Brevet FR2384154A1 — publié le 19781013

La présente invention se rapporte à un élément mécanique universel qui se prête à des applications très diverses. On connaît divers dispositifs mécaniques de rotation et/ou de contenance, tels que des cylindres et des sphères, ainsi que pour transmettre un mouvement de rotation entre deux arbres qui ne sont pas coaxiaux. Un dispositif bien connu pour transmettre un tel mouvement est le joint universel classique qui comprend un croisillon reliant deux arbres, chaque arbre ayant une chape reliée aux extrémités opposées du croisillon. D'autres formes de réalisation connues comprennent un élément rotatif, comme, par exemple, le joint universel décrit dans le brevet américain n 1 177 766, ayant une bille comportant deux rainures qui se coupent, la base de ces rainures présentant une forme circulaire ou cylindrique. On connatt aussi des organes creux, à l'usage par exemple, des machines à laver domestiques et autres, qui emploient des pales ou des agitateurs pour produire l'action de lavage. Ceci a pour effet d'user les vêtements et, en outre, d'exiger des mécanismes de transmission séparés pour animer l'agitateur. Il s'est révélé qu'unie certaine forme physique, qui peut rentre décrite comme la forme produite par l'intersection de deux cylindres dont les axes longitudinaux respectifs se coupent à angle droit et dont les diamètres respectifs sont égaux, se prête à de très nombreuses applications.C'est ainsi, que si, par exemple, on réalise un cylindre ayant une longueur égale à son diamètre, et si on monte ce cylindre sur un tour, en usinant une forme cylindrique perpendiculaire au premier cylindre, on obtient un élément ayant quatre côtés cylindriques qui se joignent à un sommet situé sur des côtes opposés de ltélément. Ainsi, sous un certain angle, cet élément apparaît comme étant circulaire en le regardant à angle droit, il semble carré et en le regardant suivant un troisième axe, il semble aussi circulaire, tandis que vu sous un angle de 45,, il donnerait une section elliptique. Dans un tel élément, le diamètre de l'un des cylindres cons ttue, en fait, la longueur de la ligne médiane de l'autre et cet élément pourrait être qualifié de "corps cylindro-cylindri que". Un tel élément peut être utilisé comme élément de base d'un joint ou d'un accouplement universel, les deux surfaces cylindriques formant les portées du joint et étant capables de transmettre un couple de forces, le cas échéant, entre les deux arbres. L'accouplement formé avec un tel élément permet donc non seulement de s'adapter à la direction angulaire, mais aussi aux décalages latéraux, lorsque les axes des deux arbres ne sont n alignés, ni se recoupent. L'élément comprend donc deux surfaces cylindriques solidaires et si l'on considère un éliment creux, on s'aperçoit que la jonction des surfaces cylindriques produit une forme qui, quand l'élé- ment contient un fluide et que cet élément tourne autour d'un axe passant soit par l'axe X-X, soit par l'axe Y-Y, cette rotation a pour effet de produire dans le fluide des ondes de pression. Lorsque l'axe Z-Z est incliné, par exemple, de 302 sur l'horizontale, la'élément produit des ondes de pression permettant un lavage efficace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure la est une vue en perspective d'un élément conforme à l'invention - les figures lb, lc, ld et le sont respectivement des vues en plan, en élévation et développée de l'élément de la figure la - la figure 2 est une vue en perspective d'un élément conforme à l'invention, comportant des étriers afin de former la base d'un joint universel - la figure 3 est une autre vue en perspective montrant des arbres fixés aux étriers - la figure 4 montre des étriers logés à l'intérieur de l'élé- ment - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4 - la figure 6 illustre une autre forme de joint universel - la figure 7 est une vue semblable à la figure 6 qui illustre l'utilisation de tubes rectangulaires. - la figure 8 montre l'utilisation d'un élément conforme à l'invention comme lardon à l'intérieur d'une glissière afin de permettre un mouvement angulaire ; - la figure 9 montre l'utilisation de l'élément dans une glissoire lui imprimant un mouvement hélicoïdal qui peut être combiné avec un mouvement angulaire - la figure 10 illustre l'application de l'invention à une chatne de transmission; et, - la figure Il illustre l'application de l'invention à une machine à laver. En se référant aux figures la à le, on voit un élément conforme à l'invention qui comprend des surfaces semi-cylindriques 2, 3, 4 et 5, des surfaces 2 et 4 étant opposées l'une à autre, de même que les surfaces 3 et 5 sont opposées entre elles. C'est ainsi, par exemple, que l'élément pourrait être produit à partir d'une tige ayant un axe X-X, les surfaces 2 et 4 appartenant à la surface cylindrique de la tige. Si, maintenant, on monte cette tige de fa çon à