Brevet FR2721667A1 — publié le 19951229

La présente invention concerne un joint de transmission homocinétique articulé à fixité axiale, notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un joint de transmission homocinétique articulé, du type comportant un tripode muni de trois tourillons portant des galets rotatifs, et une mâchoire de commande compor- tant trois paires de chemins de roulement répartis à la périphérie d'un évidement central de la mâchoire de commande par rapport à laquelle le tripode peut subir de légères excentrations radiales dues à la mise sous angle du joint, le tripode étant porté par une tige solidaire en rotation d'un arbre moteur ou récepteur, ladite tige s'étendant à peu près axialement dans un fourreau qui est solidaire dudit arbre par une première extrémité et qui présente à sa deuxième extrémité un épanouissement exté- rieur sphérique pourvu de trois entailles formant dégage- ments pour les trois galets du tripode, ces entailles définissant sur l'épanouissement extérieurement sphérique trois doigts de centrage radial du fourreau dans l'évide- ment central de la mâchoire de commande. On connaît de nombreux joints de transmission à fixité axiale, dans lesquels les moyens pour immobiliser axialement un premier arbre par rapport à un second dans le sens correspondant à leur éloignement et à leur rapprochement relatifs, sont adaptés pour des arbres tournant avec des angles de fonctionnement élevés, de l'ordre de 10 à 12 , mais à des vitesses relativement faibles, ou tournant à des vitesses élevées mais avec des angles de fonctionnement relativement faibles. L'utilisation de joints à tripode comme joints de transmission à haute vitesse s'avère intéressante dans de nombreuses applications en raison de leur grande capacité de transmission de puissance, de leur bon rendement, et de leur caractère parfaitement homocinétique. Cependant, leur utilisation s'est trouvée limitée à des applications sous des angles relativement faibles, puisque le joint à tripode, de par sa conception, est soumis à grande vitesse à des excitations radiales cycliques dans la tige portant le tripode, dues à la rotation excentrée des masses tournantes liées au tripo- de. Ces excitations radiales cycliques peuvent donner naissance à des vibrations désagréables dans le disposi- tif dans lequel le joint est monté, la transmission d'un véhicule automobile par exemple. Le document FR-A-l 440 784 décrit un joint de transmission homocinétique du type précité, qui apporte une solution à ce problème des excitations radiales cycliques. Cependant, ce joint homocinétique est de type coulissant et ne permet la transmission à haute vitesse d'un mouvement de rotation que sous un angle relatif des deux arbres de transmission relativement faible, du fait du coulissement. De plus, ce joint s'use rapidement. Or, dans la pratique, en particulier dans la réalisation d'une transmission pour véhicule automobile, il est souvent nécessaire de disposer d'un joint de transmission homocinétique à fixité axiale. Le but de l'invention est de proposer un joint de transmission homocinétique articulé permettant un fonc- tionnement à vitesse élevée sous des angles de travail importants sans donner naissance à des vibrations radia- les cycliques dans l'arbre lié au tripode et présentant une fixité axiale. L'invention a donc pour objet un joint de trans- mission homocinétique articulé à fixité axiale du type précité, caractérisé en ce que l'évidement central de la mâchoire comporte trois portions de paroi sphérique coopérant avec les doigts de centrage du fourreau pour positionner axialement à rotule le tripode par rapport à la mâchoire. L'invention peut également présenter l'une des caractéristiques avantageuses suivantes: - la mâchoire est ouverte du côté opposé audit arbre pour permettre la mise en place du tripode dans la mâchoire lorsque les doigts du fourreau sont engagés sur les portions de paroi sphérique de l'évidement; - la mâchoire porte un capot étanche amovible, notamment serti, recouvrant son ouverture d'introduction du tripode dans la mâchoire; - le tripode est porté