Brevet FR2732084A1 — publié le 19960927

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 respectivement de part et d'autre de chaque tourillon; et des organes intermédiai- res interposés entre chaque tourillon rotulant et les chemins de guidage associés, ces organes intermédiaires comprenant un premier organe intermédiaire qui coopère avec un premier des chemins de guidage avec une possibi- lité d'oscillation autour d'un axe d'oscillation orien- té longitudinalement par rapport à ce chemin de guidage. L'invention s'applique en particulier aux transmissions des véhicules automobiles. L'invention a pour but de fournir un joint de transmission coulissant dont la conception, bien adaptée aux conditions réelles d'utilisation, permet de façon satisfaisante, à un coût réduit, d'obtenir pendant la quasi-totalité de la durée de vie du joint des performan- ces analogues à celles d'un joint classique équipé des mêmes premiers organes intermédiaires. A cet effet, l'invention a pour objet un joint de transmission du type précité, caractérisé en ce que le second chemin de guidage est cylindrique, avec une section transversale centrée sur ledit axe d'oscillation, et en ce que le second organe intermédiaire comprend une surface intérieure sphérique sensiblement conjuguée du tourillon et coopérant avec celui-ci, et une surface extérieure qui, en section transversale, est sensiblement conjuguée de celle du second chemin de guidage, et qui coopère avec celui-ci. Le joint de transmission selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le second organe intermédiaire est un patin intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique qui glisse sur le second chemin de guidage; - le second organe intermédiaire est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur le second chemin de guidage; - 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 organe intermédiaire est une barrette intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique qui glisse sur le premier chemin de guidage; le premier organe intermédiaire est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique sui roule sur le premier chemin de guidage; - la barrette et le patin sont reliés rigidement l'un à l'autre; - la barrette et le patin sont assujettis l'un à l'autre par au moins un assemblage tenon-mortaise orienté vers ledit axe d'oscillation; - les chemins de guidage ont une ligne directrice 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 du dessin annexé, sur lequel: - la Figure 1 représente schématiquement, partiellement en coupe transversale, un joint de trans- mission suivant l'invention; - la Figure 2 est une vue partielle prise en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1, représentant la moitié d'une variante du joint de transmission suivant l'invention; - la Figure 4 est une vue partielle prise en regardant suivant la flèche IV de la Figure 3; et - la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 1, avec arrachement, d'une autre variante. 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 barrette et billes, et trois patins 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 de rayon r. 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 cylindrique à section circulaire, dont la ligne direc- trice est rectiligne et 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. Le rayon R de la gorge 9 est nettement supérieur à celui r du tourillon 7 et à celui r' de la gorge 8, comme on le décrira plus loin. L'ensemble 3 est constitué d'une barrette auto-recentreuse 10 et de deux billes 11. La barrette 10 comporte intérieurement un évidement sphérique 12 sensiblement conjugué du tourillon et coopérant avec lui, et extérieurement deux pistes de roulement 13 à section circulaire séparées par une saillie médiane 14. Les pistes 13, en vue en plan, sont dans le prolongement l'une de l'autre; en vue latérale (Figure 2), elles s'éloignent progressivement du chemin 8 à partir de la saillie 14. Chaque bille 11 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 au nom de la Demanderesse. L'ensemble 3 est complété par une cage 15 de retenue des billes. Les deux billes 11 roulent ainsi sur le chemin 8, leurs centres se déplaçant suivant l'axe Y-Y de ce chemin 8. Dans chaque section transversale de la mâchoire, la trace de cet axe Y-Y est le centre de l'arc de cercle qui définit le chemin de roulement opposé 9. Le rayon R de ce dernier est donc très supérieur au rayon r' du chemin 8, et également au rayon r du tourillon 7. Le patin 4 comporte intérieurement un évidement sphérique 16 sensiblement conjugué du tourillon 7 et coopérant avec celui-ci, et une surface extérieure 17 cylindrique sensiblement conjuguée du chemin de roulement 9 et coopérant avec celui-ci. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la droite qui joint le centre du tripode à celui du tourillon 7 est perpendiculaire à la droite qui joint le centre des billes 11 audit centre du tourillon. 