Brevet FR2778216A1 — publié le 19991105

A JOINT TRIPODE HOMOCINETIQUE La présente invention concerne un joint homocinétique de type tripode monté sur les essieux moteurs d'une automobile, destiné à transmettre l'énergie aux roues motrices et, plus particulièrement, un joint homocinétique de type tripode pouvant diminuer la résistance au frottement générée entre un carter tripode et un galet cylindrique qui sont en contact entre eux. Un joint homocinétique est généralement monté sur des essieux moteurs raccordés à un engrenage de réduction final dans une automobile à roues avant motrices ou une automobile à quatre roues motrices et il agit en transmettant l'énergie aux roues motrices. Le joint homocinétique peut transmettre l'énergie en raison du fait qu'un point de contact entre un arbre d'entraînement et un arbre entraîné existe sur une ligne qui coupe en deux parties égales un certain angle entre eux. Un joint homocinétique est constitué d'un joint coulissant, un arbre et un joint fixe. Le joint coulissant est utilisé pour absorber les déplacements dans les directions X et Y dans une automobile et des exemples du joint coulissant comportent un joint du type tripode, un joint du type à double décalage, un joint du type à gorges croisées, etc. Le joint fixe est utilisé pour absorber l'angle de direction de l'automobile et des exemples du joint fixe comportent un joint du type Rzeppa, un joint du type Birfield, etc. La présente invention concerne un joint homocinétique de type tripode et en conséquence, une construction d'un joint homocinétique de type tripode de l'art antérieur va être décrite ci- après, en référence aux figures 1 à 5. Un joint homocinétique de type tripode monté sur des essieux moteurs raccordés à un engrenage de réduction final dans une automobile, destiné à transmettre l'énergie aux roues motrices, comme représenté sur les figures 1 à 3, comporte un carter tripode 20, définissant une ouverture. Le carter tripode 20 est formé avec trois gorges de guidage 21 communiquant avec l'ouverture et espacées uniformément les unes des autres dans une direction circonférentielle. Chaque gorge de guidage 21 comporte une gorge de contact 22 formée dans une section de paroi latérale de celle- ci. La gorge de contact 22 comporte une portion formant paroi inférieure, qui définit une paire de surfaces de guidage P et Q, qui sont parallèles entre elles. Une araignée 23 est disposée dans l'ouverture du carter tripode 20 et comporte trois tourillons 24, se projetant depuis une surface externe de celle-ci, destinés à être respectivement insérés dans les trois gorges de guidage 21. Trois paires constituées d'un galet à aiguilles 25, un galet sphérique 26 et un galet cylindrique 27, sont respectivement ajustées en séquence et diamétralement autour des trois tourillons 24 de l'araignée 23. Le galet cylindrique 27 est ainsi en prise dans la gorge de contact 22. Une butée 28 et une bague de retenue 29 sont bloquées sur une portion filetée de chaque tourillon 24 au-dessus du galet à aiguilles 25. La butée 28 et la bague de retenue 29 empêchent le galet cylindrique 27 d'être libéré. Dans le joint homocinétique de type tripode construit comme mentionné cidessus, lorsque le joint est mis en rotation selon un certain angle de joint, le galet cylindrique 27 en prise dans la gorge de contact 22 définie dans la gorge de guidage 21 du carter tripode 20 roule sur la paire de surfaces de guidage P et Q de la gorge de contact 22 et en même temps, le galet sphérique 26 absorbe le mouvement d'alignement du galet cylindrique 27. D'autre part, le galet cylindrique 27 est entraîné le long de la paire de surfaces de guidage P et Q de la gorge de contact 22 du boîtier tripode 20 pendant le roulement, comme décrit ci-dessus. En conséquence, comme représenté sur la figure 4, il est possible de commander la direction sur un angle spécifié 1. Toutefois, le joint homocinétique de type tripode de l'art antérieur présente des défauts en ce que, puisque la surface d'extrémité supérieure et la surface d'extrémité inférieure du galet cylindrique 27 sont en contact avec l'ensemble constitué par un point de contact d'extrémité inférieure gauche A1, un point de contact d'extrémité inférieure droite A2, un point de contact d'extrémité supérieure droite A3 et un point de contact d'extrémité supérieure gauche A4, formés dans la gorge de contact 22 du carter tripode 20, pendant l'exécution d'une commande de direction selon l'angle spécifié B, une quantité importante de résistance de frottement est générée entre le galet cylindrique 27 et le carter tripode 20. En d'autres termes, dans le joint homocinétique de type