Brevet FR2703119A1 — publié le 19940930

La présente invention concerne un joint de transmission articulé du type comportant un corps de joint de transmission dans lequel sont formés des chemins dans chacun desquels circule un élément d'articulation du joint de transmission L'invention concerne notamment un joint de transmission homocinétique à fixité axiale, ou quasi fixe, du type comportant un tripode dont chacun des bras s'étend radialement et porte un galet qui est monté tournant et coulissant sur le bras et qui circule dans une gorge, ou chemin de roulement, et un corps de joint de transmission également appelé tulipe.Chaque gorge, ou chemin, est définie entre deux pétales de la tulipe et l'axe longitudinal du chemin est sensiblement rectiligne et parallèle à l'axe de rotation de la tulipe Pour un encombrement global donné du joint de transmission, et donc pour un volume donné disponible à l'intérieur du bol de liaison qui reçoit le tripode, une telle conception n'est pas la plus adaptée pour obtenir une capacité maximale de transmission du couple par le joint lorsque ce dernier est dans sa configuration de fonctionnement la plus courante, c'est-àdire dans une position dans laquelle l'angle de brisure du joint a une valeur faible. Afin d'obtenir la capacité maximale de transmission du couple lorsque le joint est en position ali gnée, sans réduire la capacité du joint lorsque celuici fonctionne sous son angle maximal de brisure, qui est par exemple égal à 45 , il suffit en théorie de remplacer les chemins dont l'axe longitudinal est rectiligne et parallèle à l'axe de rotation de la tulipe, par des chemins ou gorges toriques comme cela est connu du document FR-A-l.272.530 qui décrit et représente un joint de transmission dont un mode de réalisation comporte des chemins dont l'axe longitudinal est un arc de cercle dont la valeur du rayon dépend directement de la valeur de l'angle maximale de brisure du joint. En effet, grâce à une telle conception, lorsque le joint de transmission est sous angle maximal de brisure, le galet qui passe par le plan de brisure du joint occupe la même position que celle occupée par le galet d'un joint de transmission à chemins rectilignes et parallèles. Par ailleurs, tous les joints de transmission du type tripode subissent, lors de leur brisure, un désaxage, également appelé "offset", du tripode par rapport à l'axe de rotation de la tulipe. Ce désaxage, c'est-à-dire la distance entre le centre du tripode et l'axe de rotation de la tulipe, est caractérisé par deux valeurs correspondant pour l'une "i" à la brisure du joint par rotation autour de l'axe d'un des bras du tripode et, pour l'autre "h", à la brisure par rotation du joint autour d'un axe perpendiculaire à ce même bras. Ces deux valeurs sont caractéristiques du phénomène de désaxage du tripode lors de la brisure du joint sous son angle maximal de brisure car ce sont ces valeurs qui doivent être prises en compte pour la réalisation pratique des composants du joint, et notamment pour éviter l'interférence mécanique entre les différents composants du joint. Le galet qui est monté sur le bras du tripode autour duquel s'effectue la brisure du joint, ou par rapport auquel s'effectue la brisure du joint, n'a pas d'influence sur les deux valeurs déterminantes de désaxage du tripode. Par contre, les deux autres galets, également appelés galets de référence, imposent la coïncidence des axes des bras et des axes des gorges. Il existe donc deux points dans le plan des bras du tripode qui, en plus de la condition de symétrie, induisent la position du tripode dans ce plan. C'est la position différente de ces deux points dans le plan du tripode, selon que les gorges sont rectilignes et parallèles à l'axe de rotation de la tulipe, ou qu'elles sont toriques, qui conduit à des valeurs déterminantes différentes du désaxage. La valeur "i" du désaxage lorsque le joint est brisé autour de l'axe d'un des bras du tripode détermine une faculté de montée du bras de tripode dans le galet, et du tripode le long d'une paroi de la tulipe, tandis que la valeur de désaxage "h" lorsque le joint est brisé autour d'un axe perpendiculaire au bras du tripode impose une liberté de descente du tripode le long d'une paroi de la tulipe, perpendiculaire à l'axe de la tulipe et