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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515756A1
Family ID 8042404
Probable Assignee Dn Metall
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ARTICULATION SPHERIQUE
EN Title CONSTANT VELOCITY BALL JOINT BETWEEN SHAFTS - HAS BALLS IN
MERIDIONAL GROOVES IN INNER AND INTERMEDIATE SHELLS AND SPRING KEYS
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE LES CONSTRUCTIONS MECANIQUES.
L'ARTICULATION SPHERIQUE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST
CARACTERISEE EN CE QUE SUR LA PIECE SPHERIQUE INTERIEURE 3 SONT
REALISEES DES CANNELURES MERIDIENNES 5 RECEVANT LES BILLES 6 ET
REPARTIES SUR CETTE PIECE REGULIEREMENT SUIVANT UNE CIRCONFERENCE, ET
SONT MONTES DES COUSSINETS SPHERIQUES 7 DONT CHACUN PRESENTE, DU COTE
DE LA PIECE SPHERIQUE INTERIEURE 3, UNE CANNELURE MERIDIENNE 8
DISPOSEE AU-DESSUS DE LA CANNELURE MERIDIENNE 5 DANS LAQUELLE SONT
LOGEES LES BILLES 6, ET DU COTE DE LA PIECE EXTERIEURE 1, UN TALON OU
PIVOT SPHERIQUE 9 SUR LEQUEL VIENT APPUYER UNE CLAVETTE 10 MUNIE D'UN
LOGEMENT RECEVANT LE TALON SPHERIQUE 9 ET LOGEE DANS LA PIECE
EXTERIEURE 1.
L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE EN PARTICULIER DANS LA PRODUCTION DE
PIECES LAMINEES DANS L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.
The ball-joint comprises an outer shell coupled to the driven shaft
and with balls between it and the inner shell inside it coupled to the
driving shaft to transmit the torque. The inner shell (3) contains
meridional grooves (5) at regular intervals round the periphery and
accommodating balls (6). Part-spherical intermediate shells (7)
mounted on the inner one have meridional ball grooves (8) in their
side towards it and above the grooves in it, while on the outside they
have spherical humps (9). The latter fit in sockets in keys (10)
working in grooves (11) in the cylindrical outer shell. Springs (12)
on an end wall (13) act against the keys.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte au domaine des constructions
mecaniques et a notamment pour objet une articulation spherique.
L'invention peut btre utilisee avec le plus de succes dans la
production de pieces laminees dans l'industrie automobile et des
-tracteurs, en vue de transmettre des couples moteurs importants entre
des arbres disposes sous un angle l'un par rapport a l'autre.
On connait une articulation spherique (voir l'ouvrage "Kardannye
peredachi" redige par S.NOKozhevnikov et P.D.Perfilev, Kiev,
"Tekhnika", 1978, pp.68-73), laquelle articulation comporte des pieces
spheriques interieure et exterieure qui sont reliees cinematiquement
l'une a l'autre par l'intermediaire de billeslogees dans des
cannelures meridiennes pratiquees regulierement sur la surface
interieure de la piece spherique exte rieur et sur la surface
exterieure de la piece spherique interieure. Chacune des cannelures
meridiennes recoit une seule bille et il n'y a aucun rattrapage des
jeux.Cette conception ne permet de transmettre que de faibles couples
moteurs allant jusqu'a 9,8.1Ok'0m0
On arrive a transmettre des couples moteurs plus importants, de
l'ordre de 14,71.103 N.m, a l'aide d'une autre articulation spherique
connue (voir le brevet d'invention francais N 745827). Cette
articulation spherique comprend des pieces spheriques interieure et
exterieure reliees chacune 9 un arbre et disposees 1 'une dans 1
'autre, une bague intermediaire spherique intercalee entre lesdites
pieces spheriques, des paliers spheriques a disposition meridienne
entre la piece interieure et la bague intermediaire spherique et entre
la piece exterieure et ladite bague intermediaire spherique0
Les paliers spheriques montes entre la piece interieure et la bague
intermediaire spherique sont decales suivant une circonference par
rapport a leurs homologues montes entre la bague intermediaire
spherique et la piece exterieure.
Chacun des paliers spheriques comporte une rangee de billes. Ce sont
les paliers spheriques disposes entre les pieces spheriques exterieure
et interieure qui assurent la transmission du couple moteur de l'arbre
de commande a 1 'arbre commande.
