Brevet FR2647168A1 — publié le 19901123

La présente invention concerne un joint de transmission homocinétique. Un joint de transmission s'approchant de l'idéal devrait offrir les propriétés suivantes: a) fonctionnement satisfaisant aux grands angles de desaxage des deux extrémités du joint b) grande souplesse longitudinale (extensibilité) c) grande rigidite torsionnelle d) possibilité de désalignements axiaux e)possibilité de transmission de couples élevés f) légèreté g) simplicité de réalisation et faible coût h) usure et entretien minimaux Les systèmes de joints les plus utilises, par exemple les transmissions pour automobile répondent très bien aux caractéristiques a â e, mais impliquent la réalisation de sousensembles nécessitant des usinages nombreux et bien tolérances ( par exemple joints doubles, joints de WEISS, joints tripodes, emmanchements cannelés...) Un dispositif répondant à presque toutes les propriétés susmentionnées (y compris au point d s'il est suffisamment long) est le joint a soufflet. Celui-ci est toutefois obtenu å partir de procédés d'hydroformage ou d'electrodéposition qui limitent le choix, des matériaux utilisables, et ne permettent d'obtenir ni une épaisseur de paroi ni un rapport diamètre externe sur diamètre interne aussi grands qu'on le souhaite. I1 en résulte que ces joints sont sensibles aux phénomènes de fatigue, présentent une rigidité modérée, et sont en pratique réservés a la transmission des faibles couples. Le dispositif selon l'invention est sucseptible d'offrir l'ensemble des caractéristiques a a h susmentionnées, sans inconvénient manifeste. I1 est en effet constitué d'un assemblage en nombre quelconque supérieur ou égal a deux de couronnes déformables pourvues de brides de fixation sur leurs diamètres interne et externe. Cet assemblage est conçu de sorte que soient rigidement solidarisées deux à deux les brides externes (ou internes) de la première et de la seconde couronne, les brides internes (ou externes) de la seconde et de la troisième couronne, les brides externes (ou internes) de la troisième et de la quatrième couronne, et ainsi de suite jusqu'a la dernière couronne.De la sorte, au moyen des dispositifs entraînant et entraîné, un mouvement de rotation peut être transmis entre la bride interne (ou externe) de la première couronne et la bride non accouplée de la dernière couronne. Ce mouvement, ainsi que les déplacements relatifs (angulaires et axiaux) des deux demi-arbres d'extrémité du joint seront autorisés par l'accumulation des déformations des couronnes. Les matériaux constituant les surfaces déformables des couronnes seront choisis pour leur bonne résistance aux phénomènes de fatigue, et pourront avantageusement être en matériau composite , notamment renforcé de fibre, et particulièrement de fibre de verre. L'épaisseur des disques sera optimisée en fonction de contraintes de dimensions du joint, de déformabilité souhaitée, et de niveau d'efforts å transmettre. Cette épaisseur sera constante, ou définira en coupe radiale un profil d'épaisseur variable optimisant la répartition des contraintes dans les parois déformables des couronnes (avec en particulier une surépaisseur au voisinage des brides, la où les contraintes de flexion sont maximales). Ce profil d'épaisseur sera obtenu par usinage, par moulage ou par rapportage local d'une épaisseur de matériau constituant la surface déformable des couronnes. Le rôle essentiel des brides est de constituer une base résistante pour la fixation entre elles de deux couronnes voisines, cette fixation (par exemple un boulonnage) ayant pour rôle de s'opposer a l'effort de pelage que le mouvement du joint tend a créer entre celles-ci. Les brides seront de forme circulaire. ou polygonale. Elles pourront être constituées en périphérie interne et externe d'une surépaisseur du matériau constituant la paroi déformable des couronnes, voire de simples bossages également périphériques de ce même matériau. Elles peuvent être également constituées d'un matériau différent de celui constituant les parois déformables des couronnes, et peuvent être d'une seule pièce, ou formées de l'assemblage de plusieurs pieces fixées ou non les unes aux autres, voire totalement disjointes.L'assemblage des brides su la paroi déformable des couronnes s'effectuera de maniere classique (boulonnage, rivetage, soudure s'il y a lieu, collage ou simple serrage a l'occasion de l'assemblage du joint). I1 pourra également consister en un surmoulage par injection de la paroi déformable de la couronne au moyen d'une résine qui sera avantageusement chargée de fibre de verre courtes. Les couronnes constituant un joint seront assemblées entre elles de manière classique (boulonnage, rivetage, soudure, collage..). Selon un mode de réalisation préférentiel, les brides interne et externe d'une même couronne seront fixées sur la paroi déformable de la couronne de part et d'autre du plan moyen de celle-ci, de façon a faciliter l'assemblage entre elles des couronnes constituant le joint, sans créer de contraintes mécaniques initiales dans ses constituants. Les couronnes seront assemblées entre elles de manière conventionnelle (par boulonnage, rivetage, soudure, collage...) Des fentes radiales équidistantes peuvent être ménagées en nombre quelconque dans la paroi déformable des couronnes, sur tout ou partie de la distance séparant les rayons interne et externe des couronnes. Ceci permet de minimiser les contraintes locales de flexion autour du rayon, contraintes inutiles pour un bon fonctionnement du joint. Sur les parois déformables des couronnes peuvent être rapportées, d'une maniere qui respecte la symétrie de révolution de la couronne, des formes profilées dont le rôle est de rigidifier le disque dans le sens du mouvement, tout en lui conservant sa souplesse dans le sens axial. Selon une variante, et dans le même but, la