une montée du galet sur le bras du tripode. Pour un encombrement donné de la tulipe à l'intérieur du bol qui porte le tripode, l'adoption des gorges toriques conduit à une légère augmentation de la montée "i" du tripode dans le galet mais également à une très forte augmentation, de l'ordre de 25 Z, de la course de descente "h" du tripode le long de la paroi de la tulipe. Cette solution est donc peu favorable, sauf à modifier profondément la forme et le volume des pièces en présence, c'est-à-dire de la partie centrale de la tulipe et du coeur du joint dans lequel sont agencés notamment les moyens de retenue axiale du joint. L'invention a ainsi pour but de proposer une solution au problème consistant à accroître la capacité de transmission du couple par le joint de transmission lorsqu'il est en position alignée, pour un encombrement donné du joint, sans modifier le coeur du joint, c'est-à-dire notamment son système de retenue axiale. Par ailleurs, les conceptions actuelles de joint de transmission dans lesquels les gorges sont rectilignes et parallèles à l'axe de rotation de la tulipe ne sont pas parfaitement homocinétiques et présentent donc théoriquement un très léger défaut d'uniformité de la vitesse de rotation du joint. Afin de remédier à cette critique théorique, diverses solutions ont été proposées dans le document EP-A-0.009.224 qui propose notamment de réaliser des chemins dont les axes longitudinaux sont rectilignes et inclinés de part et d'autre du point médian occupé par le galet lorsque le joint est en position alignée, d'environ 4 à 60 par rapport à l'axe de rotation de la tulipe. La recherche d'une homocinétie rigoureusement parfaite - perfection qui disparaît d'ailleurs dès qu'un couple moteur est appliqué - n'est pas déterminante dans la conception d'un joint de transmission moderne car elle ne correspond en fait à aucune demande de la part des constructeurs dans le domaine d'emploi le plus courant, c'est-à-dire pour les véhicules automobiles Enfin, et plus spécifiquement quand les tourillons de tels joints reçoivent des aiguilles afin d'en améliorer le rendement par exemple, il y a lieu de rechercher, lors du fonctionnement du joint dans sa position la plus fréquente, c'est-à-dire à faible angle de brisure, un déplacement axial relatif galet/tourillon le plus faible possible, de façon à minimiser la contrainte de cisaillement due à la sollicitation axiale des aiguilles. La présente invention propose un joint de transmission visant à résoudre les problèmes mentionnés précédemment, caractérisé en ce que, pour chaque chemin l'axe longitudinal du chemin comporte - un tronçon central en portion d'arc de courbe dont la concavité est tournée vers l'axe de rotation du corps de joint, qui s'étend sur au moins 10 d'angle de part et d'autre de la position médiane occupée par l'élément d'articulation lorsque le joint de transmission est en position alignée, et dont le rayon de courbure moyen est sensiblement égal au rayon de base du corps de joint défini comme la distance séparant l'axe de rotation du corps de joint du point médian de l'axe longitudinal du chemin associé à ladite position médiane ; et - deux tronçons latéraux qui s'étendent respectivement de part et d'autre du tronçon central et dont les rayons de courbure respectifs ont des valeurs différentes de celle du tronçon central. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le tronçon central est un arc de cercle ; - le centre de courbure du tronçon central est situé sur l'axe de rotation du corps de joint - le centre de courbure du tronçon central est décalé radialement par rapport à l'axe de rotation du corps de joint ; - le décalage du centre de courbure du tronçon central par rapport à l'axe de rotation du corps de joint est compris entre 0 et 15 X du rayon de base - l'un au moins des deux tronçons latéraux est un tronçon rectiligne - ledit tronçon latéral rectiligne est parallèle à l'axe de rotation du corps de joint - ledit tronçon latéral rectiligne est incliné par rapport à l'axe de rotation du corps de joint ;; - ledit tronçon latéral rectiligne est tangent à la partie terminale du tronçon central que prolonge ledit tronçon latéral - l'un au moins des deux tronçons latéraux possède un ou plusieurs rayons de courbure dont la valeur algébrique est