Brevet FR2569145A1 — publié le 19860221

L'invention concerne un arbre de transmission d'entraînement de roue de véhicule automobile, compre- nant un joint coulissant et un joint fixe ou deux joints coulissants, dont le joint côté roue est muni d'un tou- rillon profilé ou d'un moyeu profilé destiné à s'engager dans le moyeu ou sur l'axe de la roue. Dans le cas de demi-arbres équipés de joints homocinétiques, il est connu d'intégrer le joint côté boite de vitesses dans le différentiel, afin de réduire l'angle d'inclinaison du joint. On cherche également à accoupler le joint homocinétique côté roue au palier de la roue dans une disposition aussi peu encombrante et aussi compacte que possible sans que le démontage n'en soit considérablement géné. Dans un entraînement à pro- pulsion arrière pour véhicule automobile privé qui est déjà connu, les demi-arbres de l'essieu comprennent cha- cun deux joints homocinétiques coulissants. De cette fa- çon, on dispose de deux fois la course de coulissement de chaque joint; toutefois, dans les réparations, on se heurte à l'inconvénient consistant en ce qu'il est né- cessaire de démonter l'amortisseur avant de pouvoir dé- monter l'arbre de transmission. Dans le cas d'arbres de roues de véhicules à traction avant, on se trouve en gé- neral dans des conditions encore plus difficiles pour le montage et le démontage. L'invention se donne pour but de créer un ar- bre de transmission d'entraînement de roue de véhicule automobile dont le montage et le démontage puissent être exécutes d'une façon simple. Elle vise en particulier à éviter d'avoir à démonter la suspension de la roue pour le montage ou le démontage de l'arbre. En même temps, elle vise à créer un arbre de transmission d'entraine- ment de roue dans lequel le montage axial du joint côté roue sur le moyeu de roue soit amélioré. Selon l'invention, dans l'arbre de transmis- sion cité au début, ce problème est résolu par le fait que la longueur axiale du tourillon profilé ou du moyeu profilé est plus petite que le raccourcissement de l'ar- bre de transmission qu'on obtient en faisant coulisser le ou les joints coulissants lorsque l'arbre est monté dans le véhicule. De cette façon, on obtient d'impor- tants avantages de montage pour l'ensemble de l'arbre de transmission. Après avoir retiré la fixation par laquel- le le tourillon profilé du joint côté roue est retenu dans le moyeu de la roue, on peut raccourcir l'arbre de transmission grâce au joint coulissant ou aux joints coulissants. Il est alors possible d'écarter l'arbre en le faisant pivoter dans n'importe quelle direction dési- rée dans les trois dimension autour du joint côté boîte de vitesses, de sorte qu'il est possible de le démonter facilement. Ceci est valable en particulier lorsque le joint côté boite de vitesses est raccordé au différen- tiel par un tourillon profilé ou par un moyeu profilé. Selon la forme préférée de réalisation de l'invention, la région profilée du tourillon profilé ou du moyeu profilé est fabriquée sans traitement thermi- que. Par ailleurs, les profils du moyeu de la roue et du tourillon profilé ou du moyeu profilé présentent avanta- geusement des tolérances dimensionnelles calculées de manière qu'ils s'emmanchent l'un dans l'autre avec ser- rage. Grâce aux dents non trempées du profilé et aux tolérances étroites sur les profils, on obtient une hau- te capacité de transmission des efforts sur les dents; et on évite le collage du profil. Sur le corps extérieur du joint côté roue, est formé un épaulement annulaire, de préférence radial, contre lequel la surface frontale intérieure du moyeu profilé et éventuellement celle de la bague intérieure du roulement sont maintenues en bu- tée. Les moments de flexion issus de la roue sont absor- bés par cet épaulement du joint, de sorte que le touril- lon profilé, qui est court comparativement au diamètre extérieur de l'épaulement du joint, ne subit