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THE MOLLART ENGINEERING COMPANY LIMITED et K.AoWo MOLLART, résidant à
SURBITON (Surrey) (Gde Bretagne)
JOINT UNIVERSEL PERFECTIONNE.
La présente invention se rapporte aux joints universels et con- cerne notamment des joints du type comportant deux organes extrêmes ou é- triers comportant chacun deux branches d'une seule pièce avec ledit organe et dirigées vers l'autre étrier et une rotule intermédiaire présentant deux rainures circonférentielles situées dans des plans perpendiculaires, les bran- ches des étriers entourant la rotule et se déplaçant respectivement dans cha- cune des rainures. Ce type de joint universel sera désigné par la suite par "joint du type spécifié".
L'invention a pour but de réaliser un joint universel perfection- né capable de fonctionner avec un rendement supérieur à celui des joints nor- malement en usage, le joint perfectionné étant facile à fabriquer et suscep- tible de transmettre un couple maximum élevé par rapport à ses dimensions et de fonctionner en charge à des vitesses Importantes.
Un joint universel du type spécifié et construit suivant l'inven- tion, est caractérisé par le fait que chacun des étriers est muni d'un organe de liaison reliant les extrémités libres des deux branches, cet organe de liaison, étant agencé de manière à empêcher les branches de s'écarter l'une de l'autre sous l'action de la charge, et étant placé à l'intérieur de l'es- pace compris entre les branches de l'étrier opposé.
Les extrémités des bran- ches présentent de préférence un orifice dans lequel sont maintenues les ex- trémités de l'organe de liaisono Ainsi, l'organe de liaison peut être consti- tué par un boulon dont la tige passe dans des ouvertures ménagées aux extré- mités des branches et pourvu d'un écrou, qui par coopération avec la tête du boulon empêche les branches de l'étrier de s'écarter l'une de l'autre sous l'effet de la charge.
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Le joint comporte avantageusement un jeu de rouleaux disposés en arc de cercle et interposés entre chacun des côtés de chaque branche et la paroi correspondante de la rainure ménagée dans la rotule intermédiaire, les axes des rouleaux ayant une direction sensiblement radiale par rapport à la rotule intermédiaireo Ces rouleaux peuvent avoir une forme tronconique, les rainures ayant elles aussi une section évasée, la base de chacune des rainu- res étant plus étroites que l'ouverture.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut-être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figo 1 est une vue en plan d'un mode de construction du. j.oint universel selon l'inventiono
La figo 2 est une vue en élévation à plus grande échelle avec coupe partielle par la ligne 2-2 de la figo 1.
La figo 3 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 3-3 de la figo 20
La figo 4 est une vue en perspective d'une des cages des rouleaux.
La fig. 5 est une vue analogue à celle de la figo 3, mais montrant une variante utilisant des roulements à rouleaux cylindriques.
La fig. 6 est une coupe longitudinale de la cage à rouleaux uti- lisée dans le dispositif de la figo 5.
La figo 7 est une vue de côté d'une variante de construction de l'étrier.
Dans le mode de réalisation représenté sur les fig. 1, 2 et 3, le joint universel comprend principalement deux étriers désignés respective- ment dans leur ensemble par les références 10 et 10a et par un élément inter- médiaire ou rotule désigné par la référence 12. Les éléments ou étriers ex- trêmes 10 et 10a comportent chacun des brides d'accouplement 13 et 13a des- tinées à être fixées à d'autres brides (non représentées sur le dessin) por- tées par les arbres ou autres organes menant et mené destinés à être accou- pléso Les brides 13 et 13a présentent chacune une série de trous 14a (figo2) disposés suivant une même circonférence et destinés à recevoir des boulons de serrage (qui ne figurent pas sur le dessin). L'étrier 10 présente deux bran- ches 15 et 16 d'une seule pièce,
qui vues en plan ont une forme triangulaire ce qui leur donne une très grande résistance mécanique lorsqu'il s'agit de transmettre des efforts de torsiono En coupe, les branches de , l'étrier ont la section représentée sur la fig. 3 sur laquelle ne figure que la branche 15. La section de la branche est sensiblement en T, la jambe ou tige du T17 forme un chemin de roulement à côtés parallèles, tandis que le chapeau 18 du T forme la partie externe triangulaire de la branche représentée sur la fig. 1.
