Brevet FR2732735A1 — publié le 19961011

JOINT DE TRANSMISSION HOMOCINETIOUE La présente invention concerne un joint de transmission homocinétique du type coulissant, dit tripode, utilisé notamment sur le train avant des véhicules automobiles, pour transmettre le mouvement entre le différentiel et les arbres de roues, tout en permettant à ces dernières de braquer. Les joints homocinétiques tripodes comportent de façon classique un élément extérieur menant, présentant trois gorges de guidage, et un élément intérieur mené, ou tripode, muni de trois bras radiaux engages à l'intérieur desdites gorges. Chaque bras est coiffé d'un galet de guidage qui est libre en rotation autour de celuici, et roule à l'intérieur d'une gorge de guidage de l'élément extérieur, de façon à laisser ltélément intérieur pivoter à l'intérieur de ce dernier, en fonction de l'angle de braquage des roues motrices, sans gêner la transmission du couple. Par la publication FR 2.422.064, on connaît un joint homocinétique tripode particulier, muni de bagues intermédiaires, disposées entre chaque bras et chaque galet du tripode afin de faciliter l'inclinaison des bras par rapport aux galets, en situation de braquage. Selon un premier mode de réalisation de ce joint, les bras du tripode ont une surface extérieure sphérique et les galets ont une surface intérieure cylindrique, tandis que les bagues ont une surface intérieure sphérique et une surface extérieure cylindrique correspondant à cellesci. Pour faciliter les mouvements des galets autour de chaque bras, la publication FR 2.422.064 propose en variante, de donner aux bras une forme cylindrique et d'engager sur ces derniers des bagues en deux parties pivotant l'une par rapport à l'autre, grâce à des surfaces de contact mutuelles sphériques ; les galets, présentant pour leur part une surface intérieure cylindrique, peuvent ainsi être montés autour des bagues par l'intermédiaire d'une portée d'aiguilles, qui facilite leur rotation autour de ces dernières. ll en résulte cependant une augmentation des surfaces de contact au sein de joint, donc des frottements particulièrement importants. De plus, selon la disposition proposée, les aiguilles sont disposées à l'intérieur du galet, ce qui rend leur lubrification difficile, et augmente les risques de grippage. La publication EP 0.426. 1S6 décrit un autre joint homocinétique tripode, dont les galets sont également disposés autour de bagues intermédiaires, engagées sur chaque bras du tripode. Selon cette publication, les bras sont de forme générale sphérique, tandis que les bagues, en une seule pièce de forme cylindrique, reçoivent les galets par l'intermédiaire d'une portée d'aiguilles, comme dans lssexemple précédent. Ce montage a le mérite de réduire les surfaces de contact, donc les frottements à l'intérieur du joint. En revanche, il a pour l'inconvénient de reposer sur un contact sphèrecylindre entre la bague et le bras, donc de ne faire intervenir directement dans la transmission du couple, que des surfaces de contact très limitées sur le tripode et sur les bagues, qui transmettent le couple en subissant des pressions extrêmement élevées pouvant conduire à une usure prématurée, voire à une détérioration des zones de contrainte. De plus, comme dans l'exemple précédent, le recouvrement des aiguilles par le galet ne permet pas la lubrification de celles-ci. Par la publication DE 4.408.812, on connaît un joint homocinétique tripode à bagues intermédiaires coulissant axialement dans les galets de guidage du tripode, de façon à faciliter l'inclinaison des bras du tripode à l'intérieur de ces derniers. Selon cette publication, les bagues intermédiaires, disposant de surfaces de contact intérieur sphériques avec les bras, se montent autour de ces derniers par déformation élastique, et sans indexation. Ce mode de montage se traduit cependant par une surface de contact réduite entre les bagues et les bras, notamment en situation de braquage maximum. La présente invention vise à améliorer la transmission des efforts et le comportement en braquage d'un joint de transmission homocinétique tripode à bague intermédiaire coulissante, tout en facilitant son montage. Elle concerne un joint de transmission homocinétique, notamment du type tripode, constitué d'un élément extérieur présentant trois gorges de guidage axiales et d'un élément intérieur muni de trois bras guidés dans les gorges par des galets montés sur des bagues intermédiaires qui disposent d'une surface intérieure sphérique en contact avec un bras et d'une surface extérieure cylindrique