Brevet FR2557654A1 — publié le 19850705

L'invention concerne un joint homocinétique des- tiné à relier deux arbres avec possibilité de désaligne- ment angulaire. On connaît déjà, du fait de la demande de bre- vet de la R.F.A. publiée sous le n 32 03 139, un joint homocinétique à mobilité angulaire destiné à relier deux arbres et dans lequel, sur un bout d'arbre, est agencée, dans une fourche de joint, une bielle en forme de cadre, qui peut pivoter autour d'un axe et présente un évide- ment tandis qu'à l'extrémité de l'autre arbre, est agen- cé un tourillon disposé perpendiculairement à l'axe de l'arbre et qui s'engage dans l'évidement. Par ailleurs, - il est prévu pour le centrage, à l'extrémité d'un arbre, une sphère de centrage et, dans la tige prévue sur l'au- tre arbre, un logement en forme de calotte de sphère des- tiné à recevoir la sphère de centrage. Dans la forme de réalisation pratique de ce joint, on a constaté que le joint est sensible au jeu entre la tige et la bielle d'accouplement en forme de cadre. Lorsque ce jeu devient trop grand, la bielle ne peut plus être commandée de fa- son univoque. La bielle ne se place plus alors obligatoi- rement dans le plan bissecteur mais au contraire, dans certaines positions angulaires des arbres, elle peut prendre des positions quelconques. Par ailleurs, la capa- cité de transmission est limitée parce que le couple n'est transmis par la bielle qu'en deux points opposés en diagonale. L'invention a pour but de créer un joint homoci- nétique qui soit capable de compenser le désalignement angulaire des arbres et dont le fonctionnement ne soit plus aussi fortement détérioré par le jeu entre les orga- nes de liaison. Par ailleurs, l'invention vise à augmen- ter la capacité de transmission du couple du joint. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'à l'extrémité d'un arbre, sont prévues au moins trois bielles réparties sur la périphérie, et mon- tées de manière à pouvoir pivoter autour d'axes radiaux et qu'à l'extrémité de l'autre arbre sont prévus au moins trois tourillons répartis sur la périphérie, orien- tés radialement, par le fait qu'il est prévu dans les bielles ou dans les tourillons des évidements formant des boutonnières ou coulisses dans lesquelles s'engagent les tourillons cylindriques dans le premier cas ou les bielles dans le deuxième cas et par le fait que, par ailleurs, il est prévu sur l'extrémité d'un arbre une sphère de centrage qui fait saillie axialement et est lo- gée sur plus de la moitié de son profil dans un évide- ment de l'extrémité de l'autre arbre. Dans la forme de réalisation préférée, les tourillons cylindriques sont engagés dans des évidements en forme de boutonnière des bielles. On a constaté que la liaison prévue selon l'in- vention entre les tourillons répartis sur la circonféren- ce, prévus au nombre d'au moins trois et les bielles à boutonnière réparties sur la circonférence, prévues au nombre d'au moins trois, est beaucoup moins altérée par le jeu que la liaison réalisée au moyen d'une seule biel- le en forme de cadre. Les bielles à boutonnière utili- sées selon l'invention se placent dans le plan bissec- teur dans toutes les positions angulaires des arbres l'un par rapport à l'autre, de sorte que le synchronisme des arbres est garanti. Le nombre des éléments de trans- mission est d'au moins trois et, théoriquement, on peut l'augmenter autant qu'on le veut, de sorte que la capaci- té de transmission du couple est augmentée d'autant. Par ailleurs, le joint selon l'invention muni de trois tou- rillons possède comparativement au joint tripode l'avan- tage essentiel consistant en ce que l'erreur orbitale est supprimée et que, en conséquence, le joint peut être utilisé avec désalignement angulaire à une vitesse beau- coup plus élevée qu'un joint tripode. Un autre point es- sentiel du joint selon l'invention consiste en ce que la distance séparant le centre de la sphère de centrage du plan passant par les axes de pivotement des bielles est égale à la distance séparant ce centre du plan qui passe par les axes des tourillons. Cette égalité est garantie par le fait