paroi déformable des couronnes peut présenter des ondulations en nombre quelconque, å symétrie de révolution autour de l'axe de la couronne. Selon une autre variante, les parois déformables des couronnes peuvent être constituées de deux surfaces gaufrées, présentant par exemple un profil en créneaux ou en dents de scie a symétrie de révolution autour de l'axe des couronnes. Selon une variante les plans de joints des deux brides d'une même couronne peuvent être décalés, la couronne conservant une symétrie de révolution autour de son axe. Les couronnes prendront dans la pratique une forme de cloche très aplatie qui rendra plus aisé l'assemblage du joint, sans introduire de contraintes mécaniques initiales dans ses constituants dûes au seul montage. La figure 1 représente, en coupe, le dispositif selon l'invention. Les figures 2,3,4 et 5 représentent des variantes de ce dispositif. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte unsystème entraînant (1) et un système entraîné (2). Entre les deux, une ou plusieurs couronnes constituées d'une paroi mince déformable (3), d'une bride interne (4) et d'une bride externe (5) sont fixés entre elles de telle sorte qu'une couronne soit reliée aux deux couronnes qui lui sont adjacentes par la bride interne de l'un des cotés, et par la bride externe de l'autre. La déformabilité des parois des couronnes permet la transmission du mouvement entre les systèmes entraînant (1) et entraîné (2) quelles que soient, dans des limites raisonnables, les déformations angulaires et d'élongation que le joint subisse entre les deux systèmes. La figure 2 représente trois variantes de ce dispositif. Dans la variante représentée sur la coupe A, des couronnes circulaires (6) sont collées sur la paroi (3) au voisinage des brides externe (5) et interne (4), en sorte de reconstituer une épaisseur croissante de la paroi déformable au fur et a mesure qu'on se rapproche des brides, cette épaisseur croissante limitant la contrainte mécanique dans cette paroi au voisinage des brides. Dans la variante représentée sur la coupe B, des raidisseurs (7) en forme de "U" sont collés sur la couronne, en sorte de conférer å celle-ci une grande raideur du point de vue de la flexion autour d'un rayon, sans augmenter sensiblement sa rigidité du point de vue de la flexion autour dtune tangente au mouvement.Dans la variante représentée sur la coupe C, une fente radiale (8) est ménagée dans le disque, en sorte d'annuler les contraintes de flexion indésirables autour du rayon matérialisé par la fente. Dans la variante représentée sur la figure 3, les couronnes (3') présentent une légère déformation a symétrie de révolution autour de leur axe, de sorte que, les deux plans de joint des brides se trouvant décalés, l'assemblage du joint puisse se faire commodément, sans introduire de contraintes mécaniques initiales au montage. Dans la variante représentée sur la figure 4, les couronnes (3") sont constituées de l'assemblage de deux surfaces présentant des déformations ou un gaufrage a symétrie de révolution autour de l'axe des couronnes. Dans la variante représentée sur la figure 5, la paroi déformable (3"') des couronnes présente des ondulations (9) a symétrie de révolution autour de l'axe des couronnes. REVENDICATIONS 1) Joint homocinétique caractérisé en ce qu'il est constitué d'un système entraînant (1), d'un système entraîné (2), et d'au moins deux couronnes a paroi déformable (3) constituées d'un matériau résistant a la fatigue, pourvues de brides d'assemblage a leur périphérie interne et externe, et assemblées de telle sorte que l'une des deux brides d'une couronne donnée soit fixée å la bride homologue de l'une des deux couronnes voisines, tandis que l'autre bride est fixée à la bride homologue de l'autre couronne voisine, les deux couronnes extrêmes étant reliées par leur bride ainsi restée libre au système entraînant d'une part, au système entraîné d'autre part. 2) dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le matériau constituant les parois déformables (3) des couronnes est un matériau composite à renfort fibreux. 3 dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi déformable (3) des couronnes présente en coupe radiale un profil d'épaisseur non constante. 4) dispositif selon 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les brides (4) et (5) sont obtenues à partir des parois déformables (3) des couronnes par surmoulage d'une résine chargée de fibres de renfort 5) dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux brides interne (4) et externe (5) d'une même couronne soient fixées respectivement sur une face et sur l'autre de celle-ci. 6) dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que.des fentes (8) régulièrement espacées angulairement soient ménagées sur au moins une partie de la distance séparant le rayon interne du rayon externe de chacune des couronnes. 7) dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plans de joint des brides d'une même couronne sont dans deux plans parallèles décalés l'un par rapport à l'autre, la couronne étant à symétrie de révolution autour de son axe 8) dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des renforts sont rapportés sur les parois déformables (3) des couronnes selon une symétrie de révolution autour de l'axe de celles-ci 9) dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 précédentes, caractérisé en ce que la paroi déformable (3 des couronnes présente en coupe radiale, au moins une ondulation (9) à symétrie de révolution autour de l'axe des couronnes. 10) dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 précédentes, caractérisé en ce que la paroi déformable (3") des couronnes est constituée de deux surfaces accolées entre elles, chacune présentant en coupe radiale un profil à motif répétitif, et à symétrie de révolution autour de l'axe de la couronne.