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" Joint d'articulation permettant d'assembler des arbres de machine ".
La présente invention a pour objet des dispositifs d'accouplement réalisant un joint articulé entre deux ar bras, ou éléments d'arbres, tournant et pouvant en même temps pivoter de façon à ne pas être dans-le prolongement l'un de l'autre, ces joints d'articulation étant destinés par exemple à des véhicules, notamment à des véhicules auto- mobiles, à des machines, à des instruments de mesure et à des dispositifs analogues.
La présente invention a pour objet notamment un joint d'articulation du type dans lequel la tête sphérique portée par l'un des arbres est reliée à une cuvette sphérique, portée par l'autre arbre, au moyen d'une tige d'entratnement qui traverse le dispositif de part en part, qui est montée dans des rainures prévues dans la
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tête et la cuvette sphériqueet que l'on déplace en fonction- nement d'une manière impérative au moyen d'une pièce de ma- noeuvre en prise avec les deux arbres de façon que son axe soit toujours placé dans le plan de symétrie bissecteur de l'angle que les arbres forment entre eux.
Dans un joint d'articulation connu du type précité, la tige d'entraînement comporte en son milieu un renforcement muni de quatre faces, maintenu dans une ouverture carrée, prévue dans une pièce de manoeuvre qui déplace la tige d'en- traitement, de façon à pouvoir subir un mouvement de transla- tion dans le sens de sa longueur et dans le sens transversal, la pièce de manoeuvre précitée comportant des deux cotés de la tige d'entraînement des goujons perpendiculaires à son axe et au moyen desquels cette pièce d'entraînement est mise en prise par l'intermédiaire de roulements à billes avec les deux arbres.
Comme lorsqu'on dispose, d'une manière connue, les pièces de manoeuvre sur la partie médiane carrée de la tige d'entraî- nément , la pièce de manoeuvre doit pouvoir se déplacer aussi bien dans le sens de l'axe longitudinal de la tige d'entraînement que perpendiculairement à cet axe, on a utilisé, dans cette disposition, la surface sphérique intérieure d'un bottier en- tourant la tête et la cuvette sphériques pour centrer la tige d'entraînement, munie de surfaces terminales sphériques, c'est- à-dire pour la maintenir de façon que son axe passe dans cha- que position par le centre de tout le système.
Avec cette disposition, on ne peut pas toutefois obtenir un centrage suffisant des accouplements ou joints articulés qui doivent transmettre des efforts de rotation importants et qui doivent permettre aux arbres accouplés de tourner dans leur plan d'un angle important, car l'épaisseur de la tige d'entraînement est limitée, de sorte que ses extrémités sphé- riques ne stappliquent non plus contre la face intérieure du bottier extérieur que suivant une surface limitée.
Par suite
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de cette circonstance, ainsi qu'en. raison des tolérances inévitables.dans les dimensions des'différentes pièces et de l'entrée en prise à glissement réalisée entre la'partie mé- diane carrée de la tige d'entraînement et la pièce de manoeuvre, la tige d'entraînement peut facilement être coincée, au cours du fonctionnement, dans le bottier ex- térieur par les forces de pression importantes qui se pro- duisent, ce qui a pour effet que l1accouplement ne joue plus son rôle.
Le but de la présente invention est de réaliser un joint articulé du type précité, servant à l'assemblage de deux arbres, réalisant toujours un fonctionnement sûr et sans coincement, même lorsque les efforts transmis sont importants et lorsque les angles de pivotement réciproques des arbres sont grands.
D'après la présente invention, on exécute, en son milieu, la tige d'entraînement traversant le dispositif de part en part sous la forme d'une sphère maintenue dans un logement en forme de cuvette sphérique, prévu à l'inté- rieur de la tête sphérique, de façon qu'elle puisse tourner en tous sens et que son centre soit maintenu. au centre de tout le système.
