Brevet FR2707357A1 — publié le 19950113

La présente invention concerne un joint de transmission articulé à quadruple liaison d'entraînement. Le document FR-A-2.566.858 décrit et représente un tel joint de transmission comprenant un croisillon dont les quatre tourillons radiaux, reliés à l'un des côtés de la transmission, sont engagés dans quatre chemins longitudinaux reliés à l'autre côté de la transmission De tels joints de transmission sont capables de transmettre des vitesses de rotation très élevées, avec des frottements et des usures faibles, et sans qu'aucune vibration inhérente à la cinématique du joint ne soit transmise aux arbres d'entrée et de sortie. En effet, le joint est d'une part homocinétique et il est, d'autre part, capable d'effectuer une révolution complète avec une stricte immobilité de ses axes géométriques d'entrée et de sortie, même lorsque ces derniers forment un angle entre eux Pour les quatre liaisons d'entraînement puissent coexister sans créer des tensions mécaniques dans le joint, il est nécessaire que les chemins soient mobiles par rapport aux côtés de la transmission auxquels ils sont reliés. En effet, lors du fonctionnement sous angle du joint, lorsque le plan contenant les axes des deux organes du joint forme un angle par rapport à chacun des axes des tourillons, les centres des tourillons ne se trouveraient plus dans l'axe des chemins si les chemins n'avaient pas une possibilité de se décaler légèrement. Le décalage nécessaire pour chaque chemin est opposé à celui qui est nécessaire pour les deux chemins adjacents. Le document FR-A-2.566.858 décrit un agencement mécanique, faisant appel à de nombreux composants dont la fabrication et l'assemblege doivent être précis, pour assurer les possibilités de décalage des chemins. Par ailleurs, dans le document FR-A-2.566.858, c'est la force de contact entre les chemins et les tourillons du croisillon, c'est-à-dire entre les chemins et les galets montés coulissants et à rotation sur les tourillons, qui assure l'oscillation alternative des chemins en leur communiquant les forces alternatives qui leur sont nécessaires pour vaincre leur inertie. Les forces d'inertie alternatives à vaincre peuvent être du même ordre de grandeur que la force centrifuge appliquée aux galets. Cette force centrifuge n'est pas capable, à elle seule, de maintenir chaque galet simultanément appuyé sur ses deux pistes de roulement formées latéralement dans un chemin. I1 peut en résulter des ruptures de contact et des percussions sonores de reprise de contact entre les galets et leurs pistes de roulement, lorsque les galets s'appuient alternativement sur une piste et sur l'autre pour produire la force alternative d'oscillation. Ce phénomène est notamment important lorsque le couple transmis est trop faible pour privilégier l'appui sur l'une des deux pistes de rouliement La présente invention a pour but de simplifier la conception d'un joint de transmission articulé à quadruple liaison d'entraînement et de le rendre silencieux en fonctionnement, même sous faible charge. Dans ce but, l'invention propose un joint de transmission articulé à quadruple liaison d'entraînement, comprenant un premier organe à quatre chemins longitudinaux et un deuxième organe dont quatre tourillons radiaux sont reçus chacun dans un chemin avec possibilité de s'y incliner longitudinalement et lateralement, le premier organe comportant quatre bras longitudinaux qui s'étendent depuis une partie de liaison du premier organe, sensiblement parallèlement à l'axe de rotation du premier organe, chaque chemin étant délimité par deux surfaces latérales formées chacune respectivement sur un bras d'une paire de bras adjacents, caractérisé en ce que chaque bras est réalisé sous la forme d'une poutre déformable en flexion et en ce que chaque bras est associé aux deux bras adjacents de manière à assujettir mutuellement les déformations élastiques en flexion des bras. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - il comporte une sangle fermée de périmètre constant qui entoure localement les bras de manière à assujettir mutuellement les déformations élastiques en flexion des bras - chaque bras est susceptible de se déformer en flexion principalement dans un plan médian du bras passant par l'axe de rotation du premier organe - la sangle s'étend dans un plan radial sensiblement au voisinage des extrémités libres des bras - la sangle coopère avec des portions de surfaces convexes formées à la périphérie des bras - chaque bras présente une section transversale sensiblement en forme de V dont les faces externes des branches délimitent les chemins - un galet est monté coulissant et tournant sur chaque tourillon et il est reSu entre deux pistes dont chacune est formée sur l'une desdites faces latérales en vis-à-vis - chaque piste présente une section transversale courbe concave et chaque galet présente un profil courbe convexe conjugué de révolution - chaque chemin de roulement est sensiblement parallèle à l'axe de rotation du premier organe. 