Brevet FR2632031A1 — publié le 19891201

La présente invention a pour objet un joint homocinétique à fixité axiale et à grande angularité. Elle concerne plus particulièrement un joint homocinétique du type de celui décrit et représenté dans la demande de brevet français N'B7 13597 du 1er Octobre 1987, qui comprend une pièce en forme de tripode solidaire de l'un des deux arbres à relier et une tulipe solidaire de l'autre de ces deux arbres. le tripode comportant trois tourillons sur lesquels sont montés rotatifs et coulissants des galets dont la surface extérieure est sphérique et qui roulent dans trois chemins de roulement constitués par des pistes de forme sensiblement toroïdale ménagées dans la tulipe, et des moyens de retenue axiale pour maintenir les deux parties du joint l'une par rapport à l'autre qui comportent une pièce intermédiaire qui délimite une surface sphérique convexe qui est reçue dans un logement sphérique concave ménagé dans les branches axiales de la tulipe et une surface plane perpendiculaire à l'axe du tripode qui coopère avec une zone de contact ménagée en vis-à-vis sur le tripode de manière à définir une liaison permettant à ce dernier de se déplacer perpendiculairement à son axe par rapport à la tulipe. Comme cela a été exposé dans la demande de brevet, cette conception permet d'obtenir un joint tripode à fixité axiale à très grande angularité et de faible encombrement radial et longitudinal. On constate toutefois qu'il peut apparaitre, entre les surfaces sphériques convexe et concave, un jeu de fonctionnement générateur d'usure et de bruit. De plus, lorsque la pièce intermédiaire est une pièce unique.comportant des surfaces planes parallèles entre lesquelles coulisse le tripode, il existe un jeu axial de fabrication qu'il est également souhaitable de réduire, nu de supprimer. Le but de l'invention est de proposer un joint homocinétique dans lequel ces deux types de jeux sont simultanément supprimés. Dans ce but l'invention propose un joint homocinétique du type mentionné plus haut caractérisé en ce que les moyens de retenue axiale comportent des moyens prenant appui sur la tulipe pour solliciter le tripode selon une direction parallèle à l'axe du tripode et dans le sens correspondant au maintien en contact de ladite zone de contact avec ladite surface plane de 1 pièce intermédiaire. Selon d autrescaractéristiques de l'in- vent ion - lesdits moyens comprennent un organe d'appui comportant une face plane perpendiculaire à l'axe du tripode qui coopère avec une seconde zone de contact ménagée sur le tripode et parallèle à la première zone de contact - l'organe d appui est monté coulissant par rapport à la pièce intermédiaire selon une direction parallèle å l'axe du tripode - la pièce intermédiaire comporte trois pattes s'été étendant axialement depuis sa surface plane entre les tourillons du tripode et entre lesquelles l'organe d'appui est monté coulissant - l'organe d'appui comporte trois pattes s'étendant axialement depuis sa face plane entre les tourillons du tripode pour coopérer avec les pattes axiales de la pièce intermédiaire - la face radiale interne de chacune des pattes de la pièce intermédiaire comporte une rainure axiale de guidage qui reçoit en coulissement une saillie radiale formée à la surface externe de la patte correspondant de l'organe d'appui - l'organe d'appui délimite une surface convexe sur laquelle prend appui un élément de précontrainte ;; - l'élément de précontrainte est un ressort constitué par une attache élastique en forme d'étoile dont les extrémités des branches s'accrochent sur la tulipe et dont la partie centrale assure une précontrainte axiale de l'organe d'appui - les moyens de précontrainte comportent également un poussoir, interposé entre la partie centrale de l'attache élastique et l'organe d'appui, qui comporte une surface concave complémentaire de la surface convexe de l'organe d'appui - ces surfaces convexe et concave sont des surfaces sphériques - l'élément de précontrainte est une pièce de fermeture rapportée sur l'extrémité ouverte de la tulipe dont une portion centrale assure une précontrainte axiale de l'organe d'appui - la pièce rapportée comporte une surface concave complémentaire de la surface convexe de l'organe d'appui ; et - l'élément de précontrainte est une piéce soudée aux extrémités libres des branches de la tulipe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue schématique simplifiée, en section axiale, d'un joint tripode réalisé conformément aux enseignements de l