Brevet FR2550139A1 — publié le 19850208

i La présente invention concerne les dispositifs de transmission, utilisés notamment dans des véhicules, du type comprenant un joint double comportant deux articulations adjacentes reliées par un organe intermédiaire commun, ce joint double étant disposé entre deux organes respectivement menant et mené et autorisant un déplacement radial relatif entre ces deux organes. Un tel dispositif de transmission est conçu pour réaliser la coupure dynamique des vibrations radiales et 10 éviter de transmettre ces vibrations aux arbres de transmission et aux commandes rigides reliées par l'intermédiaire de ce joint au moteur, et notamment à un moteur à explosions. Lorsque cette condition de coupure dynamique des 15 vibrations est remplie, on interdit la propagation des vibrations radiales, par les arbres de transmission et les commandes rigides, vers le châssis et l'habitacle, et le confort du véhicule s'en trouve sensiblement amélioré. Les articulations utilisées dans un tel joint dou20 ble peuvent être constituées par des articulations élastiques à base d'élastomère ou d'éléments métalliques flexibles, ou bien par des articulations mécaniques telles que des joints à tripode munis de galets montés sur aiguilles. Les articulations de la première catégorie présentent un frottement faible mais ont, en contrepartie, des performances de capacité, de longévité ou d'angularité limitées. Par contre, les joints à tripode dont 'les galets sont montés sur aiguilles, offrent de très faibles frottements mais peuvent présenter comme inconvénient, lors de l'augmentation de l'angle de travail, d'engendrer un mouvement orbital dont l'amplitude est proportionnelle au carré de cet angle Cet inconvénient peut devenir sensible pour des vitesses de rotation élevées, par exemple supérieures à 2 500 tours/mn. Le but de cette invention est de perfectionner un tel dispositif de transmission à joint double, de façon à le rendre moins sensible aux variations de l'angle de travail, en assurant qu'une variation de cet angle sera répartie de façon égale entre les deux articulations constituant le joint. Elle a donc pour objet un dispositif de transmission comprenant un joint de transmission double, comportant deux articulations reliées par un organe intermédiaire commun, ce joint étant disposé entre deux organes, respectivement menant et mené, et autorisant un déplace15 ment radial relatif entre ces deux organes Suivant l'invention, au moins l'un des deux organes menant ou mené, susceptible de subir par rapport à l'autre un déplacement angulaire modifiant l'angle de travail du joint, est relié à un organe fixe par une articulation élastique à peu près 20 centrée sur le centre du joint double et présentant une flexibilité tangentielle et une rigidité axiale importantes. Suivant d'autres caractéristiques: l'articulation élastique est du type comprenant 25 deux armatures à peu près parallèles; entre lesquelles est disposée une masse de caoutchouc ou matériau élastomère dont l'épaisseur (dimension axiale) est faible relativement à ses deux autres dimensions; l'articulation élastique est du type comprenant 30 deux plaques élastiques, en caoutchouc ou élastomère renforcé de textile ou matériau analogue, fixées chacune le long de deux de leurs bords opposés sur deux armatures reliées, l'une audit organe mobile et l'autre à l'organe fixe; l'organe, dont le déplacement modifie l'angle de travail du joint, est relié à l'articulation élastique par l'intermédiaire d'un organe par rapport auquel il est monté rotatif. L'invention va être décrite plus en détail cidessous, en se référant aux dessins annexes donnés uniquement à titre d'exemples et sur lesquels: la Fig 1 est une vue en coupe longidutinale schématique d'un dispositif de transmission longitudi10 nale suivant l'invention, dans un véhicule automobile; la Fig 2 est une vue en coupe,à plus grande échelle, d'une partie d'une telle transmission longitudinale; la Fig 3 est une vue en partie en élévation et 15 en partie en coupe de la transmission de la figure 2, dans une position angulaire différente; la Fig 4 est une vue en coupe longitudinale d'une variante représentant un dispositif de transmission transversale, dans un véhicule automobile. Le dispositif de transmission longitudinale représenté à la figure 1 est interposé entre un groupe