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FR2511097A1 - Joint de cardan - Google Patents

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Publication number
FR2511097A1
FR2511097A1 FR8213710A FR8213710A FR2511097A1 FR 2511097 A1 FR2511097 A1 FR 2511097A1 FR 8213710 A FR8213710 A FR 8213710A FR 8213710 A FR8213710 A FR 8213710A FR 2511097 A1 FR2511097 A1 FR 2511097A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
bore
bevel
universal joint
joint according
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR8213710A
Other languages
English (en)
Inventor
Miloslav Petrzelka
Herbert Taureg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline International GmbH
Original Assignee
Uni Cardan AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uni Cardan AG filed Critical Uni Cardan AG
Publication of FR2511097A1 publication Critical patent/FR2511097A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C21/00—Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
    • F16C21/005—Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement the external zone of a bearing with rolling members, e.g. needles, being cup-shaped, with or without a separate thrust-bearing disc or ring, e.g. for universal joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/586—Details of specific parts of races outside the space between the races, e.g. end faces or bore of inner ring
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/382—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings

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Abstract

JOINT DE CARDAN PERMETTANT L'UTILISATION OPTIMALE DE LA CAPACITE DES PALIERS SANS COUTS SUPPLEMENTAIRES. UNE PARTIE AU MOINS DE LA SURFACE EXTERIEURE DU COUSSINET 7 OU UNE PARTIE AU MOINS DE LA SURFACE INTERIEURE DE L'ALESAGE DES FOURCHES PRESENTE, A PARTIR DU PLAN CONTENANT L'AXE 14 DES TOURILLONS, AU MOINS UN BISEAU CONIQUE 12 QUI COMMENCE RADIALEMENT A L'INTERIEUR ET SE PROLONGE RADIALEMENT VERS L'EXTERIEUR.

