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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE'
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: HARDY, SPICER & C , LIMITED Perfectionnements aux joints universels. Demande de brevet anglais en sa faveur du 7 Janvier 1939.
La présente invention se rapporte à un joint universel du genre où un organe d'accouplement est en prise par des tourillons avec un organe entraîneur et un organe entraîné, tous deux en forme de fourche, dont l'un au moins est constitue de deux pièces assemblées de manière amovible, et elle concerne particulièrement les joints intercalés entre l'arbre entraîneur et l'arbre entraîné dans les transmissions de véhicules automobiles.
Le principal but de l'invention est d'assurer que les caractéristiques du joint ne soient pas modifiées pendant son montage.
Un autre but est d'obtenir un joint universel établi de telle manière qu'on puisse le fabriquer dans des dimensions et avec un poids moindres qu'il n'était possible de le faire jusqu'à présent pour transmettre le même couple, ce qui a pour effet de diminuer le coût de la fabrication et de- réduire au minimum le .risque d'un déséquilibrage accidentel du joint universel.
Suivant l'invention, les pièces constitutives de l'organe entraîneur et/ou de l'organe entraîné composé sont enclenchées l'une à l'autre pour la transmission du mouvement, par des moyens indépendants de ceux qui les maintiennent assemblées. Lorsque l'organe d'accouplement est un croisillon, l'une de ces deux pièces est pourvue d'ouvertures en forme d'oeillets pour recevoir deux des bras du croisillon, cette pièce étant en prise d'entraînement avec l'autre. Cette dernière peut être munie d'oreilles surplombant les ouvertures en forme d'oeillet de la première pièce et serva.nt à y retenir des cuvettes de paliers pour les tourillons aux extrémités des bras du croisillon. Ces oreilles peuvent s'adapter étroitement dans des logements ménagés dans la première pièce et assurent l'enclenchement pour la transmission du mouvement.
Les deux pièces ont de préférence des surfaces de contact perpendiculaires à leur axe de rotation.
Dans les dessins annexés:
Figure 1 est une vue en:élévation, partiellement en coupe, d'une forme préférée de joint universel suivant la présente invention.
Figure 2 est une vue en plan du dessus du joint repré- - senté sur la figure 1, certaines parties du joint étant montrées en coupe; @
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Figure 3 est une vue en bout, Figure 4 une vue en élévation de côté, partiellement en coupe, et Figure 5 une vue en plan, partiellement en coupe, de l'une des pièces de l'organe en traineur des figures 1 et 2.
Figure 6 est une élévation en bout et Figure 7 une vue de côté, partielle ent en coupe, de l'autre pièce destinée à s'enclencher avec celle des figures 3, 4 et 5;
Figure 8 est une élévation de côté des deux pièces séparables, partiellement en coupe, représentant une forme de construction modifiée, et
Figure 9 est une vue en plan de la variante suivant la figure 8, partiellement en coupe transversale.
Dans la forme d'exécution proférée de l'invention représentée sur les figures 1 à 7, 10 désigne l'une des pièces pourvue de cannelures internes 11 destinées à recevoir l'extrémité cannelée d'un arbre dont le couple moteur doit être transmis au joint universel qui va, être décrit.
A cette pièce 10 est fixée, de la manière détaillée ci-après, l'autre pièce 12 qui comporte une paire de bras 13 et 14 munis chacun d'une ouverture en forme d'oeillet 15 pour recevoir les tourillons diamétralement opposés - et les roulements et cuvettes de roulements qui y sont montés d'un organe d'accouplement à croisillon 16 par l'intermédiaire duquel le couple est transmis à un organe en forme de fourche 17, dont les bras 18 et 19 sont également pourvus chacun d'une ouverture en forme d'oeillet 20 pour recevoir les autres tourillons du croisillon 16 et les roulements et cuvettes de roulements comme décrit ci-dessous. L'organe 17 est de préférence fait d'une pièce avec un bout d'arbre 21 pourvu de cannelures internes 22 pour recevoir l'extrémité cannelée de l'arbre auquel. le couple doit être transmis.
De préférence, le croisillon 16 est établi de manière à présenter un épaulement annulaire 23 è la base de chaque tourillon 24. Une cuvette 25 est adaptée à l'extrémité de chaque tourillon 24, un coussinet ou un roulement à rouleaux 26 étant prévu entre la paroi latérale de chaque cuvette et le tourillon correspondant 24. La surface externe du tourillon forme chemin de roulement pour les rouleaux et la surface interne de la cuvette forme l'autre chemin de roulement. Une obturation est établie entre l'extrémité ouverte de la cuvette et l'épaulement 23 à la base de chaque tourillon, au moyen d'une bague métallique 27 faite d'une tôle repliée en U pour former une gorge dans laquelle est logée une garniture compressible 28 sur laquelle le bord de la cuvette s'applique fermement lorsque le-fond de cette dernière s'applique sur l'extrémité du tourillon.
