Brevet FR2729194A1 — publié le 19960712

La présente invention est relative à un joint de transmission coulissant du type comprenant: un élément mâle destiné à être fixé sur un premier arbre et comportant des bras dont chacun porte un tourillon rotulant qui en est solidaire; un élément femelle destiné à être fixé sur un second arbre et définissant deux chemins de guidage situés de part et d'autre de chaque tourillon; et des organes intermédiaires interpo- sés entre chaque tourillon rotulant et les chemins de guidage associés. Dans les joints de transmission connus de ce type, de nombreux efforts ont été faits pour réduire la résistance au libre coulissement axial sous couple et sous angle, afin d'éviter la transmission de vibrations à la structure du véhicule, et pour réduire la création d'excitations axiales cycliques sous couple et sous angle. Des solutions efficaces ont été proposées, mais au prix d'une augmentation de la complexité et du coût des joints (voir par exemple les FR-A-2 506 872 et 2 628 803 au nom de la Demanderesse). L'invention a pour but de fournir un joint de transmission coulissant dont la conception, mieux adaptée aux conditions réelles d'utilisation, permet, à un coût réduit, d'obtenir un résultat analogue pendant la quasi- totalité de la durée de vie du joint. A cet effet, l'invention a pour objet un joint de transmission du type précité, caractérisé en ce que lesdits organes intermédiaires comprennent un premier organe qui coopère avec un premier des chemins de guidage avec des priorités, vis-à-vis de la transmission et/ou de la génération de vibrations, qui sont différentes de celles présentées par la coopération du second organe avec le second chemin de guidage. Le joint de transmission selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le premier chemin de guidage est plan, et le premier organe intermédiaire est un patin intérieure- ment sphérique et dont la face opposée au tourillon est plane et se déplace sur le premier chemin de guidage par l'intermédiaire d'une rangée d'aiguilles; - le premier chemin de guidage est cylin- drique à section circulaire, et le premier organe intermédiaire comprend d'une part une barrette, notamment auto-recentreuse, qui présente du côté du tourillon un évidement sphérique et du côté opposé au moins une piste à section circulaire, et, d'autre part, au moins deux billes qui roulent sur cette ou ces pistes et sur le premier chemin de guidage; - le premier chemin de guidage est cylin- drique, et le premier organe de guidage est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur ce chemin de guidage; - le second chemin de guidage est cylindri- que, et le second organe intermédiaire est un tronçon intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique pour glisser dans ce chemin de guidage. -le second chemin de guidage est plan, et le second organe intermédiaire est un patin intérieurement sphérique et dont la face opposée au tourillon est plane et glisse directement sur ce chemin de guidage; - le second chemin de guidage est cylin- drique, et le second organe intermédiaire est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur ce chemin de guidage; - le second chemin de guidage est cylin- drique à section circulaire et le second organe intermé- diaire comprend d'une part une barrette, notamment auto- centreuse, qui présente du côté du tourillon un évidement sphérique et du côté opposé au moins une piste à section circulaire, et, d'autre part, au moins deux billes qui roulent sur cette ou ces pistes et sur le second chemin de guidage; - les chemins de guidage ont un axe général rectiligne parallèle à l'axe de l'élément femelle; - l'élément mâle est un tripode. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente schématiquement, en coupe transversale prise suivant la ligne I-I de la figure 2, un tiers d'un joint de transmission suivant l'invention; - la figure 2 est une vue prise en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; et - les figures 3 à 16 sont des vues analogues d'autres modes de réalisation, les figures 3, 5,7,9,11,13 et 15 correspondant à la figure 1 et étant prises en coupe, respectivement, suivant les lignes III-III, V-V, VII-VII, IX-IX, XI-XI, XIII-XII et XV- XV des figures 4,6,8,10,12,14 et 16, tandis que les figures 4,6,8,10,12,14 et 16 sont prises en coupe, respective- ment, suivant les lignes IV-IV, VI-VI, VIII-VIII, X-X, XII-XII, XIV-XIV et XVI-XVI des figures 3,5,7,9,11,13 et 15. Le joint de transmission représenté aux figures 1 et 2 est destiné à relier deux arbres (non représentés) pouvant coulisser l'un par rapport à l'autre soit en alignement