Brevet FR2498274A1 — publié le 19820723

La présente invention concerne les accouplements télescopiques à galets, destinés à relier deux organes rotatifs alignés pouvant subir un mouvement relatif de translation paral- lèlement à leur axe commun. Un tel accouplement est du type comprenant un fourreau tubulaire cylindrique dont les géné- ratrices sont parallèles à la direction Ode coulissement, et destiné à être fixé à l'un des deux organes à relier, ce four- reau délimitant au moins deux chemins de roulement pour au moins deux galets montés rotatifs sur des tourillons solidaires d'une tige elle-même destinée à être fixée à l'autre desdits or- ganes. Un exemple en est décrit dans le brevet français n072 02 619, demandé le 26 Janvier 1972 par la même Société. De tels accouplements sont utilisés notamment dans des arbres de transmission entraînés en rotation sous couple et qui doivent autoriser une certaine variation de longueur en oppo- sant une résistance aussi faible que possible. Par rapport aux so- lutions traditionnelles des accouplements à cannelures, un disposi- tif d'accouplement à galets offre l'avantage d'opposer une résis- tance au coulissement beaucoup plus faible, par exemple de l'or- dre de 50 fois plus faible qu'avec les meilleurs dispositifs à can- nelures coulissantes. Par rapport au mode de réalisation décrit dans le brevet antérieur précité, le but recherché est d'obtenir un coût réduit, une grande légèreté et une possibilité de construction en grande série 'out en conservant bien entendu les mêmes qualités de très libre coulissement, de fiabilité et de longévité. De telles qualités doivent notamment permettre une application dans l'indus- trie automobile. L'invention a donc pour objet un accouplement à galets du type défini précédemment, caractérisé en ce qu'à son extré- mité opposée à l'organe auquel il est fixé, le fourreau porte un couvercle fixé sur ce fourreau par une attache élastique, ce cou- vercle délimitant une surface perpendiculaire à l'axe de l'accou- plement et venant en butée avec interposition d'un organe d'étan- chéité contre l'extrémité adjacente du fourreau, ce même couver- cle délimitant des moyens de guidage et d'étanchéité pour la tige portant les galets. Suivant d'autres caractéristiques - le fourreau est obtenu de préférence, à partir d'un tube filé, coupé à longueur, puis broché et traité au niveau des chemins de roulement; - le couvercle est moulé en matière plastique; le couvercle comporte des parties en saillie sur sa face interne, qui coopèrent avec les chemins de roulement du fourreau pour assurer le centrage du couvercle par rapport au fourreau; - lesdites saillies sont évidées pour pouvoir re- cevoir en partie les galets, en fin de course en extension; -le couvercle comporte une butée de fin de course en extension, coopérant avec une surface de butée solidai- re de la tige; - le couvercle comporte une collerette annu- laire, entaillée et délimitant une lèvre d'étanchéité. pour la tige L'invention a également pour objet un arbre de transmission, notamment, pour véhicule automobile, caracté- risé en ce qu'il comporte un accouplement tel que défini ci- -dessus. L'invention va être décrite plus en détail ci- dessous en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'accouplement suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue de détail suivant la flèche F de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une vue en perspective du fourreau; - la Fig. 4 est une vue en bout de la face interne du couvercle; et - la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne -5 de la Fig. 4. La Fig. 1 représente l'extrémité d'un arbre d'axe X-X équipé d'une mâchoire de joint de cardan. Cette mâchoire 1 est reliée par un accouplement 10 suivant l'invention à un tube de transmission 2. L'accouplement proprement dit comprend un four- reau tubulaire cylindrique 11 soudé sur la mâchoire 1 et qui dé- limite trois chemins de roulement 12 pour trois galets 13. De pré- férence, ce fourreau est coupé à longueur dans un tube filé à chaud ou à froid, en acier susceptible d'accepter un durcissement super- ficiel par exemple par trempe par induction ou après cémenta- tion, de façon à pouvoir délimiter les chemins de roulement pré- cités. Ces chemins de roulement