tripode, comme représenté sur la figure 5, en supposant que F1, F2, F3 et F4 soient respectivement la résistance de frottement aux points de contact A1, A2, A3 et A4 et que 11, 12, 13 et 14 soient respectivement les distances entre le centre du galet cylindrique 27 et les points de contact A1, A2, A3 et A4, puisque la surface d'extrémité supérieure et la surface d'extrémité inférieure du galet cylindrique 27 sont en contact avec l'ensemble des points de contact Ai, A2, A3 et A4 formés dans la gorge de contact 22, le moment de frottement rotationnel M4 du galet cylindrique 27 est décrit par M4=Flll+F212+F313+F414, de sorte que la résistance de frottement ne peut qu'être augmentée. En conséquence, la présente invention a été réalisée dans un effort de résolution des problèmes apparaissant dans l'art antérieur et un but de la présente invention consiste à fournir un joint homocinétique de type tripode pouvant diminuer la résistance de frottement générée entre un galet cylindrique et une gorge de contact d'un carter tripode pendant que le galet cylindrique roule, de façon à être actionné de manière fiable. Pour atteindre le but ci-dessus, selon la présente invention, une portion étendue est formée au niveau d'une gorge de contact ou une portion inclinée ou une portion en projection est formée sur un galet cylindrique, de façon que le galet cylindrique vienne en contact avec la gorge de contact en deux points de contact seulement. Les buts ci-dessus ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus évidents après la lecture de la description détaillée qui suit, effectuée conjointement avec les dessins, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un joint homocinétique de type tripode de l'art antérieur; la figure 2 est une vue en section transversale du joint homocinétique de type tripode de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective illustrant les composants principaux du joint de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe transversale illustrant un état dans lequel un galet sphérique et un galet cylindrique sont actionnés; la figure 5 est une vue plane schématique destinée à expliquer une force de frottement rotationnel générée entre un carter tripode et le galet cylindrique; la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un joint homocinétique de type tripode selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un joint homocinétique de type tripode selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 7a est une vue en coupe transversale d'un galet cylindrique utilisé dans le joint de la figure 7; la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un galet cylindrique selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 8a est une vue en perspective illustrant le galet cylindrique de la figure 8; les figures 9a et 9b sont des vues en coupe transversale de joints homocinétiques de type tripode selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; et la figure 10 est une vue schématique illustrant un état dans lequel les joints homocinétiques de type tripode des figures 9a et 9b sont montés sur une automobile. Il va maintenant être fait référence plus en détail à un mode de réalisation préféré de l'invention, dont un exemple est illustré sur les dessins annexés. A chaque fois que cela est possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés dans l'ensemble des dessins et de la description pour faire référence à des parties identiques ou semblables. Un joint homocinétique de type tripode selon la présente invention comporte un carter tripode 20 définissant une ouverture. Le carter tripode 20 est formé avec trois gorges de guidage 21 communiquant avec l'ouverture et espacées uniformément les unes des autres dans une direction circonférentielle. Chaque gorge de guidage 21 comporte une gorge de contact 22 formée dans une section de paroi latérale de celle-ci. La gorge de contact 22 comporte une portion formant paroi inférieure, qui définit une paire de surfaces de guidage P et Q, qui sont parallèles entre elles. Une araignée 23 est disposée dans l'ouverture du carter tripode 20 et comporte trois tourillons 24, se projetant depuis une surface externe de celle-ci, destinés à être respectivement insérés dans les trois gorges 21. Trois paires constituées d'un galet à aiguilles 25, un galet sphérique 26 et un galet cylindrique 27, sont respectivement ajustées en séquence et diamétralement autour des trois tourillons 24 de l'araignée 23. Le galet cylindrique 27 est ainsi en prise dans la gorge de contact 22. Une butée 28 et une bague de retenue 29 sont bloquées sur une portion filetée de chaque tourillon 24 au-dessus