CH405733A - Joint universel - Google Patents

Description

  Joint universel    La présente invention a pour objet un joint uni  versel à vitesse .constante comprenant un organe  intérieur et un organe extérieur présentant chacun  des gorges     correspondantes    dans lesquelles sont  logées des billes destinées à transmettre le couple,  dans lequel au moins l'organe intérieur est sphérique  et comprenant en outre une cage sphérique, con  centrique à l'organe intérieur et présentant des ouver  tures pour les billes.    Habituellement dans les joints :de ce type, l'organe  intérieur présente une extrémité     renflée    dans laquelle  les gorges sont pratiquées et qui est engagée direc  tement ou indirectement dans un siège sphérique  que forme l'organe extérieur.

   Ce siège et la tête  renflée -de l'organe intérieur sont concentriques et  le centre commun de ces deux organes :définit le  centre du joint. En variante, l'organe extérieur peut  présenter une surface interne de forme généralement  cylindrique pourvue de gorges rectilignes permettant  un déplacement axial des deux organes l'un par  rapport à l'autre, ce déplacement s'ajoutant aux mou  vements .d'articulation     @du    joint. Dans certains cas,  le joint comprend une cage formée d'une enveloppe  en forme de portion sphérique s'étendant entre les  surfaces de l'organe intérieur et de l'organe extérieur.  Cette cage présente des ouvertures dans lesquelles  les billes sont engagées.

   Ces ouvertures guident les  billes de façon qu'elles restent sensiblement dans le  plan médian du joint,     c'est-à-dire    dans un plan pas  sant par le centre du joint et subdivisant en deux  l'angle formé .par les axes des organes intérieur et  extérieur. Cette dernière condition est essentielle si  l'on désire obtenir une caractéristique d e vitesse  constante.    En vue du montage, il     peut    être nécessaire de  fendre la cage en deux parties, ce qui permet de  l'assembler autour de la tête d'extrémité de l'organe  intérieur.     Cette    nécessité se présente surtout lorsque  ladite .tête d'extrémité est en une .pièce avec un  arbre.

   Si la cage est faite en deux parties,     .ces    ;parties  sont tenues ensemble avec un certain jeu par !l'organe  extérieur mais pour réduire au maximum les jeux  des     billes    il est nécessaire de ,prévoir des organes  de fixation des parties de la cage. Une telle fixa  tion réduit le bruit .du joint en     fonctionnement.    Il  est évidemment important que les dimensions -de la  cage respectent .des tolérances précises, afin :d'assu  rer la précision du positionnement des     billes.     



  Le joint universel selon l'invention est caracté  risé en ce que     @la    cage est formée d'au     moins    deux  parties réunies par soudage     d    e façon à former une  structure rigide et     unitaire.     



  Le brevet comprend également un procédé de  fabrication du joint universel à vitesse constante,  qui est caractérisé en ce qu'on     met    les deux parties  de la cage en position sur l'organe intérieur, et en  ce qu'on les réunit par soudage dans cette position.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  plusieurs     formes        d'exécution    du joint universel selon  l'invention.  



  La     fig.    1 est une     vue    en coupe latérale de la  première forme d'exécution ;  la     fig.    2 est une vue en coupe selon la ligne     X-X     de la     fig.    1 ;  la     fig.    3 est une vue en élévation montrant la  cage du joint des     fig.    1 et 2 ;      la     fig.    4 est une vue en perspective d'une autre  forme d'exécution de la cage     mise    en position sur  un organe intérieur sphérique ;

    la     fig.    5 est une vue en coupe     partielle    de la  cage de la     fig.    4 montrant     l'emplacement    de la  soudure;  les     fig.    6, 7 et 8 sont des vues en perspective  partielles correspondant à la     fig.    4, de     différentes     variantes de la cage représentée à la     fig.    4, les bords  des parties de la cage étant respectivement enco  chés, chanfreinés, ou rainurés ;  la     fig.    9 est une vue en coupe partielle de la  cage de la     fig.    8 montrant la formation de la soudure ;

    la     fig.    10 est une vue en coupe     partielle    de la  liaison entre deux éléments de cage dans une forme  d'exécution différente, et  la     fig.    11 est une vue en coupe d'une autre     forme     d'exécution du joint universel, comprenant des  moyens de contrôle -de la position de la cage et des  moyens permettant le     déplacement    axial entre les  deux organes du joint.  