ont une section circulaire et re- çoivent des galets de forme sphérique, montés rotatifs et coulis- sants sur trois tourillons 14 d'un tripode 15 fixé à une tige ou à un arbre 16 solidaire du tube de transmission 2. La forme sphérique des galets permet d'assurer une bonne répartition de la pression le long de la génératrice de contact avec les chemins de roulement. Ils pourraient cependant être cylindriques et rouler sur des chemins plans. De même, c'est suivant une réalisation préférée que ces galets sont montés sur des aiguilles 17 maintenues par un chapeau 18 enclenché élastiquement à l'extrémité de chaque tourillon 14. A son extrémité éloignée de la mâchoire 1 et dirigée vers le tube de transmission 2, le fourreau 11 est àbbtu- ré par un couvercle 20 moulé en une matière plastique convenable, telle que du " Nylon " par exemple. Ce couvercle assume plu- sieurs fonctions baportantes et doit donc être décrit en détail. Sa forme générale correspond à celle du fourreau 11 (Fig. 4). Il comporte une saignée 21 dont le fond constitue une surface de portée pour l'extrémité adjacente 19 du fourreau. Une garniture d'étanchéité souple 22 est interposée entre le fond de la saignée et le bord du fourreau'.La forme de cette saignée correspond à la forme en section transversale du fourreau. La partie du couvercle disposée radiàlement à l'intérieur de cette saignée comporte trois saillies 23 qui s'étendent à partir d'une collerette 23a et qui assurent le cen- trage par rapport au fourreau métallique. Pour améliorer ce centrage, chacune de ces saillies comporte deux rebords 24 des- tinés à coopérer respectivement avec les pistes opposées d'un chemin de roulement. Ces mêmes rebords peuvent également servir à maintenir en place, avant assemblage, la garniture d'étanchéité 22. De plus, chacune desdites saillies comporte un évidement 25 qui permet en position extrême de coulissement de recevoir une partie du galet adjacent. Le couvercle délimite également une surface interne de portée cylindrique 26, recevant à joint étanche la tige 16. Afin d'améliorer cette étanchéité, la collerette 23 est en- taillée en 27 de façon à délimiter une lèvre souple 28. Par ail- leurs, sur sa face extérieure, le couvercle délimite un loge- ment 29 pour une garniture d'étanchéité 30 et comporte de préférence des nervures de renforcement 31. La fixation du couvercle 20 sur le fourreau 11 est réalisée au moyen d'une attache métallique élastique 40 comprenant trois branches 41 dont les extrémités viennent s'engager dans des logements matricés 42 prévus dans le four- reau. Cette attache élastique comporte une ouverture axiale 43 pour le passage de la tige 16, tout en assurant la retenue de la garniture d'étanchéité 31. Après montage, elle permet au dis- positif de résister à une force de traction de l'ordre de deux tonnes. Le fonctionnement de ce dispositif n'a pas à être décrit en détail: on comprend en effet que lors d'un dépla- cement axial entre le tube de transmission 2 et le joint de car- dan dont fait partie la mâchoire 1, la tige 16 portant le tripode et les galets peut coulisser à l'intérieur du fourreau 11. La li- mitation de course en extension totale du dispositif est obtenue par la butée du tripode contre la collerette 23- du couvercle. Les avantages qu'il présente sont les suivants - les chemins de roulement étant terminés d'exécution par brochage présentent une bonne précision dimen- sionelle. Etant donné que le couvercle est centré par rapport à ces chemins de roulement et qu'il est maintenu fermement, le guidage de la tige 16 par le couvercle est précis et fiable Ceci permet, entre autres avantages, l'équilibrage précis des transmissions tournant. à.hautes vitesses et par conséquent l'ap- plication à l'automobile - le coulissement est parfaitement libre même sous couple élevé; - la compacité axiale du dispositif est maximale compte tenu de la longueur de coulissement autorisée, ceci no- tamment grâce à la forme particulière du couvercle et à l'utili- sation optimale de toute la longueur des chemins de roulement; - la butée en fin de course d'extension est inso- nore; - ce dispositif est de construction particulière- ment économique, étant donné la réalisation de ses composants le fourreau étant réalisé en un tube étiré, coupé