invention et représenté en position alignée La figure 2 est une vue simplifiée en perspective éclatée du joint homocinétique de la figure 1; La figure 3 est une vue en perspective représentant l'organe d appui dans une position retournée par rapport à celle qu'il occupe à la figure 2 La figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 1 d'un second mode de réalisation de l'invention. Le point homocínétiqus représenté aux figures 1 et 2 comprend un tripode 20 qui est entrainé en rotation par un arbre 22 par l'intermédiaire d'un bol 24. Le tripode est constitué de trois tourillons 26a,26b,26c, qui sont régulièrement répartis à 120 et reliés entre eux par un moyeu central 28. Les tourillons sont reliés au bol 24, par exemple par soudage. L'arbre 22 d'axe X-X entraine en rotation un arbre 34, d'axe Y-Y, au moyen de trois galets 36a,36bet 36c, qui sont montés rotatifs et coulissants sur les tourillons 26a,26b,et 26c respectivement. Chacun des galets comporte un alésage cylindrique 38 dans lequel pénetre le tourillon correspondant. Afin d assurer l entrainement en rotation de l'arbre 34, chacun des galets est reçu dans un chemin de roulement 40 ménagé dans une tulipe 42 qui prulonge l'arbre 44. Les chemins de roulement sont constitués par des paires de pistes de forme sensiblement toroidale dans lesquelles viennent rouler les galets dont la surface extérieure est sphérique. Le centre géométrique C des pistes toroïdales est situé sur l'axe Y-Y de l'arbre 34. Les pistes 40 peuvent être parfaitement to roidales, comme dans le mode de réalisation représenté aux figures, ou sensiblement toroidales c'est-à-dire, par exemple, par excentrement du centre des pistes par rapport à l'axe Y-Y. Le Doint homocinétique comprend des moyens de retenue axiale pour maintenir les deux parties du joint l'une par rapport à l'autre et en permettre la mise sous angle. Les moyens de retenue axiale comprennent une pièce intermédiaire 44 reliée à la tulipe 42 et qui coopère avec le tripode 20 par une liaison permettant à ce dernier de se déplacer perpendiculairement à son axe X-X par rapport à la tulipe 42. La pièce intermédiaire 44 présente sensiblement la forme d'une calotte sphérique et délimite une surface externe sphérique convexe 46. La surface externe sphérique 46 est reçue dans un logement sphérique concave ménagé dans les trois branches axiales 50 de la tulipe 42. Le centre géométrique du logement sphérique concave 48 est ici confondu avec le centre géométrique C des pistes toroidales 40. Conformément aux enseignements de la demande de brevet N 87 13 597, la pièce intermédiaire possède un axe polaire qui reste parallèle à l'axe X-X de l'arbre 22, quelle que soit la position angulaire de l'axe X-X par rapport à l'axe Y-Y. On appelle plan équatorial de la pièce intermédiaire 44, le plan gèo- métrique fictif P perpendiculaire à l'axe polaire de celle-ci et pissant par son centre géométrique. La pièce intermédiaire 44 est une pièce en forme de calotte sphérique comportant une surface plane de guidage 56 parallèle au plan équatorial P et qui participe au guidage des déplacements du tripode 20. Dans le mode de réalisation représenté, la pièce 44 .est évidée et la surface plane de guidage 56 est constituée par trois portions de surface plane réparties angulairement à 120 autour de l'axe polaire de la calotte sphérique et qui coopèrent avec une première surface plane correpondante 58 du tripode, perpendiculaire à l'axe de ce dernier. La zone de contact du tripode avec la première surface plane 56 de la pièce intermédiaire 44, que constitue la première surface plane 58, est formée par trois méplats coplanaires des trois tourillons qui, en coopération avec les trois portions de surface plane 56, constituent un guidage plan sur plan du tripode 20 par rapport à la calotte spérique 44. Comme on peut le constater à la figure 1, lorsque le joint est dans sa position alignée, la surface plane de guidage constituée par les trois portions 56 est décalée axialement vers la gauche par rapport au plan diamétral P. La surface sphérique concave de guidage avec laquelle coopère la surface sphérique convexe 46 de la calotte sphérique intermédiaire 44 s'étend, vers la droite, au-delà du plan diamétral P. La surface sphérique concave 48 comporte également une portion détalonnée 60 centrée sur l'axe Y-Y qui permet d'éviter l'usinage du pole de la portion de sphère à l'intérieur des branches 50 de la tulipe 42. Conformément à l'invention les moyens de retenue axiale du joint comprennent également