Brevet FR2526101A1 — publié le 19831104

La présente invention concerne les joints de cardan et se rapporte plus particulièrement aux joints de cardan comprenant une liaison élastique de trans- mission de couple. On a décrit au brevet français no 72 00 813 dépo- sé le 11 Janvier 1972, un assemblage d'une mâchoire de joint de cardan avec un arbre, dans lequel l'arbre est engagé à l'intérieur d'un manchon en élastomère compri- mé radialement au contact de la paroi de l'extrémité de la mâchoire formant moyeu. Grâce à un tel agencement connu, on obtient un amortissement des vibrations entre l'arbre et la mâchoi- re et par conséquent entre l'arbre et l'autre arbre nor- malement accouplé avec la mâchoire conjugée du joint de cardan. Cependant, pour que la transmission de couple par l'intermédiaire du manchon en élastomère soit assu- rée dans de bonnes conditions, il est nécessaire que ce manchon soit en contact d'une part avec la paroi du moyeu: de la mâchoire et d'autre part avec l'extrémité de l'arbre correspondant,sur une longueur relativement importante, ce qui accroît l'encombrement en longueur de l'ensemble. En outre, l'extrémité de l'arbre engagé dans le manchon en élastomère doit présenter une forme particu- lière destinée à empêcher la rotation relative de l'ar- bre et du manchon, ce qui implique un façonnage de l'extrémité de l'arbre Par ailleurs, dans un agencement du type décrit au brevet précité, la présence d'un manchon élastique entre un arbre et le moyeu de la mâchoire du joint de cardan associée à celui-ci a des effets différents sur les deux mâchoires du joint, notamment en ce qui concer- ne l'amortissement des vibrations et la suppression du bruit, de sorte aue pour obtenir un système homogène, il est nécessaire de prévoir un manchon en élastomère dans les moyeux des deux mâchoires. Il en résulte un accroissement du prix de re- vient de l'ensemble. L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en créant un joint de cardan qui tout en pré- sentant un encombrement longitudinal réduit permette d'assurer des transmissions de couple avec un amortisse- ment efficace des vibrations. Elle a donc pour objet un double joint de car- dan constitué de deux mâchoires d'extrémité reliées cha- cune par un croisillon à un organe de liaison intermédiai- re comprenant une partie extérieure et une partie intérieu- re reliées entre elles par un élément élastique interposé entre la partie extérieure et la partie intérieure, carac- térisé en ce que chacune desdites parties extérieure et intérieure est formée à partir d'un flan de tôle roulée et soudée ou d'un tube et comporte une mâchoire correspon- dante de liaison de ladite partie avec un croisillon cor- respondant, associé à une mâchoire d'extrémité du joint. D'autres caractéristiques et avantages de l in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue en élévation et en demi- coupe du double joint de cardan suivant l'invention; la Fig 2 est une vue en demi-coupe suivant la liane 2-2 de la Fig l; 0 la Fig 3 est une vue de dessus avec demi-coupe partielle du double joint de cardan de la Fig 1. la Fig 4 est une demi-coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig 1 montrant la forme du palier relais du double joint de cardan; la Fig 5 est une vue en élévation et en demi- coupe d'un autre mode de réalisation du double joint de cardan suivant l'invention; la Fig 6 est une vue en demi-coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig 5; et la Fig 7 est une vue de dessus avec demi-coupe partielle du double joint de cardan de la Fig 5. Le double joint de cardan représenté aux Fig 1 à 4, comporte principalement une première et une seconde mâ- choires 1 et 2 qui comportent chacune un moyeu 3, 4 de liaison avec un arbre correspondant non représenté et des branches respectives 5,6 au moyen desquelles elles sont reliées par des croisillons 7,8 à un organe de liaison intermédiaire 9. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig 3, les moyeux 3 et 4 des mâchoires 1 et 2 sont des moyeux fendus formant colliersde serrage en vue de la fixation des mâchoires sur les arbres correspondantset présentant des pattes latéra- les respectives 10,11 percées d'orifices 12,13 pour le _passage de boulons de serrage non représentés. Les mâchoires 1 et 2 sont avantageusement réali- sées en tôle d'acier épaisse découpée et roulée. L'organe de liaison intermédiaire 9 est réalisé en deux parties 14,15 disposées coaxialement et reliées entre elles par un élément élastique 16 constitué par un manchon en élastomère Chacune des parties 14 ' et 15 de l'organe de liaison intermédiaire 9 est réalisée en tôle roulée et soudée Les cordons de soudure des parties 14 et 15 sont représentés respectivement en 17 et 18 sur la Fig 2. Ainsi qu'on peut le voir plus clairement à la Fig 3, les parties 14 et 15 de l'organe de liaison inter- médiaire 9 définissent chacune des mâchoires 19,20 dans les alésages transversaux desquelles sont engagés respecti- vement des tourillons des croisillons 8 et 7 dont les autres tourillons coopèrent avec les branches 6 et 5 des machoires 1 et 2. Afin que les branches des mâchoires 19 et 20 de l'organe de liaison intermédiaire 9 se trouvent ali- gnées, les branches de la mâchoire 19 portées par la partie extérieure 14 sont pincées vers l'intérieur. La section transversale des parties extérieure et intérieure 14, 15 est relativement importante par rap- port à la section transversale du reste du joint Ainsi, on obtient une surface de contact entre les parties ex- térieure et intérieure 15 et le manchon en élastomère 16 adaptéeà la valeur du couple maximum à transmettre à l'ai- de du joint de cardan. Bien entendu, le manchon en élastomère 16 peut 1 _ être fixé aux parties extérieure 14 et intérieure 15 par adhérisation de ses surfaces extérieure et intérieure aux surfaces correspondantes de ces parties. Il peut également être fixé par adhérisation de l'une de ses surfaces à la partie correspondante 14 ou 15 avec laquelle il est en contact et être -emanché à force dans l'au- tre partie Enfin, il peut être simplement serré entre les parties 14 et 15 Ainsi qu'on peut le constater notamment à la Fig 2, les parties extérieure 14 et intérieure 15 de l'or- gane de liaison intermédiaire du joint de cardan suivant l'invention orésentent des sections transversales non cir- culaires, en forme de rectancle curviligne, par exemple. L'extrémité de la partie intérieure 15 de l'orga- ne de liaison intermédiaire 9 opposée à la mâchoire 20 présente des prolongements axiaux 22 diamétralement oppo- ss-, formant buttesen rotation pour la partie intérieure par rapport à la partie extérieure 14 et destinés à coopérer avec les bords des branches de la mâchoire 19 de la partie extérieure 14. Il est également possible de ne prévoir qu'un seul de ces prolongements axiaux. Les prolongements 22 formant butées en rotation ont pour fonction, selon le choix de leur position angu- laire sur la partie intérieure 15 par rapport aux bords correspondants des branches de la mâchoire de la partie extérieure, de limiter le couple transmis par le manchon en élastomère 16 à une valeur prédéterminée. Ils peuvent également être disposés dans des po- sitions correspondant aux limites de la capacité de trans- mission de couple du manchon 16. Ainsi, lorsque le couple à transmettre par le joint de cardan atteint une valeur prédéterminée ou bien devient tel qu'il entraîne une déformation trop importan- te du manchon en élastomère 16, la partie intérieure 15 vient en prise par l'intermédiaire de ces saillies 22 avec la partie extérieure 14, de sorte qu'il y a trans- mission du couple par entraînement de pièces métalliques entre elles On évite ainsi la destruction du manchon en élastomère sous l'effet d'un couple trop important. Du côté de la mâchoire 20 portée par la pièce intérieure 15, la pièce extérieure 14 comporte une pièce annulaire 23 formant butée axiale fixée à l'aide de pat- tes rabattues ou écrasées 24 prévues sur la partie extérieure 14. La butée axiale 23 aui se trouve en regard de l'extrémité correspondante de la partie intérieure 14 permet d'éviter un déplacement relatif dela partie inté- rieure 15 par rapport à la partie extérieure 14 dans le sens de l'éloignement des croisillons 7 et 8. Les déplacements relatifs de ces deux parties 14 et 15 dans le sens contraire sont empêchés de la même fa- çon par les épaulements 25 résultant du pincement des bran- ches de la mâchoire 19 de la partie extérieure 14 On est ainsi assuré que le manchon 16 reste en prise avec les deux parties 14 et 15 de l'organe de liaison intermédiaire. Comme représenté aux Fig 1, 2 et 4, à l'une des extrémités du manchon en élastomère 16 est prévue une pièce