Description

La présente invention concerne un joint de Cardan, constitué par
deux fourches comportant chacune deux alésages dans lesquels un croi-
sillon muni de tourillons cylindriques est monté avec interposition
d'un coussinet à surface intérieure cylindrique.
Des joints de Cardan sont connus, dans lesquels les coussinets
sont réalisés de façon que les portées des tourillons ne sont pas paral-
lèles à celles des coussinets quand l'arbre articulé n'est pas chargé (cf par exemple le brevet de la République fédérale d'Allemagne no 11 22 781) Il en résulte entre le tourillon et le coussinet un interstice
croissant du centre du joint vers l'extérieur Cette réalisation pré-
sente l'inconvénient suivant: la rectification d'un tourillon conique
est très difficile, ou l'emploi d'un coussinet à surfaces coniques pro-
duit intérieurement une dépouille qui ne peut également être usinée que
dans des conditions difficiles.
Il est par ailleurs connu (cf par exemple la demande de brevet de
la République fédérale d'Allemagne publiée sous le N O 27 37 557) de répar-
tir la charge s'exerçant sur un roulement de tourillon entre plusieurs aiguilles de roulement, afin d'améliorer les propriétés des paliers du
joint de Cardan et d'augmenter la durée de vie en service Une rectifica-
tion légèrement elliptique du tourillon permet à plusieurs aiguilles de roulement d'absorber les forces exercées en service entre le tourillon et le coussinet On voit facilement que ce mode de production entraîne aussi des difficultés pour réaliser une portée elliptique parfaite sur le tourillon. L'invention vise à réaliser un joint de Cardan de façon à obtenir
une utilisation optimale de la capacité des paliers sans coûts particu-
liers de montage ou de fabrication supplémentaires.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une partie au moins de la surface extérieure du coussinet ou une partie au moins de la surface intérieure de l'alésage logeant le croisillon présente, à partir du plan contenant les axes des tourillons, un biseau conique qui, par rapport au centre du joint, commence radialement à l'intérieur et se
prolonge radialement vers l'extérieur.
Cette réalisation présente l'avantage suivant: la déformation du
diamètre intérieur des oeils d'entraînement du joint ou du diamètre exté-
rieur du coussinet augmente la déformation élastique du coussinet, de
sorte que la charge par le couple est optimisée.
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le biseau, lorsqu'il est prévu sur le coussinet, s'étend vers les deux c 8 tés de la circonférence de ce dernier et présente une distance radiale intérieure à l'axe du coussinet plus grande que la distance radiale extérieure.
L'avantage de cette réalisation réside dans le fait que le cous-
sinet chargé par le couple peut se déformer élastiquement et s'adapte au diamètre intérieur de l'oeil d'entraînement du joint Les roulements à aiguilles sont ainsi chargés régulièrement sur toute la longueur des aiguilles Il est ainsi possible d'obtenir une utilisation optimale de la capacité des paliers ou, pour une charge maximale, un accroissement
de la durée de vie.
Une déformation élastique du coussinet chargé par le couple est de mime obtenue quand, selon une autre caractéristique de l'invention, le
biseau disposé dans l'alésage de la fourche s'étend sur la surface inté-
rieure de l'alésage vers les deux c 8 tés de la circonférence et présente
par rapport à l'axe de l'alésage une distance radiale extérieure supé-
rieure à la distance radiale intérieure.
Un seul sens de rotation du joint n'est pas toujours prévu et une
rotation de l'arbre articulé dans le sens inverse est souhaité dans cer-
tains cas Selon une autre caractéristique de l'invention, deux biseaux
diamétralement opposés sont prévus.
Dans les réalisations à biseaux sur la face extérieure du coussi-
-net, et afin de faciliter la production par formage par exemple, les biseaux présentent un rayon supérieur à celui de la surface extérieure
du coussinet.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les biseaux pré-
sentent un rayon inférieur à celui de l'alésage des fourches Cette réa-
lisation présente l'avantage de permettre la production simple par for-
mage d'un tel biseau dans l'alésage des fourches.
Afin de garantir une réalisation avec des pièces à symétrie de rotation, et selon une autre caractéristique de l'invention, le centre du rayon générateur du biseau conique se situe sur l'axe comportant le tourillon. Pour garantir une déformation élastique sur toute la plage de l'angle de braquage du joint, et selon une autre caractéristique de
l'invention, le biseau s'étend sur une zone d'action de la circonfé-
rence du coussinet ou de l'alésage supérieure au double de l'angle de
braquage maximal du joint.
Afin de permettre un montage sans positionnement particulier du coussinet et d'éviter une perturbation du fonctionnement en cas d'emploi
du coussinet, le biseau s'étend sur toute la circonférence.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront
mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples
de réalisation préférentielle et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un arbre articulé portant un joint de Cardan à chaque extrémité; la figure 2 est la coupe d'un coussinet; la figure 3 est le plan d'un coussinet; la figure 4 est la coupe partielle d'une fourche avec un alésage; et
la figure 5 est le plan de la fourche selon figure 4.
L'arbre articulé selon figure 1 comprend deux tronçons coaxiaux 1 et 2 portant à leurs extrémités extérieures des joints de Cardon 3 et 4 dont les bras 8 de fourche sont réunis par un croisillon 9 L'extrémité intérieure du tronçon 1 de l'arbre articulé est réalisée sous forme d'un arbre plein 5 et celle du tronçon 2 sous forme d'un arbre creux 6 Des cannelures relient les arbres pleins 5 et creux 6 avec blocage en rotation,
mais mobilité axiale.
Les figures 2 et 3 représentent un coussinet 7 Les aiguilles du roulement roulent dans l'alésage intérieur cylindrique 10 du coussinet 7,
dont la circonférence extérieure est logée dans un alésage d'une fourche.
La surface extérieure 11 du coussinet 7 est munie d'un biseau conique.
Ce dernier commence radialement à l'intérieur et se prolonge radialement vers l'extérieur, en direction de la base 13 du coussinet et du plan 14 contenant les axes des tourillons ou des coussinets Le biseau 12 s'étend sur la circonférence de la face extérieure 11, sur une zone 15 supérieure
au double de l'angle de braquage du joint.
Les figures 4 et 5 représentent partiellement un bras 8 defourche, dont l'alésage 16 logeant le croisillon présente un biseau conique 12 qui s'étend sur une partie de l'alésage intérieur 16 du bras Ce biseau 12 s'étend de nouveau sur une zone circonférentielle 15 supérieure au double de l'angle de braquage du joint de Cardan Le biseau conique s'étend radialement dans l'alésage 16, de l'intérieur vers l'extérieur, sa distance radiale à l'axe 17 étant maximale à l'extérieur Il est ainsi garanti que le coussinet chargé par le couple se déforme élastiquement et que par suite la charge du roulement à aiguilles diminue radialement vers l'extérieur et les diverses aiguilles sont plus fortement chargées vers l'intérieur, et enfin une charge plus régulière du roulement à aiguilles
est produite, avec une utilisation optimale de la capacité des paliers.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du
cadre de l'invention.

