Brevet FR2586072A1 — publié le 19870213

La présente invention a pour objet un joint de transmission pour véhicule automobile. notamment un joint homocinétique articulé utilisé dans les véhicules automobiles à traction avant. Ce joint comprend un organe male pourvu de bras radiaux, de préférence au nombre de trois et constituant un tripodie, solidaires d'un arbre et sur chacun desquels est monté un élément de roulement emprisonné dans une paire de chemins de roulement menagés dans un organe femelle, et qui présentent un centre général, tandis que les bras radiaux ont un plan de symétrie perpendiculaire a l'axe de l'arbre. Le brevet français n 80 06 768 décrit un joint de ce type lequel. notamment dans sa forme de réalisation à tourillonnement lisse, présente une grande robustesse structurelle alliée à une grande durée de service, et ce sous un faible volume. Cependant. on constate que le tourillonnement lisse des galets formant les éléments de roulement implique un frottement très sensible lorsque le joint est neuf. La retenue axiale naturelle de ce joint, qui est due à l'emboitement des tores convexes des segments de roulement dans les tores concaves des chemins de roulement, peut s'avérer insuffisamment rigide pour maintenir totalement la fixité axiale de l'arbre sous 1 effet des frottements alternatifs des segments en oscillation sur les tourillons ou bras. L'invention a donc pour but de supprimer tout déplacement axial de l'arbre pendant la période de rodage du joint. Conformément à l'invention, le joint comprend des moyens pour assujettir le plan de symétrie des bras à passer constamment par le centre général des chemins de roulement, afin d'empêcher tout mou vement axial de l'arbre relativement à l'organe femelle. Suivant un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens comprennent une butée interposée axialement entre l'arbre et l'organe femelle, ancrée dans l'arbre et pourvue d'une surface sphérique convexe venant en appui contre un fond concave sphérique de même rayon que celui de ladite surface sphérique convexe, réalisée en un matériau de résistance et d'aptitude au glissement convenables, et dimensionnée de maniére à exercer sur l'arbre une précontrainte axiale tendant à écarter l'arbre du fond sphérique concave. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent deux modes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs, La Fig. 1 est une vue en coupe axiale et élévation partielle d'un premier mode de réalisation du joint de transmission selon l'invention, représenté en ligne La Fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant II-II de la Fig. 1 La Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1 d'un second mode de réalisation du joint selon l'invention, représenté sous angle maximum. Le joint de transmission représenté aux Fig. 1 et 2 est un joint homocinétique destiné en particulier aux véhicules automobiles à traction avant. Ce joint présente une structure générale similaire à celle du joint faisant l'objet du brevet français précité. I1 comporte ainsi un organe màle 1, constitué dans cet exemple par un tripode pourvu de trois bras radiaux 2 ou tourillons solidaires d'un arbre 3 d entrainement, sur chacun desquels est monté un élément de roulement formé par deux segments de galets 4 independants l'un de l'autre et présentant extérieurement des tores convexes 4a. Chaque paire de segments 4 associée à un bras 2 est emprisonnée dans une paire de chemins de roulement toriques 5, ménagés dans un organe femelle 6 constitué dans cet exemple par une cloche ou bol solidaire d'une fusée 7 de roue, pourvue de cannelures longitudinales et engagée dans un moyeu de roue non représenté. Les six chemins de roulement toriques 5 ont un certre général O situé sur l'axe X-X de l'arbre 3, tandis que les bras 2 ont un plan de symétrie P per pendiculaire à l axe X-X, défini par les trois axes coplanaires 10 des bras 2. Suivant l'invention, ce Joint comprend des moyens pour assujettir le plan de symétrie P à passer constamment par le centre général 0, et ce afin d'empécher tout mouvement axial de l'arbre 3 relativement à