de signe opposé à celle du tronçon central ; - l'un au moins des deux tronçons latéraux présente des courbures multiples et évolutives différentes de celle du tronçon central - l'un au moins des deux tronçons latéraux se termine par une portion rectiligne d'extrémité parallèle à l'axe de rotation du corps de joint ;; - le dessin de l'axe longitudinal du chemin n'est pas symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du corps de joint et passant par le point médian du tronçon central D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 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 en coupe, par un plan axial passant par le plan d'un des chemins de roulement d'une tulipe d'un joint de transmission réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - les figures 2 à 4 sont des schémas simplifiés illustrant des variantes du tracé de l'axe longitudinal des chemins de roulement. On a représenté à la figure 1 une tulipe 10 pour un joint de transmission homocinétique à tripode (non représente) qui comporte trois pétales 12 reliés à un arbre de transmission 16 par des zones de liaison 14. Ces pétales délimitent également des chemins ou gorges de roulement 18 pour des galets (non représen tés) faisant partie du joint et dont chacun est porté par un des bras du tripode. On a représenté par un trait mixte AL l'axe longitudinal moyen du chemin 18 Conformément à l'invention, l'axe longitudinal AL comporte un tronçon central TC et deux tronçons latéraux TL1 et TL2. Le tronçon central TC est ici un tronçon en arc de cercle qui est centré en C sur l'axe X-X de rotation de la tulipe 10. Le tronçon central TC s'étend longitudinalement entre ses deux points d'extrémité P1 et P2 de part et d'autre d'un plan radial PR passant par le centre C et qui est perpendiculaire à l'axe de rotation X-X Le point médian Pfl du tronçon central TC désigne l'intersection de ce tronçon central avec la trace du plan PR, ce point correspondant à la position occupéepar le galet lorsque le joint de transmission est en position alignée. Conformément à l'invention, le tronçon central TC en arc de cercle s'étend de part et d'autre du plan PR, c'est-à-dire de part et d'autre du point médian PM sur un angle, respectivement oe1 et a2, qui est supérieur à 100 Le tracé du tronçon central TC n'est pas nécessairement symétrique par rapport au plan radial PR, c'est-à-dire que les valeurs des angles a1 et oe2 peuvent être différentes. Le tronçon central TC se prolonge par un premier tronçon latéral TL1 qui, dans ce mode de réalisation, est un tronçon rectiligne qui est sensiblement tangent au tronçon central TC au point P1 Le tronçon latéral TL1 s'étend depuis le point PI jusqu'à un point El situé à proximité de l'extrémité libre 20 du pétale 18 de la tulipe. Le tronçon central TC se prolonge, depuis son extrémité P2, par un second tronçon latéral TL2. Le tronçon TL2 comporte une première partie en arc de courbe qui s'étend depuis le point P2 jusqu'à un point I2 et une seconde partie qui constitue un tronçon d'extrémité TE2 rectiligne et parallèle à l'axe de rotation X-X de la tulipe. Le second tronçon latéral TL2 s'étend ainsi depuis le point P2 jusqu'à son extrémité E2 située au voisinage de la partie de liaison du pétale avec le coeur de la tulipe. L'axe longitudinal AL du chemin 18 s'étend ainsi sur une longueur utile LU entre ses extrémités El et E2 Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le tronçon central TC est un arc de cercle centré sur l'axe de rotation X-X Sans sortir du cadre de l'invention, le tronçon TC peut être constitué par un arc de courbe, dont la concavité est toujours tournée vers l'axe X-X, et dont le rayon de courbure moyen RC est sensiblement égal au rayon de base RB du joint qui est la distance séparant le point médian Pn de l'axe de rotation X-X. Le centre C du tronçon central incurvé TC peut également être légèrement décalé par rapport à l'axe XX Dans la variante de réalisation schématisée à la figure 2, les deux tronçons latéraux TL1 et TL2 sont deux tronçons rectilignes sensiblement parallèles à l'axe de rotation X-X de la tulipe 10. Dans la variante de réalisation schématisée à la figure 3, les deux tronçons latéraux TL1 et TL2 sont deux tronçons rectilignes inclinés par rapport à l'axe de rotation X-X et qui