recevant la surface intérieure cylindrique d'un galet par l'intermédiaire d'une portée d'aiguilles autorisant le déplacement radial desdites bagues à l'intérieur desdits galets en direction du centre du joint.Ce joint est caractérisé en ce que chaque bague possède à sa base deux rainures facilitant. son engagement sur un bras lors du montage, tandis qu'un élément maintien introduit entre la bague et le bras empêche ces derniers de se dégager, sans limiter le débattement angulaire du joint. Le montage des bagues intermédiaires sur le tripode s'effectue notamment grâce à la présence sur chaque bras, de deux méplats latéraux séparés par des parties sphériques recevant la surface intérieure sphérique, d'une bague. En fonctionnement, les bagues sont retenues par les parties sphériques de chaque bras. Par ailleurs, les éléments de maintien s'avancent en direction d'un méplat du bras, sans atteindre celuiì, afin de limiter la course en rotation des bagues autour des bras, sans gêner le braquage. La course de déplacement radial des bagues à l'intérieur des galets doit cependant correspondre exactement au débattement angulaire du joint. Les bagues sont munies à cet effet de rebords inférieurs, venant en butée contre l'embase de chaque bras lorsque le tripode atteint sa plus grande inclinaison autorisée, par rapport à l'élément extérieur du joint. ll est également nécessaire d'éviter que les galets ne s'échappent des bagues, avant le montage de l'ensemble tripode dans le fourreau. Dans ce but, les bagues peuvent présenter un rebord supérieur retenant le galet par l'intermédiaire des aiguilles avant le montage, mais conservant un jeu avec cellesci en fonctionnement, même en situation de braquage maximum. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celleci, en liaison aJec les dessins annexés sur lesquels: 3 - la figure 1 est une coupe transversale d'un joint conforme à l'invention passant par le plan de symétrie médian du tripode, - la figure 2A est une coupe partielle selon A-A de la figure 1, lorsque le tripode est coaxial à l'élément extérieur du joint, - la figure 2B correspond à la figure 2A, après pivotement du tripode d'un angle de 18 , - la figure 3A est une vue en élévation de la bague intermédiaire apparaissant sur les figures précédentes, - la figure 3B est une coupe selon B-B, de la figure 2A. - les figures 4 à 6B correspondant aux figures 1 à 3B, illustrent un second mode de réalisation de l'invention, et - la figure 7 représente en élévation l'agrafe 26 des figures 4 à 6B. Le joint homocinétique tripode 1 représenté sur la figure 1 comporte un élément extérieur 2, ou fourreau, dans lequel sont ménagés trois évidements ou gorges longitudinales 3 formant entre elles des angles de 1200. Chaque gorge 3 présente deux chemins de roulement latéraux 4, 6 recevant la surface de roulement torique complémentaire d'un galet de guidage 7, appartenant à l'élément intérieur, ou tripode 8, du joint 1. Les galets 7 sont par ailleurs en appui contre un épaulement 9 des gorges 3, interdisant leur basculement à l'intérieur de cellesci. De façon classique, le tripode 8 de la figure 1 présente trois bras latéraux 11 recevant le mouvement de l'élément extérieur 2 du joint, par l'intermédiaire de galets 7 montes autour de bagues intermédiaires 12. Les bagues 12 présentent une surface extérieure cylindrique 13, venant se loger au montage dans la surface cylindrique complémentaire 14 d'un galet 7, avec interposition d'une portée d'aiguilles 12, facilitant la rotation de ces deux éléments. Chaque bague 12 peut en plus se déplacer radialement à l'intérieur d'un galet 7, le long des aiguilles 12, lorsque le tripode 8 s'incline par rapport à l'axe de l'élément extérieur 2. Ce déplacement est limité en direction du centre du joint par le rebord inférieur 18 de la bague, apparaissant sur les figures 2A et 2B, qui vient buter contre l'embase 19 de son bras 11, en situation de braquage maximum. Les bagues 12 présentent par ailleurs une butée supérieure 17, qui est destinée à retenir le galet 7 sur la bague 12, par l'intermédiaire des aiguilles 16, avant le montage de l'ensemble bague-aiguilles-galet sur le bras, sans toutefois venir rencontrer les aiguilles en fonctionnement, même en situation de braquage maximum. Le fonctionnement du joint de transmission proposé par l'invention est le suivant. En l'absence de braquage (cf Fig. 1 et 2A), le tripode 8 et l'élément extérieur 2 du joint 1 sont coaxiaux, les bagues 12 sont placées au sommet de chaque bras 11, et les rebords 17, 18 de celuici sont dégagés des