tourner autour d'un axe Y-Y perpendiculaire à l'axe X-X, et si on lui fait subir un usinage de façon que ses surfaces 3 et 5 aient le diamètre de la tige, on obtient l'élément de l'invention. Cet élément peut, par conséquent, être considéré comme étant formé de quatre surfaces semi-cylindriques 2, 3, 4 et 5 et la figure le montre la surface développée qu'on obtient avec ces surfaces. On voit que chaque partie est limitée par deux bords incurvés et que les lignes formant ces bords font partie d'une courbe sinusoI- dale de sorte que si on poursuivait le tracé, on produirait effectivement une courbe sinusoIdale. En conséquence, ces bords pourraient tracer une courbe sinusordale si les éléments roulaient le long d'une surface plane. Un tel corps peut donc rouler le long d'une surface cylindrique, ctest-à-dire autour de l'axe X-X, ou autour d'autres axes perpendiculaires à celui-ci, ctest-à-dire, autour de l'axe Y-Y, et pourrait ainsi être utilisé sous la forme d'un dispositif de mesure pour déterminer des objets ou des surfaces ou des plans perpendiculaires entre eux. Cette possibilité de mouvement à angle droit existe dans n'importe quelle position angulaire quand l'élément repose sur l'un des sommets. De plus, quand deux ou plusieurs éléments sont maintenus en phase, de sorte que leurs sommets touchent la surface commune, on peut obtenir un mouvement simultané à 90*. Cette propriété permet à des cadres de se déplacer sur 90' sans guides, mais avec la possibilité de changer, au besoin. L'élément 1 peut être utilisé comme-partie centrale d'un accouplement pour relier des arbres entre eux suivant un certain angle, tout en transmettant le mouvement de l'un des arbres à l'autre et, dans ce cas, on peut prévoir une ou plusieurs bagues pour un ou plusieurs étriers 6, 7, un premier étrier 6 s'appliquant, par exemple, contre les surfaces cylindriques 3 et 5, tandis qu'un second étrier 7 s'applique contre les autres surfaces 2 et 4. Les étriers n'entourent pas complètement l'élément 1 et sont en appui sur les côtés opposés de l'élément des arbres ou au tres,etpewent etre fixés aux étriers, soit de manière permanente, soit en les accouplant d'une manière quelconque.Ainsi, les étriers peuvent transmettre le mouvement de rotation de ou à l'élément, lequel constitue ainsi une sorte de joint universel dans lequel chaque étrier se déplace au-dessus de la surface cylindrique à laquelle il est associé en tendant à corriger le défaut d'alignement entre les deux arbres. Ce désalignement peut ne pas autre un simple désalignement angulaire, les deux arbres pouvant aussi etre parallèles l'un à l'autre, tout en étant décalés latéralement. Les arbres 8 et 9 peuvent etre fixés d'une manière quelconque aux étriers, ou ben peuvent en faire partie intégrante l'un et/ou l'autre étrier pouvant, en outre, entourer complètement l'élément 1. Les figures 4 et 5 montrent que l'élément 1 peut étre creux et que les étriers 10 et il peuvent etre montés à l'intérieur de celui-ci, les arbres 12 et 13 traversant des ouvertures 14 et 15 percées dans l'élément I. -Les ouvertures 14 et 15 peuvent etre dimensionnées de façon à limiter l'amplitude du glissement latéral, au besoin, comme représenté par l'intervalle entourant l'arbre 15 sur la figure 5. On conçoit que, dans certains cas, l'élément lui-même pourrait etre fixé à l'un des arbres et que l'autre arbre pourrait être solidaire d'un étrier s'appliquant contre l'une des surfaces cylindriques, et on envisage qu'une telle disposition pourrait trouver des applications dans certains cas. De plus, le joint pourrait être utilisé pour établir une liaison pour un fluide entre deux arbres creux reliés, par exemple, aux étriers, lesquels seraient percés d'un trou communiquant avec un canal traversant l'élément creux, ce qui permettrait d'obtenir un raccordement flexible à fluide. Un joint d'articulation universel peut aussi être produit en reliant l'élément 1 à deux arbres creux 14, 15 dont chacun a un diamètre intérieur légèrement inférieur au diamètre des surfaces cylindriques, l'un des arbres ayant, cependant, un diamètre extérieur supérieur à celui-ci, de sorte que des surfaces cylindriques peuvent être formées dans les extrémités de ces arbres, dont certaines parties peuvent ensuite être découpées afin de produire des languettes 16, 17 permettant aux deux arbres de se recouvrir légèrement, ceci permettant de produire d'une manière relativement simple, une forme de joint universel pour relier les deux arbres. La figure 7 montre une variante de réalisation utilisant des arbres rectangulaires 18, 19 dont chacun présente deux languettes d'une pièce 20, 21. Les assemblages des figures 6 et 7 ne sont pas spécialement destinés à transmettre des couples, mais sont mieux adaptés à former des joints d'encadrement dans l'ameublement, dans des gabarits et autres. Dans une autre application, l'élément 1 peut constituer un "lardon" destiné à glisser