  Le joint représenté aux     fig.    1, 2 et 3 comprend  des organes extérieur et intérieur 1     @et    2 solidaires  chacun d'un des arbres 3 et 4.     L'organe    intérieur 2  présente une     surface    externe sphérique 5, alors que  l'organe extérieur 1 présente une surface interne  sphérique 8 concentrique à la surface 5 et au centre  9 du joint. L'organe .extérieur présente des gorges  15 et l'organe intérieur des gorges 10 qui forment  six chemins de roulement dans lesquels sont logés  des billes 14 destinées à transmettre le couple de  l'arbre 3 à l'arbre 4.

   Les centres des arcs décrits  par les gorges 10 et 15 sont décalés     axialement    dans  des directions opposées par rapport au centre 9, de       sorte    .que les gorges s'étendent en divergeant vers  l'extrémité     ouverte    du joint. L'angle de cette diver  gence est calculé de façon que les billes prennent  automatiquement position dans le plan médian du  joint, c'est-à-dire dans le plan qui divise en deux  parties égales l'angle compris entre les axes des  arbres 3 et 4.  



  Le joint comprend également une cage sphéri  que 13 à paroi mince, présentant six ouvertures 16       (fig.    3) pour les billes. Ces ouvertures sont de forme  allongée et leur largeur Y est ajustée exactement  au diamètre des billes. Un ajustage sans jeu est  essentiel pour un fonctionnement correct<B>de</B> la cage,  car il assure la localisation des billes dans le plan  médian du joint. La largeur Y présente donc une  importance vitale.  



  La cage 13 est formée à partir de deux élé  ments 17 et 18 présentant chacun un plan de con  tact passant par le centre du joint et subdivisant  chaque ouverture 16 en deux. Les deux éléments  de la cage sont reliés par des points de soudure 19  s'étendant entre les ouvertures. La cage peut donc  être mise en place sur l'organe intérieur 2 solidaire  de l'arbre 4 et les deux parties     d    e la :cage     peuvent     être jointes par soudure après cette opération de  mise en place. Les billes 14, ou des cales d'espa-         cement    de même dimension, peuvent être     placées     dans les ouvertures 16 .pendant l'opération de sou  dage de façon à assurer la dimension correcte de  la largeur des ouvertures.  



  Dans une     autre    forme d'exécution, représentée  à la     fig.    4, la cage est formée de deux éléments 20  et 21 qui, une fois réunis, délimitent quatre ouver  tures destinées à recevoir chacune une bille. Par  ailleurs, -le joint est identique à celui de la     fig.    1.  



  Les .deux éléments 20 et 21 sont en acier trempé  et traités     -superficiellement    pour conférer à ces sur  faces des qualités de frottement suffisantes au contact  des organes intérieur et extérieur du joint. Ce trai  tement -de     surface    est défavorable pour le soudage.  D'autre part, une autre difficulté de soudage résulte  de la forme sphérique .des deux éléments à assem  bler qui ne permettent pas le maintien du métal  d'apport .fondu dans le joint.

   Comme on le voit aux       fig.    4 et 5, les deux     éléments    de la cage sont creu  sés de façon à former de petites :dépressions 22 qui  s'étendent sous la surface de la cage de façon à  permettre<B>le</B> soudage sur le métal de base et de  façon également à ce que le métal fondu soit main  tenu dans ces logements. Comme on le voit à la       fig.    5, la surface du cordon de soudure formé dans  le logement 22 s'étend au-dessous de la surface sphé  rique de la cage, de sorte qu'elle     n'interfère    pas  avec l'organe extérieur du joint.  