du galet à aiguilles 25. La butée 28 et la bague de retenue 29 empêchent le galet cylindrique 27 d'être libéré. De façon spécifique, dans la présente invention, le galet cylindrique 27 vient en contact avec la gorge de contact 22 en deux points de contact. En se référant à la figure 6, est illustrée une vue en coupe transversale d'un joint homocinétique de type tripode selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Dans le joint homocinétique de type tripode de ce mode de réalisation, des portions étendues P' et Q' sont formées respectivement au niveau d'une extrémité supérieure droite et d'une extrémité inférieure gauche de la gorge de contact 22, de façon qu'une extrémité supérieure gauche et une extrémité inférieure droite du galet cylindrique 27 soient respectivement en contact avec un point de contact d'extrémité supérieure gauche A4 et un point de contact d'extrémité inférieure droite A2 de la gorge de contact 22 ou qu'une extrémité supérieure droite et une extrémité inférieure gauche du galet cylindrique 27 soient respectivement en contact avec un point de contact d'extrémité supérieure droite A3 et un point de contact d'extrémité inférieure gauche Al de la gorge de contact 22. Dans le premier mode de réalisation de la présente invention, en supposant qu'un segment 0101 représente la ligne centrale de la surface de guidage droite P de la gorge de contact 22, un segment 0202 représente la ligne centrale de la surface de guidage gauche Q de la gorge de contact 22 et un segment 00 représente la ligne centrale du galet cylindrique 27, les lignes centrales des surfaces de guidage droite et qauche P et Q sont décalées par rapport à la ligne centrale du galet cylindrique 27, respectivement de distances61 et 62À En se référant aux figures 7 et 7a, est illustré un joint homocinétique de type tripode selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Dans le joint homocinétique de type tripode de ce mode de réalisation, la gorge de contact 22 est maintenue telle quelle, sans être modifiée dans sa configuration. Dans ce mode de réalisation, une première portion inclinée C ayant un angle d'inclinaison vers le bas de a1 est formée sur l'extrémité supérieure du galet cylindrique 27 et une deuxième portion inclinée D ayant un angle d'inclinaison vers le haut de a2 est formée sur l'extrémité inférieure du galet cylindrique 27. En conséquence, dans ce mode de réalisation également, l'extrémité supérieure gauche et l'extrémité inférieure droite du galet cylindrique 27 sont respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure gauche A4 et le point de contact d'extrémité inférieure droite A2 de la gorge de contact 22 ou l'extrémité supérieure droite et l'extrémité inférieure gauche du galet cylindrique 27 sont respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure droite A3 et le point de contact d'extrémité inférieure gauche Ai de la gorge de contact 22. En se référant aux figures 8 et 8a, est illustré un joint homocinétique de type tripode selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. Dans un joint homocinétique de type tripode de ce mode de réalisation, la gorge de contact 22 est également conservée telle quelle, sans être modifiée dans sa configuration. Dans ce mode de réalisation, une moitié gauche de l'extrémité supérieure du galet cylindrique 27 est découpée circonférentiellement de manière à définir une première portion en saillie E de façon que la moitié gauche du galet cylindrique 27 soit raccourcie dans sa longueur à son extrémité supérieure et une moitié droite de l'extrémité inférieure du galet cylindrique 27 est découpée circonférentiellement de manière à définir une deuxième portion en saillie F de façon que la moitié droite du galet cylindrique 27 soit raccourcie dans sa longueur à son extrémité inférieure. En conséquence, dans ce mode de réalisation également, l'extrémité supérieure gauche et l'extrémité inférieure droite du galet cylindrique 27 sont respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure gauche A4 et le point de contact d'extrémité inférieure droite A2 de la gorge de contact 22 ou l'extrémité supérieure droite et l'extrémité inférieure gauche du galet cylindrique 27 sont respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure droite A3 et le point de contact d'extrémité inférieure gauche A1 de la gorge de contact 22. Dans le troisième mode de réalisation de la présente invention, en supposant qu'un segment 0101 représente la ligne centrale de la surface supérieure du galet cylindrique 27, un segment 0202 représente la ligne centrale de la surface inférieure du galet cylindrique 27 et un segment 00 