Grâce à cette disposition, on peut par ailleurs faire porter par la. partie sphérique du mil@@u de la tige d'en- traînement *ne ou plusieurs autres tiges d'entraînement, qui sont maintenues de façon que leur centre coïncide égale- ment avec le centre de tout le système, mais de'façon qu'elles puissent exécuter par rapport à la tige qui les porte, ainsi que les unes par rapport aux autres, des mouvements d'une fai- ble amplitude dans le plan de symétrie des arbres.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, fera bien compren- dre comment l'invention peut être réalisée, les particula- rités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant
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bien entendu partie de celle-ci,
La fig. I est une coupe longitudinale d'une forme d'exé- cution d'un joint articulé pour arbres conforme à la présente invention et comportant une tige dtentrainement qui tra- verse le joint de part en part. Les pièces sont reproduites dans la /position qu'elles occupent lorsque les deux arbres accouplés n'ont pas pivoté l'un par rapport à l'autre, c'est- à-dire lorsque leurs axes sont alignés suivant une même droite.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II- II de la fig, I.
La fig. 3 est une vue en élévation avec coupe partielle de l'organe, constituant la tige ou l'axe d'entraînement d'une forme d'exécution de l'accouplement comportant deux axes d'en- trainement.
La fig. 4 est une coupe en traverse suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue analogue à celle de la fig.4 et représente un organe formant axe d'entraînement et appartenant à une forme d'exécution d'un joint d'articulation à trois axes d'entraînement.
Selon la forme d'exécution représentée sur les fig. I et 2, l'un des arbres, l'arbre 1, porte la tête sphérique 2 entourée d'une cuvette sphérique 3 portée par l'antre arbre 4. La trans- mission de la force de l'un des arbres à l'autre s'effectue au moyen dtun axe d'entraînement 5 qui traverse de part en part la cuvette et la tête sphériques, tandis que sur les deux extré- mités de l'axe 5 on dispose des rouleaux cylindriques 6 et 8, parmi lesquels les rouleaux intérieurs 6 sont en prise avec les parolis latérales de rainures7 de la tête sphérique 2 et ouvertes d'un seul côté et dont les rouleaux extérieurs 8 sont en prise avec les parois latérales de rainures 8 fermées aux deux extrémités et prévues dans la vuvette sphérique 3,
tandis que ces rouleaux 5 et 6 roulent en même temps sur les surfaces latérales avec lesquelles ils sont en prise, les rouleaux 8
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tournant, en service, en sens contraire des rouleaux 6. Les rainures sont recouvertes d'une bague 10 formant botter et entourant la cuvette sphérique. Au lieu des rouleaux cylin driques, on peut également utiliser des rouleaux dont la sur- face extérieure est sphérique ou conique, et lorsque les rou- leaux sont coniques les rainures prévues dans la tête et dans la cuvette sphériques sont également coniques.
La partie médiane 11 de l'axe d'entraînement 5 est exé- cutée sous la forme d'une sphère logée dans un palier ou coussinet, en forme de cuvette sphérique, de façon à pouvoir tourner en tous sens, le centre de ce palier sphérique coïncidant avec le centre M de tout le système, de sotte que le centre de la partie médiane sphérique 11 de la tige 5 est constamment main tenu au centre M.
Le coussinet en forme de cuvette sphérique pour la partie sphérique 11 de l'axe 5 est formé, à droite de la ligne II-II, par une surface sphérique 12 prévue sur le fond d'un évidement cylindrique 13 de la tète sphérique 2, et à gauche (le la ligne II-II par une surface sphérique 14 sur la face intérieure d'une bague opposée I5e La bague 15, qui com- porte des rainures 16 qui correspondent aux rainures de la tête sphérique 2, a été introduite dans l'évidement cylindrique 13 de la.tête sphérique 2 et y est maintenue à l'aide d'un anneau élastique 17 qui s'engage dans la tête sphérique 2, ou d'une autre manière.
Les rouleaux 6 et 8 disposés de façon à pouvoir tourner sur l'axe d'entraînement 5 sont maintenus de façon à ne pas pouvoir se déplacer Vars l'extérieur par le fait que les rou- leaux extérieurs 8 sont guidés, sur la bague 10 formant boîtier, dans un creux 18 bombé suivant une surface sphérique et, faisant tout le tour. Les surface terminales de l'axe d'entrafnement n'ont au contraire aucun contact avec la bague extérieure 10.