Le chemin de roulement 17 est situé à l'intérieur d'une rainure 19 ménagée dans la rotule intermédiaire 12, et, dans ce mode de réalisation par- ticulier la rainure 19 a une section trapézoïdale, les deux parois latérales 20 et 21 étant inclinées l'une par rapport à l'autre et convergeant toutes les deux vers la base 22 de la rainure. Bien entendu, la rainure 19 est pré- vue dans un plan vertical tout autour de la rotule intermédiaire 12, et la branche inférieure 16 comporte un chemin de roulement en arc de cercle 23 correspondant au chemin de roulement 17 de la branche supérieure.
Entre cha- cune des parois latérales 20 et 21 de la rainure et les faces correspondantes du chemin de roulement 17 est interposé un jeu de rouleaux destiné à réduire les frottements pendant la marche ; deux jeux de rouleaux sont représentés en 24 et en 25 sur la figo 3. Ces rouleaux sont tronconiques et leur extré- mité de plus faible diamètre est dirigée vers l'intérieur, ce qui permet d'ob- tenir le roulement le plus rationnel. Entre le fond 22 de la rainure ménagée dans la rotule 12 et la face interne 38 de l'élément 17, est prévue une ran-
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gée de rouleaux cylindriques 36 destinés à maintenir les branches 15 et 16 concentriques à la rotule 12
Pour maintenir les trois jeux de rouleaux 24, 25 et 36 dans leur position respective, on a prévu une cage ayant la forme représentée sur la figo 4.
Cette cage est obtenue à partir d'une tôle métallique estampée et comporte une base 27 incurvée de manière à prendre place entre la partie in- terne du chemin de roulement 17 et le fond de la rainure 22 dans laquelle est découpée une ouverture rectangulaire 37 pour maintenir les rouleaux 36.
Chacune des extrémités de la cage 26 est pliée vers l'extérieur de manière à constituer deux languettes 28 jouant le rôle de butées, et les rouleaux 24 et 25 viennent se loger dans le secteur compris entre deux de ces butéeso
Le déplacement angulaire de la cage 26 par rapport au centre 29 du joint uni- versel est limité à un angle d'environ 10 degrés au moyen de rebords extrê- mes 30 et 31 destinés à venir en contact avec les extrémités correspondantes
32 et 33 du chemin de roulement 17 lorsqu'on atteint dans un sens eu dans l'autre les limites assignées au déplacement de la cage 26. Les extrémités externes des rouleaux 24 et 25 s'appuient contre des épaulements étroits 34 et 35 formant butées prévus sur la branche 15, ces épaulements étant concen- triques à la rotule 12.
Des rouleaux situés entre la branche 16 et la rotu- le 12 sont montés de façon analogue, les parties correspondantes étant dési- gnées par les mêmes références numériqueSo
L'étrier 10a est d'une construction identique à l'étrier 10; il fait avec celui-ci un angle de 90 de sorte que ses branches 15a et 16a se déplacent dans une rainure circonférentielle 19a ménagée dans la rotule 12 et située dans un plan perpendiculaire au plan de la rainure 19 comme on le voit à la figo 3.
Des jeux de rouleaux coniques analogues aux rouleaux 24 et 25 coopèrent avec les branches 15a et 16a, bien que ces rouleaux ne soient pas représentés sur le dessino
Lorsqu'on utilise le joint universel pour transmettre des couples élevés, les forces qui entrent en jeu tendent à écarter l'une de l'autre les branches de chacun des étriers et c'est pourquoi, afin de résister à l'action de ces forces de façon très efficace, on relie ensemble les extrémités des branches au moyen d'un organe de liaisono Ainsi, comme le représente la figo 2, les branches 15 et 16 de l'étrier 10 présentent à leur extrémité un bossa- ge cylindrique 40 et 41 respectivement bossages percés et fraisés de maniè- re à permettre le passage d'un organe de liaison 42, constitué avantageuse- ment par un boulon en acier à haute résistance à la traction,
dont la tête est représentée en 43 et qui porte sur sa tige un écrou 44.. L'organe de liaison correspondant à l'étrier 10a est représenté en 42a sur la figo 2.
