Brevet FR2429928A1 — publié le 19800125

La presente invention est relative aux transmis sions disposées entre l'arbre de sortie d'un groupe moto propulseur et un organe mené, du type comportant un arbre de transmission suspendu réuni à l'organe mené par un joint homocinétique fixe et à l'arbre de sortie du groupe moto propulseur par un joint homocinétique coulissant comprenant deux pièces principales dont l'une porte des chemins de roulement d'axes parallèles à son axe de rotation dont la longueur conditionne la valeur du coulissement possibleL' invention s'applique nor tannent au cas on l'organe mené est une roue de véhicule autaxbile à trame tion avant,le groupe moto-Propulseur étant alors constitué par I'ensere moteur-boite de vitesses-différentie1 de ce véhicule. On sait que les moteurs des véhicules automo biles, par suite de l'imperfection de leur équilibrage dyna mique et de l'irrégularité de leur couple, font apparaître sur l'arbre de sortie du groupe moto-propulseur des vibrations radiales et axiales. I1 est donc nécessaire d'empecher au maximum la répercussion de ces vibrations dans la structure du véhicule, afin de ne pas détériorer le confort des passa gers par des bruits et des vibrations. Une première mesure allant dans ce sens a con sisté à isoler le groupe moto-propulseur de la structure du véhicule au moyen de plots élastiques. Cependant, il existe un autre trajet de cheminement des vibrations, à savoir l'ar bre de transmission, le pivot de roue et les bras de suspen sion. En ce qui concerne ce trajet, on a résolu le problème posé par les vibrations axiales de l'arbre de sortie au moyen du joint coulissant mentionné plus haut, en particulier au moyen d'un joint à tripode,qui procure un excellent coulisse ment axial même pour un fort couple transmis. Par ailleurs, il était jusqu'ici admis dans la technique des transmissions qu'un arbre suspendu doit être aussi léger que possible, et ce pour plusieurs raisons, par exemple eu égard à l'équilibrage dynamique de cet arbre. Ceci explique que, dans les transmissions du type précité, non seulement l'arbre suspendu est creux, mais encore la pièce du joint coulissant qui porte les chemins de roulement, qui est, et de loin, l'élément le plus lourd de ce joint, est invariablement portée par 1 'arbre de sortie du groupe moto-propulseur, l'autre pièce principale du joint coulissant étant portée par l'arbre suspendu.Cet agencement est également favorable sous d'autres aspects : la longueur du soufflet de protection du joint coulissant n'est pas limitée, et la pièce principale qui porte les chemins de roulement se prête bien a un raccordement par bride aux arbres de sortie courts et munis d'une bride dont sont généralement équipés les groupes moto-propulseurs d'automobiles. Cependant, la Demanderesse a découvert qu'avec un tel agencement, dans certaines applications, notamment dans les véhicules à traction avant à moteur diesel, l'intensité de la composante axiale de la vibration induite dans l'arbre de transmission par les vibrations radiales de l'arbre moteur devenait telle que l'allégement de l'arbre de transmission n'était plus suffisant pour abaisser de façon acceptable le niveau de vibration de la structure du véhicule. Elle s'est donc posé le problème de trouver d'autres moyens d'abaisser ce niveau de vibration. Suivant l'invention, la solution de ce problème réside dans le fait que la pièce du joint coulissant qui porte des chemins de roulement est fixée à l'arbre suspendu alors que l'autre pièce principale de ce joint est fixée à l'extrémité dudit arbre de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une transmission conforme à l'invention; la Fig. 2 représente en coupe et de façon schématique, à plus grande échelle, un détail de la transmission de la Fig. 1; la Fig. 3 est un diagramme des efforts induits par les vibrations dans l'arbre suspendu de cette transmission. La transmission représentée à la Fig. 1 relie le groupe moto-propulseur 1 d'un véhicule à traction avant à la roue avant gauche 2 de ce véhicule. Le groupe moto-propulseur 1 comprend le moteur, la boîte de vitesses et le différentiel. Bien entendu, une transmission identique, non représentée, relie le groupe moto-propulseur à la roue avant droite du véhicule. Le groupe moto-propulseur 1 repose sur l'ossature 3 du véhicule avec interposition de plots élastiques 4. Le pivot de roue 5 est relié à l'ossature 3 par des bras de suspension supérieur 6 et inférieur 7 articulés à leurs deux extrémités. La transmission comprend un arbre suspendu tubulaire 8 disposé entre l'arbre de sortie 9 du groupe motopropulseur 1 et la fusée de roue 10, cette dernière tourillonnant dans le pivot 5 sans possibilité de coulissement axial. L'arbre 8 est relié à la fusée 10 par l'intermédiaire d'un joint homocinétique 11 non coulissant ou "fixe" à grand angle de travail, de n'importe quel type connu approprié, muni d'un soufflet de protection étanche 12. Un joint à tripode coulissant 13 assure l'entraînement de l'arbre 8 par l'arbre de sortie 9. L'arbre 9, oui constitue l'arbre moteur de la transmission, est plus précisément l'arbre de sortie du différentiel du véhicule. Le joint coulissant 13 absorbe les variations de distance entre la fusée de roue 1O et l'arbre de prise de puissance 9, ces