FR2541399A1 - Joint homocinetique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE DIVERSES FORMES DE JOINTS HOMOCINETIQUES, DU TYPE A BILLES GUIDEES PAR DES CHEMINS DE ROULEMENT MENAGES DANS LA PIECE EXTERIEURE ET DANS LA PIECE INTERIEURE. LES DISPOSITIONS PROPOSEES SE CARACTERISENT PRINCIPALEMENT PAR LE FAIT QUE LES AXES 1, 6 DES CHEMINS DE ROULEMENT RESPECTIFS DE LA PIECE EXTERIEURE 120 ET DE LA PIECE INTERIEURE 560 SONT DES IMAGES REFLECHIES RECIPROQUES PAR RAPPORT AU PLAN DES BILLES 7, EN TENANT COMPTE DES DEPLACEMENTS RELATIFS DES PIECES DU JOINT SOUS L'EFFET DU COUPLE, DE L'ECROUISSAGE DES SURFACES D'APPUI 71 DE LA CAGE 340 PAR LES BILLES, DE L'ELASTICITE DES PIECES, LEUR USURE PAR RODAGE ET LEUR DILATATION THERMIQUE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES ARTICULATIONS D'ARBRES DE MACHINES OU DE VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

JOINT HOMOCINETIQUE.

La présente invention concerne un joint homocinétique comportant une piè-

ce extérieure creuse munie de chemins de roulement à sa face interne, une pièce intérieure située dans la pièce extérieure et munie, à sa face externe, de chemins de roulement correspondants, des billes dont chacune est engagée dans un chemin de roulement de la pièce extérieure et de la

pièce intérieure pour transmettre un couple, une cage placée dans l'in-

tervalle compris entre la pièce extérieure et la pièce intérieure, cage

qui maintient les billes, au moyen de fenêtres, dans le plan homocinéti-

que ou plan des billes, et qui est fixé et/ou centré, avec du jeu et de

façon pivotante, par rapport à la pièce intérieure et la pièce extérieu-

re, lesdits chemins des pièces intérieure et extérieure n'étant, au moins

pour de petits angles de déviation du joint, pas parallèles à l'axe prin-

cipal, de manière que, lorsque le joint est en position rectiligne et soumis à un couple, les points de contact ou points de transmission des billes avec les chemins des pièces intérieure et extérieure se trouvent d'un côté du plan homocinétique, et que les billes soient maintenues, par des surfaces d'appui des fenêtres ou des surfaces périphériques des

fenêtres, de l'autre côté du plan homocinétique.

Un tel joint homocinétique appartient au type de joint dit à chemins de

billes, dans lequel le plan homocinétique est déterminé par l'intersec-

tion des chemins de roulement des billes de pièces extérieure et inté-

rieure Le brevet américain No 2 046 584 décrit, dans ses figures 3 et

9, une exécution de ce genre sous la forme d'un joint fixe dont les che-

mins de roulement des billes se trouvent dans des plans méridiens, le principe de guidage étant représenté sur la figure 1 Pour remplir la

condition d'égalité des vitesses, cette invention stipule que les sur-

faces sphériques de centrage de la pièce intérieure, de la pièce exté-

rieure et de la cage sont concentriques, leur centre commun se trouvant dans le plan des billes Les surfaces de centrage s'étendent des deux

côtés du plan de symétrie ou plan des billes En outre, la distance a-

xiale mesurée entre le centre de la surface de centrage de la pièce ex-

térieure et le centre des chemins de roulement de la pièce extérieure,

appelée déport de la pièce extérieure, doit être égale à la distance a-

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xiale mesurée entre le centre de la surface de centrage de la pièce inté-

rieure et le centre des chemins de roulement de la pièce intérieure, ap-

pelée déport de la pièce intérieure Si le centre du chemin de roulement d'une pièce ne se trouve pas sur son axe de rotation (par exemple figure 5), le déport correspond à la distance mesurée entre le centre de la surface de centrage de cette pièce et le point d'intersection de l'axe de rotation avec le plan qui est perpendiculaire au chemin de roulement et qui passe par le centre de la bille (figure 5,points c et b) Les chemins de roulement de la pièèe extérieure sont ainsi des images réfléchies des

chemins de roulement de la pièce intérieure, par rapport au plan des bil-

les. Cependant, les quatre surfaces de centrage sphériques ne peuvent pas être maintenues essentiellements concentriques, tant qu'il existe du jeu entre les paires de surfaces réciproques, de sorte que la condition d'égalité

des vitesses ne peut être réalisée qu'avec des paires de surface de cen-

trage sans jeu En fait,lorsqu'on applique un couple, les pièces subis-

sent des poussées axiales, en direction des points de transmission pour la pièce extérieure et la pièce intérieure, dans la direction opposée pour les billes et la cage Si les surfaces de centrage sont réalisées

avec du jeu, comme c'est inévitablement le cas dans la pratique, les piè-

ces se déplacent en conséquence, si bien que la distance entre le plan des billes et le centre des chemins de roulement de la pièce extérieure, nommée bras de levier de la pièce extérieure, devient plus petite, et la distance entre le plan des billes et le centre des chemins de roulement

de la pièce intérieure, nommée bras de levier de la pièce intérieure, de-

vient plus grande, par rapport aux valeurs respectives de déport Il en résulte que les chemins de roulement de la pièce extérieure ne sont plus des images réfléchies des chemins de roulement de la pièce intérieure, par rapport au plan des billes, et que l'égalité des bras de levier, qui en fait est déterminantepour l'égalité des vitesses, est déjà doublement perturbée Le déplacement axial respectif dépend avant tout du jeuradial et de la longueur des surfaces de centrage, mesurée à partir du plan des

billes en direction des zones respectives de contact; plus cette lar-

geur est petite, plus le déplacement axial est grand O Pour permettre -3 l'assemblage des pièces du joint, la largeur des pièces est évidemment

soumise à certaines limites, ce qui fait qu'en règle générale, le dépla-

cement axial respectif représente un multiple du jeu radial.

A cause du déport de l'image réfléchie, ainsi que de l'égalité des bras de levier et du déport axial des surfaces de centrage, le guidage du plan des billes dans le plan bissecteurest perturbé, d'ou il résulte notamment

que les billes, en position angulaire du joint, sont chargées très iné-

galement o unilatéralement, en comparaison avec la position rectiligne

du joint, ce qui réduit les performances du joint sur le plan de la trans-

mission du couple et de la durabilité En outre, le joint tend à produire

des bruits de cliquetis.

En pratique, on ne peut limiter ces inconvénients qu'en réduisant à une

valeur très faible le jeu entre les paires de surface de centrage Cepen-

dant, l'ajustement des surfaces de centrage avec un faible jeu n'est pas

compatible avec la dilatation thermique et il exige en outre une construc-

tion massive des pièces, en particulier la pièce extérieure, pour mainte-

nir leur déformation élastique dans les limites du faible jeu donné Une diminution du jeu des surfaces de centrage impose en outre, des limites plus sévères à la précision d'exécution des pièces du joint De plus, la concentricité des chemins de roulement avec la surface de centrage, aussi bien pour la pièce extérieure que la pièce intérieure, doit respecter des tolérances encore plus étroites En fait, la pièce intérieure est centrée radialement dans la pièce extérieure, dans la direction générale du plan

des billes, principalement par la géométrie des chemins des billes, a-

lors que sous l'influence d'un couple, elle est centrée avant tout par les les forces de transmission Si, dans le plan des billes, l'excentricité

entre les chemins de roulement et la surface de centrage de la pièce ex-

térieure et/ou de la pièce intérieure est plus grande que le jeu radial entre les surfaces de centrage,la cage se trouve sérrée d'un côté dans le sens radial entre la pièce extérieure et la pièce intérieure Le centrage est surdéterminé, et les billes S ont chargées unilatéralement même dans la position rectiligne du joint Une concentricité exacte des surfaces

de centrage de la cage est également nécessaire pour les mêmes raisons.

