Brevet FR2020712A1 — publié le 19700717

La présente invention se rapporte å lln årbre de transmission pour I'entrarnement de l'essieu arrière d'un véhicule automobile à moteur avant, composé de segments d'arbre flexibles et d'élé- ment s tubulaires rigides Dans les arbres de transmission, les segments d'arbre qui se trouvent entre les diverses -articulations sont en général construits suffisamment-rigides pour que leur fréquence propre de vibrations de flexion soit supérieure à la plage des fréquences de travail, c'est-à-dire que chaque segment d'arbre reste dans la plage des fréquences sous-critiques. Il est connu également d'utiliser, comme arbre dë transmission interposé entre la botte de vitesses reliée à un moteur avant et le pont arrière, une barre métallique mince continue dont la fréquence propre de vibrations de flexion est inférieure à la plage des fréquences de travail. Cet arbre formé d'une barre pleine a un faible moment d'inertie et assure, en raison de sa souplesse en torsion, un bon amortissement des chocs d'embrayage etc.... Dans ce cas, les phénomènes de vibration du deuxième et du troisième harmoniques soulèvent toutefois des difficultés importantes. Pour éviter ces difficultés, il a été proposé d'entourer l'arbre mince d'un tube et de guider cet arbre dans le tube au moyen de plusieurs paliers intermédiaires, afin que les segments de l'arbre mince travaillent également dans la plage sous-critique. Toutefois, cette réalisation a l'inconvénient que le tube de guidage doit être très rigide pour qu'il reste également dans la plage sous-critique des vibrations et qu'il ne risque pas d'entrer en vibration et de devenir par conséquent une source de bruits. Une autre solution consiste à conférer une courbure à un arbre mince en inclinant les paliers des deux c8tés et à le faire tourner dans cet état incurvé. La fréquence propre de flexion est ainsi certes augmentée. Toutefois, pour les arbres qui ont la longueur nécessaire aux véhicules automobiles, on ne parvient pas à élever cette fréquence au delà des vitesses correspondant à la plage des fréquences de travail. La fréquence propre est donc comprise dans la plage des fréquences de travail. Par ailleurs, les harmoniques de la fréquence propre de flexion sont peu influencés par la flèche fixe, de sorte que les harmoniques d'ordre peu élevé, du moins le deuxième harmonique, restent encore dans la plage des fréquences de travail.Etant donné que la moindre cause inévitable entratne'l'arbre"à"-v'ibre% à sa fréquence propre de flexion et à ses harmoniques suivant un phénomène du bype d'e la polarisation circulaire, cette solution n'est pas utilisable en pratique. L'invention a donc pour objet un arbre de transmission formé de tronçons d'arbre et de tube associés le cas échéant à dës masselottes et combinés de manière que leurs fréquences propres de vibration tombent en dehors de la plage des vitesses de travail. Selon une- particularité essentielle de l'invention, les tronçons d'arbre d'un arbre de transmission comportant une articulation centrale sont constitués par des barres méttlliques-flexibles fixées rigidement, l'une/au mecanisme menantet l'autre au mécanisme mené et qui se prolongent vers le milieu de l'arbre de transmission en des tubes de plus grand diamètre, chaque tronçon d'arbre étant réalisé individuellement de manière que la fréquence du premier harmonique de l'ensemble de l'arbre de transmission soit inférieure à la plage des vitesses de travail et que les fréquences de tous les autres harmoniques soient supérieures à cette plage. L'invention est avantageusement appliquée à un véhicule de type connu à entraînement par un moteur avant et dans lequel un groupe comprenant la botte de vitesse et le différentiel est monté à l'arrière du véhicule. La plage de vitesses de 11 arbre de transmission correspond alors à la plage des vitesses de rotation du moteur et non pas à'la plage des vitesses de rotation de l'arbre des roues qui est un multiple de la précédente et fonction du rapport de transmission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif et non limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle de l'arbre de transmission selon l'invention - les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques des formes de vibrations de l'arbre, dans le cas des premiers harmoniques sur la figure 2 et des deuxièmes harmoniques sur la figure 3 - la figure 4 est ime vue en élévation partielle de l'arbre de la figure 1 auquel a été ajoutée une masselotte rotative ; et - la figure 5 est une vue en élévation avec coupe partielle d'une variante de réalisation de l'invention. t' arbre suivant l'invention, illustré sur la figure 1, est composé de deux éléments 1 et 2 de neume longueur, qui sont reliés entre eux par une articulation 3. Cette articulation peut eAtre coulissante