Pour permettre le jeu nécessaire au mouvement des bossages 40 et 41, on a prévu, entre les extrémités de base des branches 15a et 16a, un évidement 45a, ayant la forme d'un secteur circulaire à bords parallèles, de façon a- nalogue, un évidement 45 est prévu dans l'étrier 10 pour permettre le mouve- ment des parties correspondantes de l'étrier 10a.
Si on le désire, on peut utiliser l'agencement représenté sur la figo 5 comprenant des rouleaux cylindriques; étant donné que le déplacement de ces rouleaux est toujours très petit, il n'en résulte qu'une imperfection de roulement relativement sans importanceo Les parties principales de ce joint sont désignées sur la figo 5 par les mêmes références numériques que les parties correspondantes de la figo 3.
Le chemin de roulement 17 a tou- jours ses côtés parallèles,mais dans ce cas la rainure 19 a une section rectangulaire, ses parois latérales 20 et 21 étant parallèlese Deux jeux de rouleaux cylindriques 50 et 51 sont interposés entre les côtés du chemin de roulement 17 et les parois latérales correspondantes 20 et 21 de la rai- nure ; le troisième jeu de rouleaux cylindriques 52 est prévu entre le fond 22 de la rainure et la surface interne 53 du chemin de roulement 17o Pour maintenir ces trois jeux de rouleaux à leur place, on utilise une cage 54 à section en U, dont chacune des parois latérales a la forme représentée sur la fi,go 6.
Cette paroi latérale indiquée par la référence 55, comporte une
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ouverture 56 en forme de secteur circulaire, dont les bords intérieur et exté- rieur sont découpés en forme de festons, comme représenté en 57 et 58, afin de constituer un boîtier maintenant les rouleaux 50 et 51 dans des positions exactement radiales. Une fenêtre rectangulaire 59 est ménagée dans la base de la cage 54 pour recevoir les rouleaux internes 52. Dans ce cas aussi, le déplacement angulaire de la cage par rapport à la branche correspondante 15 est limité par des butées 30 et 31 destinées à venir en contact avec les faces externes du chemin de roulement 17.
La figo 7 représente une autre forme avantageuse d'étrier; dans ce cas la portion de base 60 qui relie les branches 15 et 16 est relativement épaisse et présente une face 61 contre laquelle on serre la bride d'accouple- ment de l'arbre (non représentée sur le dessin) au moyen d'une série de gou- jons 62. Ceci permet de .ménager dans l'étrier un orifice le traversant de part en part dans la direction axiale, comme il est représenté en 63; orifi- ce pouvant avoir une utilité dans certains cas. Dans cette variante encore, les branches 15 et 16 sont reliées de façon rigide au moyen d'un organe de liaison 42 qui agit de façon très efficace pour empêcher les mâchoires 15 et 16 de s'écarter l'une de l'autre lorsqu'elles sont soumises à des efforts élevés.
Il va de soi que l'on peut apporter d'autres modifications aux modes de réalisation du joint universel suivant l'invention notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour celà du cadre de la présente invention. Par exemple, pn peut limiter le déplacement angu- laire au moyen de manchons extérieurs suivant un,procédé usuel.
RESUMEo
L'invention comprend notamment
1 ) Un joint universel du type comportant deux étriers présentant chacun deux branches d'une seule pièce, dirigées vers l'autre étrier, et une rotule intermédiaire pourvue de deux rainures circonférentielles situées dans des plans perpendiculaires l'un à l'autre, les branches des étriers entourant la rotule et se déplaçant respectivement dans ses rainures, caractérisé en'ce que chaque étrier comporte un organe de liaison reliant les extrémités libres de ses deux branches, cet organe de liaison étant agencé de manière à empêcher en charge les mâchoires de s'écarter l'une de l'autre, et étant situé à l'in- térieur de l'espace compris entre les branches de l'étrier opposé.
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