motopropulseur formé d'un moteur 1 et d'une boîte de vitesses 2, et un différentiel 3 à partir duquel les roues arrière motrices 4 sont entraînées par des arbres de transmis25 sion 5. Un joint double 20, tel que décrit par exemple dans le brevet FR-A-78 03978 ou le brevet FR-A-78 12335, est interposé entre un arbre menant 6 constitué par l'arbre de sortie de la boite de vitesses et un arbre mené 7 30 constitué par un arbre de transmission longitudinal Ce dernier attaque par un pignon 8 la couronne 9 du différentiel. Suivant une technique connue, le pont arrière 10 constitué par le différentiel 3 et les arbres de roue 5 est maintenu par un tube de poussée 11 dans lequel l'arbre 7 est monté par l'intermédiaire de paliers lla, 11 b. Ce tube de poussée absorbe le couple de renversement dé au pignon 8 et à l'effort de propulsion des roues, pour 5 le transmettre à une traverse 12 solidaire de la caisse ou du châssis du véhicule. Dans l'application représentée, la suspension du train arrière est assurée par des ressorts hélicoidaux 13 permettant aux arbres 5 de passer d'une position moyenne 10 à des positions extrêmes 5 a, 5 b, représentées en trait mixte sur le dessin, l'axe du tube de poussée et de l'arbre 7 occupant alors des positions comprises entre des positions extrêmes 7 a, 7 b également représentées en trait mixte. Suivant l'invention, la partie avant du tube de poussée est solidaire d'une armature ou bride 21 faisant partie d'une articulation élastique 22 dont l'autre armature 23 est solidaire de la traverse 12, une masse 24 de caoutchouc ou d'élastomère étant disposée entre ces deux 20 armatures Les armatures peuvent avoir une forme cylindrique, comme représenté sur la figure 1, l'axe du cylindre étant confondu avec le centre O du joint double, et les génératrices du cylindre étant perpendiculaires au plan des figures 1 et 2, c'est-à-dire perpendiculaires au 25 plan contenant les axes des arbres 6 et 7 Ces armatures peuvent être également sphériques, tronconiques ou planes comme représenté aux figures 2 et 3 Dans ces deux derniers cas, les normales au plan des armatures passant par le centre de ces armatures convergent au centre du joint 30 double. En fait il peut être prévu deux articulations élastiques, symétriques par rapport à un plan horizontal passant par l'axe de l'arbre 7, lorsque cet arbre occupe sa position moyenne. Quelle que soit la forme de ces armatures, l'épaisseur de la masse de caoutchouc ou d'élastomère 24 comprise entre les deux armatures est nettement plus faible que ses deux autres dimensions, de manière à conférer à l'articu5 lation élastique ainsi formée une flexibilité tangentielle importante et une rigidité axiale également relativement importante A titre d'exemple, cette épaisseur peut être de l'ordre de 10 mm, pour une longueur et une largeur au moins égales à 40 mm. Un dispositif suivant l'invention est représenté plus en détail à la figure 2, dans une position alignée des arbres 6 et 7 Le joint double 20 est ici constitué par deux joints à tripode 30, 40, dont les tulipes 31, 41 délimitant les chemins de roulement sont respectivement 15 solidaires des arbres 6 et 7, et dont les tripodes 32, 42 sont disposés aux deux extrémités d'un arbre intermédiaire Ces tripodes portent sur leurs tourillons 33, 43 des galets 34, 44 montés sur aiguilles Aux deux extrémités de cet arbre intermédiaire 50 sont prévues des butées élas20 tiques 35, 45, assurant la retenue axiale de l'équipage mobile constitué par l'arbre intermédiaire et les deux tripodes Le joint double est complété par un soufflet d'étanchéité 51 monté entre deux capots de protection 36, 46, et qui peut par ailleurs coopérer avec deux butées sphériques 37, 47 venant en appui, par l'intermédiaire du soufflet, avec des flasques radiaux 38, 48 fixés aux extrémités des capots de protection. Sur ce dessin, A et B désignent les centres des deux joints à tripode et O le centre du joint double. Le dispositif est complété par l'articulation élastique 22 déjà évoquée à propos de la figure 1, formée de deux armatures 21, 23 dont l'une, 21, est portée par un moyeu 25 par rapport auquel le tube de poussée est avantageusement monté rotatif Des bagues de glissement 26 et un jonc 27, ou tout autre moyen équivalent, assurent la retenue en poussée et traction du tube 11 La deuxième armature 23 est, comme