que la sphère de centrage est logée pour plus de moitié dans l'évidement de préférence sphérique et que, de cette façon, le centre de rotation est fixé. Les bielles sont avantageusement montées sur un épanouissement en forme de bride de l'arbre. De cette façon, on obtient une distance radiale suffisante entre les bielles et le centre de rotation et ceci permet d'ob- tenir l'angle de désalignement désiré. L'angle de désali- gnement peut atteindre 15 ou plus. Il est déterminé, non seulement par la distance radiale précitée séparant les bielles du centre de rotation mais également par la longueur des évidements en forme de boutonnière. Etant donné que, en présence d'un désalignement angulaire, les tourillons décrivent des mouvements d'oscillation dans les boutonnières simultanément avec la transmission du couple, on peut monter des roulements à billes ou à aiguilles sur les surfaces latérales des tourillons pour réduire le frottement. Les bielles de la technique de la transmission mécanique utilisées selon l'invention peuvent également être remplacées par des éléments d'accouplement élasti- ques ou être combinées à de tels éléments. Par exemple, on peut utiliser comme éléments d'accouplement élasti- ques des ressorts lames dont les extrémités sont montées à articulation sur des axes fixés sur des flasques cor- respondants des arbres. Comme autres éléments élasti- ques, on peut utiliser un ressort du type barre de tor- sion pour le montage de la bielle de transmission sur le flasque de l'arbre. Dans ce cas, la bielle peut être, par exemple, une bielle à boutonnière de la technique de la transmission mécanique ou un ressort lame. Dans le cas de l'utilisation d'éléments d'accouplement élasti- ques, il se manifeste dans les cas de désalignement angu- laire des forces de rappel qui sont préjudiciables au rendement du joint. En revanche, par exemple dans le cas d'utilisation de ressorts lames, on obtient des avanta- ges de technique de fabrication, de sorte qu'on pourrait accepter la diminution du rendement. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation du joint selon l'invention, en regard des dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 est une vue de coté du joint, en partie en coupe; la fgiure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe selon la ligne III- III de la figure 1; la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1. Selon les dessins, il est prévu à l'extrémité de l'arbre moteur 1, un épanouissement la en forme de bride. Dans l'épanouissement sont encastrés rigidement trois tourillons d'entraînement radiaux 4, uniformément répartis sur la périphérie. Une bielle de transmission 5 est montée oscillante sur chaque tourillon pour pivoter autour de l'axe 4a. La bielle de transmission 5 est ap- puyée sur la bride la avec interposition d'une bague 3 et retenue sur le tourillon 4 par une bague d'arrêt 6. La bielle de transmission 5 présente dans la région éloi- gnée du tourillon d'entraînement 4 une boutonnière ou coulisse 5a destinée à la prise sur le côté récepteur. A proximité de l'extrémité de l'arbre récepteur 2, sont montés, sur un épanouissement 2a en forme de bri- de, trois tourillons d'entraînement radiaux 7, qui sont uniformément répartis sur la périphérie, c'est-à-dire qu'ils forment entre eux un angle au centre de 120 , et qui se trouvent à peu près au milieu de la longueur des boutonnières 5a lorsque le joint est en position d'ali- gnement. Les tourillons 7 ont une surface latérale cylin- drique tandis que les boutonnières 5a sont réalisées avec une surface plane dans la direction de la transmis- sion, de sorte qu'il s'établit un contact linéaire. Lors- que les arbres tournent dans une position de désaligne- ment angulaire du joint, les tourillons d'entraînement 7 se déplacent en coulissant avec seulement un léger jeu dans les boutonnières 5a, ainsi que ceci ressort égale- ment des figures 3 et 4. Toutefois, les surfaces latéra- les des tourillons d'entraînement 7 peuvent également être garnies de roulements pour réduire le frottement et l'usure pendant le fonctionnement du joint. Une sphère de centrage 