Brevet FR2542400A1 — publié le 19840914

O Cette invention concerne les joints universels. Dans la plupart des joints universels, le couple est transmis d'une fourche à l'autre par l'intermédiaire de deux axes perpendiculaires qui traversent une pièce centrale et sont matérialisés par des tourillons La pièce centrale peut être faite d'un métal ou de plastique et sa forme géométrique peut varier de cubique à sphérique Lorsque le joint tourne, elle oscille autour de ces deux axes, sauf lorsque l'élément menant et l'élément mené sont mutuellement alignés. L'invention concerne un joint universel de structure simple qui comprend une pièce d'accouplement d'un seul tenant et de forme particulière, qui accouple directement l'arbre menant à l'arbre mené. Succinctement, dans un joint selon l'invention, une pièce d'accouplement relie l'une à l'autre les extrémités d'un arbre menant et d'un arbre mené, dont l'une recouvre l'autre. La pièce d'accouplement présente une cavité dans laquelle est reçue l'extrémité de l'arbre mené Une longue cheville formant double tourillon passe tranversalement à travers un orifice de l'extrémité de l'arbre mené et est reçue par ses extrémités dans des orifices mutuellement-alignés de la pièce d'accouplement. Deux courts tourillons diamétralement opposés et dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de la longue cheville sont en outre reçus dans des orifices mutuellement alignés de la pièce d'accouplement et de l'extrémité de l'arbre menant. D'autres caractéristiques et les nombreux avan- tages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en élévation latérale partiellement en coupe axiale d'un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 2 est une vue en plan partiellement en coupe axiale du mode de réalisation de figure 1; la figure 3 est une vue frontale de la pièce d'accouplement du mode de réalisation préféré représenté sur les figures 1 et 2; et la figure 4 est une vue en plan de la pièce d'accouplement de figure 3. Le joint représenté, voir en particulier les figures 1 et 2, sert à accoupler l'un à l'autre un arbre menant 10 et un arbre mené 60 L'arbre menant 10 possède une extrémité 12 qui est à peu près en forme de cloche et dont la surface intérieure est définie par un fond 14, deux faces droites 16, 18 représentées en haut et en bas sur la figure 1 et deux faces latérales courbes 20, 22 visibles sur la figure 2. Deux orifices mutuellement alignés 24, 26 tra- versent perpendiculairement l'un la partie de paroi 27 représentée en haut sur les figures 1 et 3 et l'autre la partie de paroi 28 représentée en bas de l'extrémité en cloche 12. L'extrémité 12 en forme de cloche de l'arbre menant 10 reçoit une pièce d'accouplement 29 Cette pièce possède deux faces latérales courbes 30, 32 (voir figure 2) qui sont diamétralement opposées et contiguts aux faces courbes 20, 22 à l'intérieur de la cloche 12 La pièce d'accouplement 29 possède également deux faces annulaires planes 34, 36, représentées l'une en haut et l'autre en bas sur les figures 1, 3 et 4, qui viennent en contact avec les faces droites 16, 18 à l'intérieur de la cloche 12. Du côté éloigné de l'extrémité en cloche 12 de l'arbre menant 10, la pièce d'accouplement 29 présente une face frontale 40 dans laquelle est ménagée une cavité 38 Cette cavité est définie par un fond courbe 42, des faces planes 44, 46 repré- sentéesen haut et en bas sur la figure l'notamment et des faces latérales planes 48, 50 (voir figure 2) Deux faces inclinées 45, 47 forment en outre un évasement vers l'extérieur à partir des faces planes supérieure 44 et inférieure 46. Deux orifices mutuellement alignés 52 et 54 sont ménagés au centre des faces latérales courbes de la pièce d'accou- plement 29 et s'étendent perpendiculairement à travers cette pièce jusque dans la cavité 38 La pièce d'accouplement 29 présente en outre un orifice 55 représenté en haut sur la figure 1 et un orifice 56 représenté en bas, qui sont alignés respectivement avec les orifices 24 et 26 de l'extrémité en cloche de l'arbre nniaat 10 Les axes de tous les orifices de la pièce d'accou- plement 29 et de l'extrémité en cloche 12 se rencontrent à un point coir un Ceci évite que les arbres n'effectuent un mouvement irrégulier en tournant, en raison de changements de vitesse de rotation de l'un à l'autre axe. L'extrémité de l'arbre mené 60 est reçue dans la cavité 38 de la pièce d'accouplement Le bout courbe de cette extrémité est adapté à la forme du fond courbe 42 de la cavité 38. L'épaisseur de l'extrémité de l'arbre mené 60 au droit des faces inclinées 45 et 47 de la cavité 38 est telle que l'arbre menant 10 et la pièce d'accouplement 29 peuvent s'incliner dans une mesure limitée par rapport à l'arbre mené 60. Le bout courbe de l'arbre mené 60 présente un orifice transversal 62 qui est aligné avec les orifices latéraux 52 et 54 de la pièce d'accouplement 29. Une longue cheville 70 traverse l'orifice 62 de l'arbre mené dans la cavité 38 et est reçue par ses extrémités formant tourillon dans les orifices latéraux 52, 54 de la pièce d'accouplement Deux courts tourillons 72 et 74 sont reçus dans l'orifice 24 en haut et l'orifice 26 en bas de l'extrémité en cloche 12 de l'arbre menant 10 Chacun de ces tourillons 72, 74 