Brevet FR2522094A1 — publié le 19830826

La présente invention concerne un joint universel à mobilité angulaire, comportant pour la transmission du couple au moins trois billes équi- distantes suivant le sens circonférentiel, montées en translation radiale dans des ouvertures de l'élément intérieur du joint et guidées dans des gorges de l'élément extérieur. Des joints de ce type sont connus (cf par exemple les brevets de la République fédérale d'Allemagne n' 2 225 499 et 2 634 581); ils présentent l'inconvénient suivant: une partie de leur frottement est un frottement de glissement, qui exerce une influence négative sur le rendement du joint Les tailles dépendent en outre des billes employées, car la construction dépend des couples à transmettre, qui déterminent alors le diamètre des billes. L'invention a pour objet un joint dans lequel le frottement est essentiellement de roulement, et dont le diamètre de construction est en outre variable, indépendamment de la capacité de transmission du couple. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, chaque bille prend appui, du c 8 té situé en regard de l'axe de rotation du joint, sur une pièce centrale logée dans la cavité de l'élément inté- rieur du joint et maintenue par les billes, les points d'appui se situant dans le plan médian commun des billes. Le joint selon l'invention présente l'avantage suivant: les bil- les de transmission du couple transmettent les mouvements à la bille centrale et la plus grande partie peut être convertie en un frottement de roulement par le mouvement en sens inverse Il est en outre possible de concevoir un joint dont les billes tiennent certes compte de la capacité de transmission du couple, mais dont la bille centrale est variable, de façon à permettre une adaptation aux conditions de mon- tage envisagées par le diamètre extérieur du joint. La pièce centrale effectue un petit mouvement excentrique par rap- port au centre du joint, c'est-à-dire au point d'intersection des axes menant et mené, de sorte que le déplacement du centre des billes pro- duit par le braquage du joint est compensé au moins en partie La valeur du déplacement du centre dépend de l'angle de braquage instan- tané. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce centrale est réalisée sous forme d'une bille. Selon une autre caractéristique de l'invention, les ouvertures de l'élément intérieur du joint sont des alésages dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur des billes et dont l'axe coupe l'axe de rotation du joint de façon à former une cavité pour le logement de la bille centrale dans l'élément intérieur du joint. Cette solution présente l'avantage d'une fabrication très simple, car il suffit de produire dans l'élément intérieur du joint une ouver- ture pour chaque corps roulant, par alésage par exemple, la cavité interne servant de logement à la bille centrale étant obtenue simul- tanément quand la profondeur d'alésage est suffisante. Selon une autre caractéristique de l'invention, des tampons en matière plastique ou caoutchouc par exemple sont disposés entre les diverses billes pour compenser le jeu et atténuer le bruit. Des joints de ce type sont utilisables comme joints d'entraîne- ment, joints de direction dans des entraînements de machine ou sur des arbres longitudinaux à rotation rapide dans la construction auto- mobile. 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 une coupe axiale du joint universel à mobilité angu laire; la figure 2 est une coupe suivant l'axe I-I du joint selon figure 1; la figure 3 représente le détail des billes et de l'élément intérieur du joint; et la figure 4 illustre schématiquement le principe des billes. Le joint représenté aux figures 1 et 2 est essentiellement cons- titué par l'élément intérieur 1, dans la cavité 2 duquel est logé l'élément intérieur 3 Ce dernier est réalisé en une seule pièce avec l'arbre moteur 4 La transmission du couple est assurée par les billes , qui sont logées d'une part dans les gorges 6 de l'élément extérieur 1 du joint et d'autre part dans des évidements 7 de l'élément intérieur 3 Les gorges 6 de l'élément extérieur 1 sont, dans le sens axial, parallèles à l'axe 8 du joint Le diamètre des évidements 7 de l'élé- ment intérieur 3 correspond aux billes 5 Ces dernières sont main- tenues dans les évidements 7 de façon à présenter une translation radiale Au centre de l'élément intérieur 3 du joint se trouve une bille centrale 9, sur laquelle prennent appui les billes 5 assurant la transmission du couple La cavité 10 servant de logement à la' bille centrale 9 est obtenue par le prolongement au-delà du centre des divers évidements 7 contenant les billes 5 de transmission du couple. L'étanchéité de la cavité 2 par rapport à l'atmosphère est assu- rée par un joint d'étanchéité fixe d'une part et une manchette d'étanchéité 11 d'autre part. La figure 2 représente l'élément intéreiru 3 du joint, dans les évidements 7 duquel sont logées les billes 5 assurant la transmission du couple La cavité 10 contient la bille centrale 9, sur laquelle les autres billes 5 prennent appui au point 12 La figure 4 illustre le mode de fonctionnement Les billes 5 sont logées dans les gorges 6 de l'élément extérieur 1 du joint L'élément intérieur 3 guide les billes, qui prennent appui sur la bille centrale 9, dans les évidements 7 Lors du braquage du joint d'un angle $, une bille se déplace dans le sens 13 et la bille opposée dans le sens 14 Les billes 5 roulent alors dans les gorges 6 de l'élément extérieur du joint, suivant le sens des flèches, la bille centrale 9 tournant toujours dans le sens opposé Une bille 5 roule toujours sur la bille centrale, de sorte qu'un frottement de roulement apparaît. 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 universel à mobilité angulaire, comportant pour la trans- mission du couple au moins trois billes équidistantes suivant le sens circonférentiel, montées en translation radiale dans des ouvertures de l'élément intérieur du joint et guidées dans des gorges de l'élé- ment extérieur, ledit joint étant caractérisé en ce que chaque bille ( 5) prend appui, du côté situé en regard de l'axe ( 8) de rotation du joint, sur une pièce centrale ( 9) logée dans la cavité ( 10) de l'élé- ment intérieur ( 3) du joint et maintenue par les billes ( 5), les points d'appui se situant dans le plan médian commun des billes. 2 Joint universel selon revendication 1, caractérisé par la réali- sation de la pièce centrale ( 9) sous forme d'une bille. 3 Joint universel selon revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures ( 7) de l'élément intérieur ( 3) du joint sont des alésages dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur des billes ( 5) et dont l'axe coupe l'axe ( 8) de rotation du joint de façon à former une cavité ( 10) pour le logement de la bille centrale ( 9) dans l'élément intérieur ( 3) du joint. 4 Joint universel selon revendication 1, caractérisé en ce que des tampons en matière plastique ou caoutchouc par exemple sont disposés entre les diverses billes pour compenser le jeu et atténuer le bruit.