mutuel, soit sous un angle de brisure pouvant atteindre typiquement 25 environ. Il comprend essentiellement un élément mâle ou tripode 1, un élément femelle ou mâchoire 2, trois ensembles 3 à patin et aiguilles, et trois secteurs toriques 4. Le tripode est réalisé d'une seule pièce et comprend un moyeu central 5, adapté pour être solidarisé avec l'un des deux arbres, sur lequel font saillie radialement trois bras 6 espacés angulairement de 120 . La partie radialement extérieure de chaque bras est conformée en un tourillon sphérique 7. La mâchoire 2 définit, pour chaque bras 6, une paire de chemins de roulement en vis-à-vis: un premier chemin de roulement 8 constitué par une gorge rectiligne à fond plan, parallèle à l'axe X-X de la mâchoire, et un second chemin de roulement 9 constitué par une gorge cylindrique à section circulaire, d'axe parallèle au même axe X-X. L'ensemble 3 comprend un patin 10 à face intérieure sphérique sensiblement conjuguée du tourillon 7 et coopérant avec lui, et à face extérieure plane se déplaçant sur le fond de la gorge 8 avec interposition d'une rangée d'aiguilles 11 perpendiculaires à l'axe X-X, retenues par une cage 12. L'ensemble 3, qui est décrit par exemple dans le FR-A-2 506 872 précité, possède une très faible résistance au roulement, notamment sous couple et sous angle. Le secteur torique 4 comporte une face intérieure sphérique sensiblement conjuguée du tourillon 7 et coopérant avec lui, et une face extérieure torique sensiblement conjuguée du chemin de roulement 9 et coopé- rant avec lui. Ainsi, le secteur 4 roule sur ce chemin 9, mais avec une résistance au roulement évidemment supérieure à celle de l'ensemble 3. En revanche, le secteur 4 est nettement plus simple et moins coûteux que l'ensemble 3 et, de plus, il est plus facile et plus économique d'usiner le chemin de roulement cylindrique 9 que le chemin de roulement plan 8. En service, le joint est monté dans une transmission de véhicule automobile de manière que, en marche avant, le couple moteur se transmette du tripode à la mâchoire via les trois ensembles 3. Sous couple, un léger jeu apparait du côté des secteurs 4, de sorte que la résistance au coulissement est pratiquement celle définie par les ensembles 3 et est donc très faible, même sous angle. Autrement dit, en marche avant, c'est-à-dire pour la quasi-totalité du fonctionnement du joint, le niveau des excitations axiales transmises par le joint à la structure du véhicule est particulièrement faible. En marche arrière, c'est la résistance au roulement des secteurs 4 qui définit la résistance au coulissement du joint. Cette résistance est supérieure à celle correspondant à la marche avant, mais est acceptable étant donné la très faible durée du fonc- tionnement du véhicule en marche arrière. Dans le joint des figures 3 et 4, l'ensemble 3 est le même qu'aux figures 1 et 2, mais le secteur torique 4 est remplacé par un tronçon 13 extérieurement cylindrique, sensiblement conjugué du chemin de roulement cylindrique 9 et coopérant avec celui-ci, et intérieure- ment sphérique, sensiblement conjugué du tourillon 7 et coopérant avec lui. Ainsi, lors du coulissement axial du joint, le tronçon 13 glisse dans le chemin 9, offrant par conséquent une résistance au coulissement supérieur à celle présentée par le secteur torique 4 des figures 1 et 2. Le joint des figures 5 et 6 comporte de nouveau l'ensemble 3 précité, tandis que le chemin de guidage 9 est plan et que l'organe intermédiaire associé es un patin 10A analogue au patin 10 mais glissant directement sur ce chemin de guidage. Les joints de transmission des figures 7-8,9- et 11-12 sont identiques, respectivement, à ceux des figures 1-2, 3-4 et 5-6, à deux différences près. D'une part, la gorge 8 est cylindrique, à section circulaire dont l'axe est parallèle à l'axe X-X, et la forme extérieure de la mâchoire 2 est modifiée de manière correspondante. D'autre part, l'ensemble 3 est remplacé par un ensemble 3A constitué d'une barrette auto- recentreuse 14 et de deux billes 15. La barrette 14 comporte intérieurement un évidement sphérique sensible- ment conjugué du tourillon et coopérant avec lui, et extérieurement deux pistes de roulement 16 à section circulaire séparées par une saillie médiane 17. Les pistes 16, en vue en plan, sont dans le prolongement l'une de l'autre; en vue latérale (figure 8), elles s'éloignent progressivement du chemin 8 à partir de la saillie 17. Chaque bille 15 est interposée entre l'une de ces pistes et le chemin de roulement 8, et la forme des deux pistes assure un auto-recentrage des deux billes, comme décrit dans le FR-A-2 628 803 précité. L'ensemble 