par une extrémité cannelée de la tige, l'extrémité opposée de la tige étant soli- daire dudit arbre; - le tripode est venu de matière avec la tige; - la tige est munie à l'une de ses extrémités de cannelures coopérant avec des cannelures complémentaires internes du fourreau assurant leur liaison en rotation; - les cannelures de la tige présentent un profil bombé permettant un débattement angulaire de la tige par rapport au fourreau; le joint comprend des moyens pour presser élastiquement l'extrémité cannelée de la tige contre un épaulement intérieur du fourreau; - le capot présente une zone de pression formée par une déformation de celui-ci vers l'intérieur et agissant élastiquement sur l'extrémité non cannelée de la tige suivant son axe; - un jonc circulaire est interposé entre l'extré- mité cannelée de la tige et l'épaulement du fourreau. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre présentée unique- ment à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un joint selon l'in- vention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation d'un joint selon l'inven- tion; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de la mâchoire du joint représenté sur la figure 1 ou 2; - la figure 4 est une vue partielle de côté de l'élément de centrage radial du joint représenté sur la figure 1 ou 2. Suivant un premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, un tube 2 formant un arbre de transmis- sion est soudé axialement sur un épanouissement cylindri- que 4 de même diamètre que le tube 2, venu de matière à l'extrémité d'une tige 6. La tige 6 s'étend suivant un même axe X-X' que le tube 2. La tige 6 présente à son extrémité libre une portion cannelée 8 sur laquelle est monté le moyeu d'un tripode 10. De manière classique, le tripode 10 comporte trois tourillons radiaux 12 régulièrement répartis à 120 autour de l'axe de rotation X-X' de la tige 6 portant le tripode. Chaque tourillon 12 présente une surface exté- rieure latérale cylindrique dont l'axe est concourant perpendiculairement à l'axe de rotation X-X' du tripode. Chaque tourillon 12 reçoit un galet 14 monté rotatif et coulissant 14 sur un roulement à aiguilles 16. Les galets 14 présentent une surface extérieure sphérique 18. Une mâchoire 20 de commande, ayant la forme géné- rale d'un disque épais d'axe Y-Y', est solidaire d'un second arbre de transmission non représenté sur les figures 1 et 2, formant la partie complémentaire du joint. La mâchoire 20, représentée sur la figure 3, présente un évidement central axial 22 autour duquel sont ménagés et régulièrement espacés à 120 trois paires de chemins de roulement 24A, 24B et 24C. Ces derniers sont définis par trois alésages cylindriques débouchant sur les deux faces d'extrémité de la mâchoire 20 et communi- quant vers l'axe Y-Y'avec l'évidement central 22. Les axes de ces trois alésages sont parallèles à l'axe Y-Y'. Les chemins de roulement 24A,24B,24C, constituent des pistes de roulement pour les galets 14 du tripode 10. Celui-ci est pour l'essentiel contenu dans la mâchoire , la portion cannelée 8 de la tige 6 traversant l'évi- dement central 22 de cette mâchoire. Un fourreau 26 d'axe X-X' entoure la tige 6 et est soudé à l'une de ses extrémités à l'épanouissement cylindrique 4 de cette tige 6. Le fourreau 26 présente successivement, à partir de l'épanouissement 4, un tronçon 27 de même diamètre que cet épanouissement, un tronçon 28 de diamètre intermé- diaire plus petit, puis un tronçon rétréci 29, prolongé par un épanouissement extérieurement sphérique 30 consti- tuant l'extrémité libre du fourreau. Comme cela est visible sur la figure 4, l'épa- nouissement sphérique 30 du fourreau 26 présente trois entailles longitudinales 32 délimitant trois doigts de centrage 34A,34B et 34C. Les trois doigts de centrage 34A,34B,34C présen- tent donc une surface extérieure constituée de portions d'une même sphère. Les entailles 32 constituent des dégagements pour les galets 14 du tripode 10. Comme cela est représenté sur la figure 3, les doigts de centrage 34A,34B,34C coopèrent avec des por- tions de parois sphériques conjuguées 