Un ajustement à faible jeu signifie donc que les réalisations dejoints se-

lon l'état de la technique impliquent-aussi descoûts de production élevés,

des températures élevées, avec un grand risque d'endommager le film de lu-

brifiant, et sont soumises à un certain danger de grippage entre la cage et les pièces extérieure et intérieure, ce qui peut avoir, par exemple,

des conséquences fatales dans un véhicule à traction avant.

Une autre particularité de ce type de joint est la forte charge ponctuel-

le entre les billes et les surfaces d'appui des fenêtres, ce qui provo-

que en un temps de rodage relativement court une déformation plastique significative, ou écrouissage, des surfaces d'appui des fenêtres Par

conséquent, le plan des billes se déplace encore axialement dans la di-

rectiorn principale de la charge, de sorte qu'il n'est plus situé symé-

triquement par rapport aux surfaces de centrage de la cage En outre, le bras de levier de la pièce extérieure diminue et le bras de levier de la

pièce intérieure croit, et la symétrie des chemins de roulement est alté-

rée de façon encore plus aiguë, ce qui accroit les efforts sur les billes,

les chemins de roulement et les surfacesdes fenêtres.

Pour résoudre le problème de la charge ponctuelle sur les surfaces d'ap-

pui des fenêtres, on connaît diverses méthodes, telles celles qui sont

décrites dans les brevets allemands NI 2 430 109, 2 430 026 et 2 430 025.

Dans les deux premières solutions, la forme naturelle des billes est al-

térée dans les fenêtres de la cage par l'apparition de zones aplaties ou

cylindriques, ce qui empêche les billes de rouler librement dans les che-

mins des pièces extérieure et intérieure L'augmentation des frottements

provoque une élévation de la température et une chute de la durabilité.

Le brevet allemand NI 2 430 025 prévoit des pièces additionnelles, qui

s'accompagnent toutefois de frais supplémentaires, de pertes de préci-

sion et d'un encombrement plus grand.

D'autres imprécisions affectant la symétrie des chemins de roulement ou l'égalité des bras de levier des pièces du joint peuvent résulter, selon l'art antérieur, de l'élasticité des pièces, de l'usure lors du rodage

ou de la dilatation thermique, qu'elle soit momentanée ou due à une tem-

pérature constante.

-5-

Le but de la présente invention est d'éliminer en grande partie les in-

convénients mentionnés ci-desus, particulièrement en créant des condi-

tions pour un guidage précis ou plus précis.

Selon l'invention, le joint homocinétique du type mentionné plus haut,

est caractérisé en ce que, en tenant compte des déplacements axiaux res-

pectifs, produits par le couple, des pièces extérieure et intérieure dans un sens par rapport à la cage et des billes dans le sens contraire,

déplacements qui dépendent principalement des jeux axiaux respectifs e-

xistant entre les paires de surfacesde centrage et/ou-de l'écrouissage des surfaces d'appui des fenêtres par les billes au cours du rodage, et

qui dépend en outre de l'élasticité des pièces, de l'usure lors du roda-

ge et dé la dilatation thermique, les axes des chemins de roulement de la pièce extérieure sont des images réfléchies des axes correspondants des chemins de roulement de la pièce intérieure, par rapport au plan

des billes.

Ainsi, la précision du guidage, après l'élimination des sources d'erreur,

est indépendante de leurs grandeurs respectives Les différents jeux en-

tre les surfaces de centrage peuvent par exemple être optimisés plus librement et n'ont pas besoin d'être très réduits L'écrouissage des

surfaces d'appui des fenêtres n'est alors pratiquement plus un inconvé-

nient en soi, dans la mesure o certaines imprécisions de fabrication

des surfaces d'appui des fenêtres, ou certaines excentricités des sur-

faces fonctionnelles, peuvent être avantageusement corrigées ou compen-

sées par la déformation plastique.

La réalisation d'un guidage précis a l'avantage général de permettre de

réduire aisément les cotes des bras de levier et par conséquent d'augmen-

ter les profondeurs minimales des chemins de roulement, tant dans la pièce extérieure que dans la pièce intérieure, et aussi de réduire les composantes axiales des forces, en améliorant ainsi les performances

d'ensemble du joint.

L'idée de base sur laquelle repose l'invention est que la direction de la somme de toutes les forces agissant sur les surfaces périphériques des -6-

fenêtres reste inchangée, aussi bien en position rectiligne qu'en posi-

tion angulaire du joint, et en outre, qu'un centrage grâce à un faible

jeu des surfaces de centrage dans le plan des billes est superflu.

Pour perfectionner un joint homocinétique dans lequel la face interne de la pièce extérieure et la face externe de la pièce intérieure, ainsi que

les faces externe et interne de la cage, sont essentiellement sphéri-

que, et dans lequel les faces externe et interne de la cage sont concen-

triques, la présente invention décrit une forme particulière d'exécution caractérisée en ce que le déport de la pièce extérieure est plus grand

que la cote nominale constructive des bras de levier, d'une quantité cor-

respondant à/ et compensant la somme de tous les déplacements axiaux ré-

sultant essentiellement du jeu, mais aussi de la déformation élastique, de l'usure lors du rodage et de la dilatation thermique entre la pièce

extérieure et la cage Cette forme d'exécution peut également être carac-

térisée en ce que le déport de la pièce intérieure est plus petit que la

cote nominale constructive des bras de levier, d'une quantité correspon-

dant à/ et compensant la somme de tous les déplacements axiaux résultant

essentiellement du jeu, mais aussi de la déformation élastique, de l'u-

sure lors du rodage et de la dilatation thermique entre la pièce inté-

rieure et la cage Elle peut aussi être caractérisée en ce que le plan des billes est décalé asymétriquement par rapport au plan de symétrie des surfaces de centrage de la cage, d'une quantité qui correspond à/et

qui compense le déplacement axial du plan des billes par rapport à la ca-

ge, résultant essentiellement de l'écrouissage, mais aussi de la déforma-

tion élastique des surfaces d'appui de la cage.

Il s'agit là de constructions de joints qui correspondent par exemple au brevet américain NO 2 046 584 (figures 3 à 5) ou aux brevets allemands

No 2 252 827, 2 636 085 et 2 816 155.

Pour permettre de conserver la précision de centrage ou de calage du joint également dans le domaine des grandes angulations, le joint peut

avantageusement être caractérisé en ce que l'une des surfaces de centra-

ge située au contact entre la pièce extérieure et la cage comporte, du

côté des surfaces d'appui des fenêtres, ou l'une des surfaces de centra-

-7- ge située au contact entre la cage et la pièce intérieure comporte, du

côté des points de transmission, une plus grande longeur d'arc que la sur-

face opposée ou surfaces de contact respective et sert de surface de guidage Cette solution est caractérisée en outre, en ce que les surfaces de guidage sont parfaitement sphériques leurs centres étant dans le plan des billes, et en ce que, de préférence la longueur d'arc des surfaces de guidage située de chaque côté de la surface de contact correspond au moins approximativement à environ la moitié dé l'angle maximal de déviation du joint. Ces mesures permettent un guidage précis du mouvement sphérique d'une pièce relativement mince du joint La surface de guidage peut être aussi bien la surface extérieure (convexe) que la surface intérieure (concave)

d'une paire de pièces Cette dispostion permet de compenser par des mesu-

res constructives le jeu axial existant entre les surfaces de centrage,

dans la direction principale des efforts.