De préfrence, la paroi externe de la bague métalliaue à section en U 27 déborde la paroi latérale de la cuvette, comme c'est représenté, un jeu étant ménagé entre la paroi externe débordant de la bague à gorge 27 et les bords de la couvette. Un renfoncement annulaire peut être formé dans le bord de la cuvette pour recevoir la paroi externe de la bague en tôle 27 comme c'est représenté. Les cuvettes de paliers 25 s'ajustent dans les oeillets des bras 18 et 19 et y sont maintenues par des bagues à ressort 29 introduites sous tension dans des rainures 30 creusées aux endroits appropriés dans les parois des oeillets des bras.
La présente invention se rapporte particulièrement aux pièces 10 et 12 et à la manière dont elles sont assemblées. La pièce 10 possède un renflement cylindrique 30' portant des éléments en forme de brides 31 et 32 qui s'étendent radialement dans des directions diamétralement opposées sur le renflement 30'.
Des oreilles 33 et 34 font saillie en avant sur les brides 31 et @
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32 respectivement. Les surfaces 35 et 36 de l'élément 31 sont usinées de manière à être exactement perpendiculaires à l'axe de l'arbre auquel la pièce 10 est destinée à être appliquée. Les surfaces 37 et 38 de la bride 32 sont dressées de la même manière. L'organe peut être évidé entre les surfaces 35, 36, 37 et 38 comme c'est représenté sur les dessins, de façon que la pièce 12 s'applique uniquement sur ces surfaces. Les côtés des oreilles 33 et 34 sont dressés de manière que les oreilles s'ajustent aussi exactement que possible dans des logements 39 et 40 ménagés dans le corps 41 de la pièce 12.
Les surfaces 42 et 43 des oreilles 33 et 34 respectivement sont exactement dressées de manière à s'appliquer aussi étroitement que possible sur le fond des logements 39 et 40 de la pièce 12. Les surfaces 42 et 43 et les extrémités des oreilles 33 et 34 sont usinées de manière à se trouver à la même distance de l'axe de l'arbre que doit recevoir la pièce 10 et à exercer la pression voulue sur les cuvettes de paliers comme c'est indiqué ci-après. Des ouvertures 44 et 45 pour des vis à tête ou leurs équivalents sont ménagées dans les brides 31 et 32 intérieurement par rapport aux oreilles 33 et 34, comme c'est représenté.
La face postérieure 46 du corps 41 de la pièce 12 est dressée de manière à se présenter parallèlement à l'axe des oeillets 15 for4s en ligne dans les bras 13 et 14, particulièrement à l'endroit où la surface postérieure 46 se trouve en contact avec les surfaces 35, 36, 37 et 38 de la pièce 10. Des ouvertures taraudées 47 et 48 sont pratiquées dans le corps 41.
La forme de construction qui vient d'être décrite permet un assemblage facile du joint universel et un montage correct peut en être effectué par des-monteurs relativement peu expérimentés, lors du montage à la chaîne dans une fabrique d'automobiles ou analogue, grâce à ce que toutes les opérations d'assemblage qui pourraient altérer les caractéristiques du joint sont exécutées dans l'usine qui construit le joint universel. Le croisillon et les cuvettes, les roulements, les garnitures et les bagues en- tôle destinées à recevoir celles-ci sont tous assemblés et fixés dans les bras 18 et 19 de l'organe 17 et dans les bras 13 et 14 de la pièce 12. Les bagues à ressort 29 maintiennent les cuvettes d'une manière permanente dans la position voulue à l'intérieur des bras 18 et 19.
On maintient les cuvettes dans les ouvertures des bras 13 et 14 de la pièce 12 pendant le montage de cette partie du joint universel en les repoussant dans les bras sous une légère pression. Toutefois, si on le désire, on peut retenir dans les bras 13 et 14 les cuvettes et leurs roulements à l'aide de pinces ou de pattes amovibles, pendant le transport de cette partie du joint. La pièce 10 est montée d'un seul bloc au lieu d'assemblage du joint.
Le joint peut être monté par des montenis inexpérimentés avec la certitude d'un montage correct en faisant glisser le bout d'arbre 21 sur l'un des tronçons d'arbre, de manière à relier le croisillon 16, la pièce 12 et toutes les pièces qu'elle porte à l'arbre par l'intermédiaire duquel le couple doit être transmis. On fait alors glisser la pièce 10 sur l'autre tronçon d'arbre, puis on fait glisser les oreilles 33 et 34 de cette pièce 10 en sens inverse dans les logements 39 et 40 de la pièce 12. Ainsi qu'il a déjà été dit, les oreilles s'ajustent étroitement dans les logements et par conséquent elles guident et maintiennent la pièce 10 dans la position voulue par rapport à la pièce 12. Dans la position d'assemblage les oreilles 33 et 34 surplombent les oeillets des bras 13 et 14 et recouvrent ainsi les cuvettes 25 qui y sont logées.