Dans une articulation spherique de ce type, les paliers spheriques
sont emmanches suivant un ajustement cylindrique sur les pieces
spheriques et la bague intermediaire spherique, ce qui entrain une
repartition non uniforme des pressions et une augmentation de la
charge de choc lors du rattrapage des jeux et oonduit a une
concentration plus importante des contraintes aux endroits
d'ajustement des paliers spheriques. Lors de la transmission de
couples moteurs eleves, cela se traduit par une diminution de la tenue
en service de l'articulation et une complication des reparations et de
l'entretien de celle-ci.
L'invention vise donc une articulation spherique de conception plus
simple dont les pieces interieure et exterieure seraient mises en
contact avec les billes d'une maniere contribuant a la fiabilite et a
la tenue en service de cette articulation lors de la transmission de
couples moteurs importants entre des arbres disposes sous un angle
l'un par rapport a llautre.
Le probleme ainsi pose est resolu a laide d'une articulation
spherique, du type comportant une piece exterieure reliee a un arbre
commande, une piece spherique interieure reliee a un arbre de commande
et disposee dans la piece exterieure, des billes logees entre la piece
exterieure et la piece spherique interieure pour la transmission d'un
couple moteur de l'arbre de commande a l'arbre commande, laquelle
articulation est caracterisee, selon l'invention, en ce que des
cannelures meridiennes recevant les billes sont realisees
regulierement suivant une circonference sur la piece spherique
interieure sur laquelle sont montes des coussinetsspheriques dont
chacun presente, du c8te de la piece spherique interietire, une
cannelure meridienne disposee au-dessus de la cannelure meridienne de
la piece spherique interieure dans laquelle sont logees lesdites
billes, et du c8te de la piece exterieure, un talon spherique sur
lequel prend appui une clavette munie d'un logement recevant ledit
talon spherique et disposee dans la piece exterieure qui presente des
rainures pour lesdi clavettes, a une forme cylindrique et est mie d'un
couvercle en bout recevant des elements elastiques agissant sur
lesdites clavettes.
Le fait de disposer les billes directement sur la piece spherique
interieure, dans les cannelures meridiennes, et d'assurer le contact
des pieces, lors de la transmission du couple moteur, a l'aide de
clavettes sollicitees elastiquement par des elements appropries,
permet de simplifier considerablement la conception de l'articulation
spherique et d'augmenter l'angle d'inclinaison de l'arbre de commande
par rapport a l'arbre commande lors de la transmission d'un couple
moteur important. D'autre part, on arrive a obtenir la capacite de
charge indispensable de l'articulation spherique grace a la
repartition uniforme de la charge entre les billes apres le rattrapage
des jeux radiaux entre celles-ci, les coussinets spheriques et la
piece spherique interieure.Les operations d'assemblage et de
desassemblage de l'articulation deviennent plus simples, les elements
constituant cette articulation se caracterisent par une tenue en
service prolongee.
Une telle articulation spherique peut transmettre des couples moteurs
allant jusqu'a 588,42. 103-N.m.
Il est rationnel que l'angle d'inclinaison des clavettes soit de 1,1 a
1,3 fois inferieur a l'angle de frottement.
Ceci assure une fixation stable des elements constituant
l'articulation et un contact constant de ces elements lors du
fonctionnement de l'articulation greater than ainsi qu'un choix
optimal des dimensions de l'articulation en conformite avec le couple
moteur a transmettre.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, details et avantages
de celle-ci apparattront mieux a la lumiere de la description
explicative qui va suivre d'un mode de realisation donne uniquement a
titre d'exemple non limitatif avec references au dessin unique annexe
dans lequel
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une articulation conforme
a l'invention, l'angle OL etant egal a O
- la figure 2 est une vue en coupe suivant I - I de la figure 1
- la figure 3 est une vue en coupe axiale de l'articulation spherique,
l'angle Cd etant superieure a 00.
L'articulation spherique conforme a l'invention comporte une piece
cylindrique exterieure 1 reliee d'un cote a un arbre commande 2, et
une piece spherique interieure 3 qui est reliee a un arbre de commande
4 et est disposee dans la piece cylindrique exterieure 1.