Grâce à une longueur d'arc suffisante des surfaces de guidage, les surfa-

ces de contact les touchent constamment sur tout leur pourtour, de sorte que tant la précision du guidage que la réaction aux forces axiales sont

assurées de manière optimale dans tout le domaine d'angulation du joint.

L'intensité des forces normales agissant sur les surfaces de centrage, dépend aussi du décalage de la surface de contact par rapport au plan des billes; elle est inversement proportionnelle au sinus de l'angle défini par le point de contact, le centre de la surface de guidage et le plan des billes Plus cet angle est petit, plus les forces normales sont grandes par rapport à la force axiale, la déformation élastique des pièces, l'usure et surtout les pertes par frottement augmentant aussi en

conséquence.

C'est pourquoi il est avantageux qu'une paire desurfaces de guidage soit

disposée à proximité de l'axe de rotation.

Dans ce cas, le point de contact correspond approximativement à un angle de contact de 900 par rapport au plan des billes, si bien que la force

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normale correspond à la force axiale L'excentricité des surfaces de cen-

trage par rapport aux chemins de roulement de la pièce respective a une influence considérablement réduite sur la position du plan des billes,

donc sur la capacité de charge du joint Dans cette position, les surfa-

ces de contact ou de centrage ne sont pas interrompues par les chemins

de roulement des billes.

Selon une forme particulière d'exécution, la surface de contact présente, par rapport au plan des billes, un décalage qui reste toujours supérieur,

en considérant la déformation, l'usure et la dilatation thermique, à l'an-

gle de frottement de la paire de surface concernée, et la surface de con-

tact se trouve de préférence aussi loin que possible du plan des billes.

Ainsi, on élimine complètement un risque de grippage par blocage entre les surfaces de centrage Si le décalage entre la surface de contact et le plan-des billes est plus grand que l'angle de frottement à l'état sec,

ce risque est annulé même dans des cas extrêmes ou en l'absence de lubri-

fiant. Selon une variante d'exécution, la surface de contact est annulaire, de

façon à réaliser un contact linéaire avec la surface de guidage.

Dans ce cas, un perfectionnement important du joint homocinétique consis-

te en ce que les surfaces de révolution adjacentes à la surface de contact soient usinées, et exécutées de préférence avec la surface de contact en

une seule et même opération.

Cette exécution des surfaces de révolution adjacentesen une même opération, qui peut être un usinage final tel qu'un rectifiage, permet d'accroître la précision de la surface de contact Par surface adjacente, on entend également un chanfrein ou une surface plane La présente disposition a

aussi pour effet, indépendamment de la disposition symétrique des che-

mins de roulement, une amélioration des conditions de guidage, ce qui

justifie une protection spécifique sur ce point.

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-9-

Si une telle ligne de contact est élargie à la suite d'une certaine du-

rée de rodage, le déplacement axial correspondant doit alors être pris

en compte dans la détermination des bras de levier.

Selon une autre variante d'exécution, la surface de contact peut être

sphérique, avec le même rayon que la surface de guidage.

Dans ce cas, le contact a lieu sur une certaine surface, ce qui réduit la pression spécifique sur les surfaces de centrage, et permet en outre

de réduire en conséquence la longueur d'arc de la surface de guidage.

Dans certaines applications, par exemple avec de grandes vitesses de ro-

tation, il est avantageux de favoriser la formation du film de lubrifiant entre les surfaces de centrage, en permettant au lubrifiant d'exercer un

effet de coin Dans ce but, la surface de contact peut présenter en pro-

fil longitudinal et/ou transversal, une osculation par rapport à la sur-

face de guidage Cette disposition conduit aussi, indépendamment de la disposition symétrique des chemins de roulement, à une amélioration des

conditions de guidage, ce qui justifie de la revendiquer séparément.

Comme on le sait, la présence d'une osculation s'accompagne d'une diminu-

tion des précisions de fabrication.

Une autre forme de perfectionnement du joint se caractérise en ce que la

surface de contact et/ou de guidage est ménagée-sur une ou des pièces sé-

parées, et en ce que ces pièces séparées sont réglables en position axia-

le par rapport à l'élément de joint sur lequel elles sont montées.

La pièce séparée et l'élément sur lequel elle est montée, peuvent être

optimisés indépendamment l'un de l'autre au point de vue du choix du ma-

tériau, du traitement thermique ou du traitement des surfaces Cette dis-

position se prête particulièrement aux joints de grande dimension D'autre part, la position symétrique des chemins de roulement par rapport au plan des billes peut être ajustée ou réajustée avec précision, indépendamment des tolérances de fabrication, par le réglage de la position de la pièce

séparée Il est alors superflu de classer les pièces en fonction des Ion-

gueurs de leurs bras de levier.

L'arbre d'entraînement associé à la pièce intérieure ou à la pièce exté-

rieure peut dans certains cas remplir cette fonction de pièce séparée.

C'est pourquoi l'invention concerne également une variante dans laquelle ladite pièce séparée est constituée par la pièce d'extrémité de l'arbre

d'entraînement On évite ainsi l'exécution d'une pièce séparée supplémen-

taire. Etant donné que, selon la présente invention, le joint n'est pas soumis à des exigences particulières en dehors des surfaces de centrage et des surfaces de contact, une forme avantageuse de réalisation du joint peut

être caractérisée en ce que les surfaces annexes, ne servant pas de sur-

faces de guidage ou de contact, des faces externes ou internes dans le secteur de pivotement des pièces du joint se trouvent, par rapport au centre des surfaces de guidage, à une distance qui est inférieure, pour

les surfaces convexes, et supérieure pour les surfaces concaves, au ray-

on des surfaces de guidage.

Grâce au libre choix de la forme des surfaces qui ne remplissent pas de

fonction de fixation ou de centrage, on peut obtenir par une forme d'exé-

cution adéquate une construction optimale, une fabrication des pièces considérablement facilitée et une simplification de l'assemblage du joint

en contribuant ainsi à une amélioration potentielle du joint et une bais-

se de son coût.

Dans le cas de joints pour lesquels on ne peut tolérer de période de ro-

dage, complète ou partielle, ou dans lesquels un déplacement du plan des billes est indésirable pour des raisons de limitation du jeu entre la

pièce extérieure et la pièce intérieure, une forme particulière d'exécu-

tion consiste en ce que l'écrouissage des surfaces d'appui de la cage, respectivement l'écrouissage des surfaces périphériques des fenêtres,

est compensée totalement ou partiellement à la fabrication de la cage.

