Brevet FR2629156A1 — publié le 19890929

L'invention a pour objet un arbre articulé à deux joints universels, et dont une partie peut être modifiée dans sa longueur. On connait un arbre articulé télescopique comprennant une partie d'arbre qui peut être cnangée dans sa longueur, ainsi que deux joints universels qui se composent de chaque fols deux moitiés d'articulation reliés à l'aide d'un membre intermédiaire. Un arbre articulè de ce type est connu dans DE-OS-809b65 (US-PS-4271685). Les arures articulés installés dans les automobiles ont généralement à franchir une distance relativement grande entre, par exemple, l'entrainement et l'essieu moteur. Dans ce cas il est la plupart au temps nécessaire de compenser les différences de hauteur et les cnangements de position en service, par une modlficatlon de la charge utile, ou de la flexion du ressort. Pour cette raison les articulations doivent être étudiées pour un grand angle ue flexion et une compensation de la longueur. Le résultat se traduit par des dimensions importantes de construction des articulations et des arbres; on dispose normalement d'assez de place pour les arbres mals les difflcultés résultent surtout du-fait qu'il faut prévoir, pour transmettre des couples de rotaltion élevés, des diamètres d'articulations importants. Dans des cas particuliers, par exemple pour la commande de vétlcules sur rails, on rencontre V'autres proportions d'encombrement. La plupart du temps, on dispose seulement d'une longueur totale courte pour l'arbre articulé, tandis qu'un diamètre de l'articulation plus grahd ne présente aucun problème de place. Un cas typique d'utilisation est, dans -ce contexte, la commande d'une paire de roues à partir d'un moteur de traction transversal. Dans ce cas, l'essentiel consiste en un angle de flexion en service relativement peu important, en une charge élevée du couple de rotation et en la compensation des longueurs en charge. Les arbres articulés habituels de ia construction automobile ne répondent pas à ces exigences; surtout, la compensation de longueur au moyen d'arbres cannelés est fortement soumise au frottement et n'offre pas la durée de vie et la sûreté attendues. Avec un arbre articulé on a, certes, déjà obtenu un raccourcissement, mals la construction choisie est faible dans les appuis mobiles libres et dans la compensation des longueurs. L'invention a pour objectif de proposer un arbre articulé, court, avec un angle de flexion maximal peu important, approprié pour des couples de rotation en marche continue. La compensation de longueur doit alors aussi présenter peu de résistance en cas de charge. Ce problème est résolu grâce à un arbre articulé conforme à l'invention, du type sus-visé et principalement caractérisé en ce qu'au moins un des membres intermédiaires sur les joints universels est enri forme d'anneau, la partie de l'arbre, qui peut être modifiée dans sa longueur, forme une compensation de longueur tripode, connue en elle-même, avec une extrémité dtarbre central et une partie en moyeu qui sont en relation de rotation confinée au moyen de galets, en d'autres termes on a fait le choix d'une construction d'articulation, dont les moitiés ne se séparent pas en sens axial, mais sont disposés radialement l'une dans l'autre. La partie intermédiaire reliant les moitiés de l'articulation est construite en forme d'anneau et reliée radialement à l'extérieur de l'un et radialement à l'intérieur de l'autre. La compensation des longueurs est, comme connu, exécutée selon la construction tripode avec des galets qui relient une partie de l'arbre et une partie du moyeu avec une fermeture géomètrique. Cette combinaison de caractéristi- ques a comme résultat un arbre articulé avec une longueur de construction particulièrement courte, puisque les articula- tions ne demandent que peu de place et donnent de l'espace pour la disposition de la compensation des longueurs en partie même à l'intérieur de l'articulation. La compensation des longueurs au moyen de galets demande moins de longueur de construction que l'arbre cannelé avec la même charge admissl- ble et a l'avantage de force de réaction axiales moins impor- tantes sur les paliers des constituants de la commande (moteur, engrenage) qui doivent être reliés. Une longueur de construction peu importante des articulations et de la com- pensation des longueurs a comme résultat unelongueur totale minimale avec une utilisation de l'espace de construction radiale disponible. Suivant des dispositions secondaires 1i avantageuses les galets sont supportés par des goujons fixés radialement sur le demi-arbre, et sont guidés dans des rainures parallèles à l'axe sur une partie formant moyeu; la partie formant moyeu