Claims (8)

Revendications
1 Joint de Cardan constitué par deux fourches ou par deux paliers de tourillon se fixant sur une bride d'arbre, un croisillon muni de
tourillons cylindriques étant monté dans quatre alésages avec interposi-
tion d'un coussinet à surface intérieure cylindrique, ledit joint étant caractérisé en ce qu'une partie au moins de la surface extérieure ( 11) du coussinet ( 7) ou une partie au moins de la surface intérieure de l'alésage ( 16) logeant le croisillon ( 9) présente, à partir du plan ( 14)
contenant les axes des tourillons, un biseau ( 12) conique qui, par rap-
port au centre du joint, commence radialement à l'intérieur et se pro-
longe radialement vers l'extérieur.
2 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau, lorsqu'il est prévu sur le coussinet ( 7), s'étend vers les deux c 8 tés de la circonférence de ce dernier et présente une distance radiale intérieure à l'axe ( 14) du coussinet ( 7) plus grande que la distance
radiale extérieure.
3 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau ( 12), lorsqu'il est prévu dans l'alésage ( 16) de la fourche ( 8), s'étend sur la surface intérieure de l'alésage ( 16 > vers les deux côtés de la circonférence et présente une distance radiale extérieure à l'axe
( 17) de l'alésage ( 16) plus grande que la distance radiale intérieure.
4 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé par deux biseaux
( 12) diamétralement opposés.
Joint de Cardan selon revendications 1 et 2, caractérisé en ce que
les biseaux ( 12) présentent un rayon supérieur à celui de la surface exté-
rieure ( 11) du coussinet ( 7).
6 Joint de Cardan selon revendications 1 et 3, caractérisé en ce que
les biseaux ( 12) présentent un rayon inférieur à celui de l'alésage ( 16)
des fourches ( 8).
7 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le centre du rayon générateur du biseau conique ( 12) se situe sur l'axe ( 14)
comportant le tourillon.
8 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le biseau ( 12) s'étend sur une zone d'action ( 15) de la circonférence ( 11, 16) du coussinet ( 7) ou de l'alésage ( 16) supérieure au double de l'angle
de braquage maximal du joint.
9 Joint de Cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le
biseau ( 12) s'étend sur toute la circonférence.
FR8213710A 1981-08-08 1982-08-05 Joint de cardan Withdrawn FR2511097A1 (fr)

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DE19813131481 DE3131481A1 (de) 1981-08-08 1981-08-08 Kreuzgelenk

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JP (1) JPS5828018A (fr)
BR (1) BR8203981A (fr)
DE (1) DE3131481A1 (fr)
ES (1) ES272870Y (fr)
FR (1) FR2511097A1 (fr)
GB (1) GB2102894A (fr)
IT (2) IT1157555B (fr)
SE (1) SE8203330L (fr)

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GB2102894A (en) 1983-02-09
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BR8203981A (pt) 1983-07-05
JPS5828018A (ja) 1983-02-18
IT1157555B (it) 1987-02-18
ES272870Y (es) 1984-04-16
IT8205183A0 (it) 1982-06-22
DE3131481A1 (de) 1983-02-24
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