Brevet FR2729193A1 — publié le 19960712

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 sur chacun desquels un galet est monté rotatif et coulissant, et un élément femelle destiné à être fixé sur un second arbre et définissant de part et d'autre de chaque galet deux chemins de roulement, un premier de ces chemins de roulement coopérant directement avec le galet et assurant son positionnement axial. L'invention s'applique en particulier aux transmissions des véhicules automobiles. Dans les joints connus de ce type, chaque galet roule directement sur les deux chemins de roulement associés, et on constate que, sous couple et sous angle, le joint crée une excitation axiale périodique, qui se transmet à la structure du véhicule. De plus, le joint filtre mal les vibrations de l'arbre moteur. De nombreux efforts ont été faits pour éliminer ou au moins réduire ces phénomènes. Des solu- tions 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 qu'entre chaque galet et le second chemin de roulement associé est interposé un ensemble anti-vibrations qui comporte côté intérieur une surface sphérique coopérant avec le galet et qui se déplace sur ledit second chemin de roulement. Par ensemble anti-vibrations", on entend un ensemble mécanique ayant des propriétés de libre déplace- ment axial et/ou de faible création d'excitations axiales meilleures que le galet coopérant directement avec le premier chemin de roulement. Le joint de transmission selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'ensemble anti- vibrations comprend un organe d'appui et des organes roulants interposés entre la face extérieure de l'organe d'appui et le second chemin de roulement; - le second chemin de roulement est une rainure à section circulaire, l'organe d'appui est une barrette, notamment auto-recentreuse, qui présente, du côté opposé au galet, au moins une piste à section circulaire, et les organes roulants sont constitués par au moins deux billes qui roulent sur cette ou sur ces pistes et sur le second chemin de roulement; - le second chemin de roulement comprend au moins deux rainures parallèles à section circulaire, l'organe d'appui est une barrette, notamment auto- recentreuse, qui présente, du côté opposé au galet, au moins deux pistes à section circulaire, et les organes roulants sont constitués par au moins deux paires de billes qui roulent sur ces pistes respectivement et sur le second chemin de roulement; - les quatre billes comportent un plan diamétral commun incliné par rapport à l'axe du galet, ou parallèle à cet axe; - les organes roulants comprennent des rouleaux d'axes parallèles à l'axe du galet, l'organe d'appui est une barrette, notamment auto-recentreuse, qui présente, du côté opposé au galet, au moins une piste, et cette ou ces pistes ainsi que le second chemin de roulement ont des sections sensiblement conjuguées de la forme extérieure des rouleaux; - l'organe d'appui est un patin qui est plan du côté opposé au galet, le second chemin de roulement est à fond plan, et les organes roulants comprennent une rangée d'aiguilles; - l'ensemble anti-vibrations comprend un segment torique dont la surface intérieure coopère avec le galet et dont la surface extérieure roule sur le second chemin de roulement, lequel a une section circu- laire sensiblement conjuguée de celle de cette surface extérieure; - le premier chemin de roulement est défini par une joue arquée rapportée à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique de l'élément femelle, laquelle présente notamment une symétrie dans les deux sens circonférentiels; - les chemins de roulement ont des lignes directrices rectilignes parallèles à l'axe de l'élément femelle. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente schématiquement, en coupe transversale, un joint de transmission conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue analogue d'une première variante; et - les figures 3 à 5 représentent schématique- ment, en coupe transversale, un tiers de joints de transmission suivant trois autres variantes, respective- ment. Le joint de transmission représenté à la figure 1 est destiné à relier deux arbres (non représen- tés) 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 galets 3 et trois ensembles anti-vibrations 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 1200. Chaque bras est cylindrique à section