représente la ligne centrale du galet cylindrique 27, les lignes centrales des surfaces supérieure et inférieure sont décalées par rapport à la ligne centrale, respectivement de distances 63 et 64. En se référant aux figures 9a, 9b et 10, est illustré un joint homocinétique de type tripode selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. Dans le joint homocinétique de type tripode de ce mode de réalisation, des portions étendues sont formées à une extrémité de la gorge de contact 22 en fonction de l'emplacement du joint homocinétique. Lorsqu'un joint homocinétique est raccordé à une roue motrice gauche 30a, comme représenté sur la figure 10, la surface de guidage droite P de la gorge de contact 22 du carter tripode 20 est maintenue telle quelle sans être modifiée dans sa configuration et des portions étendues Q'' sont formées respectivement à l'extrémité supérieure gauche et à l'extrémité inférieure gauche de la gorge de contact 22, de façon que l'extrémité supérieure droite et l'extrémité inférieure droite du galet cylindrique 27 soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure droite A3 et le point de contact d'extrémité inférieure droite A2 (voir la figure 9a). Lorsqu'un joint homocinétique lb est raccordé à une roue motrice droite 30b, comme représenté sur la figure 10, la surface de guidage gauche Q de la gorge de contact 22 du carter tripode 20 est également conservée telle quelle sans être modifiée dans sa configuration et des portions étendues P'' sont formées respectivement à l'extrémité supérieure droite et à l'extrémité inférieure droite de la gorge de contact 22, de façon que l'extrémité supérieure gauche et l'extrémité inférieure gauche du galet cylindrique 27 soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure gauche A4 et le point de contact d'extrémité inférieure gauche Al (voir la figure 9b). Sur la figure 10, le numéro de référence 31 du dessin représente un moteur et 32 représente une transmission. Avec la construction du joint homocinétique de type tripode selon la présente invention, puisque la surface d'extrémité supérieure et la surface d'extrémité inférieure du galet cylindrique 27 ne sont en contact qu'avec deux points parmi le point de contact d'extrémité inférieure gauche Al, le point de contact d'extrémité inférieure droite A2, le point de contact d'extrémité supérieure droite A3 et le point de contact d'extrémité supérieure gauche A4, formés dans la gorge de contact 22 du carter tripode 20, en effectuant une commande de direction selon un angle spécifié B, la résistance de frottement générée entre le galet cylindrique 27 et le carter tripode 20 peut être réduite. En d'autres termes, dans le joint homocinétique de type tripode de la présente invention, en supposant que F1, F2, F3 et F4 soient respectivement la résistance de frottement aux points de contact A1, A2, A3 et A4 et que 11, 12, 13 et 14 soient respectivement les distances entre le centre du galet cylindrique 27 et les points de contact Al, A2, A3 et A4, puisque le galet cylindrique 27 vient en contact avec la gorge de contact 22 en deux point seulement, comme décrit dans les modes de réalisation ci-dessus, le moment de frottement rotationnel M2 du galet cylindrique 27 est décrit par M2=Flll+F313, M2=F212+F414, M2=F212+F313 ou M2=Flll+F414, de sorte que le moment de frottement rotationnel M2 de la présente invention est considérablement diminué par rapport au moment de frottement rotationnel M4 de l'art antérieur, diminuant ainsi la résistance de frottement. D'autre part, il est préférable que le carter tripode 20 et le galet cylindrique 27 du premier jusqu'au quatrième modes de réalisation soient effilés de façon qu'ils aient des surfaces inclinées selon un angle prédétermine. En conséquence, avec le joint homocinétique de type tripode de la présente invention, des avantages sont fournis en ce que, puisqu'un galet cylindrique vient en contact avec une gorge de contact d'un carter tripode en deux points seulement, diminuant ainsi la résistance de frottement, le bruit est diminué par un fonctionnement fiable du joint homocinétique de type tripode, la durée de vie du joint est améliorée et la sensation d'un passager à bord est améliorée, de sorte que la valeur de l'automobile est accrue. Sur les dessins et dans la description, ont été décrits des modes de réalisation typiques préférés de l'invention et bien que des termes spécifiques soient utilisés, ils sont utilisés dans un sens générique et descriptif uniquement et non à des fins de limitation. REVENDICATIONS 1. Joint homocinétique de type tripode comprenant: un carter tripode (20), définissant une ouverture, le