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 section axiale selon la ligne 1-1 de la figure 2 d'un exemple de réalisation d'un joint de transmission articulé conforme aux enseignements de l'invention - la figure 2 est une vue en section selon la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue partielle en section selon la'ligne 3-3 de la figure 1 ; et - la figure 4 est un schéma permettant d'illustrer les déplacements relatifs mutuels des bras du joint de transmission. Le joint de transmission 10 illustré à la figure 1 comporte un premier organe 12 d'axe de rotation X-X et un deuxième organe 14 d'axe de rotation Y-Y. Le premier organe 12 comporte un flasque radial 16 qui s'étend perpendiculairement à l'axe X-X et qui permet la liaison de l'organe 12 avec un élément d'une transmission, par exemple au moyen de vis 18. Le premier organe 12 comporte quatre bras 20 AB, 20BC, 20CD et 20DA qui sont répartis régulièrement à 900 autour de l'axe X-X et qui s'étendent longitudinalement depuis le flasque 16, vers la gauche en considérant la figure 1 Dans le mode de réalisation illustré sur les figures les bras sont réalisés venus de matière avec le flasque 16. Chacun des bras possède une structure identique et l'on décrira maintenant en détail le bras 20 CD. Dans sa partie principale allongée 22, le bras 20 CD présente, en section transversale, sensiblement une forme de V constituée par deux branches 24 dont les faces externes 26 s'étendent longitudinalement paral- lèlement à l'axe X-X et délimitent chacune une piste de roulement de section en courbe concave. Les extrémités libres 28 des branches 24 sont des portions de surfaces convexes. La partie principale 22 du bras s'étend entre son extrémité libre 30 opposée au flasque 16, et une partie de raccordement 32 qui est illustrée en section à la figure 3 Le moment d'inertie en flexion de la portion de liaison 32, qui s'étend dans un plan sensiblement parallèle à l'axe X-X, est très élevé par rapport à l'axe S de cette portion et est nettement plus faible par rapport à l'axe U de cette portion. Chaque bras constitue ainsi une poutre similaire à une poutre encastrée au voisinage de l'une de ses extrémités et qui est susceptible de se déformer élastiquement en flexion avec une facilité plus importante de déformation dans un plan longitudinal PCD qui est l'axe médian de symétrie du bras 20 CD passant par l'axe X-X. Le deuxième élément 14 est un quadripode comportant un moyeu 34 à partir duquel s'étendent radialement vers l'extérieur quatre tourillons 36A, 36B, 36C et 36D répartis régulièrement à 900 autour de l'axe YY. Les axes UA, UB, UC, UD des tourillons sont dans cet exemple, perpendiculaires à l'axe de rotation Y-Y et concourants au centre 0 du tripode. Le tripode est porté et immobilisé axialement sur l'extrémité libre 38 d'un arbre 40 permettant d'assurer la liaison du quadripode 14 avec un autre organe de la transmission dans laquelle est agencé le joint 10. Chaque tourillon porte un galet 42A, 42B, 42C et 42D qui est monté coulissant et tournant sur le tourillon correspondant. Chaque galet est un galet à profil convexe de révolution conjugué avec le profil concave des pistes de roulement 26 formées dans les faces externes en vis-à-vis des branches 24 des deux bras adjacents. On a désigné par GA, GB, GC et GD les positions occupées, sur la Figure 2, par les centres respectifs des galets lorsque le joint est dans sa position alignée. Conformément aux enseignements de l'invention, le premier organe 12 est équipé d'un dispositif en boucle fermée qui associe entre eux les bras adjacents. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, le dispositif est réalisé sous la forme d'une sangle 44 en boucle fermée, de longueur constante, qui entoure localement les bras longitudinaux. La sangle 44 coopère avec les portions de surfaces convexes 28 des bras et elle est agencée longitudinalement au voisinage de leurs extrémités libres 30. La longueur, ou périmètre, constante de la sangle est telle que, dans la position alignée illustrée sur les figures, les pistes 26 soient deux à deux en contact avec la surface sphérique externe du galet correspondant La sangle est avantageusement réalisée en matériau composite à matrice synthétique et comportant des fibres de renfort. Le joint de transmission 10 comporte enfin un capot de fermeture 46 porté par le premier organe 12 et un soufflet d'étanchéité 48 fixé d'une part au bord libre du capot 46 et, d'autre part, sur l'arbre 40. Comme cela sera maintenant expliqué en détail, la sangle 44 constitue un élément de longueur constante qui permet d'assujettir mutuellement les déformations des bras lorsque le joint fonctionne sous angle de brisure En se reportant à la figure 4, on a illustré de manière schématique les bras et les galets pour deux angles différents de brisure du joint. La première position illustrée en traits mixtes correspond à la position alignée illustrée aux