Brevet FR2730285A1 — publié le 19960809

La présente invention est relative à un joint de transmission coulissant, du type comprenant: un élément mâle, notamment un tripode, destiné à être fixé à un premier arbre et comportant des bras; un élément femelle destiné à être fixé à un second arbre et définis- sant deux pistes situées respectivement de part et d'autre de chaque bras; et des organes intermédiaires interposés entre chaque bras et les pistes associées. 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 (voir par exemple les FR-A-2 506 872 et 2 628 803), mais ces solutions sont relativement complexes et coûteuses. L'invention a pour but de fournir un joint de transmission coulissant particulièrement simple dont la conception, mieux adaptée aux conditions réelles d'utilisation, permet, à un coût réduit, d'obtenir des performances satisfaisantes 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: - en regard d'un côté du bras, la piste est une première gorge de roulement, et l'organe intermé- diaire est une bille qui coopère avec cette gorge et avec une seconde gorge ménagée dans le bras, la première gorge formant un angle avec la seconde gorge; et - de l'autre côté du bras, l'organe intermé- diaire coopère d'une part avec la seconde piste et, d'autre part, par une surface sphérique, avec une surface sphérique du bras. Le joint de transmission suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la ligne directrice de la seconde gorge est contenue dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'élément mâle; - la seconde gorge est rectiligne; - l'axe de la seconde gorge rencontre l'axe de rotation de l'élément mâle; - la ligne directrice de la première gorge est une droite parallèle à l'axe de rotation l'élément femelle; - la seconde piste est cylindrique à section circulaire, et l'organe intermédiaire correspondant comprend d'une part une barrette, notamment auto-recen- treuse, qui présente du côté du bras un évidement sphérique et du côté opposé au moins un chemin de roulement à section circulaire, et, d'autre part, au moins deux billes qui roulent sur ce ou ces chemins de roulement et sur la seconde piste; - la seconde piste est plane, et en ce que l'organe intermédiaire associé est un patin intérieure- ment sphérique et dont la face extérieure est plane et se déplace sur la seconde piste par l'intermédiaire d'une rangée d'aiguilles; - la seconde piste est une gorge cylindrique, et l'organe intermédiaire associé est un secteur inté- rieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur cette seconde piste; - la seconde piste est une gorge cylin- drique, et l'organe intermédiaire associé est un tronçon intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique pour glisser dans cette seconde piste; - la seconde piste est plane, et l'organe intermédiaire associé est un patin intérieurement sphérique qui présente une face extérieure plane glissant directement sur cette seconde piste. Des exemples de réalisation du joint de transmission conforme à l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe transver- sale d'un premier mode de réalisation du joint de transmission suivant l'invention, prise en coupe suivant la ligne I-I de la Figure 2; - la Figure 2 est une vue prise en coupe suivant la ligne II-II de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1 d'un deuxième mode de réalisation du joint de transmission suivant l'invention; - la Figure 4 est une vue partielle analogue d'un troisième mode de réalisation du joint de transmis- sion suivant l'invention, prise en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figure 5; - la Figure 5 est une vue prise en coupe suivant la ligne V-Vde la Figure 4; - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 4 d'un quatrième mode de réalisation du joint de transmission suivant l'invention, prise en coupe suivant la ligne VI-VI de la Figure 7; - la Figure 7 est une vue prise en coupe suivant la ligne VII-VII de la Figure 6; - la Figure 8 est une vue analogue à la Figure 4 d'un cinquième mode de réalisation du joint de transmission suivant l'invention, prise en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Figure 9; et - la Figure 9 est une vue prise en coupe suivant la ligne IX-IX de la Figure 8. 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 billes 3 et trois organes intermédiaires 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 . Chaque bras 6 comporte d'un côté une gorge rectiligne 10 à section circulaire dont l'axe Y-Y coupe orthogonalement l'axe de rotation X- X du tripode. De l'autre côté, à l'opposé de cette gorge, le bras présente une surface sphérique 8. La mâchoire 2 forme trois lobes 9 dont chacun reçoit intérieurement un bras 6. Chaque lobe comporte, en regard d'un côté du bras, une gorge rectiligne 7 à section circulaire dont l'axe Z-Z est parallèle à l'axe X'-X' de la mâchoire. Dans la position alignée, qui est celle représentée, l'axe Z-Z coupe orthogonalement l'axe Y-Y de la gorge 10. Une bille unique 3 coopère avec la paire de gorges 7, 10. La surface sphérique 8 est centrée au point A d'intersection des axes Y-Y et Z-Z lorsque le joint est aligné. En regard de l'autre côté du bras 6, le lobe 9 comporte une autre gorge 11 parallèle à la gorge 7 et située en vis-à-vis de celle-ci. Ainsi, le plan P défini par les axes des deux gorges 7 et 11 est parallèle à l'axe X'-X' et perpendiculaire à l'axe Y-Y lorsque le joint est aligné. L'organe intermédiaire 4 est constitué d'une barrette auto-recentreuse 12 et de deux billes 13. La barrette 12 comporte intérieurement un évidement sphéri- que 14 sensiblement conjugué de la surface 8 du bras et coopérant avec celle-ci, et extérieurement deux chemins de roulement 15 à section circulaire séparés par une saillie médiane 16. Les chemins 15, en vue en plan, sont dans le prolongement l'un de l'autre; en vue latérale (Figure 2), ils s'éloignent progressivement de la piste 11 à partir de la saillie 16. Chaque bille 13 est interposée entre l'un des chemins 15 et la piste 11, et la forme des deux chemins assure un auto-recentrage des deux billes, comme décrit dans le FR-A-2 628 803. L'ensemble 4 est complété par une cage 17 de retenue des billes. L'ensemble 4 possède une très faible résis- tance au roulement, notamment sous couple et sous angle. 