36A,36B,36C de l'évidement central 22 de la mâchoire 20. Ces portions de parois sphériques 36A,36B,36C de l'évidement central 22 sont limitées de part et d'autre par les chemins de roulement 24A,24B,24C des galets du tripode et sont respectivement opposées à ceux-ci par rapport au centre de la mâchoire 20. Les doigts de guidage 34A,34B,34C présentant une surface externe sphérique coopèrent avec les portions de parois sphériques 36A,36B,36C de l'évidement 22 pour constituer une rotule assurant l'articulation et la fixité axiale du fourreau 26 par rapport à la mâchoire , et donc de ce fait du tube 2 par rapport à l'arbre de transmission complémentaire non représenté. Le fourreau 26 présente une grande rigidité radiale et contraint le tube 2 à tourner de manière parfaitement centrée autour de l'axe X-X' sans être sensible aux excitations radiales cycliques transmises par le tripode 10 à la tige 6, de plus faible rigidité en flexion que le fourreau 26. Un capot étanche 38 serti sur le pourtour de la paroi latérale 39 de la mâchoire 20 assure l'étanchéité du joint en couvrant la face de la mâchoire opposée au tube 2. Ce capot délimite, avec un soufflet 40 s'étendant depuis la paroi latérale 39 de la mâchoire 20 jusqu'à la portion de diamètre intermédiaire 28 du fourreau 26, un espace étanche 41 dans lequel est maintenu un lubrifiant pour les parties mobiles du joint. Des trous taraudés 42 sont ménagés sur la face de la mâchoire 20 opposée au tube 2 pour permettre par l'intermédiaire de vis la fixation axiale de l'arbre de transmission complémentaire non représenté du joint. Pour procéder à l'assemblage du joint, le tripode n'étant pas monté sur la tige 6, on place l'extrémité libre du fourreau 26 dans la mâchoire 20 en insérant avec un large jeu circonférentiel les doigts de guidage 34A,34B,34C dans les alésages cylindriques limitant les chemins de roulement 24A,24B,24C, comme représenté en traits mixtes sur la figure 3. On fait alors tourner le fourreau par rapport à la mâchoire 20 autour de l'axe X-X' de telle sorte que les doigts de guidage du fourreau viennent en contact avec les portions de paroi sphérique 36A,36B,36C ayant une forme complémentaire de la mâchoire 20. On monte alors le tripode 10 sur la tige 6 suivant les cannelures de la portion cannelée 8, celui-ci étant alors reçu dans la mâchoire 20. Le tripode 10 est maintenu sur la tige 6 par un "circlips" ou par un sertissage, non représenté, placé à l'extrémité de la tige 6. On sertit alors le capot d'étanchéité 38 sur la mâchoire 20. Sur la figure 2 on a représenté un deuxième mode de réalisation d'un joint tripode homocinétique à fixité axiale selon l'invention. Les éléments du joint identi- ques ou analogues à ceux de la figure 1 portent les mêmes références, et on ne décrira ci-dessous que les différen- ces par rapport au premier mode de réalisation. Le tripode 10 est venu de matière avec la tige 6, qui est courte et porte à son autre extrémité une portion cannelée 44. Cette portion cannelée, de longueur limitée, coopère avec une portion cannelée 46 correspondante ména- gée sur la surface intérieure du tronçon rétréci 29 du fourreau 26. La portion cannelée 44 de la tige 6 présente un profil bombé, ce qui permet un léger débattement angu- laire du tripode par rapport à l'axe X-X' du fourreau 26. La portion cannelée 44 de la tige 6 repose à son extrémité libre, par l'intermédiaire d'un jonc d'appui 48 à section circulaire, servant par ailleurs d'étanchéité, sur un épaulement 50 venu de matière avec la paroi inté- rieure du fourreau 26 dans sa partie rétrécie 29. Le capot d'étanchéité 38 serti sur la paroi latérale 39 de la mâchoire 20 présente en son centre une zone de pression 52 exerçant une pression axiale élasti- que sur l'extrémité de la tige 6 portant le tripode, suivant l'axe de celle-ci. Cette zone de pression 52 est obtenue par une déformation vers l'intérieur du capot 38, réalisé dans une tôle flexible. Elle assure le maintien du tripode 10 dans la mâchoire 20 et l'appui de la tige 6 contre le jonc 48. Comme dans le mode de réalisation précédent, le tripode 10 peut subir de