Brevet FR2523674A1 — publié le 19830923

La présente invention concerne un joint à double cardan constitué par deux croisillons, dont chacun est relié à un arbre moteur et pré- sente au moins trois tourillons, et qui sont reliés par un élément de liaison. Des joints doubles à double cardan sont connus (exemples: brevet de la République fédérale d'Allemagne n' 25 42 736, brevet des Etats- Unis d'Anéricue n' 724 068), dont les cardans individuels sont égale- ment reliés par des dispositifs de centrage, mais ces derniers sont de nature mécanique, de sorte que toutes les vibrations apparaissant d'un c 5 té'du joint sont transmises à l'autre côté par le dispositif de centrage. L'invention vise à réaliser un joint à double cardan de façon à créer une commande hydraulique, avec laquelle aucune vibration n'est excitée par une irrégularité par exemple de la pièce centrale, et à obtenir un amortissement axial ainsi qu'un amortissement en cas de choc angulaire d'un côté du joint sur l'autre Il s'agit en outre de créer un joint standard, permettant de compenser une déviation angu- laire ou un décalage radial sans dépense supplémentaire importante. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, chaque tourillon est logé dans un guide, mobile angulairement, d'un piston; les pistons coulissent dans des cylindres de l'élément de liaison, un cylindre situé d'un côté du joint interagissant par un canal de liai- son avec le cylindre diamétralement opposé de l'autre côté du joint; et un fluide remplit les canaux et les cylindres. Un avantage de ce joint à double cardan réside dans l'absence d'irrégularité de la transmission du mouvement Des forces de commande sont transmises hydrauliquement. Un autre avantage réside dans l'amortissement entre les côtés menant et mené, car des vibrations, telles que des chocs axiaux et une déviation angulaire, sont compensées ou absorbées par le fluide se trouvant dans les canaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, le logement des croisillons prend appui axialement sur des éléments élastiques. Cette forme de réalisation présente l'avantage que l'élément élastique peut absorber le mouvement circulaire effectué par le loge- ment du croisillon autour de l'axe médian Ce mouvemtent circulaire est appelé erreur orbitale ou de tripode. Selon une autre caractéristique de l'invention, les volumes de tous les cylindres sont égaux. Cette forme de réalisation présente l'avantage suivant: le dimensionrement de cvlindres et canaux égaux dans les deux pistons interagissant permet de créer un joint à double cardan centré. Il est par contre également possible d'obtenir une multiplication ou une démultiplication de l'angle de braquage Pour les applications o l'angle de braquage du joint ne doit pas être réparti régulière- ment, et selon une autre caractéristique de l'invention, les volumes des cylindres situés d'un c 6 té du joint diffèrent de ceux des cylin- dres situés de l'autre côté, un fluide incompressible étant utilisé dans ce cas; le meme résultat peut être obtenu avec un même volume de tous les cylindres, mais un fluide compressible Le mouvement de rota- tion est transmis régulièrement dans les deux cas. Selon une autre caractéristique, les cylindres et les pistons sont disposés parallèlement, axialement ou radialement par rapport à l'axe du joint. Les joints à double cardan présentent l'avantage de cylindres dis- posés suivant une direction déterminée selon les conditions d'encom- brement, ce qui permet d'obtenir un joint de faible diamètre quand les cylindres sont disposés axialement ou quand l'espace axial disponible est faible Il est possible de disposer les cylindres avec leurs pis- tons radialerient par rapport à l'axe du joint, de façon à obtenir un joint de faible longueur axiale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exem- ples de réalisation préférentielle et des dessins annexés sur les- quels: la figure 1 est la vue en perspective d'un joint à double cardan avec commande hydraulique; la figure 2 est la coupe d'un autre joint à double cardan avec une commande hydraulique selon le principe de la figure 1; la figure 3 est la coupe du joint selon figure 2, après rotation de 900; les figures 4 et 5 représentent des exemples théoriques de réalisa- tion de joints à double cardan avec disposition radiale des pistons etcylindres; la figure 6 représente un exemple de réalisation selon figure 1 pour décalage angulaire; la figure 7 représente un exemple théorique de réalisation avec des cylindres dans un même plan pour décalage radial; la figure 8 représente un exemple théorique de réalisation avec un élément central divisé pour des tâches de commande; et les figures 9 et 10 représentent chacune une variante mécanique rigide de l'élément élastique pour support axial. Le joint à double cardan selon figure 1 est essentiellement cons- titué par l'élément central 1, les croisillons 2 et 3, dont les tou- rillons 4 sont logés dans des guides 5 mobiles angulairement Les guides 5 mobiles angulairement portent chacun à l'autre extrémité