajectoire du centre de la bille 14, par rapport au premier chemin de roulement de bille extérieur 22, et la ligne médiane M23 du premier chemin de roulement de bille intérieur 23 désigne la trajectoire du centre de la bille 14, par rapport au premier chemin de roulement de bille intérieur 23. Les deux lignes médianes M22, M23 sont mutuellement symétriques inverses relativement au plan
médian des billes EK.
Sur la moitié inférieure des figures est représentée en coupe, une seconde paire de chemins de roulement avec un second chemin de roulement de bille extérieur 24 et un second chemin de roulement de bille intérieur 25. La ligne médiane M24 du second chemin de roulement de bille extérieur 24 désigne la trajectoire du centre de la bille 142 par rapport au second chemin de roulement de bille extérieur 24, et la ligne médiane M25 du second chemin de roulement de bille intérieur 25 désigne la trajectoire du centre de la bille 142 par rapport au second chemin de roulement de bille intérieur 25. Les deux lignes médianes M24, M25 sont mutuellement symétriques inverses relativement au plan médian des
billes EK.
La symétrie mutuelle marquée des lignes médianes M22, M23 ainsi que M24, M25 relativement au plan médian des billes EK correspond à des lois générales dans les joints homocinétiques du type cité. Le fond de chemin de roulement des chemins de roulement de bille, non désigné de manière plus précise, est en contact avec les billes sur les représentations, bien que cela ne soit pas obligatoire dans les réalisations concrètes des joints. Il est ici admis pour des raisons de simplification, que le contact des billes avec les chemins de roulement de bille s'effectue au niveau du fond de chemin de roulement. Les lignes de fond de chemin de roulement des chemins de roulement de bille s'étendent de manière équidistantes de leurs lignes médianes. En cas de transmission de couple dans le joint homocinétique, le contact des billes avec les chemins de roulement de bille se déplace nécessairement dans des zones de flanc
des chemins de roulement de bille.
Dans la suite, on va évoquer les différences entre les
figures 1 à 4.
Sur la figure 1, le joint conforme à l'invention est montré dans l'état étendu. Dans ce cas, les axes longitudinaux La et Li sont confondus, tout comme les points de décalage Ol et 04 ainsi que 02 et 03. La première paire de chemins de roulement 22, 23 est caractérisée en ce qu'elle s'ouvre à partir du plan médian EM en direction du côté raccordement, c'est à dire que des tangentes aux points de contact des billes avec les chemins de roulement de billes, forment un angle d'ouverture a qui s'ouvre en direction du côté raccordement. En conséquence, la bille l4, est soumise, sous couple, à une force résultante Fl dirigée vers le
côté raccordement.
La seconde paire de chemins de roulement 24, 25 est caractérisée en ce qu'elle s'ouvre à partir du plan médian EM en direction du côté ouverture, c'est à dire que des tangentes aux points de contact des billes avec les chemins de roulement de billes, forment un angle d'ouverture D qui s'ouvre en direction du côté ouverture. En conséquence, la bille est soumise, sous couple, à une force résultante F4 dirigée vers le côté ouverture. Comme la résultante des forces sur les billes dans les premières paires de chemins de roulement et dans les secondes paires de chemins de roulement, qui sont réparties de manière alternée sur la périphérie, est égale à zéro, la cage est sensiblement libre de forces axiales et le joint fonctionne avec peu de frottement
dans la plage de l'angle de fonctionnement.
Sur la figure 2, le joint est en position de flexion en étant fléchi d'un angle de flexion yl qui se situe dans le plan du dessin, l'angle de flexion y1 étant formé entre les axes longitudinaux La et Li. Le plan médian des billes EK, qui concide avec le plan bissecteur EW, est ici tourné par rapport au plan médian EM de la moitié de l'angle de flexion (yl/2) non désigné, une rotation vers la droite dans le sens mathématique ayant provoqué un déport de la bille 14, dans la première paire de chemins de roulement 22, 23, en direction du côté raccordement, et un déport de la bille 142 dans la seconde paire de chemins de roulement, en direction du côté ouverture. Grâce à la forme conforme à l'invention, des chemins de roulement de la première paire de chemins de roulement, qui sera explicitée plus en détail dans la suite, l'angle d'ouverture aX entre les tangentes à la bille 14, dans la première paire de chemins de roulement, s'est à présent modifié de façon telle, qu'il s'ouvre en direction du côté ouverture. Sous couple, la première paire de chemins de roulement 22, 23 produit à présent une force résultante Fl sur la bille 141, qui
est dirigée vers le côté ouverture.
