Brevet FR2515289A1 — publié le 19830429

La présente invention concerne les dispositifs d'articulation à double cardan et rotule. On connait déjà de tels dispositifs destinés à as- surer une transmission sensiblement homocinétique entre un arbre menant et arbre mené. A cet effet, chacun des arbres est rendu solidaire d'une mâchoire de cardan qui porte l'un des éléments de la rotule. En outre, les mâchoires précitées sont reliées en- tre ellesau moyen de croisillonspar un organe de liaison intermédiaire. Dans certains des dispositifs connus de ce type, les pièces formant éléments de rotule traversent des alé- sages ménagés à cet effet dans les croisillons Un tel agencement, outre qu'il affaiblit la résistance des croi- sillons, rend nécessaire d'accroître leur encombrement et par là-même, celui du dispositif d'articulation. Afin d'éviter l'utilisation de croisillons munis d'un alésage central de passage des pièces portant les éléments de la rotule, on a proposé de réaliser des ma- choires en forme de chape fermée incorporant les éléments de la rotule. De tels agencements nécessitent la réalisation de pièces spéciales et par conséquent onéreuses. Afin de remédier à cet inconvénient, on a égale- ment proposé de réaliser des dispositifs d'articulation à double cardan en utilisant des mâchoires de construc- tion ordinaire disposées dos à dos, la rotule étant réa- lisée par des pièces rapportées coopérant avec les moyeux desdites mâchoires. Bien que plus économique, cette solution nécessite d'une part, la réalisation avec une grande précision des pièces rapportées destinées à former la rotule, et pose d'autre part des problèmes de liaison entre les mâchoires et les arbres. Ce problème est résolu en façonnant les branches des mâchoires de manière que celles-ci présentent des pattes de liaison avec une bride montée à l'extrémité de chacun des arbres à relier. L'invention vise à remédier aux inconvénients pré- cités des dispositifs de la technique antérieure en cré- ant un dispositif à double cardan dans lequel les éléments constituant la rotule sont réalisés de telle façon que leur montage ne nécessite aucune modification des pièces constituant le dispositif. Elle a donc pour objet un dispositif d'articula- tion à double cardan et rotule destiné à assurer la trans- mission d'un mouvement de rotation entre un arbre menant et un arbre mené destines à etre rendus solidaires respec- tivement d'une première et d'une seconde mâchoires de cardan portant chacune un dés éléments de la:rotule et étant reliées par des croisillons à un organe de liaison intermédiaire, caractérisé en ce que chacun des éléments de la rotule est réalisé lui-même sous forme d'une mâchoi- re dont les branches sont engagées entre les branches de la mâchoire correspondante du dispositif et en contact avec lesdites branches, et dont l'âme porte une saillie coopérant avec une saillie complémentaire prévue sur l'au- tre élément, les mâchoires de chacun desdits éléments de la rotule présentant dans leurs branches des orifices trans- versaux recevant les portions en saillie vers l'intérieur des roulements au moyen desquels les croisillons sont mon- tés dans les branches des mâchoires du dispositif d'arti- culation. D'autres caractéristiques de l'invefttion apparai- tront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux déssins annexés, sur lesquels la Fig 1 est une vue en élévation et en coupe partielle du dispositif d 'earticulation suivant l'inven- tion; la Fig 2 est une vue en coupe à plus grande échel- le des éléments du dispositif de la Fig l qui constituent la rotule du dispositif; la Fig 3 est une vue en coupe montrant un premier mode d'immobilisation transversal de l'un des éléments formant la rotule dans la mâchoire correspondante du dis- positif d'articulation suivant l'invention; la Fig 4 est une vue analogue à la Fig 3 montrant un autre mode d'immobilisation transversal de l'un des éléments formant ladite rotule dans la mâchoire correspon- dante du dispositif; la Fig 5 est une vue de dessus de