La forme des déformations par écrouissage peut être établie sur la base

de la cinématique du joint ou sur la base de la pratique.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la description,

donnée à titre d'exemple, d'une forme de réalisation préférée et de di-

verses variantes, et à l'aide des dessins schématiques annexés, dans lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale de la moitié supérieure d'un joint de type connu, en position rectiligne, illustrant les conditions de jeu et de guidage, La figure 2 a est un schéma d'un joint selon la figure 1, La figure 2 b est un schéma des axes de rotation du joint de la figure 1 en position angulaire, pour illustrer la cinématique,

La figure 3 est une demi-coupe longitudinale d'un joint selon l'inven-

tion, dans I Lequel les surfaces externes de la pièce intérieure et de la c age servent de surfacesde guidage,

La figure 4 est une demi-coupe longitudinale d'un joint selon l'inven-

tion, dans lequel les surfaces internes de la pièce extérieure et de la cage servent de surfaces de guidage,

La figure 5 est une demi-coupe longitudinale d'un joint selon l'inven-

tion, dans lequel la surface interne de la pièce extérieure et-:la sur-

face externe de la pièce intérieure constituent des surfaces de guida-

ge,

La figure 6 est une demi-coupe longitudinale d'un joint selon l'inven-

tion, dans lequel la fixation ou le centrage de la cage par rapport à

la pièce extérieure se trouve à proximité de l'axe principal de rota-

tion, La figure 7 est une Ademi-coupe longitudinale selon l'invention, dans laquelle la fixation ou le centrage de la pièce intérieure par rapport à la cage est réalisée au moyen d'une pièce séparée à proximité de l'axe principal de rotation, 12 -

La figure 7 a est une demi-coupe longitudinale de la pièce intérieure se-

lon la figure 7, dans laquelle l'extrémité d'un arbre d'entraînement sert de surface de guidage, La figure 8 est une demi-coupe longitudinale d'un joint selon l'invention

dans lequel les surfaces de contact sont réalisées sur la pièce extérieu-

re et sur la cage au moyen de pièces séparées, et La figure 9 est une coupe longitudinale d'un joint selon l'invention,

dans lequel les chemins de roulement des billes sont disposés oblique-

ment dans des directions qui se croisent.

La fig re 1 représente un joint de type connu, comportant un jeu relati-

vement grand entre la pièce extérieure 120 et la cage 340, ainsi qu'en-

* tre la cage 340 et la pièce intérieure 560 Les quatre surfaces de cen-

trage-2 ' de la pièce extérieure, 3 ' et 4 ' de la cage et 5 ' de la pièce

intérieure sont essentiellement sphériques et, quand le joint est en po-

sition rectiligne, les surfaces sphériques s'étendent des deux côtés du plan de symétrie 3 ", 4 " ou du plan des billes 7 " Les axes respectifs 1 ' et 6 ' des chemins de roulement de la pièce extérieure 120 et de la pièce

intérieure 560 se trouvent dans le plan de la coupe et leurs centres res-

pectifs 1 et 6 sont situés sur l'axe principal de rotation Les réfé-

rences 10 et 60 désignent les fonds des chemins de roulement respectifs.

Les billes 70 sont maintenues axialement entre les surfaces périphériques 72 et les surfaces d'appui 71 des fenêtres de la cage Ces fenêtres sont disposées symétriquement par rapport aux surfaces de centrage 3 ' et 4 ' concentriques de la cage, de sorte qu'à l'origine le plan des billes 7 " coîncide avec le plan de symétrie 3 " et 4 " des surfaces de centrage 3 ' et 4 ' Les points 701 et 706 sont les points de contacts de la bille avec les chemins de roulement 100, 600 respectifs de la pièce extérieure et de la pièce intérieure, et ils se trouvent respectivement dans les

plans 1 ' et 6 " qui passent par le centre 0 de la bille, et par-les cen-

tres respectifs 1 et 6 des chemins de roulement, perpendiculairement à ces chemins En position rectiligne du joint, les deux points de contact

se trouvent d'un côté du plan des billes, d'o il résulte que chaque bil-

le est soumise à une force à composante axiale Avec une angulation 13 croissante, la composante axiale exercée sur une bille varie au cours d'une révolution A partir d'une certaine valeur d'angulation, les points de contact des billes qui se trouvent dans une certaine zone déterminée, du côté de l'axe de pivotement du joint, peuvent se trouver de l'autrecôté du plan des billes, de sorte que la-surface périphérique 72 des fenêtres peut être chargée par intermittence Toutefois, cet effort se produit avec moins d'intensité et moins souvent que l'effort entre les billes et les surfaces d'appui 71 des fenêtres Cette angulation limite dépend de l'inclinaison du plan 1 ", respectivement 6 " 1, ainsi que de la position des points de contact, de même que de l'inclinaison du plan du

chemin de roulement par rapport au plan méridien si les chemins de rou-

lement, ne se trouvent pas dans un plan méridien Dans l'application ty-

pique qui est la traction avant d'un véhicule à moteur, la cbarge sur la surface périphérique 72 des fenêtres et sur les empreintes qu'elle peut comporter est en fait insignifiante En revanche, les empreintes 7 ' sur lasurfaced'appui 71 des fenêtres sont significatives et atteignent par exemple, avec des billes de 15 mm de diamètre, une profondeur qui peut aller jusqu'à plusieurs dixièmes de millimètres selon la charge La somme de toutes les forces s'exerçant sur les surfaces d'appui 71 des fenêtres reste cependant toujours plus grande que celle des forces qui s'exercent sur les surfaces périphériques 72, si bien que les surfaces de centrage

restent toujours en contact du même côté.

Le joint est représenté soumis à l'effet d'un couple, de sorte qu'on

peut voir le déplacement axial de la pièce extérieure 120 et de la piè-

ce intérieure 560 par rapport à la cage 340 dans la direction Z A cau-

se de ce déplacement axial, le centre 2 de la surface de centrage 2 ' et le centre 5 de la surface de centrage 5 ' se déplacent aussi en fonction

des jeux disponibles.

En raison de la charge ponctuelle élevée exercée par la bille 70 sur la surface d'appui des fenêtres 71, il se produit un écrouissage 7 ' lors du

rodage Les billes se déplacent dans le sens de cet écrouissage, de sor-

te que le plan des billes 7 " ne coincide plus avec les plans de symétrie 3 " et 4 "t des surfaces de centrage de la cage et qu'il coupes l'axe principal au point 7 A la suite des déplacements présentés, la distance 14 -

7 1 qui sépare le plan des billes et le centre des chemins de roule-

ment de la pièce extérieure devient inférieure, d'une quantité égale à la distance 2 7, au déport axial A de la pièce extérieure Le bras de levier 6 7 de la pièce intérieure devient supérieur, d'une quantité égale à la distance 5 7 au déport axial I de la pièce intérieure La

grande différence des bras de levier a pour conséquence une grande im-

précision du guidage Les surfaces de centrage ne sont plus symétriques

par rapport au plan des billes, ce qui provoque des contraintes supplé-

mentaires lors du fonctionnement avec une angulation accentuée.

A cause de la charge axiale, la surface de centrage 3 ' de la cage entre

en contact avec la surface de centrage 2 ' près de l'ouverture cylindri-

que 21 de la pièce extérieure Pour garantir le contact sur tout le pour-

tour, en particulier dans le cas de jeux relativement grands, il faut, conformément à l'invention, usiner la surface 21 concentriquement avec la

surface de centrage 2 ' et de préférence en une seule et même opération.