coulisse de manière étanche et centrée sur le demi-arbre; l'intérieur de la partie formant moyeu est rendu étanche vis à vis de l'extérieur et est rempli d'un lubrifiant; ledit membre intermédiaire en forme d'anneau comporte deux tourillons orientés radialement vers l'extérieur, et s'aligne, et est en relation, avec une des moitiés d'articulation à l'aide de paliers; au moins un des memDres intermédiaires en forme d'anneau comporte deux tourillons co-axiaux l'un par rapport à l'autre, s'étendant radialement vers l'extérieur et, décalés. de 90 par rapport à ces derniers, aeux alésages co-axiaux l'un par rapport à l'autre, pour recevoir deux paliers de tourillons pour des tourillons des moitiés d'articulation correspondantes; ledit membre intermédiaire en forme d'anneau, vu dans le sens de l'axe, a une forme sensiblement ovale; la partie de l'arbre et/ou la partie du moyeu comporte des tourillons dirigés radialement vers l'extérieur, lesquels sont en relation, radialement de l'intérieur, avec le membre intermédiaire en forme d'anneau au moyen de paliers, ce par quoi les axes des tourillons sont perpendiculaires l'un par rapport à i'autre.; les axes des tourillons du membre intermédiaire sont coplanaires; les rainures orientées radialement vers l'extérieur s'étendent axialement dans la partie formant moyeu au moins jusque dans la zone des tourillons; les paliers sont logés dans des supports fixés sur les premières moitiés d'articulation. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles: -la fig. 1 est une coupe longitu- dinale d'un arbre articulé de l'invention, suivant deux plans orthogonaux, -la fig.2 est une coupe transversale dans la première articulation, -la fig.3 est une coupe transversale dans la deuxième articulation, dans la zone des paliers des galets. La fig.l montre un arbre articulé avec deux joints universels I et 11, reliés à d'autres éléments de commande nonreprésentés. Chaque articulation 1, 1i1 est composée d'une première moitié d'articulation 1, 12 et d'une deuxième moitié d'articulation 4, 14, qui sont en relation l'une avec l'autre à l'aide d'un membre intermédiaire 3, 13. La deuxième moitié d'articulation 4 de l'articulation 1 se prolonge dans sa partie centrale 5 par un deml-arbre 7. La deuxième moitié d'articulation 1 de l'articualtion 11 se prolonge en une partie cylindrique formant moyeu 8 qui entoure le demi-arbre 7. Entre la partie en moyeu 8 et le demi-arbre 7 se trouvent des galets 9, qui sont supportés par des goujons 10, de préférence au moyen de paliers à roulement, et sont fixés ensemble dans le demi-arbre 7. On a prévu de préférence trois galets 9 qui engrènent dans des rainures radiales 15 qui s'étendent de manière axiale sur la face intérieure de la partie en moyeu 8 et forment une liaison en rotation 3U confinée et mobile axialement. Sur le côté frontal de la partie formant moyeu 8, tourné vers la première articulation 1, se trouve un manchon de centrage 16 pour guider la partie en moyeu 8 sur l'arbre 7. Ce coussinet de centrage, important pour obtenir une rigidité en flexion et une fiabilité satisfaisante, comporte en outre un joint 17, et peut servir de butée au cours du déplacement longitudinal des rouleaux 9 vers l'un des côtés. Sur l'autre côté de la partie en moyeu 8 se.trouve un couvercle 23, qui forme une autre butée et rend l'intérieur de la partie du moyeu 8 étancne à une sortie ae lubrifiants. La compensation de longueur 6 a été représenté dans une position médiane avec une possibilité de déplacement de chaque côté. Sur la flg.2 on peut voir que l'arbre 5 forme une unité avec la deuxième moitié de l'artlcu- lation 4 et comporte deux tourillons 18 alignés. Ces touril- lons sont en relation, à l'aide de paliers 20, avec le membre intermédiaire 3 en forme d'anneau. Le membre intermédiaire 3 est en relation avec la première moitié d'articulation 2 au moyen de paliers 21 et de deux autres tourillons 19 alignés. Les paliers 21 peuvent, comme on peut le voir sur la fîg.l, être logés dans des supports 22, qui pour leur part sont fixés de manière connue à la première moitié d'articu- lation. Les axes des tourillons 18 et 19 sont perpendiculaires les uns aux autres et sont de préférence coplanalres. La fig.3 est une coupe tranversale du moyeu 8 dans la zone des galets et des appuis mobiles libres de l'autre joint universel 11. La deuxième moitié d'ar- ticulatlon 14 de cette articulation 11 est directement formée par la partie en moyeu 8 et comporte, de manière analogue à la réalisation de l'articulation 1, deux tourillons 18. Le couplage cinématique au moyen du membre intermédiaire 13 en forme d'anneau correspond à celui de l'articulation 1 de la fig.2. A l'aide des paliers 20 et 21 