précédemment, solidaire de la traverse 12 reliée à la structure du véhicule Dans l'exemple de la figure 2, l'articulation élastique est constituée par deux sous-ensembles 22 a, 22 b, disposés symétriquement par rapport aux axes alignés de l'arbre et de l'arbre intermédiaire, chaque sous-ensemble ayant dans l'ensemble une forme parallélépipédique Les armatures ont donc une forme plane et sont agencées de telle façon que la perpendiculaire menée en leur centre passe par le point O, centre du joint double, ou à faible distance de ce point. Grâce à la disposition représentée aux figures 1 et 2, lorsque le train arrière subit un certain déplace15 ment vertical sous l'effet d'inégalités de la route, les différents éléments prennent la position représentée, à titre d'exemple, à la figure 3, l'axe de l'arbre 7 faisant un angle t par rapport à sa position d'origine ou par rapport à l'axe de l'arbre 6 Grâce à la présence de l'arti20 culation élastique 22, le déplacement de l'arbre longitudinal 7 s'effectue pratiquement autour du point O, les patins de caoutchouc 24 se déformant tangentiellement par rapport à leurs surfaces d'appui, sans changer sensiblement d'épaisseur Le centre du joint 40 vient en B'. L'arbre intermédiaire 50 prend alors une position dans laquelle il forme un angle O de vitesses, ainsi qu'avec l'arbre longitudinal 7, assurant ainsi une équirépartition de l'augmentation de l'angle de travail entre les deux articulations du joint dou30 ble Ceci permet de ne pas augmenter de façon plus importante l'angle de travail de l'un des joints à tripode et de maintenir à un niveau aussi bas que possible l'amplitude du mouvement orbital propre à ce type de joint. En dehors de cet avantage, les déplacements radiaux 2550139 ' de l'arbre 6, dus aux vibrations engendrées par le moteur, sont coupés efficacement par le joint double Par ailleurs, les vibrations du pont arrière transmises par le tube du poussée 11 sont filtrées par les patins de caout5 chouc de l'articulation élastique et ne sont donc pas transmises vers la traverse et le châssis. Dans la variante de la figure 4, l'invention est appliquée à une transmission latérale d'automobile à traction avant Un joint double 120 est interposé entre un arbre de sortie 106 d'un groupe moto-propulseur 101 comprenant un moteur, une boite de vitesses et un différentiel, et un arbre de roue 107 relié à la roue par un joint homocinétique, par exemple un joint à tripode (non représenté) Le joint double est en partie reçu dans un tunnel 15 102 délimité par la paroi du carter moteur et soumis à des vibrations transversales représentées par les flèches F Ce joint est constitué par deux joints homocinétiques 130, 140, dont les tripodes 133, 143, sont reliés par un arbre intermédiaire 150, tandis que les tulipes 131, 141 20 de ces deux joints sont respectivement solidaires des arbres 106 et 107. Un dispositif de liaison élastique 122 est interposé entre l'arbre 107 et un élément 112 du châssis du véhicule Ce dispositif de liaison comprend deux plaques 25 élastiques 124 en élastomère ou caoutchouc renforcé, par exemple, par du textile, fixées le long de leurs deux bords opposés, respectivement sur des armatures 121 et 123 L'armature 121 est solidaire d'un moyeu 125 pourvu d'un palier 126, dans lequel l'arbre 107 peut tourner. 30 L'armature 123 est solidaire de l'élément de structure 112 Ces deux plaques élastiques se comportent comme des bielles articulées au niveau de leurs points d'ancrage sur le support 112 et sur le moyeu 125, et dont les axes convergent en un point voisin du centre O du joint double. 2550139. Dans ce mode de réalisation, comme dans le précédent, la convergence des plaques élastiques 124 est telle que lors des mouvements verticaux de la roue, l'axe de l'arbre 107 tourne autour du point O, centre du joint dou5 ble On obtient ainsi pour chacune des deux articulations constituant le joint un angle de travail égal et donc minimum Il faut noter que, dans ce cas particulier, ce résultat est obtenu bien que l'environnement au droit du point O soit occupé par le carteur moteur et donc inacces10 sible à tout support. On a indiqué comme condition imposée à l'articulation élastique 22, 122, d'être "centrée" sur le centre O du joint double Cette condition peut cependant n'être remplie qu'approximativement et le "centre" de cette arti15 culation peut