Il en va de même pour le chanfrein 51 de la surface de centrage 5 ' de la pièce intérieure En cas d'angulation relativement forte, un contact sur tout le pourtour n'est plus possible, de sorte que certains défauts de

concentricité entre les surfaces de centrage sont inévitables spéciale-

ment avec des jeux relativement grands Il est également avantageux de réaliser les surfaces 31 et 41 adjacentes aux surfaces de centrage 3 ' et

4 ' concentriquement avec les surfaces de centrage voisines.

Sous charge, il y a une surface de contact elliptique entre la bille 70 et les surfaces des chemins de roulement 100, respectivement 600, et son

axe principal se trouve dans le plan i', respectivement 6 ", qui est per-

pendiculaire au chemin de roulement Les points de contact 701 et 706

sont les centres des ellipses.

Sur la figure 2 a, qui est une représentation schématique d'un joint selon la figure 1, on distingue le fond 10, les axes Il et le centre 1 deschemins de roulement de la pièce extérieure 120, ainsi que le fonds

, les axes 6 ' et le centre 6 des chemins de roulement de la pièce in-

térieure 560, de même que les billes 70 Le bras de levier 1 7 de la pièce extérieure est plus petit que le bras de levier 6 7 de la pièce

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- intérieure La position dessinée en traits interrompus 560 de la pièce

intérieure correspondrait à des bras de levier égaux avec un centre si-

tué en 6 Le jeu existant entre les billes et leur chemin se traduit dans la pratique principalement par un jeu dans le sens de rotation La charge sur les billes reste cependant uniforme Les plans méridiens sont

légèrement tordus par l'effet du jeu dans le sens de rotation.

Sur la figure 2 b, l'axe de rotation A A de la pièce extérieure a

pivote d'un angle égal àf 5 / 2 dans un sens, autour de l'axe de pivote-

ment 7 du joint, et l'axe de rotation I I de la pièce intérieure a pi-

vote d'autant dans l'autre sens L'angle de déviation du joint est égal

à fi, et l'axe de pivotement se trouve dans le plan des billes 7 ".

L'axe de rotation K K de la cage est inchangé Les centres respectifs 1 des chemins et 2 de la surface de centrage de la pièce extérieure, de

même que les centres respectifs 6 des chemins et 5 de la surface de cen-

trage de la pièce intérieure, ainsi que le centre commun 3, 4 des surfa-

ces de centrage de la cage, sont représentés en agrandissement On distingue bien la position excentrique des surfaces de guidage, qui est déterminée par le déplacement axial respectif de chaque centre Le centre 5 des surfaces de centrage de la pièce intérieure est situé au-dessus de l'axe de rotation de la cage, donc au-dessus du centre 3, 4 des surfaces de centrage de la cage, tandis que le centre 2 des surfaces de centrage de la pièce extérieure est situé en-dessous, si bien que les surfaces de centrage et les billes qui se trouvent au-dessus de l'axe de rotation de la cage ont moins de jeu, et celles qui se trouvent en-dessous de l'axe

de rotation de la cage en ont d'autant plus Ainsi, le degré d'uniformi-

té de la charge sur les billes et les surfaces de centrage est altéré par ce déplacement sur uh seul côté Un défaut de quelques centièmes de

millimètres entre les surfaces de contact d'un joint comportant des bil-

les de 15 mm peut déjà entraîner une réduction importante des performan-

ces d'un tel joint.

Le joint représenté sur la figure 3,qui est une forme d'exécution confor-

me à l'invention est soumis à un couple après le rodage, et la précision

du guidage y est assurée jusqu'à l'angle maximum de déviation La surfa-

ce externe 3 ' de la cage 340 et la surface externe 5 ' de la pièce inté-

rieure 560 servent de surfaces de guidage, leurs centres 3 et 5 étant si-

-16 _

tués dans le plan des billes 7 " La position 7 " est quasiment la posi-

tion définitive du plan des billes, une fois que l'écrouissage du rodage

a eu lieu Les surfaces de contact sont constituées par les surfaces sphé-

riques creuses 2 ' de la pièce extérieure 120 et 4 ' de la cage 340 Le centre 2 est déporté par rapport au centre 3 dans une mesure qui dépend du jeu radial entre les surfaces 2 ' et 3 ', de même que de la distance séparant la zone de contact entre les surfaces 2 ' et 3 ' et le plan des

billes, en considérant en outre la dilatation thermique et l'élastici-

té des pièces Il en va de même pour le centre 4.

La longueur d'arc de la surface de guidage 5 ' de chaque côté de la zone

de contact avec la surface 4 ' correspond, dans chacun des cas, approxi-

mativemient à la moitié de l'angle maximal de déviation du joint, ce qui garantit un guidage de la surface de contact sur tout le pourtour Bien

entendu, le contact est interrompu par les chemins de roulement des bil-

les La surface externe restante 52 de la pièce intérieure peut avoir une forme quelconque, au point de vue du guidage; dans le cas présent,

elle a une forme sphérique, avec un centre 6 qui coïncide avec les che-

mins de roulement de la pièce intérieure, si bien que la profondeur des chemins est constante dans cette zone La surface de guidage sphérique ' ne s'étend pas dans ce cas, jusqu'au plan des billes De même, la lon- gueur d'arc de la surface de guidage 3 ' est déterminée en fonction de

l'angle maximum de déviation du joint Le centre 1 des chemins de la piè-

ce extérieure a le même déport par rapport au plan des billes que le

centre 6 de la pièce intérieure, si bien que l'image réfléchie des che-

mins par rapport au plan des billes-est conservé aussi bien en position

rectiligne que pour tout angle de déviation du joint.

Le déport 1 2 de la pièce extérieure est ici plus grand que le déport 5 6 de la pièce intérieure, mais les deux bras de levier 1 7 " et 6 7 " sont égaux, ce qui est impératif pour l'égalité des vitesses Il

faut remarquer que les surfaces de centrage extérieures 3 ' et intérieu-

res 4 ' de la cage ne sont pas concentriques Conformément au princpe de l'invention, les centres respectifs 3 et 5 des surfaces de guidage 3 ' et 5 ' sont situés dans le plan des billes 7 " En raison des jeux désirés, les rayons respectifs des surfaces de contact 2 ' et 4 ' sont plus grands

-17 25 41399

-17- que ceux des surfaces de guidage correspondants, ce qui se traduit par

un déport des centres 2 et 4 par rapport aux centres 3 et 5.

Comme les surfaces de contact 3 ' et 5 ' touchent le bord respectif des surfaces de contact 2 ' et 4 ', il est avantageux de réaliser les surfaces

de révolution adjacentes 21 et 41 coaxialement avec les surfaces de con-

tact voisines et en une seule opération, par exemple par rectifiage Il

est également possible de ne réaliser avec la précision exigée, par exem-

ple par rectifiagelque les parties des surfaces de contact qui se trouvent

îo effectivement en contact avec la surface de guidage, tandis qu'une préci-

sion inférieure, par exemple eelle du tournage, suffirait ailleurs.

Le joint de la figure 4 est églement représenté après achèvement du ro-

dage nécessaire des surfaces d'appui 71 des fenêtres, et soumis à un cou-

ple Contrairement au cas de la figure 3, les surfaces de guidage sont constituées par les surfaces sphériques concaves 2 ' de la pièce extérieure et 4 ' de la cage 340, dont les centres 2 et 4 sont situés dans le plan

des billes 7 " Les surfaces de contact respectives 3 ' et 5 ' sont)en cou-

pe longitudinale)osculatrices par rapport aux surfaces de guidage, de

manière que les centres 3 et 5 de leur profil se trouvent sur les ray-

ons qui relient les zones de contact aux centres de guidage D'autre part, les surfaces restantes 32 et 52, qui n'ont pas à remplir une fonction de

guidage, ont une forme sphérique appropriée, concentrique en 2 et 4.