aiguilles 12 et de l'embase 19 de chaque bras. Lorsque le tripode 8 s'incline par rapport à l'élément extérieur 2, les bras 1 1 se déplacent axialement dans les gorges 3 grâce au roulement des galets 7 dans les chemins de roulement 4, 6. Ce déplacement est facilité par la portée d'aiguilles 16, qui assure la rotation des galets 7 autour des bagues 12, et permet aux bagues 12 de se déplacer radialement à l'intérieur des galets, en direction du centre du joint, de façon à permettre aux bras de s'incliner à l'intérieur des galets 7. Lors du déplacement des galets 7 dans les gorges 3, chaque bras 11 conserve un contact sphérique constant lia 12a avec l'intérieur des bagues 12.Grâce à ces dispositions, les galets restent donc orientes axialement à l'intérieur des gorges 3, tandis que la transmission du couple aux trois bras du tripode 8 s'effectue par un contact de surfaces sphériques, même en situation de braquage. r Conformément aux figura 2A et 2B, les bagues sont donc maintenues à l'extrémité des bras lorsque le tripode n'est pas incliné (cf Fig. 2A), tandis qu'elles se déportent radialement vers le centre du joint, lorsque le tripode s'incline (cf Fig. 2B). Comme indiqué plus haut, le débattement angulaire du tripode 8 est limité par la butée du rebord inférieur 18 de chaque bague 12 contre l'embase 19 de chaque bras 11, de sorte que la course de déplacement radial des bagues à l'intérieur des galets correspond exactement au débattement angulaire du joint. Sur les figures 2A et 2B, on remarque par ailleurs un léger écart 21, entre la partie sphérique lia du bras 11 et le bas de la bague 12. Cet écart est dû aux deux rainures 22 apparaissant sur la figure 3A, qui sont ménagées au pied de chaque bague 12, pour permettre son montage sur un bras 11. La figure 3B, met en évidence que chaque bras 11 présente deux "méplats" latéraux llb, lic entre deux parties sphériques opposées lia, qui reçoivent la surface sphérique intérieure complémentaire 12a d'une bague 12. Le montage du tripode 8 s'effectue de préférence en assemblant le galet, les aiguilles et la bague, avant d'engager, un tel ensemble sur chaque bras 11 du tripode 8. Comme indiqué cidessus, les rebords supérieurs 17 de chaque bague 12 permettent à ce stade du montage, de retenir les galets vis-à-vis des bagues, par l'intermédiaire des aiguilles 16. Le montage d'une bague 12 (déjà assemblée ou non avec un galet ) sur un bras 1 1 du tripode 8, s'effectue en plaçant les deux rainures 22 de cellesci en face des parties sphériques ila d'un bras 11. La bague 12 est engagée sur le bras dans cette position, et on la fait ensuite tourner d'un quart de tour pour placer les rainures 22 devant les méplats llb, lic, de sorte que la bague 12 soit retenue par les parties sphériques i la du bras 11. On introduit alors dans,une encoche intérieure axiale 24 de la bague 12 une barrette de maintien 'ss, qui s'avance en direction d'un méplat lib du bras 11, de façon à empêcher la bague 12 de retrouver une position de dégagement en tournant autour du bras 11. Comme le montre la figure 3B, la barrette de maintien 23 s'avance en direction d'un méplat i lb, sans atteindre celuici. Cette disposition permet notamment de limiter la course en rotation des bagues autour des bras, en laissant cependant ces derniers s'incliner par rapport aux bagues 12, en s'appuyant sur les parties sphériques 12a de cellesci, sans gêner le braquage. Les figures 4 à 6B illustrent un second mode de réalisation de l'invention qui se distingue du précédent en ce que l'élément de maintien se présente sous la forme d'une agrafe 26 constituée d'une partie circulaire 27 sur laquelle sont fixées deux pattes latérales 28, introduites entre un bras 11 et une bague 12. Les pattes 28 sont en appui contre la surface intérieure de celleci. L'agrafe 26 limite la rotation de la bague 12 autour du bras 11 sans limiter le débattement angulaire du joint, comme la barrette 24 du premier mode de réalisation. Sur les figures 4 à 6B, on remarque également que les bagues 12 ne présentent pas de rebord supérieur. En effet, celuici n'est plus nécessaire, car l'agrafe 26 assure elle-même le maintien des aiguilles 16 et du galet 7 vis-à-vis de chaque bras 11, grâce à ses oreilles 29. Les agrafes 26 sont plus faciles à engager sur les bras 11 que les barrettes 23, et il est en outre possible de les démonter sans effort particulier. Enfin, leur utilisation nécessite une simple rectification intérieure des bagues, plus aisée à réaliser que l'encoche axiale de la figure 3B, et la lubrification des aiguilles s'opère