i' organe femelle 6. Dans 1 exemple d'exécution décrit, ces mo- yens comprennent une butée 8 interposée axialement entre l'arbre 3 et l'organe femelle 6, ancre3 dans l'arbre 3 et pourvue d'une surface sphérique convexe 9 venant en appui contre un fond sphérique concave 1I de même rayon R que celui de la surface sphérique convexe 9.La butée 8 est réalisée en un matériau plastique de résistance et d'aptitude au glissement convenables, par exemple en "Nylon", et dimensionnée de maniere à exercer sur l'arbre 3 une précontrainte axiale tendant à écarter cet arbre du fond sphérique concave 9, le- quel est coaxial à l'axe du bol fi, confondu avec l axe X-X quand le joint est en ligne comme représenté à la Fig.1. La butée 8 comporte une tige-guide 12 logée dans un trou 13 usiné en bout de l'arbre 3 coaxialement à l'axe X-X, dans une région non sollicitée en torsion. Ce trou 13 est cylindrique avec un fond conique dont le sommet est confondu avec le centre gen- ral O, et son diamétre est légèrement supérieur à celui de la tige-guide 12, par exemple de 1 à 3 mm.La tige-guide 12 est prolongée par une tête 14 terminée par la surface sphérique convexe 9 et qui est raccordée à la tige-guide 12 par une collerette 14a limitée par une portée plane 15, coaxiale au trou 13. la collerette 14a venant s'appuyer et glisser par sa portée '5 sur une portée plane 16 assocree de arbre 3. Par ailleurs, la butée 8 vient glisser et s appuyer par sa surface sphérique convexe 9 sur le fond concave tli lequel s'étend sur un demi-angie au centre A inférieur à l'angle de brisure maximum 8 du joint Au-delà de cet angle A, le rayon de courbure R du fond s'accroit et peut même être indéfini (géneratrice rectiligne) pour venir se raccorder à la région des chemins de roulement 5. La distance entre le sommet 17 de la surface convexe il et le plan d'appui formé par la portée 15 de cette butée est supérieure, par exemple de 0,1 à 0,3 mm, à la distance libre entre le plan d'appui formé par la portée 16 en bout de 1 arbre 3 et le centre du fond de la surface concave 17, de manière à ce qu'après assemblage, la butée 8 crée une précontrainte axiale tendant à écarter l'arbre 3 du fond i de la cloche 6 Ainsi, pendant la période de rodage du joint, les frottements ne peuvent induire aucun mouvement axial de l'arbre 3 relativement à la cloche 6 pour tous les angles de travail égaux ou inférieurs à l'angle A, ot envirotl 30 Pour les angles supérieurs, la précontrainte axiale sur la butée 8 disparait consécutivement à l'accroissement du rayon de courbure du fond de la cloche 6, le rayon R étant en effet remplacé par un rayon R'. Mais à ces angles importants correspondent des vitesses de rotation très faibles du joint pour lesquelles les frottements induits ne peuvent amener de perturbations (virages très prononcés du véhicule). On a représenté à la Fig. 3 un second mode de réalisation du joint, lorsque celui-ci est sous angle maximum. L'organe femelle est ici une cloche 18 solidaire d'un tube de transmission 19, et l'arbre court 28 est agencé pour être fixé sur un moyeu de roue non représenté, par des cannelures coniques 33 suivant le dispositif décrit par le brevet français n 1 586 668. L'arbre 28 est bloqué axialement par une vis non représentée, logée dans un taraudage 34. Dans cette réalisation, les moyens mentionnés ci-dessus comprennent une butée 20, en "Nylon ou autre matière plastique de qualité semblable au point de vue résistance et aptitude au glissement. Cette butée 20 est fixée axialement dans le fond 21 de la cloche 18 par emboitement forcé, par exemple dans deux alésages 22, 23 étagés longitudinalement, un redan plan transversal 24 arretant axialement la butée 20. Celle-ci comprend, tournée vers l'arbre 28, une surface plane 25 ou sensiblement plane, sur laquelle peut venir en appui glissant une surface sphérique convexe 26 usinée sur une excroissance terminale axiale 27 de l'arbre 28. La surface sphérique 26, dont le rayon de courbure est R, est raccordée aux côtes de l'excroissance 27 par des arrondis 29 de rayon plus petit constituant des entrées d'engagement de la sur face convexe 