La figure 5 montre une autre forme d'exécution intéressante dans laquel-

le les surfaces de contact 3 ' et 4 ' sont essentiellement linéaires sous forme de crêtes disposées sur les surfaces externes et internes de la cage 340 aussi loin que possible du plan des billes Les surfaces de guidage 2 ' et 5 ' sont évidemment représentées sphériques, avec leurs

centres dans le plan des billes 7 " Ici aussi, l'écrouissage des surfa-

ces des fenêtres est pris en compte Il faut également tenir compte d'un aplatissement ou d'une certaine adaptation des surfaces de contact pour la détermination des cotes fonctionnelles L'avantage de cette forme de

réalisation est l'exécution rapide et précise de la surface de contact.

Dans cette variante, les billes sont soumises lors de leur introduction dans les fenêtres de la cage, à une certaine précontrainte, qui est choisie en fonction de la profondeur attendue de l'écrouissage 71, afin

41399

_ 18 -

que les billes n'aient pas de jeu après l'achèvement du processus d'*é-

crouissage, lequel se produit principalement sur les surfaces d'appui 71

des fenêtres Afin d'augmenter la profondeur minimum des chemins de rou-

lement dans la pièce extérieure, le tracé des chemins 1 ' de la pièce ex-

térieure est constitué par un arc de cercle, avec son centre 1 sur l'axe pincipal, prolongé par une tangente, comme on peut le voir sur le tracé du fond des chemins 10 avec ses tronçons 11 et 12 En raison du principe des images réfléchies, l'augmentation de la profondeur des chemins de la

pièce extérieure 120 sur le tronçon 12 entraîne naturellement une diminu-

tion de la profondeur sur le tronçon correspondant 62 des chemins de la pièce intérieure 560, mais à un emplacement o la profondeur disponible

pour les chemins de la pièce intérieure est toutefois largement suffi-

sante Il est avantageux de réaliser en une même opération, la surface conique 311 et la surface plane 312 adjacentes à la surface de contact

3 '; il en va de même pour la surface conique 111 et la surface cylin-

drique 112 de la face interne de la cage.

Une surface de contact disposée sur la cage garantit, du fait qu'elle s'étend parallèlement au plan des billes indépendamment de l'angle

de déviation du joint, que la somme des forces axiales s'exerçant en di-

rection des surfaces d'appui des fenêtres reste perpendiculaire à la

surface de contact.

Dans la variante illustrée par la figure 6, la surface de guidage 2 ' de la pièce extérieure 120 et la surface de contact 3 ' de la cage 340 se

situent dans le secteur de l'axe princpal de rotation Les forces d'ap-

pui entre les surfaces 2 ' et 3 ' sont ainsi minimales et correspondent à

la composante axiale des forces qui résultent de l'inclinaison des che-

mins de roulement D'autre part, une excentricité radiale de la surface de guidage 2 ', par exemple par rapport au chemin de la pièce extérieure aurait une très faible influence sur la position du plan des billes 7 ", qui peut toutefois s'écarter de sa position idéale en pivotant sous l'effet de l'excentricité des surfaces de guidage ou de contact Ici,

églament le contour interne 22 de la pièce extérieure et le contour ex-

terne 32 de la cage sont de préférence concentriques, autour du point de pivotement du joint, en ayant un jeu important, puisque selon le 19 principe de l'invention un centrage radial le long du plan des billes n'est pas nécessaire Le contour extérieur restant 33 de la cage 340

est disposé en retrait, pour permettre d'introduire la cage dans la piè-

ce extérieure en la basculant de 900 selon le procédé connu Le joint décrit ici comporte six billes Les centres respectifs 2 et 3 des surfaces de centrage, de fixation ou de positionnement 2 ' et 3 S se trouvent dans le plan des billes 7 " Il en va de même pour les centres 4 et 5 de la surface d'appui 4 ' et de la surface -de guidage 5 ' Dans les deux cas, il s'agit d'un contact, selon une surface La surface de contact 4 ' de la

cage 340 présente une longeur d'arc A et un décalage minimum U par rap-

port au plan des billes Le décalage U doit être choisi en fonction de la longueur d'arc correspondant à l'angle maximum de frottement entre les surfaces 4 ' et 5 ', et il doit de préférence couvrir un angle plus

grand que l'angle maximal de frottement, qui est la limite du blocage.

Lalongueurd'arc de la surface de guidage 5 ' située en dehors du domaine de contact A est égale à F de chaque côté Ici aussi, il faut toujours assurer un contact minimum entre la surface de contact et la surface de

guidage jusqu'à l'angle maximum de pivotement, donc la moitié de l'an-

gle de pivotement correspond à une longeur d'arc égale à F + A Dans le

cas présent, l'écrouissage 7 ' et 7 a des surfaces d'appui 71 et des sur-

faces périphériques 72 des fenêtres de la cage est déjà formé La for-

me de l'écrouissage 7 ' et 7 a peut être déduite, pour ce qui concerne le mouvement de la bille par rapport à la cage, de la cinématique du joint en question; toutefois elle correspond approximativement à une cuvette sphérique dont le rayon est plus grand que le rayon de la bille Du fait que la cage, en particulier avec une petite angulation du joint, peut se tordre autour de son axe principal, dans un secteur correspondant à la longueur des fenêtres, il est recommandé d'exécuter un écrouissage, soit par forgeage à froid, par fraisage ou par meulage, qui présente en coupe longitudinale un rayon sensiblement plus grand que le rayon de la bille, et dans le sens périphérique, la forme d'une rigole Quant à la surface interne 42 de la cage, elle est représentée ici sphérique et

disposée en retrait.

La particularité du joint représentée à la figure 7 résidé dans le fait que la surface de guidage 5 ' delapièce intérieure 560 se trouve sur la

pièce séparée 562, qui est montée sur l'élément intérieur 561 arpès in-

-20- sertion de cet élément dans la cage 340 Le centre 4 de la surface de contact 4 ' de la cage, se trouve sur l'axe principal, et son rayon est plus petit que celui de la surface sphérique 5 ', laquelle est centrée

sur le plan des billes, si bien qu'il se produit un contact théorique-

ment ponctuel La surface externe 3 ' de la cage sert de surface de guidage, son centre 5 étant également situé-dans le plan des billes 7 " La surface de contact 2 ' de la pièce extérieure 120 est osculatrice, son rayon étant plus grand, en coupe longitudinale, que celui de la surface de guidage, et s'étendant jusqu'au point 2 Cependant, la surface de

contact 2 ' peut aussi être sphérique avec son centre au point 2, de ma-

nière à réaliser une osculation dans toutes les directions, ce qui peut produire un effet bénéfique lors du mouvement relatif des surfaces de centrage 2 ' et 3 ' La surface restante 22 dela face interne de la pièce extérieure est disposée en retrait, de manière à éviter tout contact avec la surface de guidage même sous l'effet de la dilatation thermique,

de l'élasticité, de l'usure etc Le décalage U de la surface de con-

tact 2 par rapport au plan des billes empêche là aussi tout risque de coincement ou de blocage à cet endroit, même dans un cas d'urgence comme celui d'un défaut de lubrification, dans la mesure o U est aussi grand que l'arc qui correspond à l'angle de frottement de la paire de surfaces 2 ' et 3 ' à l'état sec Le contour externe 52 de l'élément intérieur 561 est parallèle au fond 60 des chemins de roulement, de sorte qu'ils ont

tous deux un centre commun 6 et que la profondeur des chemins de roule-

ment dans la pièce intérieure est constante dans tout le domaine d'an-

gulation du joint.