un piston 6, logé avec mobilité axiale dans un cylindre 7 Le cylindre 7 est relié par un canal 8 à un autre cvlindre 7 situé de l'autre côté du joint Un fluide 9, qui peut être solide, liquide ou gazeux, remplit les canaux 8 et les cylindres 7 Les éléments élastiques 10 compensent l'erreur orbitale. Lors d'une déviation angulaire du croisillon 3, le fluide incom- pressible 9 produit une compensation sur le croisillon 2, de sorte que les deux croisillons 2 et 3 effectuent le même angle de braquage dans le cas de cylindres 7 de même taille La déviation angulaire s'effec- tue dans le même sens, car les cylindres 7 reliés par le canal sont diamétralement opposés. La figure 2 représente une autre forme de réalisation d'un Joint à double cardan, avec la différence que les pistons rotatifs ( 2 a, 2 b ou 3 a, 3 b) sont circulaires et reliés par les canaux 8 Le principe est identique à celui du joint selon figure 1 En reliant diamétrale- ment les canaux 8, on obtient un joint à double cardan dans lequel les arbres menant et mené se croisent; en reliant par contre les canaux 8 dans le même sens, on obtient un joint à double cardan dans lequel les arbres menant et mené sont décalés parallèlement. La figure 3 est la coupe de la figure 2 après rotation de 90 , les pistons rotatifs ( 2 a, 2 b ou 3 a, 3 b) étant circu aires et débou- chant dans des canaux 8. La figure 4 représente un exemple théorique de réalisation, dans lequel les pistons 6 se déplacent dans des cylindres 7 disposés radia- lement Il est dans ce cas possible de réaliser un joint à double cardan de faible longueur axiale. La figure 5 représente une autre forme de réalisation avec des pistons 6 mobiles radialement Il s'agit dans ce cas aussi de cylindres 7 disposés radialement, qui peuvent être produits de la faron t 1 hécri- que représentée. La figure 6 représente un exemple de réalisation d'un joint à double cardan, dans lequel les cylindres axiaux 7 reliés par les canaux 8 sont diamétralement opposés, de sorte que l'arbre 11 de chaque cardan effectue le même angle de braquage lors d'une déviation angu- laire du joint Les deux angles individuels donnent alors l'angle de braquage total du joint Il s'agit de la disposition en W. La figure 7 représente par contre une disposition en Z Les cylin- dres 7 sont superposés avec symétrie par rapport à un plan, de sorte que les arbres 11 effectuent certes le même angle de braquage, mais en sens opposé, de sorte que ces arbres 11 sont parallèles entre eux. La figure 8 représente un autre exemple théorique de réalisation, dans lequel la pièce centrale 1 est divisée en pièces la et lb, les cylindres 7 étant disposés chacun dans un élément de liaison la, lb; les canaux sont réalisables sous forme de tubes ou de flexibles et peuvent couvrir une longueur importante Il est ainsi possible, à l'aide de tubes ou de flexibles, d'effectuer la comtmande l-ydraulique de la pièce la vers la pièce lb du joint, sur une grande distance. La figure 9 représente un élément support axial 10 mécaniquement rigide Le logement du croisillon 2, 3 prend appui sur cet élément, de sorte que l'erreur orbitale ou de tripode est absorbée Il peut s'agir d'une surface plane 12 du logement du croisillon 2, 3,:e contour extérieur de l'élément rigide 10 devant alors présenter une surface 13 correspondant au mouvement orbital pour le logement du croi- sillon 2,3. Sur la figure 10, l'élément rigide 10 présente une surface sphé- rique 13, le logement du croisillon 2,3 devant alors présenter une surface 12 correspondant au mouvement orbital du croisillon 2, 3. afin d'interdire un grippage. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1 Joint à double cardan constitué par deux croisillons, dont cha- cun est relié à un arbre moteur et présente au moins trois tourillons, et qui sont reliés par un élément de liaison, ledit joint étant caractérisé en ce que chaque tourillon ( 4) est logé dans un guide ( 5) mobile angulairement, d'un piston ( 6); les pistons ( 6) coulissent dans des cylindres ( 7) de l'élément de liaison, un cylindre ( 7) situé d'un côté du joint interagissant par un canal de liaison ( 8) avec le cylin- dre ( 7) diamétralement opposé de l'autre côté du joint; et un fluide ( 9) remplit les canaux ( 8) et les cylindres ( 7). 2 Joint à double cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le logement des croisillons ( 2, 3) prend appui axialement sur des éléments élastiques ( 10). 3 Joint à double cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que les volumes de tous les cylindres ( 7) sont égaux. 4 Joint à double cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que les volumes des cylindres ( 7) situés d'un côté du joint diffèrent de ceux des cylindres situés de l'autre côté. Joint à double cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres ( 7) et les pistons ( 6) sont disposés parallèlement, axialement ou radialement par rapport à l'axe du joint. 6 Joint à double cardan selon revendication 1, caractérisé en ce que le fluide ( 9) est compressible et/ou incompressible. l