circulaire, et porte un galet 3 extérieurement sphérique, monté rotatif et coulissant sur le bras. La mâchoire 2 définit, pour chaque bras 6, une paire de chemins de roulement en vis-à-vis: un premier chemin de roulement 7 constitué par une gorge cylindrique à section circulaire, d'axe parallèle à l'axe X-X de la mâchoire, sensiblement conjuguée du galet 3, et un second chemin de roulement 8 également constitué d'une gorge cylindrique d'axe parallèle à l'axe X-X, à section circulaire mais de rayon plus petit. L'ensemble 4 est tel que décrit dans le FR-A- 2 628 803 précité. Il est constitué d'une barrette auto- centreuse 9 et de deux billes 10. La barrette 9 comporte intérieurement un évidement sphérique sensiblement conjugué du galet et coopérant avec lui, et extérieure- ment deux pistes de roulement 11 à section circulaire séparées par une saillie médiane (non visible sur le dessin). Les pistes 11, en vue en plan, sont rectilignes et dans le prolongement l'une de l'autre; en vue latérale, elles s'éloignent progressivement du chemin de roulement 8 à partir de ladite saillie médiane. Chaque bille 10 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 4 est complété par une cage 12 de retenue des billes. 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 4. Sous couple, un léger jeu apparaît du côté des chemins 7, de sorte que la résistance au coulissement est pratiquement celle définie par les ensembles 4 et est donc très faible, même sous angle. Autrement dit, en marche avant, c'est-à-dire pendant 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 particulière- ment faible. En marche arrière, c'est la résistance au roulement des galets 3 sur les chemins 7 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. Il est à noter, d'une part, que le joint est plus simple et plus économique que celui décrit dans le FR-A-2 628 803 précité, et d'autre part que la brisure du joint n'implique pas l'apparition de jeux autour des galets, grâce au fait que ceux-ci sont montés coulissants sur les bras 6 et sont positionnés axialement par les chemins de roulement 7. Les variantes des figures 2 et 3 ne diffèrent de la précédente que par les points suivants. D'une part, le chemin de roulement opposé au chemin 7 est constitué par deux chemins élémentaires 8A, 8B parallèles à l'axe X-X, de même section circulaire réduite par rapport à la configuration de la figure 1. De même, chaque piste de la barrette 9 est constituée de deux pistes élémentaires 11A,llB parallèles et rectilignes, de même section circulaire correspondant à celle des chemins 8A et 8B. De plus, deux paires de billes 10A,1OB, sensiblement de même rayon que ces chemins et ces pistes, sont interposés respectivement entre le chemin 8B et les pistes llB. Ces dédoublements permettent de stabiliser la barrette 9 et donc le galet. Dans la variante de la figure 2, les quatre billes possèdent un plan diamétral commun P incliné par rapport à l'axe Y-Y du galet, tandis que, dans la variante de la figure 3, le plan P est parallèle à cet axe. Dans la variante de la figure 4, les deux billes 10 de la figure 1 sont remplacées par deux rouleaux 13 cylindriques à extrémités hémisphériques, d'axes paralèles à l'axe Y-Y, et les surfaces 8,11 de la mâchoire et de la barrette qui coopèrent avec ces rouleaux ont une conformation conjuguée, c'est-à-dire plane avec des bords arrondis. Un effet d'auto-recentrage des rouleaux est obtenu comme à la figure 1. Dans la variante de la figure 5, la barrette 9 est remplacée par un patin 14 intérieurement sphérique et extérieurement plan, et le chemin de roulement 8 est consitué par une gorge à fond plan, d'axe parallèle à l'axe X-X. Le patin 13 roule suivant l'axe X-X, sur ce fond, par l'intermédiaire d'une rangée d'aiguilles 15 d'axes parallèles à l'axe Y-Y, retenues par une cage 16. L'agencement d'un tel ensemble 4 est décrit par exemple dans le FR-A-2 506 872 précité. Dans une autre variante non représentée, l'ensemble anti-vibrations 4 est un segment torique dont la surface intérieure coopère avec le galet 3 et dont la surface extérieure roule sur le chemin 8, lequel a une section circulaire sensiblement conjuguée de celle de cette surface extérieure. En variante, comme indiqué en traits mixtes sur la Figure 1, l'élément femelle 2 peut être réalisé en plusieurs pièces, de la manière suivante: on part d'une enveloppe 2A