La figure 7 a représente une autre variante de la pièce intérieure 560 de la figure 7 La surface de guidage 5 ' se trouve à l'extrémité de l'arbre d'entraînement 780, lequel est relié à l'élément intérieur 561 par une denture Un anneau -ressort 781 assure la fixation de l'élément 561 sur l'arbre 780, ainsi que le positionnement précis de la surface de guidage 5 ', avec son centre en 5 On peut influencer la position de la surface de guidage 5 ' en choisissant la largeur de l'anneau-ressort, car la surface de guidage 5 ' est toujours chargée par les composantes axiales des forces Une gorge fraisée 782 est utilisée pour le maintien de la pièce intérieure, lors de l'introduction ou du montage de l'arbre 780. -21- Dans le cas de la figure 8, les deux surfaces de contact 2 ' et 4 ' sont ménagées sur des pièces séparées 122 et 342 Les surfaces de contact 3 ' et 5 ' respectives de l'élement de cage 341 et de la pièce intérieure

560 constituent ici des surfaces de guidage avec un centre commun 7 si-

tué dans le plan des billes 7 " La pièce 342 est vissée sur l'élément

de cage 341 au moyen d'un filetage 43 La surface de contact 4 ' est sphé-

rique et adaptée à la surface de guidage 5 ' La surface de contact 2 ' en forme de cavité sphérique de la goupille filetée 122 est osculatrice dans toutes les directions par rapport à la surface de guidage 3 ', pour autant que son rayon soit plus grand que celui de la surface de guidage 3 ' et que son centre 2 se trouve sur l'axe longitudinal de la goupille filetée La pièce auxilaire 342 peut être vissée dans l'élément de cage 341 après le montage axial de la pièce intérieure 560 Il en va de même

pour les goupilles filetées 122, qui sont vissées dans la pièce exté-

rieure 121 après le montage axial de la pièce intérieure, de la cage 340 et des billes Pour permettre ce montage axial, le contour interne de la pièce extérieure 121 comprend une surface sphérique 23 prolongée par une surface cylindrique 22, et en outre le tracé des chemins de roulement a une forme correspondante, comme on peut le voir sur le tracé du fond 10 des chemins comportant un tronçon circulaire 11 centré au point 1 et prolongé par un tronçon rectiligne 12 parallèle à l'axe Le tracé des chemins de la pièce intérieure est nécessairement composé de la même

façon pour qu'il constitue une image réfléchie.

Les deux pièces séparées 122 et 342 permettent un ajustement ou un réa-

justement des bras de levier 1 7, respectivement 6 7.

Dans le cas de la figure 9, les axes 1 ' des chemins de roulement de la pièce extérieure 120 du joint se trouvent dans des plans méridiens, sont

rectilignes et obliques"par rapport à l'axe principal, mais dans des di-

rections alternées, de façon que les chemins 1 ' étant disposés par paires

les chemins diamétralement opposés soient parallèles Les axes corres-

pondants 6 ' des chemins de roulement de la pièce intérieure 560 sont une image réfléchie des précédentes, si bien qu'ils sont également arrangés par paires Grâce à cette disposition, la pièce intérieure peut coulisser

par rapport à la pièce extérieure, tant en position rectiligne qu'en po-

-22 - sition angulaire; le déplacement de la cage 340 représente la moitié de ce déplacement Les surfaces d'appui 71 de la cage se trouvent ainsi, pour une moitié des billes 70,d'un côté du plan des billes 7 " et pour l'autre moitié, de l'autre côté de ce plan La position des points de contact des différentes billes avec les côtés de la surface périphéri-

que 72 des fenêtres est indépendante du sens de rotation du couple.

L'angle d'inclinaison de chacun des chemins est sensiblement égal si

bien que les composantes axiales des forces s'exerçant sur les surfa-

ces d'appui 71 des fenêtres ainsi que sur les pièces extérieure et in-

térieure s'équilibrent, et que le couple ne provoque aucun déplacement de ces pièces les unes par rapport aux autres, sauf les déformations

élastiques La surface interne 25 de la pièce extérieure est essentiel-

leement cylindrique, la surface externe 35 de la cage est essentielle-

ment sphérique, la cage 340 étant centrée radialement par rapport à la pièce extérieure Selon le principe de la présente invention, les axes

1 ' et 6 ' des chemins de roulement sont des images réfléchies récipro-

ques par rapport au plan des billes, après que l'écrouissage 7 ' se soit

produit dans les surfaces d'appui 71 de la cage pendant la phase de ro-

dage Pour l'obtenir, on décale à la fabrication la surface d'appui des fenêtres, dans une mesure correspondant à l'écrouissage Dans le cas présent, les faces latérales 71 et 72 des fenêtres correspondantes aux

billes diamétralement opposées sont réalisées avec un biais qui corres-

pond à ce décalage, ce qui permet d'exécuter les surfaces de deux fenê-

tres opposées en une seule opération de brochagedans la direction R. On connaît déjà des joints coulissants à guidage par chemin de billes, réalisés selon le principe de lafigure 9, mais dans lesquels toutefois les chemins de roulement ne se trouvent pas dans des plans méridiens, mais dans des plans parallèles à l'axe principal, ou bien sont en forme d'hélices dans lesquelles également les chemins des mêmes pièces sont

disposés obliquement dans des directions alternées Dans les construc-

tions de ce genre, les points de contact des billes sont situés, selon le sens de rotation, d'un côté ou de l'autre du plan des billes, de sorte que les mesures mentionnées ci-dessus ne sont applicables qu'à ceux d'entre ces joints qui sont'chargés principalement dans un sens de rotation Par exemple, les joints de transmission des véhicules à 23 -

moteur tournent principalement dans un sens (en avant).

Si l'on utilise des joints de ce genre, par exemple sur des machines

pour les deux sens de rotation, la correction de compensation de 1 'é-

crouissage des fenêtres de la cage ne peut être réalisée qu'en exécu-

tant l'écrouissage à la fabrication et/ou en augmentant la précontrain-

te entre les billes et les fenêtres de la cage dans une mesure qui neu-

tralise l'écrouissage.