  La     fig.    6     illustre    une     variante    selon laquelle les  deux éléments 14 présentent des encoches 23 et 24  destinées à recevoir le métal d'apport de la soudure.  Dans la     fig.    7 les deux éléments de la cage sont  chanfreinés le long de leurs bords en contact de  façon à former un chanfrein en V destiné à rece  voir le métal d'apport.  



  Une autre forme d'exécution encore, représentée  aux     fig.    8 et 9, permet     .d'effectuer    le soudage par  résistance,     électriquement.    Dans ce but, les bords  adjacents des deux éléments de la cage présentent  des gorges peu profondes 25 -et 26 qui produisent  une diminution     @de    l'épaisseur de la cage dans le  sens radial et laissent subsister une nervure margi  nale. Ces nervures marginales sont placées en con  tact sous pression avec l'électrode de soudage et  fondent de façon à former .le cordon de soudure  représenté à la     fig.    9.  



       Comme    indiqué ci-dessus, la largeur de chaque  ouverture de la cage présente une valeur critique.  Pour respecter cette valeur critique, les deux éléments  de la cage peuvent être formés tout d'abord à des  dimensions     légèrement    inférieures à celles nécessaires  et peuvent     "être    assemblés sur les billes, ou sur des  cales de même dimension. Dans ce cas, il se produit  un léger jeu entre les deux éléments de la cage,  comme on le voit à la     fig.    10. Les deux éléments  sont soudés     ensemble    selon l'un des procédés décrits  ci-dessus, de     façon    que le métal d'apport recouvre le  jeu qui subsiste entre les éléments 27 et 28.

   Ces deux      éléments sont alors placés     dans    des positions déter  minées avec grande précision, de telle     sorte    que la  largeur des ouvertures :est respectée. La largeur du  jeu 29 peut être déterminée de telle     façon    que le  métal d'apport 30 ne coule pas par ce jeu sur  l'organe intérieur.

   Au lieu d'utiliser     directement    les  billes, comme organes d'espacement, on peut aussi  utiliser des organes d'espacement différents, ceux-ci  peuvent d'ailleurs avoir des dimensions     microscopi-          quement        supérieures    à celles des billes, de     façon     à assurer l'ajustage glissant des billes dans les  ouvertures.  



  Dans le joint représenté à la     fig.    11, l'élément  interne sphérique 40 est solidaire d'un arbre 41 alors  que l'élément extérieur 42 est :de forme générale  cylindrique et est fixé à un autre arbre (non repré  senté). Les billes 43 destinées à transmettre le     couple     sont engagées dans les chemins de roulement ,définis  par des gorges correspondantes pratiquées dans  l'organe intérieur 40 et dans la surface interne de  l'organe extérieur 42.

   Les gorges 44 pratiquées dans  l'organe extérieur sont rectilignes et leurs axes sont  parallèles et situés sur une     surface    cylindrique imagi  naire de telle façon que les     billes    puissent se déplacer       axialement    et que l'arbre 41 puisse également être  susceptible d'un mouvement axial .par rapport à  l'organe 42. La cage :est constituée de deux parties       soudées    ensemble pour former un élément unitaire  entourant l'organe interne 40. Pour effectuer ce sou  dage, on peut utiliser l'une ou l'autre des méthodes  décrites     ci-.dessus.     



  Un support 46 présente une     surface    interne sphé  rique 47 à :l'une de ses extrémités et à l'autre, il  forme un anneau présentant une autre surface interne  sphérique 49 destinée à entrer en contact avec la  surface extérieure de la cage. L'anneau 48 est main  tenu en position par un anneau de blocage 50. Les  deux anneaux 48 et 50 définissent ensemble une       hambre    annulaire dans laquelle glisse une bride 51  solidaire d'un élément de guidage 52 ,présentant une       surface    externe sphérique 53. Cette dernière coopère  avec une ouverture cylindrique 54 pratiquée à l'une  des extrémités de la cage.

   L'organe de guidage 52  présente un manchon 55 qui s'engage sur une sur  face sphérique 56 que présente un tenon 57 fixé à  l'intérieur de l'extrémité de l'arbre 41. Ce tenon 57  présente, en outre, une autre portion de surface sphé  rique 58 qui est en     contact    et qui tourne sur une       burface    plane 59 que présente un organe de butée  60 fixe.  