annulaire 26 en matériau rigide, en matière plas- tique par exemple, formant palier relais résistant aux effets de couple complémentaire qui apparaît lorsque le double joint de cardan transmet de forts couples sous des angles de transmission importants. La pièce annulaire 26 est fixée par exemple par adhérisation à une extrémité du manchon 16 avec un léger jeu par rapport à la partie intérieure 15 de l'organe de liaison 9. Compte tenu de la forme des parties 14 et 15 de l'organe de liaison, la pièce annulaire 26 présente des dégagements 27 représentés à la Fig 4 qui permettent -un déplacement angulaire relatif des parties extérieure et intérieure 14 et 15. Les dégagements 27 forment également des butées dont le rôle est analogue à celui des prolongements axiaux 22 qu'il est alors possible de supprimer. Dans les conditions de transmission de fort cou- ple sous un angle important indiquées plus haut, la partie extérieure 14 tend à se déplacer par rapport à la partie intérieure 15 de manière que leurs axes ne sont plus con- fondus, ce qui entraîne une déformation axiale du manchon 16 Le palier relais 26 empêche cette déformation axiale et assure donc le maintien du manchon 16 en contact avec les parties 14 et 15 sur toute sa longueur. Le double joint de cardan représenté aux Fig 5 à 7 est semblable à celui décrit en référence aux Fig. 1 à 4 à l'exception près qu'il comporte un organe de liaison intermédiaire 28 dont les parties extérieure 29 et intérieure 30 sont de forme cylindrique. Dans l'exemple représenté, les parties 29 et 30 sont réalisées en tôle roulée et soudée. Elles peuvent également être réalisées à partir de tubes de sections correspondantes. Les parties 29 et 30 sont reliées entre elles par un manchon en élastomère 31 également cylindrique, soit fixé aux faces correspondantes des parties 29 et 30 par adhérisation, soit fixé à l'une de ces pièces par adhéri- sation et emmanché à force sur ou dans l'autre. Comme le précédent, le double joint de cardan représenté aux Fig 5 à 7 comporte une pièce annulaire 32 de forme circulaire, formant palier relais résistant aux effets de couple complémentaire. Par ailleurs, le double joint de cardan des Fig. à 7 est de construction analogue à celui des Fig l à 4. Il comporte comme ce dernier, une première butée axiale 33 constituée par une pièce annulaire fixée à l'ex- trémité de la partie extérieure 29 opposée à sa machoire 34 et des secondes butées axiales 35 formées par les épau- lements de la m Achoire 34 de la partie extérieure 29. La partie intérieure 30 comporte des prolongements 36 formant butées angulaires, coopérant avec les branches correspondantes de la mlchoire 34 de la pièce extérieure 29 et dont le rôle est le même que celui des organes cor- respondants du double joint de cardan des Fig 1 à 4. Le double joint de cardan qui vient d'être décrit présente vis à vis des joints de type connu comportant un élément élastique de transmission de couple, l'avantage d'un relativement faible encombrement axial En outre, le double joint de cardan suivant l'invention, du fait qu'il comporte une pièce élastique de transmission de couple dans l'organe de liaison intermédiaire, peut être fixé à l'aide de moyens de fixation classiquescommuns à un grand nombre de joints de cardan ordinaires. Le fait que l'organe élastique 16 se trouve dans une partie intermédiaire du joint de cardan double assure un fonctionnement équilibré de celui-ci, notamment en ce qui qui concerne les effets d'amortissement des vibrations transmises aux deux mâchoires d'extrémité du joint. Enfin, la présence de la sécurité de transmis- sion de couple constituée par les saillies axiales de la partie intérieure de l'organe de liaison intermédiaire assure au double Joint de cardan suivant l'invention et en particulier au manchon en élastomère reliant les parties extérieure et intérieure de celui-ci, une grande longévité. Le double joint de cardan qui vient d'être dé- crit est un joint à mâchoires pourvues de moyeux de fi- xation fendus On comprendra toutefois que l'invention s'applique également à des doubles joints de cardan pour- _ vus de moyens de fixation différents. Dans les modes de réalisation décrits en r Bf ren- ce aux dessins, le double joint de cardan compnorte un pa- lier relais monté à une extrémité du manchon en élastomé- re avec un léger jeu par rapport à la