La partie 11 du milieu de l'axe 5 porte un prolongement 20 en forme de tige, muni d'une extrémité sphérique 19 au$
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moyen de laquelle l'axe est entraîné en fonctionnement d'une manière impérative, par la pièce de manoeuvre qui est en prise avec les deux arbres, de telle sorte que l'axe géomé- trique de cet axe d'entraînement soit constamment maintenu, confor- mément à la condition imposée, dans le plan de symétrie bissec- teur de l'angle que les deux arbres forment entre eux. La pièce de manoeuvre est formée par une barre 21, à extrémités sphériques 22 et 23, placée de l'un des cotés de l'axe géométrique de l'axe d'entraînement..
La barre de manoeuvre 21 est montée par son extrémité sphé rique 22 dans un trou cylindrique 24 prévu à l'intérieur de la cuvette sphérique 3 ou de l'arbre 4, de telle sorte que cette extrémité 22 puisse tourner et subir un mouvement de transla- tion dans ce trou 24, en même temps qu'un ressort 25 pousse la tige dans la direction du centre M du système.
L'extrémité sphé- rique 23 de plus grand diamètre de la barre de manoeuvre 21 est montée à l'intérieur d'un trou cylindrique 26, formé par la surface intérieure de la. bague opposée 15, de façon à pouvoir tourner et glisser à l'intérieur de ce trou 26.d'extrémité 23 de la barre de manoeuvre 21 est munie d'une évidement 27 en forme d'entonnoir, comportant dans son fond une surface 28 contre laquelle vient prendre appui l'extrémité sphérique 19 du prolon- gement 20 de l'axe d'entraînement. Dans le fonctionnement, la barre 21 est constamment maintenue en prise avec la sphère 19 par le ressort 25, de sorte que cette sphère 19 ne peut que tourner dans son logement.
Le côté ouvert du joint d'articulation est fermé par un manchon 29 en cuir oupar un/organe analogue, quton assemble soli- dement au moyen d'un collier 30 avec le bottier 10, et au moyen d'un collier 31 avec l'arbre 1. Par ce moyen, l'ensemble du volu- me intérieur, rempli dtun lubrifiant, du joint d'articulation des arbres est fermé d'une manière étanche aussi bien l'égard des impuretés que du lubrifiant. Le lubrifiant peut être intro- duit ou complété par exemple à travers l'un des arbres. Les trous
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et conduits à disposer dans les différents or- ganes pour la circulation du lubrifiant ntont pas été repré- dentés sur le dessin, afin de le simplifier.
Pour pouvoir, lors du montage du joint d'accouplement , faire passer la bague 10 par dessus les pièces de l'axe d'en- traînement qui font saillie par rapport à la cuvette sphé rique, on a disposé dans la bague 10 deux gorges longitu- dinales 32 partant du coté ouvert. de la bague 10, et décalées de 180 ( fig.2), et qui débouchent dans la gorge circulaire 18. On met ensuite la bague 10 en place à,la façon d'une fer- meture à baionnette, en la faisant passer dans le sens de l'axe par dessus la cuvette sphérique 3 par le coté de l'arbre 4 de façon que les parties saillantes de l'axe d'entraî- nement s?engagent dans les rainures 32.
Ensuite, on fait tour= ner la. bagua de 90 de façon que les parties saillantes de l'axe d'entraînement s'engagent dans la gorge 18 bombée suivant une surface sphérique. Pour que la cuvette sphérique 3 puisse être passée par-dessus la tête sphérique 2, on xxsxpsossc l'exécute en deux pièces qui se rejoignent par des bords en gradins dans le plan défini par la ligne II-II et qui sont maintenues par les boulons 33 ou des organes analogues. Les boulons 33 peuvent alors servir en même temps à la fixation de la bague 10 sur la cuvette- sphérique.
