Brevet FR2730286A1 — 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 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 un organe intermédiaire interposé entre chaque tourillon rotulant et un premier chemin de guidage associé. 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 chaque tourillon rotulant coopère par contact direct avec le second chemin de guidage qui lui est associé. Le joint de transmission selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le premier chemin de guidage est une gorge, et l'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 plan, et l'organe intermédiaire est un patin intérieurement 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 une gorge, et l'organe intermédiaire est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur ce chemin de guidage; - le premier chemin de guidage est une gorge, et l'organe intermédiaire est un tronçon intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique pour glisser dans ce chemin de guidage; -le premier chemin de guidage est plan, et l'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 plan et parallèle au premier chemin de guidage; - le second chemin de guidage est cylindrique à section circulaire et centré sur le centre de rotation de l'organe intermédiaire; - les chemins de guidage ont des lignes directrices parallèles à l'axe de l'élément femelle. 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 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 10 sont des vues partielles analogues d'autres modes de réalisation, les figures 3, ,7 et 9 correspondant à la figure 1 et étant prises en coupe, respectivement, suivant les lignes III-III, V-V, VII-VII et IX-IX des figures 4,6,8 et 10, tandis que les figures 4,6,8 et 10 sont prises en coupe, respectivement, suivant les lignes IV-IV, VI-VI, VIII-VIII et X-X des figures 3,5,7 et 9. 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 et trois organes 3 à barrette et billes. Le tripode est réalisé d'une seule pièce et comprend un moyeu central 4, adapté pour être solidarisé avec l'un des deux arbres, sur lequel font saillie radialement trois bras 5 espacés angulairement de 1200. La partie radialement extérieure de chaque bras est conformée en un tourillon sphérique 6. La mâchoire 2 comporte trois lobes 7 dont chacun reçoit intérieurement un bras 5. Chaque lobe définit, pour chaque bras 5, une paire de chemins de guidage en vis-à-vis: un premier chemin 8 constitué par une gorge rectiligne à section cylindrique, dont l'axe est parallèle à l'axe X-X de la mâchoire, et un second chemin 9 constitué par une surface cylindrique à section circulaire, d'axe parallèle au même axe X-X. L'organe 3 est constitué d'une barrette auto- centreuse 10 et de deux billes 11. La barrette 10 comporte intérieurement un évidement sphérique sensible- ment conjugué du tourillon 6 et coopérant avec lui, et extérieurement deux pistes de roulement 12 à section circulaire séparées par une saillie médiane 13. Les pistes 12, 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 13. 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 précité. L'ensemble 3 est complété par une cage 14 de retenue des billes. L'organe 3 possède une très faible résistance au roulement, notamment sous couple et sous angle. De l'autre côté, le tourillon sphérique 6 est en contact direct avec le chemin de guidage 9, lequel est cylindrique et, en section transversale (Figure 1), centré sur le centre O des billes 11. En coupe transver- sale (Figure 1), la droite joignant le point O au centre de la sphère du tourillon 6 est perpendiculaire à l'axe du bras, c'est-à-dire à la droite reliant le centre du joint au centre de cette sphère. 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 3. Sous couple, un léger jeu apparait du côté des chemins 9, de sorte que la résistance au coulissement est pratiquement celle définie par les organes 3 et est donc très faible, même sous angle. Autrement dit, en marche avant, c'est-à-dire pour la quasi-totalité du temps 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 tourillons 6 sur les chemins de guidage 9 qui définit la résistance au coulissement du joint. Cette résistance est évidemment supérieure à celle correspondant à la marche avant, mais est acceptable étant donné la très faible durée du fonctionnement du véhicule en marche arrière. Le joint des Figures 3 et 4 diffère de celui des Figures 1 et 2 par le fait que l'organe 3 comprend un patin 15 à face intérieure sphérique sensiblement conjuguée du tourillon 6 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 16 perpendi- culaires à l'axe X-X, retenues par une cage 17. Dans cet exemple, le chemin 9 est plan et parallèle au chemin 8. Un tel organe 3 présente une résistance au roulement à peu près aussi faible que celui des figures 1 et 2, de sorte que les commentaires effectués plus haut au sujet de ces figures s'appliquent de nouveau. Le joint des Figures 5 et 6 diffère de celui des Figures 1 et 2 par le fait que l'organe 3 est un secteur torique comportant une face intérieure sphérique sensiblement conjuguée du tourillon 6 et coopérant avec lui, et une face extérieure torique sensiblement conjuguée du chemin de roulement 8 et coopérant avec lui. Dans le joint des figures 7 et 8, le secteur torique 3 des Figures 5 et 6 est remplacé par un patin 3 extérieurement cylindrique, sensiblement conjugué du chemin de guidage cylindrique 8 et coopérant avec celui- ci, et intérieurement sphérique, sensiblement conjugué du tourillon 6 et coopérant avec lui. Ainsi, lors du coulissement axial du joint, le patin 3 glisse dans le chemin 8. Le joint des figures 9 et 10 diffère de celui des Figures 3 et 4 par le fait que le patin 3 glisse directement sur le chemin de guidage 9. Dans les exemples des Figures 5 à 10, l'organe 3 possède une résistance au déplacement axial, par roulement et/ou par glissement, supérieure à celle des organes 3 des Figures 1 à 4, mais encore nettement supérieure à celle du contact direct tourillon 6-chemin 9. REVENDICATIONS 1. Joint de transmission coulissant, du type comprenant: un élément mâle (1), notamment un tripode, destiné à être fixé sur un premier arbre et comportant des bras (5) dont chacun porte un tourillon rotulant (6) 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 un organe intermédiaire (3) interposé entre chaque tourillon rotulant et un premier chemin de guidage associé, caractérisé en ce que chaque tourillon rotulant (6) coopère par contact direct avec le second chemin de guidage (9) qui lui est associé. 2. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est une gorge, et en ce que l'organe intermé- diaire (3) comprend d'une part une barrette, notamment auto-recentreuse (10), qui présente du côté du tourillon (6) un évidement sphérique et du côté opposé au moins une piste (12) 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). 3. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est plan, et en ce que l'organe intermédiaire (3) est un patin intérieurement sphérique et dont la face opposée au tourillon (6) est plane et se déplace sur le premier chemin de guidage par l'intermédiaire d'une rangée d'aiguilles (11). 4. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est une gorge, et en ce que l'organe intermé- diaire (3) est un secteur intérieurement sphérique et extérieurement torique qui roule sur ce chemin de guidage. 5. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est une gorge, et en ce que l'organe intermé- diaire (3) est un tronçon intérieurement sphérique et extérieurement cylindrique pour glisser dans ce chemin de guidage. 6. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier chemin de guidage (8) est plan, et en ce que l'organe intermédiaire (3) est un patin intérieurement sphérique et dont la face opposée au tourillon (6) est plane et glisse directement sur ce chemin de guidage. 7. Joint de transmission selon la revendica- tion 3 ou 6, caractérisé en ce le second chemin de guidage (9) est plan et parallèle au premier chemin de guidage (8). 8. Joint de transmission selon l'une quel- conque des revendications 2, 4 ou 5, caractérisé en ce que le second chemin de guidage (9) est cylindrique à section circulaire et centré sur le centre de rotation de l'organe intermédiaire (3). 9. Joint de transmission selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les chemins de guidage (8, 9) ont des lignes directrices parallèles à l'axe (X-X) de l'élément femelle (2).