Les oreilles servent par conséquent positivement à empêcher les cuvettes de se déplacer vers l'extérieur sur les tourillons qu'elles emboîtent. Après que les pièces ont été assemblées comme il vient d'être décrit on serre les vis à tête 49, 50 dans les ouvertures taraudées 47 et 48 du corps 46 de la pièce 12, au travers des ouvertures 44 et 45 des rides 31 et 32.
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On comprendra que l'exactitude de l'assemblage du joint universel est assurée du fait que les oreilles 33 et 34 et les parois des logements avec lesquelles elles entrent en prise, déterminent avec précision la position que doivent occuper les pièces séparées 10 et 12. En outre, les extrémités des oreilles servent de butées fixes pour les cuvettes de paliers qui, sont montées sous une certaine pression à l'atelier. Il suffit de ménager un jeu suffisant entre les oreilles et les logements de la pièce 12 pour pouvoir faire glisser les pièces dans la position d'enclenchement. Les cuvettes sont placées par rapport aux extré- mités des oreilles de telle manière qu'il est nécessaire d'exer- cer une certaine pression pour les amener en=dessous des oreilles.
Le couple transmis par la pièce 10 à la pièce 12 est transmis par l'intermédiaire des oreilles 33 et 34 qui comme il a déjà été dit assurent l'enclenchement entre ces deux pièces. On ne compte donc pas sur les vis à tête 49 et 50 pour recevoir le couple trans- mis, ces vis étant utilisées uniquement pour maintenir l'enclenche- ment qu'on a réalisé en faisant glisser les oreilles 33 et 34 dans les logements 39 et 40. Ceci étant la seule manière d'assem- bler le joint, on comprendra qu'on ne peut pas introduire de dé- faut d'équilibre dans le joint assemblé, pendant le montage final qui est généralement effectué par des monteurs non qualifiés.
On comprendra que bien que la fourche située à gauche sur les figures 1 et 2 puisse faire partie intégrante du bout d'arbre 21, ainsi que c'est représenté sur ces figures,on peut, si on le désire, employer une fourche construite séparément comme celle utilisée du côté droit du joint représenté sur ces figures, de manière à éviter la nécessité de creuser les rainures 30 desti- nées à recevoir les bagues à ressort 29 ou la nécessité d'employer ces bagues. En d'autres termes, cette invention concerne aussi un joint universel dont la construction représentée à gauche sur les figures 1 et 2 est la même que celle représentée à droite.
Dans la variante de l'invention représentée sur les figures 8 et 9 des dessins, l'une des pièces 51 est différemment enclenchée à l'autre pièce 52 qui possede des bras 53 et 54. Sous les autres rapports, la variante représentée sur ces figures est identique au dispositif déjà décrit. L'enclenchement entre les pièces 51 et 52 est réalisé par une paire d'oreilles 55 et 56 oui recouvrent uniauement les extrémités des bras 53 et 54 et surplom- bent les ouvertures qui y sont forées en ligne, de manière à cons- tituer des buttes pour les cuvettes et les roulements qui y sont disposés lorsque le croisillon a été monté dans la pièce 52.
On place le corps de celle-ci latéralement dans la position voulue . par rapport à la pièce 51 en l'introduisant étroitement entre les rebords 57 et 58 qui s'appliquent sur les parois latérales oppo- sées de la pièce 52 près des bras 53 et 54. On comprendra que les surfaces de ces rebords et les cotés de la pièce 52 doivent être convenablement usinés pour que cette pièce puisse occuper la posi- tion voulue par rapport à l'axe de l'arbre du joint lorsque les pièces sont assemblées. Des vis à tête 59 et 60 fixent les pièces 51 et 52 ensemble. La variante qui vient d'être décrite est utili- sée de la même manière que celle déjà exposée à propos de la forme d'exécution préférée de l'invention.
On constatera que les joints universels décrits, ci-dessus sont de construction compacte et de montage aisé et qu'aucune par- tie des pièces 12 ou 52 ni des dispositifs employés pour assujet- tir ces pièces au croisillon ne font saillie dans une direction susceptible de limiter l'amplitude possible du mouvement angulaire entre les pièces du joint. Un joint construit suivant la pr'sente invention est plus léger pour la transmission d'un couple détermi- né et de fabrication moins coûteuse que les joints fabriqués jusqu'ici.