prolongent de part et d'autre le tronçon central incurvé TC. Dans la variante de réalisation schématisée à la figure 4, chaque tronçon latéral TL1 et TL2, comporte une première partie incurvée dont la convexité est tournée vers l'axe de rotation X-X et une seconde partie sensiblement rectiligne parallèle à l'axe de rotation X-X Les premières parties des tronçons latéraux TL1 et TL2 qui prolongent le tronçon central incurvé C entre les points P1-I1 et P2-I2, respectivement, sont des parties incurvées en arc de courbe avec un rayon de courbure dont la valeur algébrique est de signe opposé à celui du tronçon central qui peut, par convention, être considérée comme positif. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Les tronçons latéraux peuvent notamment être constitués d'une série de parties incurvées à courbures multiples et évolutives différentes de celles du tronçon central. REVENDICATIONS 1. Joint de transmission articulé du type comportant un corps de joint de transmission (10) dans lequel sont formés des chemins (18) dans chacun desquels circule un élément d'articulation du joint de transmission, caractérisé en ce que, pour chaque chemin (18), l'axe longitudinal (AL) du chemin comporte - un tronçon central (TC) en portion d'arc de courbe dont la concavité est tournée vers l'axe de rotation (X-X) du corps de joint, qui s'étend sur au moins 10 d'angle de part et d'autre de la position médiane (PM) occupée par l'élément d'articulation lorsque le joint de transmission est en position alignée, et dont le rayon de courbure moyen (RC) est sensiblement égal au rayon de base (RB) défini comme la distance séparant l'axe de rotation (X-X) du corps de joint du point médian (PM) de l'axe longitudinal (X-X) du chemin associé à ladite position médiane ; et - deux tronçons latéraux (TL1, TL2) qui s'étendent respectivement de part et d'autre du tronçon central (TC) et dont les rayons de courbure respectifs ont des valeurs différentes de celle (RC) du tronçon central (TC) 2 Joint de transmission articulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon central (TC) est un arc de cercle. 3 Joint de transmission articulé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le centre de courbure (C) du tronçon central est situé sur l'axe de rotation (X-X) du corps de joint. 4 Joint de transmission articulé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le centre de courbure (C) du tronçon central (TC) est décalé radialement par rapport à l'axe de rotation (X-X) du corps de joint. 5. Joint de transmission articulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le décalage du centre de courbure (C) du tronçon central (TC) par rapport à l'axe de rotation (X-X) du corps de joint est compris entre O et 15 % du rayon de base (RB). 6. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'un au moins (TL1) des deux tronçons latéraux (TL1,TL2) est un tronçon rectiligne. 7 Joint de transmission selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tronçon latéral rectiligne est parallèle à l'axe de rotation du corps de joint. 8. Joint de transmission selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tronçon latéral rectiligne (TL1) est incliné par rapport à l'axe de rotation du corps de joint. 9. Joint de transmission selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit tronçon latéral rectiligne (TL1) est tangent à la partie terminale du tron çon central qu'il prolonge. 10. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des deux tronçons latéraux possède au moins un rayon de courbure dont la valeur algébrique est de signe opposé à celui du tronçon central (toc) 11. Joint de transmission articulé selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des deux tronçons latéraux (TL1, TL2) présente des courbures multiples et évolutives différentes de celle du tronçon central (toc) 12. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins (TL1) des deux tronçons latéraux se termine par une portion d'extrémité rectiligne (TI1) parallèle à l'axe de rotation (X-X) du corps de joint. 13. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dessin de l'axe longitudinal du chemin n'est pas symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du corps de joint et passant par ledit point médian (PM) du tronçon central (toc)