être légèrement décalé par rapport au point O, soit par construction, soit lorsque le dispositif est en cours d'utilisation, sous l'effet des diverses charges auxquelles il est soumis. D'une façon générale, la réduction de l'angle de 20 travail au plus bas niveau matériellement possible pour chacune des articulations, permet: 1 l'utilisation des articulations à tripode dans les meilleures conditions de fonctionnement du joint de coupure dynamique des vibrations radiales, c'est-à25 dire avec des frottements insignifiants et avec une amplitude de mouvement orbital négligeable, même à haute vitesse de rotation; 2 l'utilisation d'articulations à cardan ou à bipode dont-le défaut d'homocinétie est globalement compensé 30 entre les arbres d'entrée et de sortie et avec un défaut d'homocinétie très faible pour l'arbre intermédiaire; 3 l'utilisation d'articulations élastiques avec éléments souples en métal, plastique ou élastomères (si un espace suffisant est disponible), car les contraintes de flexion rotatives sont ainsi d'amplitude réduite et permettent une durée de vie convenable. En plus de l'aide efficace apportée à la coupure des vibrations radiales à haute énergie venant du moteur, le dispositif objet de cette demande permet ou présente les autres avantages suivants: Il est simple, peu coûteux, fiable, ne nécessite pas d'entretien. Il peut être situé en dehors de la proximité du joint double, quand aucun espace n'est disponible autour de ce joint. Il coupe la transmission,vers la carrosserie, des vibrations résiduelles venant soit du pont arrière, soit 15 du moteur, grâce à l'élasticité et à l'hystérésis des éléments élastiques constitutifs. REVENDICATIONS 1 Dispositif de transmission comprenant un joint de transmission double ( 20, 120) comportant deux articulations ( 30, 40; 130, 140) reliées par un organe intermédiaire commun ( 50; 150), ce joint étant disposé entre deux organes respectivement menant et mené ( 6, 7; 106,107), caractérisé en ce que, au moins l'un des deux organes menant ou mené, susceptible de subir par rapport à l'autre un déplacement angulaire modifiant l'angle detravail du joint, est relié à un organe fixe ( 12; 112) par une arti10 culation élastique ( 22; 122) à peu près centrée sur le centre (O) du joint double et présentant une flexibilité tangentielle et une rigidité axiale importantes. 2 Dispositif de transmission suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation élastique 15 ( 22) est du type comprenant deux armatures ( 21, 23) à peu près parallèles, entre lesquelles est disposée une masse ( 24) de caoutchouc ou matériau élastomère, dont l'épaisseur (dimension axiale) est faible relativement à ses deux autres dimensions. 3 Dispositif de transmission suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation élastique ( 122) est du type comprenant deux plaques élastiques ( 124), en caoutchouc ou élastomère renforcé de textile ou matériau analogue, fixées chacune, le long de deux de leurs 25 bords opposés, sur deux armatures ( 121, 123) reliées, l'une audit organe mobile ( 107) et l'autre à l'organe fixe ( 112). 4 Dispositif de transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe ( 7; 107),dont le déplacement modifie l'angle de travail du joint, est relié à l'articulation élastique ( 22; 122) par l'intermédiaire d'un organe ( 25; 125) par rapport auquel il est monté rotatif. Dispositif de transmission suivant la revendication 4, dans lequel l'organe mobile angulairement en modifiant l'angle de travail du joint est un arbre de transmission longitudinal ( 7), dans un véhicule, monté rotatif dans un tube de poussée ( 11), caractérisé en ce que l'articulation élastique ( 22) est interposée entre ce tube de poussée ( 11) et une partie fixe ( 12) du véhicule. 6 Dispositif de transmission suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'articulation élastique 10 ( 22) comporte un moyeu ( 25) dans lequel le tube de poussée ( 11) est monté rotatif. 7 Dispositif de transmission suivant la revendication 4, dans lequel l'organe mobile angulairement en modifiant l'angle de travail du joint est un arbre de roue 15 ( 107), dans une transmission transversale de véhicule, caractérisé en ce que l'articulation élastique ( 122) est interposée entre un moyeu ( 125) dans lequel l'arbre de roue peut tourner, et une partie fixe ( 112) du véhicule.