des moyens 80 permettant d'exercer une précontrainte élastique sur le tripode 20 parallèlement à la direction de son axe et de façon à maintenir en contact permanent les surfaces planes 56 et 58. Les moyens élastiques 80 comprennent une attache élastique en forme d'étoile 82 dont les trois branches 84 s accrochent par leurs extrémités 87 dans des encoches correspondantes de la surface périphérique externe 88 de la tulipe 42. La partie centrale 86 de l'attache 82 sollicite axialement un organe d'appui 88 par l'intermédiaire d un poussoir 90 comportant trois branches 92 emboitées sur les branches 84 de l'attache 82. L organe d'appui 88 présente également la forme d'une calotte sphérique évidee dont la surface externe sphérique convexe 94 coopère avec une surface sphérique concave complémentaire 96 formée en vis-a-vis dans le poussoir 90. Comme on peut le constater à la figure 3, l'organe d'appui 88 comporte une surface plane 72, qui comme la surface plane 56 de la piéce intermédiaire 44, est constituée par trois portions de surface plane coplanaires 72 réparties angulairement à 120 et qui sont prévues. pour coopérer avec une seconde surface plane correspondante 74. ménagée sur le tripode 20. La seconde surface plane 74 est, comme la première surface plane 58 à laquelle elle est parallèle, constituée par des méplats correspondants formés sur les trois tourillons. Les dimensions du poussoir 90, de l'attache 82 et de l'organe d'appui 88, sont choisies de manière à ce que les moyens élastiques 80 appliquent en permanence sur le tripode 20 une precontrainte axiale qui a pour effet de plaquer en appui la seconde surface plane 72 sur la seconde surface plane 74 du tripode, puis la première surface plane 58 sur les trois portions de face plane 56 et, enfin de plaquer en appui les surfaces sphériques 46 et 48 l'une contre l'autre. Ainsi tout jeu axial est supprimé. L'organe d'appui 88 est monté coulissant par rapport à la calotte sphérique 44 selon une direction parallèle à l'axe du tripode c'est-à-dire perpendiculaire aux surfaces planes 56 et 72. A cet effet la pièce intermédiaire 44 comporte trois pattes 96 s'étendant depuis la surface 56 parallèlement à l'axe du tripode, entre les tourillons du tripode, Comme on peut le constater aux figures 1 et 2 la surface sphérique convexe 46 se prolonge sur les pattes axiales 96 de façon à ce que sa coopération avec la surface sphérique concave 48 s'étendent au-delå du plan diamétral P. Chacune des pattes axiales 96 comporte à sa face radiale interne une rainure axiale 97. Chacune des rainures axiales 97 est prévue pour recevoir en coulissement une partie 98 faisant saillie radialement vers l'extérieur depuis la surface sphérique convexe 94 d'une patte axiale correspondante 9 de l'organe d'appui 88 et s'étendant axialement parallèlement à l'axe du tripode. Du fait de la coopération entre les saillies radiales 98 et les rainures axiales 9?, l'organe d'appui 88 est monté coulissant entre les pattes 96 de la calotte sphérique 44 de maniére à enserrer le tripode et à assurer un maintien en contact permanent des surfaces planes 56 et 72 respectivement avec les zones de contact parallèles 58 et 74 du tripode. Les tranches 37 des galets tournées vers la pièce intermédiaire 44 sont chacune en vis-à-vis d.'un méplat 47 formé sur la surface externe de la pièce 44. Chaque méplat 47 s'étend dans un plan perpendiculaire au plan diamétral P. En position normale de fonctionnement il existe un jeu entre les méplats 47 et les tranches 37. Toutefois ces surfaces de butée sont susceptibles de venir occasionnellement en butée l'une contre l'autre de façon à ma~intenir la pièce 44 dans une position angulaire centrée par rapport au tripode ; l'organe d'appui 88 étant lui-meme indexé en rotation par rapport à la pièce intermédiaire 44 à laquelle il est lié angulairement par les pattes 96 et 99. Le second mode de réalisatiorr représenté à la figure 4 diffère du premier mode de réalisation dé par la nature des moyens de précontrainte axiale du joint. Ces derniers comportent un organe d'appui 88 en tous points identiques a celui décrit et représenté en référence aux figures 1 à 3. L'organe d'appui est sollicité axialement en direction du tripode 20 par une pièce rapportée 83. La pièce 83 est une pièce rigide en forme d'étoile comportant une portion centrale 85 et trois branches 89. La portion centrale 85 comporte une surface sphérique concave 91 qui, comme la surface 96, coopère avec la surface convexe 94 de l'organe d'appui 88. L'extrémité