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 patins 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 de la durée de 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 glissement des patins 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. De plus, grâce à la configuration des chemins de roulement 8 et 9 et des organes intermédiaires 3 et 4 de transmission du couple, on comprend que lorsque le joint est brisé, ce qui se traduit, en coupe transver- sale, par un déplacement radial, suivant leur axe, des bras 6, l'oscillation de chaque ensemble 3 autour de l'axe Y-Y s'accompagne de celle du patin 4 associé autour du même axe, de sorte qu'aucun jeu dû à ces oscillations n'apparaît. On remarque par ailleurs que les contacts entre les diverses pièces mobiles sont soit linéaires, soit surfaciques, de sorte que les pressions de contact restent modérées. Pour éviter, lors du fonctionnement en marche avant, tout risque de désaxage intempestif du patin 4 risquant de provoquer un coincement au moment du passage en marche arrière, il peut être souhaitable de relier l'un à l'autre la barrette 10 et le patin 4. Pour cela, on peut réaliser la barrette et le patin sous forme d'une pièce unique. Dans l'exemple des Figures 3 et 4, il s'agit d'une pièce massive 18 pourvue d'un évidement sphérique 19 qui forme les surfaces 12 et 16 décrites plus haut. Pour pouvoir introduire le tourillon dans cet évidement, ce dernier est élargi en forme de boutonnière 20, tandis que le tourillon est tronqué suivant deux plans 21, 22 parallèles entre eux et parallèles à l'axe du bras 6; les deux plans 21 et 22 sont espacés l'un de l'autre d'une distance inférieure à la largeur de la boutonnière. L'introduction du tourillon s'effectue alors avec la pièce 18 tournée d'un quart de tour par rapport à sa position définitive de la Figure 4, puis, lorsque le tourillon est en place, en faisant tourner la même pièce 18 d'un quart de tour en sens inverse. En variante (Figure 5), on peut ne relier la barrette 10 et le patin 4 que dans la mesure nécessaire pour garantir l'oscillation de ce dernier autour de l'axe Y-Y du chemin 8. Comme on le voit dans la partie droite de la Figure 5, o le bras 6 a été omis, on peut pour cela munir la barrette, à chaque extrémité, d'un tenon 23 dirigé vers le patin, et munir ce patin, à chaque extrémité, d'une fourche à mortaise 24 dirigée vers la barrette et recevant à coulissement le tenon 23 associé. Les deux tenons sont contenus dans le plan P qui passe par l'axe Y-Y et qui est perpendiculaire à l'axe du bras 6. Dans ce cas, de nouveau, le tourillon 7 est de préférence tronqué comme aux Figures 3 et 4, cette fois pour réduire l'encombrement axial du joint. L'invention peut être appliquée à d'autres joints de transmission coulissants dont l'un des organes intermédiaires associés à chaque bras peut osciller par rapport à son chemin de guidage 8. Un tel organe intermné- diaire peut être un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique, roulant sur le chemin 8, ou encore une simple barrette intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique qui glisse sur ce chemin 8. REVENDICATIONS i - 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, 4) interpo- sés entre chaque tourillon rotulant et les chemins de guidage associés, ces organes intermédiaires comprenant un premier organe intermédiaire (3) qui coopère avec un premier (8) des chemins de guidage avec une possibilité d'oscillation autour d'un axe (Y-Y) d'oscillation orienté longitudinalement par rapport à ce chemin de guidage, caractérisé en ce que le second chemin de guidage (9) est cylindrique, avec une section transversale centrée sur ledit axe d'oscillation (Y-Y), et en ce que le second organe intermédiaire (4) comprend une surface intérieure sphérique (16) sensiblement conjuguée du tourillon (7) et coopérant avec celui-ci, et une surface extérieure (17) qui, en section transversale, est sensiblement conjuguée de celle du second chemin de guidage (9), et qui coopère avec celui-ci. 2 - Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le second organe intermé- diaire (4) est un patin intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique qui glisse sur le second chemin de guidage (9). 3 - Joint de transmission selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que le second organe intermédiaire est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur le second chemin de guidage (9). 4 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier organe intermédiaire (3) comprend d'une part une barrette, notamment auto-recentreuse (10), qui présente du côté du tourillon (7) un évidement sphérique (16) et du côté opposé au moins une piste (13) à section circulaire, et, d'autre part, au moins deux billes (11) qui roulent sur cette ou ces pistes et sur le premier chemin de guidage (8). - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier organe intermédiaire est une barrette intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique qui glisse sur le premier chemin de guidage (8). 6 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier organe intermédiaire est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique sui roule sur le premier chemin de guidage (8). 7 - Joint de transmission selon la revendica- tion 4 ou 5 lorsqu'elle dépend de la revendication 2, caractérisé en ce que la barrette (10) et le patin (4) sont reliés rigidement l'un à l'autre. 8 - Joint de transmission selon la revendica- tion 4 ou 5 lorsqu'elle dépend de la revendication 2, caractérisé en ce que la barrette (10) et le patin (4) sont assujettis l'un à l'autre par au moins un assemblage tenon (21)-mortaise (22) orienté vers ledit axe d'oscillation (Y-Y). 9 - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les chemins de guidage (8, 9) ont une ligne direc- trice rectiligne parallèle à l'axe (X-X) de l'élément femelle (2). - Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément mâle (1) est un tripode.