pour pouvoir assurer la compensation des différences de longueur entre l'élément menant et l'élément mené.Chaque élément 1, 2 de l'arbre présente une partie la, 2a constituée par une barre métallique prolongée par une partie lb 2b tubulaire, chaque partie la, 2a étant fixée sans possibilité de flexion au mécanisme menant ou mené --l'embrayage 4 ou la boîte de -vitesses 5 respectivement -. Be premier harmonique de vibration confère à l'arbre la forme correspondant à la figure 2 et le deuxième harmonique la forme correspondant à la figure 3. L'arbre complet composé des éléments 1 et 2 est réalisé de manière que la fréquence de son premier harmonique soit inférieure aux vitesses de rotation de la plage de travail et que les harmoniques supérieurs aient une fréquence supérieure aux vitesses de cette plage.La forme tubulaire d'une partie de- chaque élément de l'arbre a pour effet de rigidifier ceux-ci individuellement, ctest-à-sire de les empêcher de vibrer à la fréquence du deuxième harmonique de l'arbre complet. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure d-, on peut également abaisser la fréquence du deuxième harmonique par mortage de masselottes 6, 7 dans la région de l'articulation 3, sans influer notablement sur le deuxième harmonique. Pour maintenir à une valeur faible le moment d'inertie axial de l'arbre, on peut monter des masselottes supplémentaires 8 rotatives par rapport à l'arbre (un roulement à billes 9) - comme représenté schématiquement sur la figure 4 - et les empêcher d'accompagner la rotation de l'arbre au moyen d'un contre-appui élastique d'absorption du couple (ruban de caoutchouc 10). Lorsque la longueur est faible, les élargissements tubulaires des barres métalliques peuvent être su- primés si la fréquence du deuxième harmonique de l'arbre est déjà supérieure à la vitesse de rotation de la plage de travail. Suivant une autre forme de réalisation de l'inventiqn, qai est représentée sur la figure 5, un seul élément de l'arbre est constitué par une barre métallique flexible 11, fixée rigidement sans possibilité de flexion au mécanisme menant 4' ou au mécanis- me mené 5', et qui se prolonge vers le milieu de l'arbre par un tube 12 de plus grand diamètre, tandis que l'autre élément est constitué par un tube 15 monté à ses deux extrémités dans des articulations 13 et 14 et dont la fréquence de travail est souscritique, ce tube 15 pouvant être remplacé par un arbre plein de faible section dans le cas où la longueur totale de l'arbre de transmission est faible. il va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que l'on pourra apporter aux modes de réalisation décrits diverses modifications et variantes sans pour cela sortir de son domaine. REYENDICATIONg 1. Arbre de transmission en deux. éléments au moins à articulation médiane-,- complandant les arbres des- roues arrière d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que les deux, extrémités extérieures de chaque élément de l'arbre sont constituées par des barres métalliques flexibles la et 2a, fixées rigidement sans possibilité de flexion, l'une au mécanisme menant 9 et l'autre au mécanisme-mené 5 et se prolongeant vers le milieu de l'arbre de transmission en des tubes de diamètre supérieur, chaque élément étant réalisé individuellement de manière que la fréquence du premier harmonique de l'ensemble de l'arbre soit inférieure aux vitesses de rotation de la plage de travail et que les fréquences de tous les autres harmoniques soient supérieures à cette plage. 2. Arbre de transmission suivant la Revendication 1, caractérisé par des masselottes supplémentaires montées dans la région de l'articulation 3. 3. Arbre de transmission suivant la Revendication 2, caractérisé en ce que des masselottes supplémentaires sont rotatives par rapport à l'arbre et qu'elles sont bloquées par un contre-appui élastique d'absorption de couple de façon à ne pas pouvoir tourner avec l'arbre. 4. Arbre de transmission suivant la Revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation est coulissante. 5. Arbre de transmission en deux éléments, à deux articulations, commandant les arbres des roues arrière d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'un élément de l'arbre est constitué par une barre métallique flexible, fixée rigidement sans possibilité de flexion au mécanisme menant 4' ou au mécanisme mené 5', et qui se prolonge vers le milieu de l'arbre en un tube de plus grand diamètre, tandis que l'autre élément de l'arbre est constitué par un tube 15 (ou un tronçon d'arbre massif) relié à l'articulation centrale et à une articulation extérieure, de manière que les deux éléments (11, 12 d'une part et 15 de l'autre) de l'arbre de transmission vibrent individuellement à une fréquence sous-critique mais que l'ensemble de l'arbre vibre à une fréquence sur-critique.