Les tangentes à la bille 142 dans la seconde paire de chemins de roulement 24, 25, forment un angle d'ouverture f qui s'est agrandi par rapport à l'angle d'ouverture initial, mais reste malgré tout dirigé vers le côté ouverture. Sous couple, la seconde paire de chemins de roulement 24, 25 produit à présent une force résultante F4 sur la bille 142, qui est également
dirigée vers le côté ouverture.
La résultante des forces sur les billes dans toutes les paires de chemins de roulement est différente de zéro, de sorte que la cage doit s'appuyer sur la partie de joint extérieure. En revanche, la cage, dans le plan de flexion, est libre de couple autour de l'axe de flexion, de sorte que la cage peut être ramenée facilement et que
la commande du joint reste aisée.
Sur la figure 3, le joint est en position de flexion en étant fléchi dans le plan du dessin, d'un second angle de flexion 72 qui est exactement de la même valeur que l'angle de flexion yî, toutefois engendré ici par une rotation à gauche dans le sens mathématique. Les axes longitudinaux La, Li forment entre eux l'angle de flexion 72 cité. Le plan médian des billes EK, qui concide avec le plan bissecteur EW, est ici incliné par rapport au plan médian EM du joint, de la moitié de l'angle de flexion (y2/2) ici non désigné. Bien que dans la zone de la bille 141, le plan médian des billes EK ait pratiquement quitté le premier chemin de roulement de bille extérieur 22, la forme de chemin de roulement choisie, assure qu'un point de contact de bille C22 se situe encore à une distance S1 de l'extrémité du chemin de roulement de bille 22. Un point de contact de bille C23 se situe également à une distance d'éloignement non désignée de l'extrémité du chemin de roulement de bille 23. La bille 14, présente ainsi encore un contact fiable à l'intérieur des chemins de roulement de bille 22, 23, et peut ainsi contribuer à la transmission du couple. La configuration des premiers chemins de roulement de bille 22, 23 sur le côté ouverture, prise comme référence, est décrite en détail dans le document DE 100 60 220 Al
auquel on se référera quant à son contenu.
Sur la figure 4, le joint est montré comme sur la figure 2, l'angle deflexion yl étant formé dans le plan du dessin, entre le premier axe longitudinal La et le second axe longitudinal Li. La représentation des angles d'ouverture a été omise dans ce cas. On a représenté ici, dans la zone de la bille 142 dans la seconde paire de chemins de roulement 24, 25, que Le plan médian des billes EK, qui concide avec le plan bissecteur EW, et est incliné par rapport au plan médian EM du joint, de la moitié de l'angle de flexion (,y/2), est déjà, pour cet angle de flexion, sorti hors de la zone du chemin de roulement de bille extérieur 24. Grâce à la forme de chemin de roulement choisie pour les secondes paires de chemins de roulement, il est toutefois garanti qu'un point de contact de bille C24 de la bille 142 avec le chemin de roulement extérieur 24 se situe encore à une distance S2 à l'intérieur du chemin de roulement. Un point de contact de bille C25 se situe également à une distance d'éloignement non désignée de l'extrémité du chemin de roulement de bille 25. La bille 142 peut ainsi encore transmettre du couple. La configuration de ce chemin de roulement est décrite quant à son principe,
dans le document DE 197 06 864 auquel on se référera.
Sur les figures 5 et 6, la partie de joint extérieure 12
est montrée en tant que détail, en coupe longitudinale.
On y a représenté la ligne médiane de chemin de roulement M22 du premier chemin de roulement de bille extérieur 22, et la ligne médiane de chemin de roulement
M24 du second chemin de roulement de bille extérieur 24.
Sur la figure 5 est représenté de manière plus détaillée, le tracé du premier chemin de roulement de bille extérieur 22, à l'aide de sa ligne médiane M22. Au milieu ou de manière centrale, cette ligne présente un tracé en arc de cercle autour du centre Ol et de rayon R2. Le rayon R2 s'étend vers le côté raccordement jusque dans un plan S, qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal La. Au rayon R2 se raccorde de manière continue, un arc de cercle plus petit de rayon R3, dont le centre OS se situe sur ledit plan S. Ceci produit, en cas de flexion du joint, l'inversion de l'angle d'ouverture cx au niveau des billes dans les premières
paires de chemins de roulement.
En direction du côté ouverture, à l'arc de cercle de rayon R2 autour du centre 01, se raccorde un arc de cercle de courbure opposée, de rayon Rl, dont le centre OE se situe à l'extérieur du cercle de rayon R2. le
raccordement se fait également de manière continue.