pratique- ment aucun moment de flexion et transmet exclusivement des couples. Le diamètre extérieur de l'épaulement du joint est de préférence égal à 2,5 à 10 fois, en parti- culier à 3,3 à 5 fois, par exemple, à 4 fois la longueur du tourillon profilé ou du moyeu profilé. Le tourillon profilé ou le moyeu profilé est fixé en position axiale dans le moyeu profilé par une vis axiale qui prend appui sur le moyeu de la roue. Cette vis peut traverser le moyeu de la roue et elle sert en même temps d'outil de montage. A l'aide de cette vis, on peut emmancher le tourillon profilé dans le moyeu de la roue avec serrage ou l'en extraire. Le rapport entre la longueur axiale et le dia- mètre extérieur du tourillon profilé ou du moyeu profilé est de préférence inférieur à 1. En général, ce rapport est compris dans l'intervalle de 0,4 à 0,8. Ce faible rapport (tourillon court) est également obtenu par un agrandissement du diamètre du tourillon profilé, de sor- te que la surface de portée nécessaire pour la transmis- sion du couple peut être placée sur la périphérie du tourillon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la des- cription qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 représente un arbre de transmis- sion pour véhicule à traction avant qui comprend un joint fixe côté roue et un joint coulissant côté boîte de vitesses, la vue étant principalement prise en coupe axiale; et la figure 2 est une coupe axiale à plus grande échelle d'une forme de réalisation de la liaison côté roue de l'arbre de transmission selon l'invention au moyeu de la roue. Selon la figure 1, l'arbre de transmission est composé d'un tube 1 auquel la piece coulissante 2 est soudée sur le côté roue. Le corps 3a du joint fixe homo- cinétique côté roue 3 est emmanché sur le profil de can- nelure 2a formé à son extrémité. Sur le côté botte de vitesses, le corps intérieur 4a d'un joint coulissant homocinétique 4 est soudé au tube 1, tandis qu'un bout d'arbre 5 est soudé au corps extérieur 4b de ce joint. Le bout d'arbre 5 comprend un tourillon profilé 5a qui est en prise avec une roue conique de sortie 6a du dif- férentiel 6. Ainsi qu'on peut'le reconnaître clairement sur la figure 2, le corps extérieur 3c du joint homocinéti- que fixe côté roue 3 possède un épaulement radial annu- laire 3b et un moyeu profilé axial court 3d qui porte extérieurement une cannelure 3e. L'alésage axial 8 du moyeu 7 de la roue est également muni intérieurement, c'est-à-dire sur le c8té du joint, d'une cannelure 7a qui est en prise avec la cannelure 3e du moyeu 3d, de sorte que le corps extérieur 3c du joint est assemblé solidairement en rotation au moyeu 7 de la roue. Un épaulement annulaire 7b est formé dans l'alésage 8 du moyeu, à l'extrémité extérieure de ia cannelure 7a. Le corps extérieur 3c du joint et le moyeu profilé 3d pré- sentent un perçage axial fileté 3f dans lequel est vis- sée une vis 9, la tête 9a de la vis s'appuyant contre l'épaulement 7b du moyeu 7 de la roue par l'intermédiai- re d'une rondelle 10. Le moyeu 7 de la roue tourillonne, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 11 à deux rangées de billes à contact oblique, dans la bague exté- rieure lla de ce roulement qui est fixée à un support de roue approprié (non représenté). Dans l'assemblage entre le corps extérieur 3c du Joint et le moyeu 7 de la roue qui est représenté sur la figure 2, l'épaulement annulaire 3b est appliqué fer- mement contre la surface frontale interne 7c du moyeu 7 de la roue au moyen de la vis 9. Le diamètre relative- ment grand de la surface de portée assure une bonne ab- sorption des moments de flexion qui se manifestent, de sorte que ces moments n'exercent pas d'influence préju- diciable sur la cannelure 3e, 7a et que la cannelure sert essentiellement à la transmission du couple. En ou- tre, la faible longueur axiale du moyeu profilé 3d, com- parativement au diamètre extérieur de l'épaulement