l'agencement de la Fig 4; la Fig 6 est une vue en coupe transversale mon- trant une variante des moyens d'immobilisation d'un élé- ment formant la rotule dans la mâchoire correspondante du dispositif; et la Fig 7 est une vue partielle en coupe montrant une variante des moyens d'étanchéité de la rotule du dis- positif suivant l'invention; Le dispositif d'articulation représenté à la Fig l comporte une première mâchoire 1 dont le moyeu 2 est des- tiné à être solidarisé d'un arbre menant non représenté et dont les branches 3 sont reliées par l'intermédiaire d'un croisillon 4 à une pièce intermédiaire 5 de liaison avec une seconde mâchoire 6 Cette dernière comporte un moyeu 7 destiné à recevoir un arbre mené non représenté et des branches 8 portant un croisillon 9 au moyen duquel cette seconde mâchoire est reliée à la pièce intermédiai- re 5. Le dispositif comporte en outre un ensemble de ro- tule désigné par la référence générale 10 et constitué par un premier élément il monté dans la mâchoire l et un second élément 12 monté dans la mâchoire 6. Cet ensemble représenté plus en détail à la Fig 2, est réalisé en une matière plastique présentant des carac- téristiques de résistance de mécanique suffisantes compte tenu des contraintes que subit le dispositif et une élas- ticité suffisante pour satisfaite aux nécessités de monta- ge Le nylon est une matière tout à fait appropriéepour la réalisation-des éléments de la rotule Chacun de ceux-ci présente une mâchoire 13, 14 dont les dimensions extérieu- res sont telles qu'elles d'adaptent aux dimensions inté- rieures des mâchoires 1 et 6 du dispositif d'articulation. Les branches des mâchoires 13 et 14 sont pourvues d'ori- fices transversaux respectifs 15 et 16 de diamêtreségaux aux diamètres des alésages transversaux 17,18 prévus dans les branches des mâchoires 1 et 6 et dans lesquels sont engagés les roulements 19, 20 des croisillons 4, 9. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig 1, les roulements 19,20 présentent une hauteur supérieure à l'épaisseur des manches des mâchoires 1 et 6, de sorte que la portion in- férieure de chacun de ces roulements fait saillie vers l'intérieur hors de chacune des branches Ces portions en saillie des roulements ont été utilisées par la Demanderes- se pour assurer la fixation et le maintien des mâchoires de chacun des éléments Il et 12 de la rotule par introduc- tion desdites portions dans les-orifices transversaux 15 et 16 de celles-ci. L'élément de rotule 11 comporte en outre une âme 21 et une saillie cylindrique 22 opposée à la mâchoire 13 Dans la saillie 22 est ménagée un alésage axial 23 dans lequel est engagée une boule 24 qui fait saillie par rapport à l'âme 25 de l'autre élément 12 de la rotule. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig 1, chacune des branches 13,14 des mâchoires 11,12 consti- tuant ladite rotule est en outre immobilisée transver- salement par un rivet 26 qui traverse un trou 27 ménagé dans l'extrémité de chacune desdites branches et un trou 28 percé à proximité de la base de chacune des branches 3,8 des mâchoires 1 et 6 du dispositif d'articulation. Dans certaines applications dans lesquelles les efforts subis par le dispositif n'entraînent pas une sol- licitation des mâchoires des éléments de rotule à se dé- placer en rotation par rapport aux mâchoires du disposi- tif d'articulation, le fait que les branches 3 et 8 des mâchoires de ce dispositif présentent en section trans- versale une courbure non négligeable et que la surface extérieure des branches des mâchoires 13,14 des éléments de rotule présente une courbure complémentaire, empê- che tout mouvement latéral des mâchoires en contact qui sont par ailleurs immobilisées par les roulements 19,20. des croisillons 4 et 9. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig 1, un soufflet de protection 29 est fixé dans des gorges périphériques , 31 prévues dans les âmes des éléments 11 et 12 de la rotule de manière à protéger les parties en prise de cel- le -ci. Sur la Fig 3, sur laquelle l'élément de rotule mâle 12 a été représenté, on voit que les branches de la râchoi- re 14 sont immobilisées en rotation par rapport aux bran- ches 8 de la mâchoire 6 du dispositif d'articulation par des ergots 32 venus de moulage engagés dans des trous 33 prévus à proximité de la base de chacune des branches 8 et comportant des têtes de maintien 34 à leurs extrémités. Bien entendu, l'élément femelle correspondant à l'élément male de la Fig 3 présente les mêmes moyens d'im- mobilisation en rotation de ses branches par rapport aux branches de la mâchoire correspondante du dispositif d'ar- ticulation. Les Fig 4 et 5 sur lesquelles seul l'élément mâle a de nouveau été représenté, mntrent un autre mode de réa- lisation de l'immobilisation en rotation des branches des éléments de rotule par rapport aux branches des mâchoires du dispositif d'articulation. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig 4, l'âme 25 de la mâchoire 14, présente deux saillies transversales 35 qui s'étendent vers l'extérieur par rapport à la base de cha- cune des branches de ladite mâchoire Ces saillies sont incurvées et centrées sur les trous transversaux 16 et présentent une denture interne:36 qui vient en prise avec une denture correspondante 37 prévue à l'extrémité de cha- cune des branches 8 de la mâchoire 6 du dispositif d'arti- culation. Sur la Fig 6, on a représenté en coupe transversa- le encore un autre moyen d'immobilisation en rotation des mâchoires de la rotule par rapport aux mâchoires du dispositif d'articulation. On voit sur cette figure, que l'on considérera com- me représentant les pièces correspondant aux pièces pré- sentées aux Fig 3 à 5, que les branches de la mâchoire 14 de la rotule comportent chacune deux saillies latérales 39 qui viennent en prise avec les surfaces latérales des branches 8 de la mâchoire 6 du dispositif d'articulation empêchant ainsi tout mouvement de rotation de la mâchoire 14 par rapport à la mâchoire 6 autour des roulements des croisillons (non représentés) par lesquels elles sont maintenues Les saillies latérales 39 peuvent être prévues soit à proximité de la base, soit à proximité de l'extrémi- té libre de chacune des branches 14 de la mâchoire de l'élément de rotule Bien entendu, l'autre élément de rotule est pourvu de saillies d'immobilisation de branchesanalogues aux saillies 39 représentées à la Fig 6. La Fig 7 montre une variante des moyens d'étanchéi- té utilisés pour protéger l'articulation de la rotule du dispositif suivant l'invention. On voit sur cette figure que l'alésage axial 19 de l'élément de rotule femelle il est pourvu d'une lèvre pé- riphérique d'extrémité 40 venue de matière, qui, tout en permettant l'engagement de l'extrémité en forme de boule 24 de l'élément complémentaire 12 assure ensuite, du fait de son élasticité, l'étanchéité de l'articulation ainsi réalisée Un tel agencement remplace avantageusement la protection par soufflet sur laquelle il présente notamment l'avantage de la simplicité de réalisation et de montage. L'originalité du dispositif qui vient d'être décrit, réside dans le fait que l'ensemble rotulaire est réali- sé en deux pièces principales fixées à l'intérieur des mâchoires d'extrémité du dispositif d'articulation En outre, les efforts résultant de la présence de la rotule sont supportés par cet ensemble grâce au fait que ces deux pièces sont maintenues par le passage des roulements des croisillons associés dans les branches des pièces de l'ensemble rotulaire. On aboutit ainsi à un dispositif qui allie la sim- plicité de réalisation à un encombrement réduit au point qu'il ne nécessite aucune modification dimensionnelle d'un dispositif analogue qui ne comporterait d'ensemble rotulaire. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'articulation à double cardan et rotule destiné à assurer la transmission d'un mouvement de rotation entre un arbre menant et un arbre mené desti- nés à être rendus solidaires respectivement d'une premiè- re et d'une seconde mâchoires de cardan ( 1,6) portant cha- cune un des éléments ( 11,12) de la rotule et étant reliées par des croisillons ( 14,9) à un organe de liaison intermé- diaire ( 5), caractérisé en ce que chacun des éléments ( 11, 12) de la rotule est réalisé lui-même sous forme d'une mâ- choire ( 13,14) dont les branches sont engagées entre les branches ( 3,8) de la mâchoire correspondante du dispositif et en contact avec lesdites branches, et dont l'âme porte une saillie ( 22) coopérant avec une saillie complémentaire ( 24) prévue sur l'autre élément ( 12), les mâchoires ( 13, 14) de chacun desdits éléments de la rotule présentant dans leurs branches des orifices transversaux ( 15,16) re- cevant les portions en saillie vers l'intérieur des rou- lements ( 19,20) au moyen desquels les croisillons ( 4,9) sont montés dans les branches ( 3; 8) des mâchoires ( 1,6) du dispositif d'articulation. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que dans ladite saillie ( 22) de l'un des élé- ments ( 11) de la rotule est ménagé un alésage axial ( 23) dans lequel est engagée une boule ( 24) constituant la saillie de l'autre élément ( 12) de ladite rotule. 3 Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications et 2, caractérisé en ce que les branches-43-i - 8) desdites mâchoires ( 1,6) du dispositif présentant une courbure dans le sens transversal, les surfaces extérieures des branches des mâchoires ( 13,14) des éléments de rotule présentent une courbure complémentaire assurant une immo- bilisation transversale des branches des mâchoires ( 13, 14) des éléments de rotule par rapport aux branches ( 3,8) des mâchoires ( 1,6) du dispositif. 4 Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en ou- tre des moyens ( 26,27,28; 32,33,34; 35,36,37; 39) complé- mentaires d'immobilisation transversale des branches des mâchoires ( 13, 14) des éléments de rotule par rapport aux branches ( 3,8) des mâchoires ( 1,6) du dispositif. Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'immobilisation complémen- taires sont constitués par un rivet ( 26) engagé dans un trou ( 27) ménagé dans l'extrémité de chaque branche des mâchoires ( 13,14) des éléments de rotule et dans un trou correspondant ( 28) prévu dans chaque branche ( 3,8) des mâ- choires ( 1,6). 6 Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'immobilisation complémen- taires sont constitués par un ergot ( 32) venu de matière avec chaque branche des mâchoires ( 13,14) des éléments de rotule, engagé dans un trou ( 33) correspondant ménagé dans chaque branche ( 3,8) des mâchoires ( 1,6) du disposi- tif d'articulation. 7 Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'immobilisation complémen- taires sont constitués par une saillie ( 35) venue de ma- tière avec l'âme ( 25 > de chacune des mâchoires ( 14) des éléments de rotule ( 11,12), ladite saillie présentant une denture ( 36) qui coopère avec une denture complémen- taire ( 37) prévue à l'extrémité de la branche ( 8) corres- pondante de la mâchoire ( 6) du dispositif d'articulation dans laquelle l'élément de rotule ( 12) est monté. 8 Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'immobilisation complémen- taires sont constitués par deux saillies latérales ( 39) venues de matière avec chacune des branches des mâchoires ( 14) des éléments de rotule ( 12) et qui sont en contact avec des portions latérales correspondantes de chacune des branches ( 8) des mâchoires ( 6) du dispositif d'arti- culation. 9 Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 8, comportant des moyens d'étanchéité pour les portions en prise ( 23,24) des éléments de rotule ( 11, 12), caractérisé en ce que ces moyens d'étanchéité sont constitués par une lèvre ( 40) venue de matière avec l'é- lément de rotule ( 11) dans lequel est mérnagé ledit alé- sage axial ( 23), ladite lèvre ( 40) se-trouvant à l'extré- mité ouverte dudit alésage ( 23) et présentant une élasti- cité suffisante pour permettre l'engagement dans celui ici de la boule ( 24) de l'autre élément ( 12) de la rotule et pour assurer ensuite l'étanchéité de l'articulation ainsi constituée.