radialement déportés vers l'extérieur, on a crée une place assez grande au centre de l'articulation pour que la partie en moyeu 8 puisse s'étendre jusqu'à dans le plan des axes des tourillons ou encore plus loin jusqu'à la première moitié d'articulation 12. Ainsi on obtient un net raccourcissement de la longueur totale de la construction. Les memDres intermédiaires en forme d'anneau 3, 13, pouvant, comme on peut le voir sur la fig.2, être ovales. Ainsi on peut réduire le diamètre extérieur des premières moitiés d'articulation 2, 12 de telle façon que les paliers 20, 21 soient situés à peu près à la même distance 2 6 2 9 1 5 6 de l'axe de rotation. Comme d'habitude, les tourillons 18 de la partie en moyeu 8 sont de préférence disposés dans le même plan que les tourillons 18 de la partie 5 formant arbre, pour éviter des défauts d'angle de rotation. La lubrification des paliers 20 et 21 peut se faire à l'aide de graisseurs 24. L'exemple d'exécution décrit, illustre une compensation de longueurs tripode 6, dans laquelle les galets 9 sont fixés sur le demiarbre 7 à l'aide de goujons 10. Il serait aussi possible, dans le cas de ce lU type de construction, de faire supporter les galets par la partie formant moyeu, et d'assurer l'entrainement en rotation par des rainures ménagées dans le demi-arbre. R E V E N D i C A T ú 0 N S i.- Arbre articulé télescopique comprennant une partie d'arbre qui peut être changée dans sa longueur, ainsi que deux joints universels qui se composent de chaque fois deux moitiés d'arciculation reliés à l'aide d'un membre inter- médiaire, caractérisé par la combinaison des caractérisr tiques suivantes: a) au moins un des membres lntermé- diaires (3,13) sur les joints universels (1,11) est en forme d'anneau, i0 D) la partie de l'arbre (5) qui peut être modifiée dans sa longueur, forme une compensation de longueur trîpode (b), connue en elle-même, avec une extrémité (7) a'arbre central et une partie en moyeu (8) qui sont en relation de rotation confinée au moyen de galets (9); 2.- arDre articulé selon la revendication 1, caractérisé: par le fait que les galets (9Y sont supportés par des goujons (10) fixés radialemen- sur le demi-arbre (7), et sont. guidés dans des rainures (15) 2U parallèles à l'axe sur une partie formant moyeu (8); 3.- Arbre articulé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé: par le fait que la partie formant moyeu (8) coulisse de manière étanche et centrée sur le deml-arbre (5); 4.- mrDre articulé selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé: par le fait que l'intérieur de la partie formant moyeu (81 est rendu étanche vis à vis de l'extérieur et est rempli d'un lubrifiant; 5.- Arbre articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé: par le fait que ledit membre inter- médiaire en forme d'anneau (3,13) comporte deux tourillons (19) orientés radialement vers l'extérieur, et s'aligne, et est en relation, avec une des moitiés d'articulation (1,2,11,12) à l'aide de paliers (21); 6.- Arbre articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé: par le fait qu'au moins un des membres intermédiaires en forme d'anneau (3,13) comporte deux tourillons (19) co-axiaux l'un par rapport à l'autre, s'étendant radialement vers l'extérieur et, décalés de par rapport à ces derniers, deux alésages co-axiaux l'un par rapport à l'autre, pour recevoir deux paliers de tourillons (20) pour des tourillons des moitiés d'arti- culation (4,14 ou 8) correspondantes; 7.- Arbre articulé selon la revendication 6, caractérisé: par le fait que ledit membre inter- médiaire en forme d'anneau (3,13), vu dans le sens de l'axe, a une forme sensiblement ovale; 8.- Arbre articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé: par le fait que la partie de l'arbre (5) et/ou la partie du moyeu (8) comporte des tourillons (18) dirigés radialement vers l'extérieur, lesquels sont en relation, radialement de l'intérieur, avec ie membre intermédiaire en forme d'anneau (3,13) au moyen de paliers, ce par quoi les axes des tourillons (18,19) sont perpendiculaires l'un par rapport à l'autre; 9.- Arbre articulé selon la revendication 8, caractérisé: par le fait que les axes des touril- lons (18,19) du membre intermédiaire (3,13) sont coplanalres; 10.- Arbre articulé selon la revendication 8, caractérisé: par le fait que les rainures (15) orientées radialement vers l'extérieur s'étendent axialement dans la partie formant moyeu (8) au moins jusque dans la zone des tourillons (18); 1il.- Arbre articulé selon la revendication 5, caractérisé: par le fait que les paliers (21) sont logés dans des supports (22) fixés sur les premières moitiés d'articulation (2,12). 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