pénètre également dans un orifice 55 respectivement 56 de la pièce d'accouplement 29. La pièce 29 peut être en métal ou en plastique. Le joint d'articulation selon l'invention peut être utilisé pour les mêmes applications que tout autre joint universel Cependant, une application pour laquelle ce joint convient particulièrement est dans la colonne de direction d'un véhicule dont le volant de direction possède une inclinaison variable permettant d'augmenter le confort du conducteur En pareil cas, le volant sera fixé au bout de l'arbre 10 et les faces inclinées 45 et 47 de la cavité 38 peuvent faire un angle de 15 degrés par exemple avec l'axe de l'arbre 10 Le volant pourrait ainsi être incliné dans une mesure limitée par rapport à l'arbre mené 60 puisque l'arbre 10 et la pièce d'accouplement 29 peuvent être inclinés dans une mesure limitée par rotation autour de la longue cheville 70. R E V E N D I C A T I 0 N S- 1 Joint d'articulation comprenant une pièce d'accouplement ( 29) pour relier l'une à l'autre les extrémités, dont l'une recouvre l'autre, d'un arbre menant ( 10) et d'un arbre mené ( 60), la pièce d'accouplement présentant d'un côté une cavité ( 38) dans laquelle est reçue l'extrémité de l'arbre mené, caractérisé en ce qu'il comprend une longue cheville ( 70) reçue dans des orifices appropriés ( 52, 54) de la pièce d'accouplement et traversant dans ladite cavité un orifice approprié ( 62) de l'extrémité de l'arbre mené, ainsi que deux courts tourillons diamétralement opposés ( 72, 74) reçus dans des orifices appro- priés ( 55, 56) de la pièce d'accouplement, les axes des courts tourillons étant alignés et perpendiculaires à l'axe de la longue cheville et chaque court tourillon pénétrant également dans un orifice approprié ( 24, 26) de l'extrémité de l'arbre menant. 2 Joint selon la revendication 1, o l'extrémité( 12) de l'arbre menant ( 10) est à peu près en forme de cloche. 3 Joint selon la revendication 2, o la pièce d'accouplement ( 29) est une pièce moulée en plastique. 4 Joint selon la revendication 3, o la cavité ( 38) de la pièce d'accouplement présente des faces inclinées diamétra- lement opposées ( 45, 47) qui sont conformées et disposées pour permettre une inclinaison limitée de l'arbre menant et de la pièce d'accouplement par rotation autour de la longue cheville. 5 Joint d'articulation selon la revendication 1 pour accoupler l'un à l'autre un arbre menant à un arbre mené, caractérisé en ce que l'arbre menant ( 10) possède une extrémité d'accouple- ment ( 12) ayant à peu près la forme d'une cloche, la surface inté- rieure de cette extrémité en cloche ayant deux faces latérales courbes diamétralement opposées ( 20, 22) et deux faces planes diamétra- lement opposées, l'une ( 16) supérieure et l'autre ( 18) inférieure, l'extrémité en forme de cloche présentant en outre deux orifices mutuellement alignés, l'un ( 24) supérieur et l'autre ( 26) inférieur, chacun de ces orifices s'étendant perpendiculairement à travers l'extrémité en cloche jusqu'aux faces planes supérieure et inférieure, que l'extrémité en cloche ( 12) de l'arbre menant ( 10) reçoit une pièce d'accouplement ( 29) qui possède des faces laté- rales courbes ( 30, 32) contiguës aux faces latérales courbes à l'intérieur de l'extrémité en cloche de l'arbre menant, une face plane supérieure ( 34) et une face plane inférieure ( 36) contiguës aux faces planes de l'extrémité en cloche de l'arbre menant, de même qu'une cavité ( 38) ménagée dans le côté de la pièce d'accou- plement qui est éloigné de l'extrémité en cloche de l'arbre menant, cette cavité étant définie par un fond courbe ( 42), une face plane supérieure ( 44) et une face plane inférieure ( 46), d'o partent une face plane inclinée ( 45) en haut et une face plane inclinée ( 47) en bas formant un évasement vers l'extérieur, ainsi que par des faces latérales ( 48, 50), situées chacune du côté d'une face latérale courbe de la pièce d'accouplement, la pièce d'accouplement présentant en outre des orifices latéraux mutuellement alignés ( 52, 54), s'étendant chacun perpendiculairement à travers la pièce d'accouplement jusque dans sa cavité, ainsi qu'un orifice supé- rieur ( 55) et un orifice inférieur ( 56) qui sont alignés avec les orifices de l'extrémité en cloche ( 12) de l'arbre menant, les axes de tous les orifices de la pièce d'accouplement et de l'extrémité en cloche de l'arbre menant se rejoignant en un point commun, et que l'arbre mené ( 60) est reçu dans la cavité de la pièce d'accou- plement par une extrémité d'arbre qui est conformée par rapport aux faces planes inclinées de la cavité de manière à permettre une inclinaison limitée d'un arbre par rapport à l'autre, l'arbre mené présentant également un orifice ( 62) qui traverse son extré- mité en alignement avec les orifices latéraux de la pièce d'accou- plement, dans lesquels est reçu une longue cheville ( 70) qui tra- verse également l'orifice ménagé dans l'extrémité de l'arbre mené, à l'intérieur de la cavité de la pièce d'accouplement, le joint comprenant en outre deux courts tourillons ( 72, 74) reçus dans les orifices supérieur et inférieur de la pièce d'accouplement et s'étendant également dans les orifices alignés avec eux de l'extrémité en forme de cloche de l'arbre menant.