cylindrique comportant intérieurement trois saillies longitudinales 2B. Chaque saillie 2B définit d'un côté un chemin 8 et de l'autre une surface 8A symétrique de ce chemin. On fixe dans l'enveloppe 2A trois tôles ou joues 2C dont une partie épouse l'enveloppe et est fixée sur elle par soudage, et dont l'autre partie, recourbée vers l'axe X-X, définit un chemin de roulement 7. La fabrication de la mâchoire 2 est ainsi facilitée, notamment par la symétrie circonférentielle de l'enveloppe 2A et par la possibilité de choisir le sens de pose des joues 2C. RGV ICATIONS 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 (6) sur chacun desquels un galet (3) est monté rotatif et coulissant, et un élément femelle (2) destiné à être fixé sur un second arbre et définissant de part et d'autre de chaque galet deux chemins de roulement (7,8;7,8A,8B), un premier (7) de ces chemins de roulement coopérant directement avec le galet et assurant son positionnement axial, caractérisé en ce qu'entre chaque galet (3) et le second chemin de roulement associé (8;8A,8B) est interposé un ensemble anti-vibrations (4) qui comporte côté intérieur une surface sphérique coopérant avec le galet et qui se déplace sur ledit second chemin de roulement (8;8A,8B). 2. Joint de transmission selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'ensemble anti-vibra- tions (4) comprend un organe d'appui (9;14) et des organes roulants (10;10A,10B;13;14) interposés entre la face extérieure de l'organe d'appui et le second chemin de roulement (8;8A,8B). 3. Joint de transmission selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que le second chemin de roulement (8) est à section circulaire, en ce que l'organe d'appui (9) est une barrette, notamment auto- recentreuse, qui présente, du côté opposé au galet (3), au moins une piste (11) à section circulaire, et en ce que les organes roulants (10) sont constitués par au moins deux billes qui roulent sur cette ou ces pistes et sur le second chemin de roulement. 4. Joint de transmission selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le second chemin de roulement (8A,8B) comprend au moins deux rainures parallèles à section circulaire, en ce que l'organe d'appui est une barrette, notamment auto-recentreuse (9), qui présente, du côté opposé au galet (3), au moins deux pistes (1lA,llB) à section circulaire, et en ce que les organes roulants sont constitués par au moins deux paires de billes (10A,10B) qui roulent sur ces pistes respecti- vement et sur le second chemin de roulement. 5. Joint de transmission selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les billes (10A,1OB) comportent un plan diamétral commun incliné par rapport à l'axe (Y-Y) du galet (3), ou parallèle à cet axe. 6. Joint de transmission selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les organes roulants comprennent des rouleaux (13) d'axes parallèles à l'axe (Y-Y) du galet (3), en ce que l'organe d'appui (9) est une barrette, notamment auto-recentreuse, qui présente, du côté opposé au galet, au moins une piste (11), et en ce que cette ou ces pistes ainsi que le second chemin de roulement ont des sections sensiblement conjuguées de la forme extérieure des rouleaux. 7. Joint de transmission selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que l'organe d'appui est un patin (14) qui est plan du côté opposé au galet (3), en ce que le second chemin de roulement (8) est à fond plan, et en ce que les organes roulants comprennent une rangée d'aiguilles (15). il 8. Joint de transmission selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'ensemble anti-vibrations comprend un segment torique dont la surface intérieure coopère avec le galet (3) et dont la surface extérieure roule sur le second chemin de roulement (8), lequel a une section circulaire sensiblement conjuguée de celle de cette surface extérieure. 9. Joint de transmission selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier chemin de roulement (7) est défini par une joue arquée (2C) rapportée à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique (2A) de l'élément femelle (2), laquelle présente notamment une symétrie dans les deux sens circonférentiels. 10. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les chemins de roulement (7, 8) ont des lignes directrices rectilignes parallèles à l'axe (X-X) de l'élément femelle (2).