à l'intérieur d'un tube 22, par exemple, le long de l'intérieur d'un tube, avec un organe (non représenté) suspendu à l'élément, en produisant de cette manière une voie de guidage appropriée pour la tige ou autre reliant l'organe à l'élément, l'organe pouvant ainsi être amené à glisser et aussi à pivoter dans un plan ou autre. Comme représenté sur la figure 9, l'élément 1 peut être amené à glisser dans un tube 23, la fente 24, pour le passage de lte- trier 25 étant soit rectiligne, soit hélicoidale, et même lorsque la fente est hélicoidale, l'étrier peut néammoins participer à des mouvements angulaires dans le plan de cette fente. Sur la figure 10, l'élément 1 fait partie d'une chaîne de transmission comprenant des maillons 26. Chaque maillon 26 comporte une paire de griffes 27, 28 à chaque extrémité, les griffes 28 étant perpendiculaires aux griffes 27. Les griffes 27 et 28 s'appliquent contre l'élément 1 et forment ainsi une chaîne qui peut à la fois pivoter dans son plan et dans un plan perpendiculaire à celui-ci. Chaque maillon 26 comporte un évidement 29 dans lequel s'engage la dent 30 d'une roue de transmission. On a constaté que lorsque l'élément t est creux, et qu'on le remplit partiellement avec un liquide, il se produit une forte mixtion et agitation de ce liquide quand l'élément 1 tourne. En conséquence, lorsque l'élément 1 tourne autour d'un axe X-X ou Y-Y autre que celui passant par les sommets, dont l'un est indiqué en 30 sué la figure 1, et si l'axe passant par les sommets n'est pas vertical, il se produit une forte action d'agitation du liquide pendant la rotation. i Si l'axe de rotation est incliné, comme représenté sur la figure 11, et si lai surface supérieure est pourvue d'une porte, il se produit dans l'élément de lavage perforé 31 qui est entraîné en rotation dans un grand tambour cylindrique extérieur, une forte agitation du liquide tant à travers les perforations que dans l'é- lément 1, de sorte qu'on obtient une action de lavage énergique sans utiliser d'agitateur, de pales ou autres. On voit donc que l'élément qui fait l'objet de l'invention se prête à de nombreuses applications de sorte que l'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits auxquels de nombreuses modifications peuvent, d'ailleurs, être apportées sans sortir pour autant du cadre de celleci. REVENDICATIONS 1.- Elément mécanique qui comprend deux paires de surfaces cylindriques disposées à angle droit l'une par rapport à l'autre, les deux paires de surfaces cylindriques ayant un même diamètre, lesdites surfaces cylindriques se rencontrant à des sommets opposés, deux, au moins, desdites surfaces cylindriques étant reliées, à des moyens appropriés, de sorte que des forces sont transmises par les moyens reliant lesdites surfaces. 2.- Elément mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison comprennent un premier étrier ou une première chape ayant une surface cylindrique s'appliquant contre une paire opposée de surfaces cylindriques de l'élément, et un second étrier ayant une surface cylindrique s'appiquant contre la seconde paire de surfaces cylindriques de l'élément, un arbre étant relié à chaque étrier, de sorte qu'un mouvement de rotation est transmis entre les arbres même lorsque ceux-ci ne sont pas alignés axialement ou ne sont pas parallèles. 3.- Elément mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est monté dans un tube cylindrique ayant une fente, lesdits moyens de liaison incluant une chape faisant saillie à travers la fente et s'appliquant contre les deux surfaces cylindriques de l'élément qui ne sont pas au contact du tube, de sorte que la chape peut être amenée à faire glisser l'élément le long du tube, tout en restant libre de se déplacer angulairement par rapport à celui-ci autour desdites surfaces cylindriques qui ne sont pas au contact du tube. 4.- Elément mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue l'élément de liaison entre les maillons d'une chaîne, chaque maillon de cette chaîne possédant une paire de languettes semi-cylindriques opposées formant lesdits moyens de liaison à chaque extrémité, lesdites paires de liaison de chaque extrémité étant décalée à angle droit, de sorte que lesdites paires de languettes s'appliquent contre ledit élément en produisant une liaison flexible entre lesdits maillons, et que ceux-ci peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre dans deux directions à angle droit, lesdits maillons étant pourvus de moyens pour l'application d'une dent d'une roue de transmission dentée. 5.- Elément mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est creux et perforé et en ce que son axe de rotation (X-X ou Y-Y) est incliné, ledit élément étant monté dans un récipient cylindrique environnant, de sorte que quand ledit élément est partiellement immergé dans lteau et qu'il tourne, il se produit une forte agitation du liquide contenu dans le récipient. 8 feuillets