dans de meilleures conditions. Quel que soit le type d'élément du maintien retenu les avantages de l'invention sont nombreux. Parmi ceuxci, on peut citer: - une surface de contact sphérique étendue, entre les trois bras du tripode et les bagues intermédiaires, assurant une bonne répartition des efforts et une diminution des 'rottements entre ces pièces, quelle que soit leur inclinaison relative, - une réduction des efforts mis en jeu pour maintenir les galets dans leurs chemins de roulement, - un montage simple et une indexation précise des bagues sur les bras du tripode, - une adaptation de la course radiale des bagues dans les galets, à l'angle de braquage du joint, - la possibilité de monter les galets sur les bagues, avant d'engager celles sur les bras du tripode, - la possibilité de lubrifier les aiguilles. En conclusion, l'invention permet d'obtenir un joint homocinétique tripode particulièrement performant en ce qui concerne la transmission des efforts entre l'élément extérieur et le tripode, et le guidage des galets dans les chemins de roulement. Ce joint ne comporte qu'un nombre réduit de pièces faciles à monter ou à démonter, et la lubrification des aiguilles de roulement entre les bagues et les galets facilite considérablement la coopération de ces éléments. REVENDICATIONS [1] Joint de transmission homocinétique (1), notamment du type tripode, constitué d'un élément extérieur (2) présentant trois gorges de guidage (3) axiales et d'un élément intérieur (8) muni de trois bras (11) guidés dans les gorges (3) par des galets (7) montés sur des bagues intermédiaires (12) qui disposent d'une surface intérieure sphérique (12a) eg contact avec un bras (8) et d'une surface extérieure cylindriquz (13) recevant la surface intérieure cylindrique (14) d'un galet (7) par l'intermédiaire d'une portée d'aiguilles (16) autorisant le déplacement radial desdites bagues (12) à l'intérieur desdits galets (7) en direction du centre du joint (1), caractérisé en ce que chaque bague (12) possède à sa base deux rainures (22) facilitant son engagement sur un bras (11) lors du montage, tandis qu'un élément de maintien (23, 26) introduit entre la bague (12) et les bras (11) empêche ces derniers de se dégager sans limiter le débattement angulaire du joint (1). [2] Joint de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras (11) possède deux méplats latéraux (lob, llc) séparés par des parties sphériques (lia) recevant la surface intérieure sphérique (12a), d'une bague (12). [3] Joint de transmission selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque bague (12), est retenue autour d'un bras (11), par les parties sphériques (i la) de celuici. [4] Joint de transmission selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de maintien (23, 26) s'avance en direction d'un méplat (lob) du bras (11), sans atteindre celuici. [5] Joint de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque bague (7) présente un rebord inférieur (18) venant buter contre l'embase (19) d'un bras (11), de façon à limiter le débattement angulaire du tripode (8) vis-à-vis de l'élément extérieur (2) du joint (1). [71 Joint de transmission selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que chaque bague (12) présente une butée supérieure (17), permettant de retenir le galet (7) vis-à-vis de la bague par l'intermédiaire des aiguilles (16) lors du montage, mais conservant un écart vi5-à-vi3 de l'extrémité supérieure des aiguilles (16) en situation de braquage maximum. [8] Joint de transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bague (12) présente une encoche axiale (24) recevant une barrette de maintien (23). [9] Joint de transmission selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les galets (7) sont en appui contre un épaulement (9) de chaque gorge (3), empêchant leur basculement à l'intérieur de celle ci. [10] Joint de transmission selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de maintien est constitué par une agrafe (26) présentant une partie circulaire (27) et deux pattes latérales (28) venant s'appuyer sur la surface intérieure (12a) des bagues (12). [11] Procédé de montage d'un joint homocinétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on place les aiguilles (16) puis les bagues (12) à l'intérieur des galets (7), en ce qu'on engage les bagues (12) autour des bras (11) en s'aidant des rainures (22), et en ce qu'on fait pivoter les bagues (12) d'un quart de tour sur les bras (11), avant d'introduire les éléments de maintien (23, 26) entre chaque bague (12) et chaque bras (11).