26 sur le plan de glissement 25 de la butée 20, laquelle est concentrique à l'axe Y-Y de la fusée 19. Chaque tourillon 32 du tripode est muni de deux segments de roulement 30 et une douille 31 est solidaire du tourillon 32. De plus, la tête de la butée 20, limitée par son plan de glissement 25, fait saillie légèrement par rapport au fond de la cloche 18, de manière à ce que, lorsque la surface sphérique convexe 26 glisse sur ce plan 25, toute possibilité de mouvement axial du tube de transmission 19 qui pourrait être induit par le frottement des segments 30 sur la douille 31 pendant la période de rodage du joint, soit empêchée. Ce contact glissant des surfaces 25 et 26 généra donc une précontrainte axiale sur l'arbre 28 pour les angles de travail inférieurs en pratique, à une vingtaine de degrés. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi, elle est applicable à des joints dont l'organe mâle pourrait être autre qu un tripode, donc comporter par exemple deux ou quatre tourillons. REVEtIDICATIONS 1. Joint de transmission pour véhicule automobile, comprenant un organe mâle (1(1) pourvu de bras radiaux (2,32) solidaires d un arbre (3,28) et sur chacun desquels est monté un élément de roulement (4) emprisonné dans une paire de chemins (5) de roulement, ménagés dans un organe femelle (6,18) et qui présentent un centre général (0), tandis que les bras radiaux ont un plan de symétrie (P) perpendiculaire à l'axe (X-X) de l'arbre (3, 28) caractérisé en ce qu il comprend des moyens pour assujettir le plan de symétrie (P) des bras (2-32) à passer constamment par le centre général (0) des chemins (5) de roulement, afin d'empêcher tout mouvement axial de l'arbre relativement à l'organe femelle. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une butée (8) interposée axialement entre l'arbre (3) et l'orga- ne femelle (6), ancrée dans l'arbre (3) et pourvue d'une surface sphérique convexe (9) venant en appui contre un fond concave sphérique (11) de même rayon (R) que celui de ladite surface sphérique convexe (9), réalisée en un matériau de résistance et d'aptitude au glissement convenableq, et dimensionnée de manière a exercer sur 1 arbre (3) une précontrainte axiale tendant à écarter l'arbre du fond sphérique concave (11). 3. Joint selon la revendication 2, caracte r.sé en ce que la butee (8) comporte une tige-guide (12) logée dans un trou (13) usiné axialement dans l'extrémité de l'arbre (3) et de diamètre légèrement supérieur à celui de la tige-guide (12), et cette derniere est prolongée par une tète (14 > terminée par la surface sphérique convexe t11) et qui est raccordée à la tige-guide (12) par une collerette (14a) limitée par une portée plane annulaire (15) venant en appui sur une portée plane correspondante (16) de 1 arbre (3) coaxiale au trou (13), tandis que la surface sphé rique concave (11) de l'organe femelle (6 > s'étend sur un dami-angle (A) au centre inférieur à l'angle de brisure maximum (8) du joint. 4. Joint selon la revendication 1. dans lequel l'organe femelle est une cloche (18) d'un tube de transmission (19, et l'arbre (28) est agencé pour être fixé sur un moyeu de roua, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une butée (20) fixée axia lement dans le fond de la cloche (18) et qui présente, tournee vers l arbre, une surface sensiblement plane (251 sur laquelle peut venir en appui glissant une surface sphérique convaxe (26) usinée sur une excrois sance axiale (27) de l'arbre (28X, la surface plane (25) de la butée (20) étant pcsitionnée axialement de manière à exercer sur l'arbre (26) pour des angles de travail inférieurs à une valeur prédéterminée, une précontrainte prévenant tvut mouvement axial du tube de transmission (19) par rapport à l'arbre (28). 5. Joint selon la revendîcatio 4, caracte rise en ce que la surface sphérique convexe (26) de l'arbre (28) est raccordée aux côtés de l'excroissance (27) par des arrondis (29) facilitant i engagement de la surface convexe (26) de l'excroissance (27) sur la butée (20 > , laquelle est réalisée en un matériau ayant une résistance et une aptitude au glissement appropri ees.