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 organes 4. Sous couple, un léger jeu apparait du côté des billes 3, de sorte que la résistance au coulissement est pratiquement celle définie par les organes 4 et est donc très faible, même sous angle. Autrement dit, en marche avant, c'està-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 billes 3 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 l'exemple de la Figure 3, la gorge 11 est une gorge à fond plan parallèle au plan Q défini par les axes X'-X' et Z-Z. L'organe 4 comprend un patin 18 à face intérieure sphérique 19 sensiblement conjuguée de la surface 8 du bras et coopérant avec celle-ci, et à face extérieure plane 20 se déplaçant sur le fond de la gorge 11 avec interposition d'une rangée d'aiguilles 21 perpendiculaires à l'axe X'-X', retenues par une cage 22. Cet organe 4 présente une résistance au roulement à peu près aussi faible que l'organe 4 des Figures 1 et 2, de sorte que les commentaires effectués plus haut au sujet de ces figures s'appliquent de nouveau. Dans l'exemple des Figures 4 et 5, l'organe 4 est un secteur torique comportant une face intérieure sphérique sensiblement conjuguée de la surface 8 et coopérant avec elle, et une face extérieure torique sensiblement conjuguée de la gorge cylindrique 11 et coopérant avec elle. Ainsi, le secteur 4 roule sur cette gorge 11, avec une résistance au roulement évidemment supérieure à celle des organes 4 des Figures 1-2 ou 3, mais encore inférieure à celle de la bille 3. Dans l'exemple des Figures 6 et 7, l'organe 4 est un patin intérieurement sphérique pour coopérer avec la surface 8, et extérieurement cylindrique pour glisser dans la gorge 11, qui a une section circulaire. La variante des Figures 8 et 9 diffère de la précédente par le fait que la gorge 11 est remplacée par une piste plane, tandis que la face extérieure du patin 4 est plane et glisse directement sur cette piste. Dans ces deux derniers exemples, c'est la bille 3 ou le patin 4 qui présente la plus faible résistance au déplacement axial suivant les dimensionne- ments et la technologie de réalisation, de sorte que le couple sera transmis en marche avant dans le sens correspondant à la moindre résistance au déplacement axial. REVENDICATIONS 1 - Joint de transmission coulissant, du type comprenant: un élément mâle (1), notamment un tripode, destiné à être fixé à un premier arbre et comportant des bras (6); un élément femelle (2) destiné à être fixé à un second arbre et définissant deux pistes (7, 11) situées respectivement de part et d'autre de chaque bras; et des organes intermédiaires (3, 4) interposés entre chaque bras et les pistes associées, caractérisé en ce que: - en regard d'un côté du bras (6), la piste (7) est une première gorge de roulement, et l'organe intermédiaire (3) est une bille qui coopère avec cette gorge et avec une seconde gorge (10) ménagée dans le bras, la première gorge (7) formant un angle avec la seconde gorge (10); et - de l'autre côté du bras, l'organe intermé- diaire (4) coopère d'une part avec la seconde piste (11), et d'autre part, par une surface sphérique (14; 19), avec une surface sphérique (8) du bras. 2 - Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la ligne directrice de la seconde gorge (10) est contenue dans un plan perpendicu- laire à l'axe de rotation (X-X) de l'élément mâle (1). 3 - Joint de transmission selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde gorge (10) est rectiligne. 4 - Joint de transmission selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que l'axe (Y-Y) de la seconde gorge (10) rencontre l'axe de rotation (X-X) de l'élément mâle (1). - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la ligne directrice de la première gorge (7) est une droite parallèle à l'axe de rotation (X'-X') de l'élément femelle (2). 6 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde piste (11) est une gorge cylindrique à section circulaire, et en ce que l'organe intermédiaire correspondant (4) comprend d'une part une barrette (12), notamment auto-recentreuse, qui présente du côté du bras (6) un évidement sphérique (14) et du côté opposé au moins un chemin de roulement (15) à section circulaire, --et, d'autre part, au moins deux billes (13) qui roulent sur cet ou ces chemins de roulement et sur la seconde piste (11). 7 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde piste (11) est plane, et en ce que l'organe intermédiaire associé (4) est un patin intérieu- rement sphérique et dont la face extérieure est plane et se déplace la seconde piste par l'intermédiaire d'une rangée d'aiguilles (21). 8 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde piste (11) est une gorge cylindrique, et en ce que l'organe intermédiaire associé (4) est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur cette seconde piste. 9 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde piste (11) est une gorge cylindrique, et en ce que l'organe intermédiaire associé (4) est un tronçon intérieurement sphérique et extérieurement cylin- drique pour glisser dans cette seconde piste. - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde piste (11) est plane, et en ce que l'organe intermédiaire associé (4) est un patin intérieu- rement sphérique qui présente une face extérieure plane glissant directement sur cette seconde piste.