annu- laire 3b, contribue à faire en sorte que les moments de flexion n'exercent qu'une faible influence sur l'assemn- blage par cannelures 3e, 7a. La configuration c6té roue de la figure 1 se distingue de celle représentée sur la figure 2 par le fait qu'on utilise un roulement à billes à deux rangées de billes à contact oblique à bague intérieure en deux pièces (de la "première génération") et que la tête 9a de la vis 9 prend appui sur un épaulement annulaire 7b prévu à l'extrémité extérieure de l'alésage 8 du moyeu de la roue. La vis 9 est appropriée pour servir d'auxi- liaire de montage indépendamment de la position de son appui, parce que le moyeu profilé 3b peut être emmanché dans la région profilée de l'alésage 8 et également ex- trait de cette région au moyen de cette vis. Dans la forme de réalisation de l'arbre de transmission qui est représentée sur la figure 1, le moyeu profilé 3d est plus court que la course de coulissement maximum que l'arbre i à 5 peut décrire en se rétractant vers le dif- férentiel 6 grâce au joint coulissant 4. La présente invention simplifie le montage et a démontage des demi-arbres. Après avoir dévissé la vis 9 du perçage fileté 3f, on peut faire coulisser axiale- ment le tube 1 de l'arbre, avec le joint fixe 3, dans la direction axiale, vers le différentiel 6, suffisamment loin pour que le moyeu profilé 3d se soit dégagé de l'a- lésage 8. Maintenant on peut faire pivoter l'arbre, avec le joint 3, dans la direction voulue dans l'espace, par rotation autour du joint coulissant 4, sans qu'il soit nécessaire pour cela de démonter la suspension de la roue. Ensuite, on peut séparer l'ensemble de l'arbre de transmission 1 à 5 du différentiel 6. Cette opération peut être exécutée de façon particulièrement simple lorsque le raccordement côté boîte de vitesses est éga- lement réalisé au moyen d'un tourillon profilé. L'arbre de transmission selon l'invention permet de choisir librement la taille des joints, leur type ainsi que le type des roulements ou paliers, de sorte qu'on peut obtenir la coordination optimale. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée. C'est ainsi que les deux joints peuvent être réalisés sous la forme de joints coulis- sants. Le principe de l'invention peut trouver applica- tion pour les arbres de roues des véhicules à propulsion arrière aussi bien que pour ceux des véhicules à trac- tion avant. L'assemblage du joint possède une grande élasticité axiale et donne une grande sécurité contre le desserrage des assemblages vissés en présence d'un tas- sement du métal. Bien entendu, diverses modifications pourront 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. REVENDICATIONS 1. Arbre de transmission d'entraînement de roue de véhicule automobile, comprenant un joint coulis- sant et un joint fixe ou deux joints coulissants, dont le joint côté roue est muni d'un tourillon profilé ou d'un moyeu profilé destiné à s'engager dans le moyeu ou sur l'axe de la roue, caractérisé en ce que la longueur axiale du tourillon profilé ou du moyeu profilé (3d) est plus petite que le raccourcissement de l'arbre de trans- mission qu'on obtient en faisant coulisser le ou les joints coulissants (4) lorsque l'arbre (1 à 5) est monté dans le véhicule. 2. Arbre de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la région profilée (3e) du tourillon profilé ou du moyeu profilé (3d) est fabriquée sans traitement thermique. 3. Arbre de transmission selon l'une des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que les profils (3e, 7a) du tourillon profilé ou du moyeu profilé (3d) et du moyeu de roue (7) présentent des tolérances dimen- sionnelles calculées de manière qu'ils s'emmanchent l'un. dans l'autre avec serrage. 4. Arbre de transmission selon l'une des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rapport de la longueur axiale au diamètre du tourillon profilé ou du moyeu profilé (3d) est inférieure à 1.