figures 1 et 2. La seconde position illustrée en traits pleins représente les déplacements relatifs des bras et les positions qu'ils occupent, ainsi que les galets, pour un angle déterminé de brisure du joint, les angles de brisure maximum rencontrés en pratique dans ce type de joint étant très faibles. Comme on peut le voir sur la figure 4, deux bras opposés 20AB' et 20CD' se sont déformés élastiquement en rapprochement vers l'axe X-X, en se déformant chacun en restant sensiblement parallèle à son plan médian correspondant PAB, PCD. Par opposition, les deux autres bras opposés 20DA' et 20BC', se sont déformés en s'écartant de l'axe X-X, chacun dans un plan parallèle à son plan médian, PDA, PBC. Ces mouvements opposés, pour chaque bras par rapport à ses deux bras adjacents, résultent du couplage assuré par la sangle (non représentée sur la figure 4) de longueur constante 44 qui impose ainsi une opposition de phase entre les déplacements relatifs de chaque bras et de ses deux bras voisins. Ceci évite que tous les bras "se couchent dans le même sens sous l'action du couple à transmettre. Comme on peut le voir sur la figure 4, les centres des galets GA, GB, GC et GD se sont déplacés, vers les positions illustrées GA', GB', GC' et GD' respectivement. On obtient ainsi une inclinaison latérale correspondante du tourillon associé à chaque galet par rapport au chemin ou chemin de roulement associé constitué par les surfaces en vis-à-vis opposées 26 des deux bras adjacents entre lesquels il est reçu Lorsque le joint de transmission revient en position alignée, la sangle 44 effectue un rappel en position automatique des bras vers leurs positions illustrées aux figures 1 et 2 et en traits mixtes à la figure 4. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. L'invention trouve par exemple à s'appliquer dans le cas d'un joint de transmission non coulissant dont le centre O est fixe, par exemple du type de celui illustré à la figure 5 du document FR-A-2.566.858. La sangle en boucle peut être remplacée par une série de biellettes de liaison dont chacune relie deux bras adjacents. Il est également possible de concevoir un joint dont les tourillons sont portés par Ia face interne d'un bol de liaison. REVENDICAsIONS 1. Joint de transmission (10) articulé à quadruple liaison d'entraînement, comprenant un premier organe (12) à quatre chemins longitudinaux, et un deuxième organe (14) dont quatre tourillons (36A, 36B, 36C, 36D) radiaux sont reçus chacun dans un chemin avec possibilité de s'y incliner longitudinalement et latéralement, le premier organe (12) comportant quatre bras longitudinaux (20AB, 20BC, 20CD, 20DA) qui s'étendent depuis une partie de liaison (16) du premier organe, sensiblement parallèlement à l'axe de rotation du premier organe (X-X), chaque chemin étant délimité par deux surfaces latérales (26) en vis-à-vis formées chacune respectivement sur un bras d'une paire de bras adjacents, caractérisé en ce que chaque bras (20AB, 20BC, 20CD, 20DA) est réalisé sous la forme d'une poutre déformable en flexion, et en ce que chaque bras est associé aux deux bras adjacents de maniere à assujettir mutuellement les déformations élastiques en flexion des bras. 2 Joint de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une sangle fermée (44) de périmètre constant qui entoure localement les bras de manière à assujettir mutuellement les déformations élastiques en flexion des bras. 3. Joint de transmission articulé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque bras est susceptible de se déformer en flexion principalement dans un plan médian du bras (PAB, PBC, PCD, PDA) passant par l'axe de rotation (X-X) du premier organe. 4. Joint de transmission articulé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sangle (44) s'étend dans un plan radial sensiblement au voisinage des extrémités libres (30) des bras. 5. Joint de transmission articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sangle (44) coopère avec des portions de surfaces convexes (28) formées à la périphérie des bras. 6. Joint de transmission articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bras présente une section tansversale sensiblement en forme de V dont les faces externes (26) des branches (24) délimitent les chemins. r. Joint de transmission articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un galet (42A, 42B, 42C, 42D) est monté coulissant et tournant sur chaque tourillon (36A, 36B, 36C, 36D) et qui est reçu entre une paire de pistes (26) dont chacune est formée sur l'une desdites surfaces latérales en vis-à-vis. 8 Joint de transmission articulé selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque piste (26) présente une section transversale courbe concave et en ce que chaque galet présente un profil courbe convexe conjugué de révolution. 9 Joint de transmission articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque chemin est sensiblement parallèle à l'axe (X-X) de rotation du premier organe (12).