Brevet FR2392274A1 — publié le 19781222

La présente invention concerne le domaine des joints universels et plus particulièrement des joints universels bomocinétiques. Il est connu dans l'art antérieur (par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3.125.870) d'utiliser un joint universel comportant seulement trois tourillons montés inclinés suivant un angle aigu sur un arbre d'entratnement comportant des éléments. formés d'une partie de bille montés de façon à pouvoir tourner et à coulisser sur les tourillons, et logés dans des rainures de l'arbre entratné avec lesquelles ils coopèrent, les éléments de tourillonset Les rainures étant inclinés suivant un angle aigu par rapport aux arbres pour former un joint universel homocinétique.Il est reconnu que dans ce type de joint universel, les tourillons ou axes sur lesquels sont montés les éléments de billes partielles sont soumis à une déformation sous l'effet de la charge due au couple puisque les extrémités extérieures de ces éléments ne sont pas supportées et que le couple est appliqué sur ceux-ci seulement au niveau de leur extrémité intérieure, là où ils sont reliés à l'arbre. C'est par conséquent, un objet de la présente invention de prévoir un joint universel homocinétique du type décrit ci-dessus dans lequel il ne se produit pas de déformation sous des charges dues au couple relativement importantes, et qui permet une inclinaison importante entre les arbres d'entratnement et entratné. C'est un autre objet de la présente invention de prévoir un joint universel homocinétique du type décrit comprenant un moyen pour supporter et appliquer un couple sur l'extrémité extérieure,ou extrémité opposée à l'arbre qui les supporte, des tourillons. La présente invention permet d'atteindre les objets susmentionnés au moyen d'un joint homocinétique du type décrit, en prévoyant un organe de transmission du couple relié à un arbre et à l'extrémité des tourillons opposés à cet arbre, le joint universel comportant lui-mEme trois tourillons inclinés à un angle aigu par rapport à l'arbre et comportant des éléments de billes partielles pouvant coulisser et tourner sur ceux-ci pour transmettre le couple.L'organe de transmission du couple est fixé sur son arbre et comporte des alésages pour recevoir les extrémités des tourillons opposées à l'arbre qui les supporte de telle manière que le couple soit appliqué aux tourillons à leurs deux extrémités afin d'augmenter la capacité de couple dujointxlniversel et, en moine temps, d'éviter la déformation des tourillons pour des charges dues au couple supérieures. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en liaison avec les dessins cijoints dans lesquels : La figure 1 est une vueenperspective d'un joint universel du type décrit ci-dessus; et La figure 2 est une vue en coupe partielle du joint de la figure 1 selon la présente invention. Les figures 1 et 2 représentent un joint universel 10 qui supporte lui-meme ses éléments et qui est prévu pour assurer un en tratnement à vitesse constante entre un arbre 12 et un arbre 14. Comme on le décrira plus en détail ci-après, le présent joint universel relie les arbres 12 et 14 de manière que l'un puisse entratner l'autre et que, quand ils sont entratnés en rotation et que leur axe est incliné d'un angle quelconque allant jusqu'd l'angle maximal permis, la vitesse angulaire des deux arbres est toujours exactement la m8rne, indépendamment de leur position lors d'un cycle de rotation de 3600.Ainsi, le joint universel 10 assure un entralnement qui est couramment appelé 'lentratnement à vitesse constante" ou bomocinéti- que par rapport à l'entratnement assuré par des joints universels non homocinétiques qui n'assurent pas un entratnement à vitesse constante et dont de nombreux types sont bien connus dans ce domaine.Ainsi, quand on appelle le joint universel selon la présente invention joint homocinetique, on se réfère à la définition ci-dessus.En.outre, on remarquera que- les arbres 12 et 14 ne sont pas appelés spécifiquement ici arbre d'entratnement et arbre entratné,étant entendu que les arbres peuvent titre arbre d'entratnement ou entratné quand le joint 10 fonctionne, suivant la direction de transfert du couple. Un organe 16 est accouplé à l'arbre 12 et un organe 17 est accouplé à l'arbre 14. Sur l'organe 16 sont montés plusieurs éléments supports ou tourillons 20 dont l'axe longitudinal central 21 est incliné à un angle aigu "a" par rapport à l'axe longitudinal 24 de l'arbre 12. Les tourillons 20 comportent une partie d'extrémité intérieure 22 et une partie d'extrémité extérieure ou partie d'extrémité opposée à l'arbre qui les supporte 23. L'organe 17 comporte une partie de moyeu 18 accouplée à l'arbre 14 et une partie conique évasée 19 s'étendant vers l'arbre d'entraînement 12. Dans la partie 19 sont ménagées plusieurs rainures 28 qui forment des parties de cylindre, le nombre de rainures 28 correspondant au nombre de surfaces cylindriques 30 sur chacun des côtés de celles-ci.Les rainures 28 ont un axe longitudinal central 32 qui est incliné à angle aigu bu par rapport à l'axe longitudinal central de l'arbre 14. Un élément d'accouplement ou élément de bille partielle 40 est disposé sur chacun des tourillons 20. Les éléments 40 sont représentés comme comportant en leur partie centrale des roulements à aiguilles 42 qui les supportent sur les tourillons 20. Les éléments d'accouplement 40 sont prévus pour tourner par rapport aux tourillons 20 et peuvent également coulisser par rapport aux tourillons 20 vers le haut et vers le bas le long de l'axe longitudinal 21. Les éléments d'accouplement 40 ont généralement une surface sphérique 44 qui a un rayon sensiblement égal au rayon des surfaces 30 des rainures 28 pour assurer une coopération appropriée entre eux. Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, les angles aigus "a1, et "b" sont égaux pour obtenir un joint homocinétique, supportant lui-meme ses composants, où ceuxci ne décrivent pas d'orbite, et assurant une liberté de débattement axial et permettant d'utiliser plus de trois éléments d'accouplement si on le désire. Quand un couple est transmis entre les arbres, l'entraînement est transmis par l'intermédiaire des éléments de billes 40 et des rainures 28 de l'arbre 12 a l'arbre 14. Dans la figure 2, les arbresl2 et 14 sont représentés alignés, leurs axes 24 et 34 colncidant. Toutefois, quand ces axes sont orientés suivant un angle tel que celui représenté par exemple dans la figure 1 et que l'arbre d'entraînement tourne, l'entraînement est transmis a l'arbre entraîné par les éléments de billes 40 et les rainures 28, les billes rendant le joint universel en roulant et coulissant sur les tourillons 20. Bien que, comme on l'a mentionné ci-dessus, les éléments de billes 40 puissent être munis intérieurement de roulements à ai guilles.2; il apparaîtra à l'homme de l'art que les éléments de billes 40 peuvent, si on le désire, être montés sur les tourillons -sans y inclure de roulements d'aucun type. Un organe de transmission du couple 50 est accouplé à l'ar bre 12, par des cannelures 52, par exemple. L'organe 50 a généralement la forme d'une cuvette et comporte une partie s'étendant généralement radialement 54 qrti porte les cannelures 52 et une partie s'étendant généralement axialement 56. Une partie support 58 est réalisée sur la partie s 1étendant axialement 56 et comporte plusieurs alésages ou ouvertures 60. Un alésage 60 est prévu pour recevoir chacun des tourillons 20.Quand un couple est appliqué à l'arbre 12, par exemple, le couple est transmis aux tourillons 20 par l'intermédiaire de l'élément 16 à l'extrémité intérieure 12 du tourillon 20 et par le manchon de transmission de couple 50 à l'ex- trémité extérieure ou éloignée de l'arbre, 23, du tourillon 20. Avec la construction selon la présente invention,il apparatt que le couple est appliqué aux tourillons 20 à chacune de leurs extrémités. Ainsi, les tourillons 20 sont supportés correctement pour éviter qu'ils se déforment sous charge et la capacité de couple du joint 10 est accrue en exerçant le couple sur les tourillons 20 à chacune de leurs extrémités. Comme cela est représenté dans la figure 2, un soufflet en cirutchouc souple 70 peut être utilisé pour protéger le joint universel contre la poussière ou d'autres éléments de contamination en cours de fonctionnement, le soufflet 70 fléchissant quand les arbres 12 et 14 sont inclinés l'un par rapport à l'autre. Le soufflet 70 est retenu sur le manchon 50 par un collier 72. Comme cela apparattrat d'autres types d'accouplement entre 11 organe de transmission du couple 50 et l'arbre 12 peuvent être utilisés; par exemple, la partie 54 pourrait etre soudée à l'arbre 12 pour assurer un accouplement résistant entre eux. Egalement, comme le montre la figure 2, les tourillons 20 constituent des axes ou tiges montés dans l'élément 16. Les tourillons 20 pourraient titre fixés sur l'élément 16 par soudure et/ou par d'autres techniques connues. Comme cela est représenté dans le mode de réalisation particulier, les tourillons 2a sont au nombre de quatre. Un joint pouvant fonctionner peut également entre réalisé en utilisant seulement trois tourillons si on le désire. La figure 1 représente, en perspective, le joint universel 10 selon la présente invention dans lequel le soufflet 10 et l'organe de transmission du couple 50 sont enlevés pour en montrer clairement la construction, et on remarquera que la figure 1 représente le mode de réalisation de la figure 2 dont l'organe 50 a été retiré. D'après ce qui précède, il apparaît que la présente invention prévoit un Jointuniversel homocinétique unique utilisant trois tourillons ou axes, ou plus, sur lesquels sont montés des éléments de billes pouvant coulisser et tourner, et dont les axes ou tourillons ne peuvent se déformer en prévoyant une liaison permettant de transmettre le couple à chacune des extrémités des axes telle que les axes sont convenablement supportés et que leur inclinaison ne peut varier par rapport à leur arbre respectif. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Joint universel pour assurer la transmission d'un couple entre deux arbres, comprenant un premier organe accouplé à l'un des arbres; un second organe accouplé à l'autre arbre; au moins trois supports reliés au premier organe et inclinés suivant un angle aigu par rapport au premier arbre,ces supports ayant une extrémité opposée au premier organe; un élément d'accouplement monté de façon à pouvoir tourner et à pouvoir coulisser sur chacun de ces supports, trois rainures au moins étant ménagées dans le second organe et s étendant suivant un second angle aigu par rapport à l'autre arbre, les éléments d'accouplement étant logés dans ces rainures, d'où il résulte qu'un couple peut titre transmis entre les arbres quand les arbres sont inclinés l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de transmission de couple (50) s'étendant entre le premier arbre (12) et l'extrémité opposée (23) des supports pour transmettre un couple à ladite extrémité opposée. 2 - Joint universel selon la revendication 1, caractEri- sé en ce que les supports comprennent des tourillons (20) et les éléments d'accouplement comprennent des éléments de billes (40) ayant une surface extérieure généralement sphérique en contact avec les rainures (28) dans le second organe. 3 - Joint universel selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de transmission du couple (50) a une forme de cuvette et est fixé sur le premier élément et comporte des ouvertures (60) pour recevoir les extrémités des supports. 4 - Joint universel selon la revendication 1* caractérisé en ce que vs premier et second angles aigus ("a", "b") sont égaux. 5 - Joint universel selon la revendication 3, caractéri sé en ce que l'Organe de transmission du couple comporte des ouvertures (60) pour recevoir l'extrémité (23) des tourillons opposée à l'arbre qui les eupporte.