variations de distance résultant des débattements des bras de suspens ion 6 et 7 du véhicule et du groupe moto-propulseur. Le joint 13 comporte une tulipe 14 et un tripode 15. La tulipe 14 a la forme d'une coS Lili 2 révolution dont une extrémité, appelée culasse, est fermée et cui prescnnte trois gorges rectilignes 16 parallèles à sssl axe, a circulaire, espacées angulairement les unes des autres de 1200 et débouchant à l'autre extrémité de la coquille. Ces gorges 16 guident les trois galets 17 du tripode; ces derniers ont une surface active 18 sphérique et sont montés rotatifs et coulissants sur trois bras radiaux 19 issus d'un moyeu 20 qui est fixé sur l'extrémité de l'arbre moteur 9. Un ressort de compression 21 logé dans la tulipe tend à en faire sortir le tripode.Le joint 13 est muni d'un soufflet de protection 22 présentant une partie cylindrique qui entoure la tulipe et une partie convergente de forme générale tronconique. Ce soufflet est fixé de façon étanche par une extrémité sur la périphérie extérieure de la culasse de la tulipe et, par la petite base de sa partie tronconique, sur la périphérie de l'arbre moteur 9, en un emplacement voisin du carter du groupe moto-propulseur 1. Le soufflet 22 définit ainsi avec la tulipe un volume étanche rempli une fois pour toutes de lubrifiant. Au voisinage de chaque extrémité, le soufflet 22 présente un renflement 23. Comme on le voit mieux à la Fig. 2, où le ressort 21 et le soufflet 22, dans un but de clarté, ont été omis, la culasse de la tulipe 14 est pourvue d'une extension axiale étagée 24. La partie extrême, de plus faible diamètre, de celle-ci est emboîtée dans l'extrémité de l'arbre creux 8, dont elle est rendue solidaire par un cordon de soudure annulaire 25. En service (Fig. 2), l'arbre moteur 9 vibre en entraînant le tripode 15 qui en est solidaire; ses vibrations se décomposent en une vibration axiale (flèche f) et une vibration radiale (flèche g). La vibration axiale n'a aucun effet notable sur l'arbre 8, car elle est absorbée par le libre coulissement des galets 17 dans les gorges 16 de la tulipe. La vibration radiale a pour amplitude a et pour pulsation ; f désigne l'angle des axes X-X' et Y-Y' des arbres 9 et 8. La Fig. 3 illustre l'effet de la vibration radiale sur la tulipe. Sur cette figure, on a fortement exagéré a, et on a assimilé le joint 11 à une articulation fixe à rotule. Si l'on néglige les frottements entre les galets 17 et les gorges 16, les premiers ne peuvent exercer sur les secondes que des forces radiales par rapport à l'axe de cellesci. Comme les gorges 16 sont parallèles à l'axe de l'arbre 8, il s'ensuit que la résultante de l'effort exercé par le tripode sur la tulipe est une force N purement radiale par rapport à l'arbre 8. La tulipe se déplace radialement avec la puisa tion et l'amplitude h = a cors # ; si M désigne la masse de la tulipe, l'intensité de la force inertielle N est M.a cos & t 2. cos Q t. Aucune vibration axiale n'est donc induite dans l'arbre 8 et transmise au joint 11 et, de là, à l'ossature du véhicule, puisque la force N est perpendiculaire à l'axe Y-Y'. L'expérience montre que, de façon surprenante, un tel agencement fournit économiquement et sans complication de la transmission un confort et un silence accrus aux passagers du véhicule, malgré l'importante augmentation de poids de l'arbre 8 portant la tulipe 14. Une disposition analogue peut s'appliquer à des types de joints coulissants autres que les joints à tripodes, notamment à certains joints à billes à cage dans lesquels la cage et les billes se déplacent pendant le mouvement de télescopage à la même vitesse que l'un des arbres. - REVENDICATIONS 1.- Transmission entre l'arbre de sortie d'un groupe moto-propulseur et un organe mené, notamment pour l'entraînement d'une roue de véhicule automobile à traction avant, du type comportant un arbre de transmission suspendu réuni à l'organe mené par un joint homocinétique fixe et à l'arbre de sortie du groupe moto-propulseur par un joint homocinétique coulissant comprenant deux pièces principales dont l'une porte des chemins de roulement d'axes parallèles à son axe de rotation dont la longueur conditionne la valeur du coulissement possible, caractérisée en ce que la pièce (14) du joint coulissant (13) qui porte des chemins de roulement (16) est fixée à l'arbre suspendu (8) alors que l'autre pièce principale (15) de ce joint est fixée à I'extrémité dudit arbre de sortie (9). 2.- Transmission suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le joint coulissant (13) est un joint a tripode. 3.- Transmission suivant la revendication 1, caractériséeeoequelejoint coulissant est un joint à billes. 4.- Transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'arbre suspendu (8) est tubulaire. 5.- Transmission suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce t14) portant des chemins de roulement (16) présente une extension axiale (24) emboitée et fixée dans l'extrémité adjacente de l'arbre suspendu (8). 6.- Transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un soufflet de protection (22) est fixé de façon étanche d'une part sur la périphérie de la pièce (14) portant des chemins de roulement (16) et d'autre part sur l'arbre de sortie (9), au voisinage du carter du groupe moto-propulseur (1).