Brevet FR2478232A1 — publié le 19810918

i L'invention concerne un arbre articulé, en parti- culier pour la propulsion de véhicules automobiles, comprenant un arbre tubulaire ou tube dont les extrémités présentent des portions creuses cannelées pour la réception (emmanchement coulissant) de joints d'articulation par lesquels est transmis un couple d'entrai- nement. Les arbres articules de ce genre doivent satisfaire à la double exigence suivante: être ldgerset pouvoir transmettre des couples élevés et, en même temps, pouvoir être fabriqués économi- quement. * On connaet des arbres articulés (demande de brevet publiée DEAS 2 135 909 de la République Fédérale d'Allemagne) dont le tube est creux sur toute la longueur et possède partout le même diamètre extérieur, y compris sur ses portions réceptrices de joints. Le dimensionnement d'un tel tube pose le problème suivant. Si le dia- mètre extérieur est choisi relativement petit, il faut un tube de forte épaisseur de paroi pour que le couple nécessaire puisse être transmis. Si le diamètre extérieur est choisi relativement grand, l'épaisseur de paroi du tube peut 8tre,nettement plus faible mais on est obligé d'utiliser des joints relativement gros s'emmanchant conve- nablement dans les portions extrêmes réceptrices du tube. Les deux solutions entraînent une augmentation de poids qu'il serait souhai- table d'éviter. Sur le plan de la fabrication, ce genre de tubes a en plus l'inconvénient que leur mise en forme exige un usinage par enlèvement de copeaux. Partant de cet état de la technique, l'invention vise à créer un tube profilé fabrique sans enlèvement de copeaux, dont les sections droites tout au long du tube possedent sensible- ment la même résistance et dont les portions extrêmes réceptrices de joints présentent des diamètres de réception aussi petits que possible, de sorte que des joints d'articulation de plus petit diamètre de révolution peuvent Ctre employés. Selon une caractéristique essentielle de l'inven- tion a) l'épaisseur de paroi du tube est comprise entre 1/8 et 1/15 du diamètre extérieur du tube et b) le diamètre extérieur du tube est plus grand sur sa partie médiane que sur ses portions extrêmes réceptrices de joints. Cette conformation a l'avantage que le diamètre relativement grand que peut avoir la plus grande partie du tube permet de lui donner une très faible épaisseur de paroi. Les portions extrêmes réceptrices ayant un plus petit diamètre que le reste du tube, il est possible d'utiliser des joints dont le pouvoir de trans- mission de couple est adapté à l'application. Avec la solution selon l'invention, il n'est pas nécessaire de dimensionner l'ensemble du tube en fonction du diamètre intérieur que possède l'élément inté- rieur du joint qui convient quant au couple à transmettre. Même si cet élément - qui est à solidariser en rotation avec le tube - possède un petit diamètre, on peut conférer la résistance à la tor- sion requise à l'extrémité de tube, de diamètre correspondant, en lui donnant une forte épaisseur de paroi et une profondeur de trempe suffisante. De plus, si la place disponible pour le montage de l'arbre articulé est réduite, on peut prévoir une ou plusieurs varia- tions de diamètre ou gradins entre chaque portion extrême et le milieu du tube, le diamètre augmentant de la portion extrême vers le milieu du tube et chaque augmentation de diamètre s'accompagnant d'une dimi- nution de l'épaisseur de paroi. De telles variations de diamètre du tube permettent de résoudre certains problèmes de manque de place. Pour éviter des quantités inutilement grandes de graisse à l'intérieur des joints, une autre caractéristique prévoit que les ouvertures aux extrémités du tube sont fermées, par des bouchons par exemple. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'eemples de réalisation préférés mais non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une coupe axiale d'une partie de tube et d'un joint d'un arbre articulé selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale d'un tube seul pour un arbre selon l'invention; - la figure 3 est une coupe axiale d'un tube, égale- ment pour un arbre selon l'invention, qui possède deux changements de diamètre et d'épaisseur entre sa partie médiane et chaque extré- mité. L'arbre représenté partiellement sur la figure 1 se compose essentiellement de deux joints homocinétiques 1 et d'un arbre creux ou tube 2 qui relie les deux joints. Pour simplifier, la figure 1 ne représente qu'un joint et une partie seulement du tube. Le joint homocinétique 1 possède un élément exté- rieur 3 qui entoure une cavité cylindrique et dont la paroi intérieure présente des rainures 4 pour la réception de billes 5. Dans la cavité de l'élément extérieur est disposé en outre un élément de joint inté- rieur 6 dont la surface extérieure présente des rainures 7, dont le nombre correspond au nombre des rainures 4. Chaque rainure 7 de l'élé- ment intérieur croise une rainure 4 de l'élément extérieur et reçoit avec elle une bille 5 pour la transmission du couple. Les billes 5- sont guidées dans des fenêtres d'une cage 8 prévue entre l'élément intérieur 6 et l'élément extérieur 3 du joint. Dans l'exemple repré- senté, la cage 8 est guidée par sa surface extérieure sphérique sur la surface intérieure de l'éliment extérieur 3. Les deux éléments 3 et 6 peuvent être déplacés axialement l'un par rapport à l'autre. Le bout d'arbre ou bout de tube 9 est pourvu d'une cannelure 10 a son extrémité côté joint et est reçu par cette extrémité dans une ouver- ture correspondante de l'élément intérieur 6 du joint. Pour empêcher la pénétration de crasse, poussière ou eau, un soufflet 11 est prévu d'un côté et un couvercle 12 de l'autre cOté du joint. A la place du joint de type VL décrit et représenté, on peut utiliser aussi d'autres joints, notamment des joints du type RF ou des joints tripodes. La figure 2 représente un tube 2 séparément. Il est creux sur toute sa longueur, y compris les bouts 9. L'épaisseur de paroi 13 du tube 2 correspond tout au plus à 1/8 du diamètre exté- rieur 14 du tube 2. Une variation de diamètre et d'épaisseur 15 est prévue entre la partie médiane du tube 2, ayant le plus grand diamètre- extérieur 14, et chaque bout 9, l'épaisseur de paroi dans la région du bout 9 étant plus grande que l'épaisseur de paroi 13 de la partie médiane du tube. Le bout 9 possède un profil cannelé 10 qui a été réalisé sans enlèvement de copeaux pour la réception de l'élément intérieur 6 du joint. Les extrémités ouvertes du tube 2 sont fermées par des bouchons 16 pour que la graisse à l'intérieur du joint ne puisse pas s'échapper vers l'intérieur du tube 2. La figure 3 représente un tube semblable à celui de la figure 2 mais possédant deux variations d'épaisseur et de diamètre 15 entre chaque bout 9 et la partie médiane du tube. A partir d'un bout 9, le diamètre de l'arbre augmente et l'épaisseur de paroi diminue à chaque variation ou gradin 15. Dans sa partie médiane, le tube 2 possède de nouveau une épaisseur de paroi 13 qui correspond tout au plus à 1/8 du diamètre extérieur 14. Ce tube possède également un profil cannelé 10 et un bouchon 16 à chaque extrémité. R E V E N D I CA T I 0 N S 1. Arbre articule, en particulier pour la propulsion de véhicules automobiles, comprenant un arbre tubulaire ou tube dont les extrémités présentent des portions creuses cannelles pour la réception (emmanchement coulissant) de joints d'articulation par lesquels est transmis un couple d'entraînement, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi (13) du tube (2) est comprise entre 1/8 et 1/15 du diamètre extérieur du tube (2) et le diamètre extérieur (14) du tube (2) est plus grand sur la partie médiane du tube (2) que sur les portions extrêmes (9) réceptrices de joints du tube (2). 2. Arbre articulé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube (2) possède une ou plusieurs variations de diamètre ou gradins (15) entre chaque portion extrême (9) et la partie médiane du tube (2), le diamètre augmentant de la portion extrême vers le milieu du tube et chaque augmentation de diamètre s'accompagnant d'une diminution de l'épaisseur de paroi du tube. 3. Arbre articulé selon la revendication 1, caractérise en ce que les ouvertures aux extrémités réceptrices de joints du tube (2) sont fermées, par des bouchons (16) par exemple.