carter tripode (20) étant formé avec trois gorges de guidage (21) communiquant avec l'ouverture et espacées uniformément les unes des autres dans une direction circonférentielle, chaque gorge de guidage (21) comportant une gorge de contact (22) formée dans une section de paroi latérale de celle-ci, la gorge de contact (22) comportant une portion formant paroi inférieure définissant une surface de guidage, une araignée (23) disposée dans l'ouverture du carter tripode (20) et comportant trois tourillons (24), se projetant depuis une surface externe de celle-ci, de manière à être respectivement insérés dans les trois gorges de guidage (21), et trois paires constituées d'un galet à aiguilles (25), un galet sphérique (26) et un galet cylindrique (27), respectivement ajustées en séquence et diamétralement autour des trois tourillons (24) de l'araignée (23), le galet cylindrique (27) étant en prise dans la gorge de contact (22); caractérisé en ce qu'une portion de la surface de guidage de la gorge de contact (22) est allongée à son extrémité supérieure et l'autre portion de la surface de guidage de la gorge de contact (22) est allongée à son extrémité inférieure de façon qu'une extrémité supérieure gauche et une extrémité inférieure droite du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec un point de contact d'extrémité supérieure gauche (A4) et un point de contact d'extrémité inférieure droite (A2) définis dans la gorge de contact (22) ou qu'une extrémité supérieure droite et une extrémité inférieure gauche du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec un point de contact d'extrémité supérieure droite (A3) et un point de contact d'extrémité inférieure gauche (Ai) définis dans la gorge de contact (22). 2. Joint homocinétique de type tripode selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du galet cylindrique (27) est inclinée vers une portion gauche de celui-ci selon un angle prédéterminé et l'extrémité inférieure du galet cylindrique (27) est inclinée vers une portion droite de celui-ci selon l'angle prédéterminé de façon que l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure gauche (A4) et le point de contact d'extrémité inférieure droite (A2) définis dans la gorge de contact (22) ou que l'extrémité supérieure droite et l'extrémité inférieure gauche du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure droite (A3) et le point de contact d'extrémité inférieure gauche (A1) définis dans la gorge de contact (22). 3. Joint homocinétique de type tripode selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion gauche de l'extrémité supérieure du galet cylindrique (27) est découpée circonférentiellement de façon que la portion gauche du galet cylindrique (27) soit raccourcie à son extrémité supérieure et la portion droite de l'extrémité inférieure du galet cylindrique (27) est découpée circonférentiellement de façon que la portion droite du galet cylindrique (27) soit raccourcie à son extrémité inférieure de façon que l'extrémité supérieure gauche et l'extrémité inférieure droite du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure gauche (A4) et le point de contact d'extrémité inférieure droite (A2) définis dans la gorge de contact (22) ou que l'extrémité supérieure droite et l'extrémité inférieure gauche du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure droite (A3) et le point de contact d'extrémité inférieure gauche (A1) définis dans la gorge de contact (22). 4. Joint homocinétique de type tripode selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le joint homocinétique est raccordé à une roue motrice gauche, la portion gauche de la surface de guidage est allongée à ses extrémités supérieure et inférieure de façon que l'extrémité supérieure droite et l'extrémité inférieure droite du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure droite (A3) et le point de contact d'extrémité inférieure droite (A2) définis dans la gorge de contact (22) et lorsque le joint homocinétique est raccordé à une roue motrice droite, la portion droite de la surface de guidage est allongée à ses extrémités supérieure et inférieure de façon que l'extrémité supérieure gauche et l'extrémité inférieure gauche du galet cylindrique (27) soient respectivement en contact avec le point de contact d'extrémité supérieure gauche (A4) et le point de contact d'extrémité inférieure gauche (A1) définis dans la gorge de contact (22). 5. Joint homocinétique de type tripode selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter tripode (20) et le galet cylindrique (27) sont effilés de façon qu'ils aient des surfaces inclinées selon un angle prédéterminé