3A est complété par une cage 18 de retenue des billes. L'ensemble 3A présente une résistance au roulement à peu près aussi faible que l'ensemble 3 des figures 1 à 5, de sorte que les commentaires effectués plus haut au sujet de ces figures s'appliquent de nouveau. Les figures 13 à 16 représentent des joints de transmission dont la partie côté marche avant, à faible résistance au roulement, est identique à la partie côté marche arrière des figures 1-2 et 7-8, c'est- à-dire comprend un secteur torique 4 qui roule dans un chemin de roulement 8 cylindrique. Dans le cas des figures 13-14, la partie côté marche arrière du joint est identique à celle des figures 3-4 et 9-16 (tronçon 13 extérieurement cylindrique). Dans le cas des figures 15-16, elle est identique à celle des figures 5- 6 et 11-12 (patin 10A extérieurement plan, glissant directement sur un chemin de guidage 9 plan). Une autre variante (non représentée) consiste à combiner un ensemble patin 10-aiguilles 11-cage 12 d'un côté du tourillon 7, et un ensemble barrette 14-billes 15-cage 18 de l'autre côté de ce tourillon. REVENDICATIONS 1. Joint de transmission coulissant, du type comprenant: un élément mâle (1) destiné à être fixé sur un premier arbre et comportant des bras (6) dont chacun porte un tourillon rotulant (7) qui en est solidaire; un élément femelle (2) destiné à être fixé sur un second arbre et définissant deux chemins de guidage (8, 9) situés respectivement de part et d'autre de chaque tourillon; et des organes intermédiaires (3;3A;4,4;13;10A) interposés entre chaque tourillon rotulant et les chemins de guidage associés, caractérisé en ce que lesdits organes intermédiaires comprennent un premier organe (3;3A;4) qui coopère avec un premier (8) des chemins de guidage avec des propriétés, vis-à-vis de la transmission et/ou de la génération de vibrations, qui sont différentes de celles présentées par la coopération du second organe (4; 13; 10A) avec le second chemin de guidage (9). 2. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est plan, et en ce que le premier organe intermédiaire (3) est un patin intérieurement sphérique et dont la face opposée au tourillon (7) est plane et se déplace sur le premier chemin de guidage par l'intermé- diaire d'une rangée d'aiguilles (11). 3. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est cylindrique à section circulaire, et en ce que le premier organe intermédiaire (3A) comprend d'une part une barrette, notamment autorecentreuse (14), qui présente du côté du tourillon (7) un évidement sphérique et du côté opposé au moins une piste (16) à section circulaire, et, d'autre part, au moins deux billes (15) qui roulent sur cette ou ces pistes et sur le premier chemin de guidage (8). 4. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est cylindrique, et en ce que le premier organe de guidage (4) est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur ce chemin de guidage. 5. Joint de transmission selon l'une quelcon- que des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le second chemin de guidage (9) est cylindrique, et en ce que le second organe intermédiaire (13) est un tronçon intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique pour glisser dans ce chemin de guidage. 6. Joint de transmission selon l'une quelcon- que des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le second chemin de guidage (9) est plan, et en ce que le second organe intermédiaire (10A) est un patin intérieu- rement sphérique et dont la face opposée au tourillon (7) est plane et glisse directement sur ce chemin de guidage. 7. Joint de transmission selon la revendica- tion 2 ou 3, caractérisé en ce que le second chemin de guidage (9) est cylindrique, et en ce que le second organe intermédiaire (4) est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur ce chemin de guidage. 8. Joint de transmission selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le second chemin de guidage (8) est cylindrique à section circulaire, et en ce que le second organe intermédiaire (3A) comprend d'une part une barrette, notamment autocentreuse (14), qui présente du côté du tourillon (7) un évidement sphérique et du côté opposé au moins une piste (16) à section circulaire, et, d'autre part, au moins deux billes (15) qui roulent sur cette ou ces pistes et sur le second chemin de guidage. 9. Joint de transmission selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les chemins de guidage (8, 9) ont un axe général recti- ligne parallèle à l'axe (X-X) de l'élément femelle (2). 10. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément mâle (1) est un tripode.