libre de chacune des branches 90 est ici fixée par soudage à l'extrémité libre de la branche 50 en vis-à-vis de la tulipe 42. REVENDICATlONS 1. Joint homocinétique comprenant une pièce en forme de tripode (20) solidaire de l'un (22) des deux arbres à relier et une tulipe (42) solidaire de l'autre (34) deces deux arbres, le tripode comportant trois tourillons (26a,26b.26c) sur lesquels sont montés rotatifs et coulissants des galets (36a,36b,36c) dont la surface extérieure est sphérique et qui roulent dans trois chemins de roulement (40) constitués par des pistes de forme sensiblement toroidale ménagées dans la tulipe, et des moyens de retenue axiale (44,80) pour maintenir les deux parties du Joint l une par rapport à l'autre qui comportent une pièce intermédiaire (44) qui délimite une surface sphérique convexe (46) qui est reçue dans un logement sphérique concave (48) ménagé dans les branches axiales (50) de la tulipe (42) et une surface plane (56) perpendiculaire à l axe(X-X) du tripode qui coopère avec une zone de contact (58) ménagée en vis-à-vis sur le tripode (20) de manière à définir une liaison permettant à ce dernier de se déplacer perpendiculairement à son axe par rapport à la tulipe, caractérisé en ce que les moyens de retenue axiale comportent des moyens (80) prenant appui sur la tulipe (42) pour solliciter le tripode (20) selon une direction parallèle à l'axe du tripode et dans le sens correspondant au maintien en contact de ladite zone de contact (58) avec ladite surface plane (56) de la pièce intermédiaire (44). 2. Joint homocinétique selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens compren nent un organe d'appui (88) comportant une face plane (72) perpendiculaire à 'axe (X-X) du tripode (20) qui coopère avec une seconde zone de contact 3. Joint homocinétique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'appui (88) est monté coulissant par rapport à la pièce intermédiaire (44) selon une direction parallèle à l'axe du tripode. 4. Joint homocinétique selon la revendication 3 caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (44) comporte trois pattes (96) s'étendant axialement depuis ladite surface plane (56) entre les tourillons du tripode et entre lesquelles l'organe d'appui (88) est monté coulissant. 5. Joint homocinétique selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'organe d'appui (88 > comporte trois pattes (99) s'étendant axialement depuis ladite face plane (72) entre les tourillons du tripode pour- coopérer avec les pattes axiales (96) de la pièce intermédiaire (44 > . 6. Joint homocinétique selon la revendication 5 caractérisé en ce que la face radiale interne de chacune des pattes (96) de la pièce intermédiaire (44) comporte une rainure axiale de guidage (97) qui reçoit en coulissement une saillie radiale (98) formée à la surface externe (94) de la patte correspondante (99) de l'organe d'appui (88). 7' Joint homocinétique selon l'une quelconque des revendi.cations précédentes caractérisé en ce que l'organe d'appui (88) délimite une surface convexe (94) sur laquelle prend appui un élément (82) de précontrainte. 8. Joint homocinétique selon la revendication 7 caractérisé en ce que ledit élément de précontrainte est un ressort constitué par une attache élastique (82) en forme d'étoile (84) dont les extrémités des branches s'accrochent sur la tulipe et dont la partie centrale (86) assure une précontrainte axiale de l'organe d'a.ppui (88). 9. Joint homocinétique selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens de précontrainte comportent également un poussoir (90)-.interposé entre la partie centrale (86) de l'attache élastique (82) et l'organe d'appui (88) qui comporte une surface concave complémentaire de la surface convexe de l'organe d'appui. 10. Joint homocinétique selon la revendication 7 caractérise' en ce que l'élément de precon- trainte est une pièce de fermeture rapportée sur l'extrémité ouve-rte de la tulipe dont une portion centrale assure une pré contra i rit e axiale de l'organe d'appui. 11. Joint homocinétique selon la revendication 10 caractérisé en ce que la pièce rapportée comporte une surface concave complémentaire de la surface convexe de l organe d'appui. 12. Joint homocinétique selon l'une des revendications 10 au 11 caractérisé en ce que l'élément de précontrainte est une pièce soudée aux extrémités libres des branches de la tulipe. 13. Joint selon l'une des revendications 9 ou 11 caractérisé en ce que lesdites surfaces convexe et concave sont des surfaces sphériques.