légères excentrations par rapport à la mâchoire 20 tout en transmettant sans vibration au fourreau 26 et donc au tube 2, par l'in- termédiaire des portions cannelées 44 et 46, le mouvement de rotation qui lui est imposé par la mâchoire 20. Le montage d'un tel joint s'effectue de manière analogue à celui du joint décrit précédemment, le tripode 10 et la tige 6 étant introduits après montage de l'ex- trémité sphérique du fourreau dans la mâchoire 20. Bien entendu, les deux modes de réalisation dé- crits ci-dessus peuvent voir leur particularités combi- nées afin d'obtenir les variantes technologiques souhai- tées. REVENDICATIONS 1. Joint de transmission homocinétique articulé, du type comportant un tripode (10) muni de trois touril- lons (12) portant des galets rotatifs (14), et une mâchoire de commande (20) comportant trois paires de chemins de roulement (24A,24B,24C) répartis à la périphé- rie d'un évidement central (22) de la mâchoire de com- mande (20) par rapport à laquelle le tripode (10) peut subir de légères excentrations radiales, le tripode (10) étant porté par une tige (6) solidaire en rotation d'un arbre moteur ou récepteur (2), ladite tige (6) s'étendant à peu près axialement dans un fourreau (26) qui est solidaire dudit arbre (2) par une première extrémité et qui présente à sa deuxième extrémité un épanouissement extérieur sphérique (30) pourvu de trois entailles (32) formant dégagements pour les trois galets (14) du tripode (10), ces entailles définissant sur l'épanouissement extérieurement sphérique (30) trois doigts (34A,34B,34C) de centrage radial du fourreau (26) dans l'évidement central (22) de la mâchoire (20) de commande, caractérisé en ce que l'évidement central (22) de la mâchoire (20) comporte trois portions (36A,36B,36C) de paroi sphérique coopérant avec les doigts (34A,34B,34C) de centrage du fourreau (26) pour positionner axialement à rotule le tripode (10) par rapport à la mâchoire (20). 2. Joint de transmission homocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mâchoire (20) est ouverte du côté opposé audit arbre (20) pour permet- tre la mise en place du tripode (10) dans la mâchoire (20) lorsque les doigts du fourreau (26) sont engagés sur les portions de paroi sphérique de l'évidement (22). 3. Joint de transmission homocinétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mâchoire (20) porte un capot (38) étanche amovible, notamment serti, recouvrant son ouverture d'introduction du tripode (10) dans la mâchoire. 4. Joint de transmission homocinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tripode (10) est porté par une extrémité cannelée (8) de la tige (6), l'extrémité opposée de la tige (6) étant solidaire dudit arbre (2). 5. Joint de transmission homocinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tripode (10) est venu de matière avec la tige. 6. Joint de transmission homocinétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige (6) est munie à l'une de ses extrémités de cannelures (44) coopérant avec des cannelures complémentaires (46) internes du fourreau (26) assurant leur liaison en rotation. 7. Joint de transmission homocinétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les cannelures (44) de la tige (6) présentent un profil bombé permettant un débattement angulaire de la tige (6) par rapport au fourreau (26). 8. Joint de transmission homocinétique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (52) pour presser élastiquement l'extrémité cannelée (44) de la tige (6) contre un épaulement inté- rieur (50) du fourreau (26). 9. Joint de transmission homocinétique selon les revendications 3 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que le capot (38) présente une zone de pression (52) formée par une déformation de celui-ci vers l'intérieur et agissant élastiquement sur l'extrémité non cannelée de la tige (6) suivant son axe. 10. Joint de transmission homocinétique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un jonc circu- laire (48) pouvant faire étanchéité est interposé entre il l'extrémité cannelée (44) de la tige (6) et l'épaulement (50) du fourreau.