  En service, lorsque l'arbre 41 subit un mouve  ment d'articulation par     rapport    à l'organe 42, comme  on le voit à la     fig.    11, le     contact        entre    le tenon 57  et l'organe de guidage 52, provoque un déplacement  de ce dernier dans le sens transversal, c'est-à-dire       iadialement    par rapport à l'organe extérieur cylin  drique 42. Ce mouvement radial provoque, de son  côté, un mouvement de pivotement de la cage. Cette  dernière est agencée de façon à maintenir les billes  43 dans le plan médian du joint.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Joint universel .à vitesse constante comprenant un organe intérieur et un organe extérieur présentant chacun des gorges correspondantes dans desquelles sont logées des billes destinées à transmettre le cou ple, dans lequel au moins l'organe intérieur est sphé rique et comprenant en .outre une cage sphérique, concentrique à l'organe intérieur et présentant des ouvertures pour les billes, caractérisé ,en ce que la cage est formée d'au moins deux parties réunies :par soudage, de façon à former une structure rigide et unitaire. II.

   Procédé de fabrication du joint .selon la reven dication I, caractérisé en ce qu'on met les deux par ties de la cage en position sur l'organe intérieur, et en ce qu'on les réunit par soudage dans .cette position. SOUS@REVENDICATIONS 1. Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que les deux parties ,de la cage se rejoi gnent selon un plan coupant toutes les ouvertures. 2. Joint universel selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les points de soudure sont dis posés entre les ouvertures. 3.

   Joint universel selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce -que le plan de jonction des deux parties de la cage passe par le centre du joint et par les .centres des billes :et est perpendiculaire aux axes de l'organe interne et @de l'organe externe lorsque ces axes sont dans le même alignement. 4. Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que les deux parties de la cage présentent des dimensions telles qu'elles ne se raccordent pas exactement, de sorte que lorsqu'elles sont assemblées sur l'organe intérieur, elles sont séparées par un joint étroit que recouvre le métal d'apport de soudure. 5.

   Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que les deux parties ide la cage présen tent des :encoches correspondantes dans leurs bords adjacents, ces encoches formant des logements con tenant le métal de soudure. 6. Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que les parties .de la cage sont chanfrei nées le long de leurs bords adjacents entre des ouver tures pour les billes. 7.

   Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que les parties de la cage présentent chacune des gorges s'étendant :le long :des bords de contact entre les ouvertures pour les billes, et en ce que ces parties sont assemblées par soudure élec trique à résistance. 8. Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce qu'il comprend un organe de guidage actionnant la cage de façon à commander sa position de .telle sorte que les billes restent constamment dans le ,plan médian du joint. 9.

   Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que .les gorges que présente l'organe extérieur sont rectilignes, et en ce que leurs axes sont situés sur une surface cylindrique imaginaire, de sorte chie les billes peuvent se déplacer axialement dans ces gorges en entraînant un support mobile axialement entre l'organe extérieur et l'organe in térieur. 10. Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que les organes extérieur et intérieur sont sphériques et en ce que la cage glisse directe ment en contact avec les surfaces sphériques des deux organes. 11.

   Joint universel selon la revendication I, carac térisé en ce que la surface de la soudure s'étend à l'intérieur de la surface sphérique définie par la face extérieure de la cage. 12. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce qu'on traite superficiellement les deux parties constitutives de la cage et en ce qu'on forme des gorges ou des encoches par enlèvement de matière dans la surface traitée de façon à former des loge ments destinés à recevoir le métal d'apport de soudure. 13.

   Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce que les deux parties de la cage sont constituées de façon à ce qu'il subsiste un jeu entre elles lors qu'elles sont assemblées sur l'organe intérieur et en ce .qu'on soude ces deux parties l'une à l'autre en recouvrant le jeu au moyen du métal d'apport de soudure après avoir placé des organes d'espacement dans les ouvertures de la cage.