24 -

Claims (11)

Revendications

1 Joint homocinétique comportant une pièce extérieure creuse munie de chemins de roulement à sa face interne, une pièce intérieure située dans la pièce extérieure et munie, à sa face externe, de chemins de roulements correspondants, des billes dont chacune est engagée dans un chemin

de roulement de la pièce extérieure et de la pièce intérieure pour trans-

mettre un couple, une cage placée dans l'intervalle compris entre la pièce extérieure et la pièce intérieure, cage quimaintient les billes, au moyen de fenêtres, dans le plan homocinétique ou plan des billes et qui est fixée ou centrée, avec du jeu et de façon pivotante, par rapport à la pièce intérieure et à la pièce extérieure, lesdits chemins des pièces intérieure et extérieure n'étant, au moins pour de petits angles de déviation du joint, pas parallèles à l'axe principal, de manière que, lorsque le joint est en position rectiligne et soumis à un couple, les points de contact ou points de transmission des billes avec les chemins

des pièces intérieure-et extérieure se trouvent d'un-côté du plan homo-

cinétique et que les billes soient maintenues, par des surfaces d'appui

des fenêtres ou des surfaces périphériques des fenêtres, de l'autre cô-

té du plan homocinétique, caractérisé en ce que, en tenant compte des

déplacements axiaux respectifs produitspar le couple, des pièces exté-

rieure ( 120) et intérieure ( 560) dans un sens (Z) par rapport à la cage ( 340), et des billes ( 70) dans le sens contraire, déplacement qui,

dépend principalement des jeux axiaux respectifs existant entre les pai-

res de surfaces de centrage ( 2 ' / 3 '/ 4 'l 5 ') et/ou de l'écrouissage ( 7 ') des surfaces d'appui ( 71) des fenêtres par les billes ( 70) au cours du rodage, et en outre de l'élasticité des pièces, de l'usure lors du

rodage et de la dilatation thermique, les axes ( 1 ') des chemins de rou-

lement de la pièce extérieure ( 120) sont des images réfléchies des axes correspondants ( 6 ') des chemins de roulement de la pièce intérieure

( 560), par rapport au plan des billes ( 7 ").

2 Joint homocinétique selon la revendication 1, dans lequel la face interne ( 20) de la pièce extérieure ( 120) et la face externe ( 50) de

la pièce intérieure ( 560), ainsi que les faces externe ( 30) et inter-

ne ( 40) de la cage ( 340) sont essentiellement sphériques, et dans le-

_ 25- quel les facesexterne ( 30) et interne ( 40) de la cage ( 340) sont concentriq caractérisé en ce que le déport de la pièce extérieure ( 1 2) est plus

grand que la cote nominale constructive des bras de levier ( 1 7, 6 -

7), d'une quantité correspondant à et compensant la somme de tous les déplacements axiaux résultant essentiellement du jeu, mais aussi de la déformation élastique, de l'usure lors du rodage et de la dilatation thermique entre la pièce extérieure ( 120) et la cage ( 340); et/ou en ce que le départ de la pièce intérieure ( 5 6) est plus petit que la cote nominale constructive des bras de levier ( 6 7, 1 7), d'une quantité correspondante et compensant la somme de tous les déplacements axiaux résultants essentiellement du jeu, mais aussi de la déformation

élastique, de l'usure lors du rodage et de la dilatation'thermique en-

tre la"pièce intérieure ( 560) et la cage ( 340); et/ou en ce que le plan des billes ( 7 ") est décalé assymétriquement par rapport au plan de symétrie ( 3 ", 4 ") des surfaces de centrage ( 3 ', 4 ') de la cage ( 340) d'une quantité qui correspond à et compense le déplacement axial du plan des billes ( 7 ") par rapport à la cage ( 340) résultant essentiellement de l'écrouissage ( 7 ') mais aussi de la déformation élastique des surfaces

d'appui ( 71) de la cage.

3 Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des surfaces de centrage ( 2 ' ou 3 ') situées au contact entre la pièce extérieure ( 120) et la cage ( 340) comporte, du côté des surfaces d'appui ( 71) des fenêtres, ou l'une des surfaces de centrage ( 4 ' ou 5 ')

situées au contact entre la cage ( 340) et la pièce intérieure ( 560) com-

portedu côté des points de transmission ( 701, 706), une plus grande longueur d'arc que la surface opposée ou surface de contact respective ( 3 ' ou 2 '; 5 ' ou 4 ') et sert de surface de guidage ( 2 ' ou 3 '; 4 ' ou '), en ce que les surfaces de guidage sont parfaitement sphériques,

leur centre étant dans le plan des billes ( 7 "), et en ce que de préfé-

rence la longueur d'arc des surfaces de guidage située de chaque côté

de la surface de contact correspond au moins approximativement à envi-

ron la moitié de l'angle maximal de déviation du joint.

4 Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des paires de surfaces de guidage ( 2 '/ 3 'ou 4 '/5 ') est disposée

à proximité de l'axe de rotation (G G).

2 541399

26 - Joint homocinétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de contact ( 2 ' ou 3 ', 4 ' ou 5 ') présente par rapport au plan

des billes ( 7 "), un décalage (U) qui reste toujours supérieur, en consi-

dérant la déformation, l'usure et la dilatation thermique, à l'angle de frottement de cette paire de surfaces, et de préférence se trouve aussi

loin que possible du plan des billes ( 7 " 5.

6 Joint homocinétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de contact est en forme de cercle, de façon à réaliser un contact linéaire avec la surface de guidage ( 3 ' ou 2 '; 5 ' ou 4 '), la surface de révolution ( 21, 31, 41, 51), ou les surfaces de révolution ( 311, 312, 411, 412) adjacentes à la surface de contact ( 2 ' ou 3 '; 4 '

ou 5 ')"étant usinées, et exécutées de préférence avec la surface de con-

tact en une seule et même opération.

7 Joint homocinétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que

la surface de contact ( 21 ou 3 '; 4 ' ou 5 ') est sphérique, avec le mê-

me rayon que la surface de guidage ( 3 ' ou 2 '; 5 ' ou 4 ').

8 Joint homocinétique selon les revendications 3 et 4 caractérisé en

ce que la surface de contact présente en profil longitudinal et/ou trans-

versal, une osculation par rapport à la surface de guidage.

9 Joint homocinétique selon les revendication 3 et 4, caractérisé en ce que la surface de contact ou de guidage ( 2 ', 3 ', 4 ', 5 ') est ménagée sur une pièce séparée ( 562, 342) ou des pièces séparées ( 122), et en ce que cette pièce respectivement ces-pièces séparées sont, le cas échéant> réglables en position axiale par rapport à l'élément de joint ( 561, 341,

respectivement 121) auquel elle sont liées.

Joint homocinétique selon la revendication 9 caractérisé en ce que ladite pièce séparée est constituée par la pièce d'extrémité ( 781) de

l'arbre d'entraînement ( 780).

11 Joint homocinétique selon les revendications 3 et 4, caractérisé en

ce que les surface annexes ( 52, 32, 22, 42), ne servant pas de surface 27 - de guidage ou de contact, des faces externes ( 30, 50) ou internes ( 20, ) dans le secteur de pivotement des pièces du joint se trouvent, par rapport au centre ( 7) des surfaces de guidage, à une distance qui est inférieure, pour les surfaces convexes, et supérieure pour les surfaces concaves, au rayon des surfaces de guidage. 12 Joint homocinétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en

ce que l'écrouissage ( 7 ') des surfaces d'appui ( 71) de la cage, respec-

tivement l'écrouissage ( 7 a) des surfaces périphériques des fenêtres ( 72) est compensé totalement ou partiellement à la fabrication de la cage

( 340).

13 Joint homocinétique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les surfaces de guidage ( 2 ', 4 ') sur la pièce extérieure ( 120) et sur la cage ( 340) ont chacune, en coupe longitudinale, un rayon respectif plus grand que celui de la surface de contact ( 3 ', 5 ') correspondante,

respectivement en ce que les surfaces de contact ( 2 ', 4 ') ont, en cou-

pe longitudinale, un rayon plus grand que celui de la surface de guida-

ge ( 3 ', 5 ') correspondante, et en ce que les centres ( 3, 5) des surfa-

ces de contact se trouvent sur les rayons qui relient les zones de con-

tact et les centres de guidage.

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