Selon les lois connues, la ligne médiane M23 du premier chemin de roulement de bille intérieur 23, qui n'est pas représentée ici, s'étend, dans le cas d'une position concidente des axes longitudinaux La, Li, symétriquement à la ligne médiane M22 relativement au plan médian EM, et reste, dans toutes les positions de flexion du joint, respectivement symétrique à la ligne médiane M22 relativement au plan médian des billes EK, qui correspond à un plan bissecteur EW des axes
longitudinaux La, Li.
Sur la figure 6, est représenté de manière plus détaillée, le tracé du second chemin de roulement de
bille extérieur 24, à l'aide de sa ligne médiane M24.
Celle-ci présente de manière centrale, un arc de cercle de rayon R5 autour du centre 03, cet arc de cercle s'étendant en direction du côté raccordement, jusqu'à la fin du chemin de roulement. Vers le côté ouverture, se raccorde audit arc de cercle cité, un arc de cercle de courbure opposée, de rayon R4, dont le centre OA se situe à l'extérieur du cercle de rayon R5. La ligne médiane M25 correspondante du second chemin de roulement de bille intérieur 25, qui n'est pas représentée ici, est symétrique à la ligne médiane M24 montrée, par rapport au plan médian EM du joint, en cas de concidence des axes longitudinaux La, Li, ou respectivement par rapport au plan médian des billes EK en cas de joint en position de flexion, pour toutes les positions, ledit plan médian des billes correspondant à un plan bissecteur EW entre les axes longitudinaux La, Li. Sur la figure 7 est représenté en entier un joint selon les dessins précédents, les pièces identiques étant désignées par des repères identiques. Dans cette mesure,
on se référera à la description précédente. Le joint est
réalisé sous la forme d'un joint à six billes (voir figure 7a), de sorte que sur la périphérie sont prévues de manière alternée, trois premières paires de chemins de roulement 22, 23 dont l'une est représentée en coupe A-A (figure 7b) sur la moitié supérieure du dessin, et trois secondes paires de chemins de roulement 24, 25 dont l'une est représentée en coupe A-A (figure 7b) sur
la moitié inférieure du dessin.
Sur la figure 8 est représenté un joint de manière similaire à la figure 7, les mêmes détails étant désignés par des repères identiques. Les secondes paires de chemins de roulement 24, 25 présentent toutefois une variante de configuration se traduisant de la manière suivante, à savoir que leurs lignes médianes comportent à la suite d'un premier arc de cercle (de rayon R5), une droite s'y raccordant tangentiellement (bas de la figure 8b), à la place d'un arc de cercle de courbure inverse. La forme de chemin de roulement ainsi montrée correspond de ce fait à la forme de chemin de roulement de joints
du type "UF" usuels.
Sur la figure 9 est montré un joint similaire au joint de la figure 7, avec toutefois huit billes (voir figure 9a), des premières et des secondes paires de chemins de roulement étant réparties de manière alternée sur la périphérie. On peut ainsi voir en coupe A-A (figure 9b), deux premières paires de chemins de roulement 22, 23, et en coupe B-B (figure 9c), deux secondes paires de chemins de roulement 24, 25, à chaque fois dans le plan
de coupe respectif.
Sur la figure 10 est montré un joint avec sensiblement les mêmes détails que sur le joint de la figure 9. Dans
cette mesure, on se référera à la description
précédente. Les secondes paires de chemins de roulement 24, 25 s'en distinguent toutefois par le fait qu'à la suite des arcs de cercle de leurs lignes médianes (de rayon R5), se raccordent des droites tangentielles (figure lOc) à la place d'un arc de cercle de courbure opposée. La forme de chemin de roulement correspond
ainsi à celle de joints du type "UF" connus.
Sur les figures 11 et 12 sont représentées dans une coupe montrant la moitié d'un joint à six billes, les forces exercées sur les billes par les chemins de roulement. Sur la figure 11 est montré un joint conforme à l'invention, dans lequel s'effectue, en raison du tracé conforme à l'invention des premiers chemins de roulement de bille 22, une inversion de la force Fl agissant sur la bille dans le plan de flexion, de sorte que, en tenant compte du fait qu'en plus des forces F2 et F3 des forces (F5) et (F6) de même sens agissent sur les billes non représentées, sur la cage est exercée une force résultante en direction du côté raccordement, mais aucun couple autour de l'axe de flexion du joint. De ce fait, la cage s'appuie sur la partie de joint extérieure, de sorte qu'apparaissent des forces de frottement. Le joint peut toutefois être ramené de manière souple de la
position de flexion vers des angles de flexion moindres.