Sur les fig. 3 et 4 est représenté séparément, pour sim- plifier, l'organe comprenant deux axes d'entraînement et destiné à un joint d'articulation pour deux arbres.En effet, les autres organes de l'accouplement sont semblables à ceux des fig. I et 2, sauf que la tête sphérique 2, la cuvette sphérique 4 et la bague 15 comportent des rainures supplémentaires pour le second axe d'entraînement, et que la bague 10 est munie de gor- ges supplémentaires 32 de passage.
La partie médiane 11, de forme sphérique, de l'axe den traînement 15 'est munie, dans cet exemple, d'un trou cylin drique 40 perpendiculaire à l'axe géométrique de l'axe d'antraî-
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nement, dans lequel est montée, de façon à pouvoir tourner, la pièce cylindrique 41. Cette pièce 41 comporte à son tour un trou 42 à travers lequel passe le second axe d'entraînement
43. L'axe 43 peut être emmanché à la presse'dans le pièce 41, ou bien on peut, comme dans le présent exemple, l'assujettir dans la pièce 41 par un dispositif spécial de fixation qui l'em- pêche d'exécuter aucun mouvement longitudinal ou de rotation.
Le dispositif de fixation se compose d'une vis dans tête 44, vissée dans la pièce 41 et qui s'engage dans un trou 45 perpen- diculaire à l'axe géométrique de l'axe d'entraînement,
Pour que le second axe d'entraînement 43 puisse exécuter en service les mouvements relatifs nécessaires par rapport à le l'axe 5 qui porte, on prévoit dans la partie médiane 11, de forme sphérique, de l'axe 5 une ouverture 46 à travers laquelle le second axe 43 passe avec un jeu suffisant.
Le prolongement 20, en forme de tige, qui entre en prise avec la barre de manoeuvre 21 peut être fixé, dans cet exemple, non pas sur la partie médiane sphérique 11 de l'axe 5, mais sur la pièce 41 qui porte le second axe 43, le prolongement
20 pouvant alors être d'une seule pièce avec la pièce 41, comme le montre la fig.3.
L'organe représenté sur la fig.5 est destiné à un joint d'accouplement de deux arbres fonctionnant avec trois axes d'entraînement et muni par conséquent, dans la tête sphérique
2 et dans la cuvette sphérique 3, de six rainures décalées de
60 .
Dans l'exemple représenté sur la fig. 5, la partie sphé rique 11 du milieu du premier axe 5 d'entrainement est munie d'un trou cylindrique 50 perpendiculaire à son axe, et dans lequel est montée, de façon à pouvoir tourner, la partie médiane 51, de forme cylindrique, du second axe d'entraînement
52, tandis que les extrémités de l'axe 52 qui entrent en prise par ltintermédiaire de rouleaux avec les rainures de la cuvette sphérique et de la tête sphérique passent à travers
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des ouvertures 53, décalées de 60 par rapport à l'axe géo- métrique de l'axe d'entraînement 5, avec un jeu suffisant pour que l'axe 52 puisse en service se déplacer par rapport à l'axe 5.
La partie médiane cylindrique 51 du second axe 52 est égale= ment munie d'un trou cylindrique 54 ayant même axe que le trou 50 et recevant une pièce cylindrique 55 dans laquelle est fixé de façon immobile, par exemple de la manière représentée sur les fig. 3 et 4, le troisième axe d'entraînement 56. Cet axe 56 passe avec un jeu suffisant à travers des ouvertures 57 de la partie médiane cylindrique 51 du second axe 52, ainsi qu'à travers les ouvertures 53 de la partie sphérique 11 du milieu / du premier axe d'entraînement 5, pour pouvoir.se déplacer en service par rapport aux axes 5 et 52.
L'unité d'ensemble pivote par la partie médiane sphérique 11 de l'axe 5 dans le logement 12,14, en forme de cuvette sphérique, prévu dans la tête sphé- rique 2, de façon que le centre de tous le's axes soit constam- ment maintenu pendant le fonctionnement au centre de tout le système.