partie intérieure de l'organe de liaison intermédiaire. Cependant, il est également possible de prévoir deux paliers relais fixés chacun à une extrémité du man- chon en élastomère De plus, le jeu peut être prévu par rapport à la partie extérieure. REVENDICATIONS 1 Double joint de cardan constitué de deux mâ- choires d'extrémité ( 1,2) reliées chacune par un croisil- lon à un organe de liaison intermédiaire comprenant une partie extérieure ( 14; 29) et une partie intérieure ( 15; 30) reliées entre elles par un élément élastique ( 16; 31) interposé entre la partie extérieure et la partie inté- rieure, caractérisé en ce que chacune desdites parties extérieures ( 14; 29) et intérieure ( 15; 30) est formée à partir d'un flan de tôle roulée et soudée ou d'un tube et comporte une mâchoire correspondante ( 19,20; 34; 37) de liaison de ladite partie avec un croisillon ( 8,7) cor- respondant, associé à une mâchoire d'extrémité ( 1,2) du joint. 2.Double joint de cardan suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites parties extérieure ( 14; 29) et intérieure ( 15; 30) de forme générale cylindrique présentent une section transversale circulaire ou non. 3 Double joint de cardan suivant l'une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique ( 16; 31) de liaison entre les parties extérieure ( 14; 29) et intérieure ( 15; 30) de l'organe intermédiaire ( 9; 28) est constitué par un manchon en élastomère fixé par adhérisation auxdites parties ( 14; 29; 15; 30) dudit or- gane intermédiaire ( 9; 28) ou serré entre lesdites parties. 4 Double joint de cardan suivant l'une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique ( 16; 31) de liaison entre les parties extérieure ( 14; 29) et intérieure ( 15; 30) de l'organe intermédiaire ( 9; 28) est constitué par un manchon en élastomère fixé par adhérisation à l'une desdites parties et emmanché ser- ré sur ou dans l'autre. Double joint de cardan suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'- il comporte des moyens ( 22,27; 36) de butée en rotation de la partie intérieure ( 15; 30) par rapport la partie ex- térieure ( 14; 29). 6 Double joint de cardan suivant la revendica- tion 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée en rotation sont constitués par au moins un Drolongement axial ( 22; 36) prévu sur la partie intérieure ( 15; 30) et desti- né à venir en butée avec une branche de la mâchoire ( 19; 34) de la partie extérieure ( 14; 29) lorsque le couple à transmettre par l'élément élastique dépasse une valeur prédéterminée. 7 Double joint de cardan suivant l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de butée axiale ( 24,25; 33,35) destinés à empê- cher les déplacements relatifs axiaux des parties inté- rieure ( 14; 29) et extérieure ( 15; 30). 8 Double joint de cardan suivant la revendica- tion 7, caractérisé en ce que l'un des moyens de butée axiale est constitué par une pièce annulaire ( 24; 33) mon- tée à l'extrémité de la partie extérieure ( 14; 29) de l'or- gane de liaison ( 9; 28) opposée à sa mâchoire ( 19; 34), la- dite pièce annulaire ( 24; 33) se trouvant en regard de l'ex- trémité correspondante de la partie intérieure ( 15; 30). 9 Double joint de cardan suivant l'une des reven- dications 7 et 8, caractérisé en ce que l'autre côté des- dits moyens de butée axiale est constitué par des épaule- ments ( 25; 35) des branches de la mâchoire ( 19; 34) de la partie extérieure ( 14; 29) qui se trouvent en regard de l'extrémité correspondante de la partie intérieure ( 15; ). 10 Double joint de cardan suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce q Tu' - il comporte en outre au moins un palier relais ( 26; 32) résistant aux efforts de couple complémentaire, consti- tué par une pièce annulaire rigide disposée entre la par- tie extérieure ( 14; 29) et 1 artie i-nt rieure ( 15; 30) il l'organe de liaison intermédiaire ( 9; 28),fixée à au moins une extrémité de l'élément élastique ( 16; 31) avec un lé- ger jeu avec l'une desdites parties intérieure ou exté- rieure. 11 Double joint de cardan suivant la revendica- tion 10, caractérisé en ce que pour un organe de liaison ( 9) de section non circulaire, la pièce annulaire ( 26) formant palier relais comporte des dégagements ( 27) per- mettant un déplacement angulaire limité à la partie in- térieure ( 15) par rapport à la partie extérieure ( 14).