8 munie d'une queue file- tée 8a est vissée axialement dans l'épanouissement d'ar- bre la en forme de bride, de sorte que le centre de cour- bure de cette sphère 8 est fixé sur l'axe de l'arbre 1. Dans l'extrémité de l'arbre récepteur 2, est creusé, dans la face frontale, un évidement 2b dans lequel la sphère de centrage 8 est logée. Dans la forme de réalisa- tion représentée, la sphère 8 est retenue dans l'évide- ment 2b par trois goujons filetés 9 orientés radiale- ment, répartis sur la périphérie, dont seul est visible sur la figure 1. De cette façon, les arbres 1 et 2 sont fixés axialement l'un par rapport à l'autre, cependant qu'il peut se produire un pliage du joint, avec le cen- tre de la sphère 8 comme centre de rotation. Dans l'exem- ple de réalisation du joint qui est représenté, l'angle de pliage est d'environ 15 , cet angle étant limité par l'arrivée des tourillons d'entraînement 7 en butée con- tre les surfaces arrondies des boutonnières 5a. En don- nant une plus grande longueur aux boutonnières 5a, on peut encore agrandir l'angle de pliage. L'invention n'est pas limitée à la forme de réa- lisation représentée. C'est ainsi que les formes de réa- lisation des bielles 5 et des tourillons 7 peuvent être interverties, c'est-à-dire que les tourillons radiaux 7 présentent des boutonnières ou coulisses dans lesquelles s'engagent des bielles tourillons cylindriques 5. Par ailleurs, les bielles 5 réalisées selon la technique de la transmission mécanique peuvent être remplacées par des éléments de transmission élastiques tels que des res- sorts lames ou des ressorts du type barre de torsion ou des combinaisons de tels ressorts, ce qui assure en soi un centrage dans une mesure importante, de sorte que le dispositif de centrage 2b, 8, 9 peut être supprimé. Le joint homocinétique selon l'invention permet la transmission de couples et de mouvementsde rotation en présence de désalignement angulaire dans tous les sens. Avec un plus grand nombre de bielles de transmis- sion, on peut transmettre un couple plus fort qu'avec un joint tripode et on peut travailler à une vitesse de ro- tation plus élevée qu'avec un tel joint. Par ailleurs, les problèmes de commande qui se présentent avec le joint selon la demande de brevet de la R.F.A. publiée sous le n 32 0339 à certains angles de désalignement sont évités. - Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. 2557654- R EV E N D I C A T I ON S 1 - Joint homocinétique destiné à réunir deux arbres avec possibilité de désalignement angulaire, ca- ractérisé en ce qu'à l'extrémité d'un arbre (1) sont pré- vues au moins trois bielles (5) réparties sur la périphé- rie, et montées de manière à pouvoir pivoter autour d'axes radiaux (4a), et qu'à l'extrémité de l'autre ar- bre (2) sont prévus au moins trois tourillons radiaux (7) répartis sur la périphérie, en ce que, dans les biel- les (5) ou dans les tourillons (7) sont ménagés des évi- dements (5a) formant des boutonnières ou coulisses et dans lesquels s'engagent les tourillons cylindriques (7) dans le premier cas ou les bielles (5) dans le deuxième cas et en ce que sur l'extrémité d'un arbre est montée une sphère de centrage (8) qui fait saillie axialement et est logée sur plus de la moitié de son profil dans un évidement (2b) ménagé dans l'extrémité. de l'autre arbre. 2 - Joint homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tourillons cylindriques (7) sont engagés dans des évidements (5a) des bielles (5) qui forment des boutonnières ou coulisses. 3 - Joint homocinétique selon l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la distance entre le centre de la sphère de centrage (8) et le plan pas- sant par les axes de pivotement (4a) est égale à la dis- tance séparant ce centre du plan qui contient les axes (7a) des tourillons. 4 - Joint homocinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les biel- les (5) sont montées sur un épanouissement (1a) de l'ar- bre qui forme une bride. - Joint homocinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des rou- lements, notamment à aiguilles, sont montés sur la surfa- ce latérale des tourillons (7).