Sur la surface exterieure de la piece spherique interieure 3 sont
realisees, regulierement suivant une circonference, des cannelures
meridiennes 5 dans lesquelles sont logees trois billes 6. Sur la
surface exterieure de la piece spherique interieure 3 sont montes des
coussinets spheriques 7 dont chacun presente, du cote de la piece
spherique interieure 3, une cannelure meridienne 8 recevant les billes
6,et du c8te de la piece cylindrique exterieure, un talon ou pivot
spherique 9. Sur chaque coussinet spherique 7, plus precisement sur
son talon spherique 9, est montee une clavette 10 disposee dans une
rainure Il de la piece cylindrique exterieure 1 et sur laquelle agit
axialement un element elastique tel qu'un ressort 12.
La piece cylindrique exterieure 1 est munie d'un cauvercle en bout 13
contenant les ressorts 12 associes aux clavettes 10.
L'articulation spherique conforme a l'invention fonctionne de la
maniere suivante.
Lors de la transmission du couple moteur entre l'arbre de commande 4
et l'arbre commande 2 disposes, l'un par rapport a l'autre, sous un
certain angle (sur la figure 1, 0(= 00), les ressorts 12 agissent sur
les clavettes 10 en les deplacant dans les rainures Il de la piece
cylindrique exterieure 1. Les clavettes 10, en se deplacant dans les
rainures 11, font pivoter les coussinets spheriques 7 autour de leurs
talons ou pivots spheriques 9 et les serrent contre les billes 6 et la
piece spherique interieure 3o Ceci assure le rattrapage des jeux
radiaux entre la piece spherique interieure 3, les coussinets
spheriques 7, les billes 6 et les clavettes 10, et par consequent, un
contact str entre tous ces elements.Le couple moteur est transmis de
l'arbre de commande 4 a l'arbre commande 2 par l'intermediaire des
billes 6 logees dans les cannelures meridiennes 8 et 5,
respectivement, du coussinet 7 et de la piece 3o
Lorsque l'angle d'inclinaison de l'arbre 4 change (figure 3), la piece
spherique interieure 3 change de position par rapport aux coussinets
spheriques 7. Les billes 6 roulent alors dans les cannelures 5 t 8,
les clavettes 10, sollicitees par les ressorts 12, agissent sur les
coussinets spheriques 7 de aniere a les serrer contre les billes 6 et
la piece spherique interieure 3 Ceci assure le rattrapage des jeux
radiaux entre la piece spherique interieure 3, les billes 6 et les
coussinets spheriques 7 et retablit un contact sflr entre les elements
mentionnes0 Le couple moteur est, dans ce cas aussi, transmis de
l'arbre de commande 4 a l'arbre commande 2 par l'intermediaire des
billes 6 logees dans les cannelures meridienne 5 et 8 de la piece
interieure 3 et des coussinets spheriques 70
Claims
_________________________________________________________________
1.REVENDICATIONS 1o Articulation spherique, du type comportant une
piece exterieure (1) reliee a un arbre commande (2), une piece
spherique interieure (3) reliee a un arbre de commande (4) et disposee
dans la piece exterieure (1), des billes (6) logees entre la piece
exterieure (1) et la piece spherique interieure (3) pour la
transmission du couple moteur de 1 'arbre de commande (4) a 1 'arbre
commande (2), caracterisee en ce que sur la piece spherique interieure
(3) sont realisees des cannelures meridiennes (5) recevant les billes
6 et reparties sur cette piece regulierement suivant une
circonference, et sont montes des coussinets spheriques (7) dont
chacun presente, du cote de la piece spherique interieure (3), une
cannelure meridienne (8) disposee au-dessus de la cannelure meridienne
(5) dans laquelle sont logees les billes (6), et du c8te de la piece
exterieure (1), un talon ou pivot spherique (9) sur lequel vient
appuyer une clavette (10) munie d'un logement recevant le talon
spherique (9) et logee dans la piece exterieure (1), laquelle presente
des rainures (11) recevant les clavettes (10), ladite piece exterieure
(1) ayant une forme cylindrique et etant munie d'un couvercle en bout
(13) dans lequel sont disposes des elements elastiques (12) agissant
sur les clavettes (10).2. Articulation spherique selon la
revendication 1, caracterisee en ce que l'angle d'inclinaison des
clavettes (10) est de 1,1 a 1,3 fois inferieur a l'angle de
frottement0
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