Sur la figure 12, on a représenté comment dans un joint à chemins de roulement en opposition conventionnel, pour une flexion extrême, toutes les forces de bille exercées sur la cage, agissent sur la cage dans le même sens de rotation relativement à l'axe de flexion du joint. Un couple important est exercé sur la cage comme l'indique la flèche de rotation représentée. Le joint a tendance à se coincer; il est plus difficile, voire impossible de
ramener le joint à des angles de flexion moindres.
Sur les figures il et 12 l'axe de flexion du joint est, tout comme sur les figures 2, 3 et 4, perpendiculaire au
plan du dessin, au niveau du centre M du joint.
Claims (12)
1. Joint homocinétique sous la forme d'un joint de transmission à chemins de roulement en opposition, présentant les particularités suivantes: une partie de joint extérieure (12) qui possède un premier axe longitudinal La et un côté raccordement et un côté ouverture placés de manière axialement opposée l'un à l'autre, et qui comporte des premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22) et des seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24), une partie de joint intérieure (13) qui possède un second axe longitudinal Li et des moyens de raccordement pour un arbre dirigé vers le côté ouverture de la partie de joint extérieure (12), et qui comporte des premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23) et des seconds chemins de roulement de bille intérieurs (25), les premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22) et les premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23) forment ensemble des premières paires de chemins de roulement, les seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24) et les seconds chemins de roulement de bille intérieurs (25) forment ensemble des secondes paires de chemins de roulement, les paires de chemins de roulement reçoivent chacune une bille (14) de transmission du couple, une cage à billes (15) est placée entre la partie de joint intérieure (12) et la partie de joint extérieure (13), et comporte des fenêtres de cage (18) réparties sur la périphérie, qui reçoivent chacune au moins l'une des billes (14) de transmission du couple, les centres K des billes (14) sont maintenus par la cage (15) dans un plan médian de billes EK, la trajectoire des centres K des billes (14) dans les chemins de roulement de bille est définie pour chaque chemin de roulement en tant que ligne médiane M des chemins de roulement de bille correspondants, l'angle d'ouverture ax des premières paires de chemins de roulement (22, 23) s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté ouverture vers le côté raccordement, l'angle d'ouverture 3 des secondes paires de chemins de roulement (24, 25) s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté raccordement vers le côté ouverture, caractérisé en ce que les premières paires de chemins de roulement (22, 23) sont d'une configuration telle, que l'angle d'ouverture a des premières paires de chemins de roulement (22, 23), pour un joint en position de flexion, au niveau d'une bille (14) pénétrant au-delà du plan médian EM dans la partie de joint extérieure (12), prenne tout d'abord une valeur nulle et s'ouvre ensuite
vers le côté ouverture.
2. Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières paires de chemins de roulement (22, 23) sont conçues de façon telle, que l'angle d'ouverture a des premières paires de chemins de roulement, pour un joint en position de flexion, varie de manière continue au niveau d'une bille (14) pénétrant dans la partie de joint extérieure (12) au-delà du plan
médian EM.
3. Joint homocinétique sous la forme d'un joint de transmission à chemins de roulement en opposition, présentant les particularités suivantes: une partie de joint extérieure (12) qui possède un premier axe longitudinal La et un côté raccordement et un côté ouverture placés de manière axialement opposée l'un à l'autre, et qui comporte des premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22) et des seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24), une partie de joint intérieure (13) qui possède un second axe longitudinal Li et des moyens de raccordement pour un arbre dirigé vers le côté ouverture de la partie de joint extérieure (12), et qui comporte des premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23) et des seconds chemins de roulement de bille intérieurs (25), les premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22) et les premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23) forment ensemble des premières paires de chemins de roulement, les seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24) et les seconds chemins de roulement de bille intérieurs (25) forment ensemble des secondes paires de chemins de roulement, les paires de chemins de roulement reçoivent chacune une bille (14) de transmission du couple, une cage à billes (15) est placée entre la partie de joint intérieure (12) et la partie de joint extérieure (13), et comporte des fenêtres de cage (18) réparties sur la périphérie, qui reçoivent chacune au moins l'une des billes (14) de transmission du couple, les centres K des billes (14) sont maintenus par la cage (15) dans un plan médian de billes EK, la trajectoire des centres K des billes (14) dans les chemins de roulement de bille est définie pour chaque chemin de roulement en tant que ligne médiane M des chemins de roulement de bille correspondants, l'angle d'ouverture a des premières paires de chemins de roulement (22, 23) s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté ouverture vers le côté raccordement, l'angle d'ouverture P des secondes paires de chemins de roulement (24, 25) s'ouvre, pour un joint en position étendue, du côté raccordement vers le côté ouverture, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M22 des premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22) des premières paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R2, dont le centre est déporté d'un premier décalage axial Ol à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté raccordement, et en ce qu'à la suite de cet arc, en direction du côté raccordement, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R2, radialement vers l'intérieur, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M23 des premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23) des premières paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R2', dont le centre est déporté d'un second décalage axial 02 à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté ouverture, et en ce qu'à la suite de cet arc, en direction du côté ouverture, elles s'écartent de manière croissante de ce
rayon R2', radialement vers l'intérieur.