à longueur puis broché et trempé, ce tube est coupé à la dimension correspondant à la longueur du coulissement nécessaire pour chaque applica- tion. Le même tube peut donc être utilisé quelles que soient les applications envisagées; le tripode, le couvercle et l'attache sont également standards; le couvercle est une pièce moulée en matière plastique dont le montage est rapide et simple: l'at- tache est une pièce en tôle pliée et trempée qui sert également à protéger la garniture d'étanchéité 31 et constitue une butée de fin de course en compression. - le couvercle remplit plusieurs fonctions étanchéité vis à vis du fourreau; centrage par rapport à ce même fourreau; butée de fin de course pour le tripode; gui- dage axial de la tige portant le tripode; étanchéité vis à vis de cette tige: - l'assemblage du dispositif est très rapide et ne requiert aucun outillage spécial; - il est très léger ce qui est particulièrement appréciable pour réduire le balourd d'un arbre de transmission tournant par exemple à cinq ou six mille tours/mn; - il est très fiable et a une longévité très impor- tante étant donné qu'il est lubrifié à vie et que le roulement des galets sur aiguilles confère un fonctionnement sans frottement et donc sans usure ni échauffement. Bien que le dispositif ait été représenté sous for- me d'un tripode, c'est à dire avec trois galets guidés dans trois chemins de roulement, et que cette solution soit considérée comme préférable étant donné son caractère isostatique, il est clair que le dispositif peut également être réalisé avec deux galets ou plus de trois galets, et un nombre de chemins de roulement correspondant. REVENDICATIONS 1 - Accouplement télescopique à galets, du type compre- nant un fourreau tubulaire cylindrique (11) dont les génératrices sont parallèles à la direction (X-X) de coulissement et destiné à être fixé à l'un des deux organes à relier, ce fourreau délimitant au moins deux chemins de roulement (12> pour au moins deux galets (13) montés rotatifs sur des tourillons (14) solidaires d'une tige (16) elle-même destinée à être fixée à l'autre desdits organes, caractérisé en ce qu'à son extrémité opposée à l'organe auquel il est fixé, le fourreau (11) porte un couvercle (20) fixé sur ce four- reau par une attache élastique (40), ce couvercle délimitant une surface (21) perpendieulàire à l'axe (X-X) de l'accouplement et venant en butée avec interposition d'un organe d'étanchéité (22) contre l'extrémité adjacente (19) du fourreau, ce même couvercle (20) délimitant des moyens de guidage et d'étanchéité pour la tige portant les galets. 2 - Accouplement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau est de préférence obtenu à partir d'un tube filé, coupé à longueur, puis broché et traité au niveau des che- mins de roulement. 3 - Accouplement suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le couvercle (20) est moulé en matière plastique. 4 - Accouplement suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le couvercle (20) comporte des parties (23) en saillie sur sa face interne, qui coopèrent avec les chemins de roulement (12) du fourreau (11) pour assurer le centrage du couvercle par rapport au fourreau. - Accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites saillies (23) comportent des rebords (24) qui coopèrent avec les chemins de roulement. 45982V4 6 - Accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites saillies (23) sont évidées pour pouvoir recevoir les galets (13), en fin de course en extension du dispositif. 7 - Accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle comporte une butée (23) de fin de course en extension, coopérant avec une surface de butée solidaire de la tige (16). 8 - Accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle comporte une collerette annulaire (23 a), 1o entaillée (en 27) et délimitant une lèvre d'étanchéité (28) pour la tige (16). 9 - Accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle délimite un logement (30) pour une garni- ture d'étanchéité (31) coopérant avec la tige (16). 10 - Accouplement suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'attache (40) assure la retenue de la garniture d'étan- chaité (31). 11 - Arbre de transmission, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10.