4. Joint homocinétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M22 des premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22), présentent à la suite de l'arc de rayon R2, en direction du côté raccordement, un arc d'un rayon R3 plus petit, qui se raccorde de manière continue au premier, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M23 des premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23) présentent à la suite de l'arc de rayon R2', en direction du côté ouverture, un arc d'un rayon R3' plus petit, qui se raccorde de manière continue au premier.
5. Joint homocinétique selon l'une des revendications 2
ou 3, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M22 des premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22) des premières paires de chemins de roulement, à la suite de l'arc de rayon R2, en direction du côté ouverture, s'écartent de manière croissante de ce rayon R2 radialement vers l'extérieur, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M23 des premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23), à la suite de l'arc de rayon R2', en direction du côté raccordement, s'écartent de manière
croissante de ce rayon R2' radialement vers l'extérieur.
6. Joint homocinétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M22 des premiers chemins de roulement de bille extérieurs (22), présentent, à la suite de l'arc de rayon R2, en direction du côté ouverture, un arc de rayon Rl qui se raccorde au premier de manière continue et dont le centre se situe à l'extérieur du rayon R2, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M23 des premiers chemins de roulement de bille intérieurs (23), présentent, à la suite de l'arc de rayon R2', en direction du côté raccordement, un rayon Rl' qui se raccorde au premier de manière continue et dont le
centre se situe à l'extérieur du rayon R2'.
7. Joint homocinétique selon l'une des revendications 1
à 6, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M24 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24) des secondes paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R5, dont le centre est déporté d'un premier décalage axial 03 à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté ouverture, et en ce qu'à la suite de cet arc, en direction du côté ouverture, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R5, radialement vers l'extérieur, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M25 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs (25) des secondes paires de chemins de roulement possèdent de manière centrale, un arc de rayon R5', dont le centre est déporté d'un second décalage axial 04 à partir du plan médian EM du joint, en direction du côté raccordement, et en ce qu'à la suite de cet arc, en direction du côté raccordement, elles s'écartent de manière croissante de ce rayon R5', radialement vers l'extérieur.
8. Joint homocinétique sous la forme d'un joint à chemins de roulement en opposition, selon la revendication 7, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M24 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24), présentent à la suite de l'arc de rayon R5, en direction du côté ouverture, un arc d'un rayon R4, qui se raccorde de manière continue au premier et dont le centre se situe à l'extérieur du rayon R5, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M25 des seconds chemins de roulement de bille intérieurs (25) présentent à la suite de l'arc de rayon R5', en direction du côté raccordement, un arc d'un rayon R4', qui se raccorde de manière continue au premier et dont le centre se situe à
l'extérieur du rayon R5'.
9. Joint homocinétique sous la forme d'un joint à chemins de roulement en opposition, selon la revendication 7, caractérisé en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M24 des seconds chemins de roulement de bille extérieurs (24), présentent une droite à la suite de l'arc de rayon R5, en direction du côté ouverture, et en ce que les lignes médianes de chemin de roulement M25 des seconds chemins de roulement de bille intérieurs (25) présentent une droite à la suite de l'arc de rayon R5', en direction du côté raccordement.
10. Joint homocinétique sous la forme d'un joint à chemins de roulement en opposition, selon l'une des
revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les lignes
médianes de chemin de roulement des chemins de roulement de bille se situent dans des plans médians qui
contiennent les axes longitudinaux La, Li.
11. Joint homocinétique sous la forme d'un joint à chemins de roulement en opposition, selon l'une des
revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend
trois premières paires de chemins de roulement (22, 23) et trois secondes paires de chemins de roulement (24, ) qui sont disposées de manière mutuellement alternée
sur la périphérie.
12. Joint homocinétique sous la forme d'un joint à chemins de roulement en opposition, selon l'une des
revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend
quatre premières paires de chemins de roulement (22, 23) et quatre secondes paires de chemins de roulement (24, ) qui sont disposées de manière mutuellement alternée
sur la périphérie.
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