Brevet FR2781729A1 — publié le 20000204

La présente invention concerne un joint homocinétique, comprenant une partie extérieure de joint, une partie intérieure de joint, et des éléments de transmission de couple, qui représentent des moyens d'engagement à coopération de formes dans le sens de rotation entre la partie extérieure de joint et la partie intérieure de joint, ladite partie extérieure de joint comprenant des moyens pour son vissage avec une bride d'un raccord d'arbre, lesdits moyens étant disposés à la périphérie sur un diamètre extérieur au cercle de roulement des éléments de transmission de couple; de plus, l'invention concerne une unité structurelle formée par un joint homocinétique comprenant une partie extérieure de joint, une partie intérieure de joint, et des éléments de transmission de couple, qui représentent des moyens d'engagement à coopération de formes dans le sens de rotation entre la partie extérieure de joint et la partie intérieure de joint, et une bride de raccord d'arbre, ladite partie extérieure de joint et ladite bride de raccord d'arbre comprenant des moyens de jonction par vissage destinés à leur vissage l'une avec l'autre, lesdits moyens étant disposés à la périphérie sur un diamètre à l'extérieur d'un cercle de roulement des éléments de transmission de couple, et dans laquelle sont prévues des moyens de centrage afin de centrer la partie extérieure de joint par rapport à la bride de raccord d'arbre. Les joints homocinétiques ici mentionnés incluent les formes de réalisation de joints prévus pour être vissés, et ceci aussi bien lorsqu'il s'agit de joints fixes que de joints à translation. Sous ces deux catégories précitées on trouve en particulier des joints à billes, dans lesquels les moyens de transmission de couple sont des billes qui circulent dans des gorges extérieures et des gorges intérieures et qui sont maintenues dans un plan commun par une cage à billes, ainsi que les joints tripodes dans lesquels les éléments de transmission de couple sont des rouleaux à tripodes, qui sont maintenus sur des tenons de tripodes d'une partie intérieure de joint et qui roulent dans des pistes de la partie extérieure de joint. Dans la mesure o l'on se référera ici au diamètre du cercle de roulement, il s'agit, dans les joints homocinétiques à billes et dans la position déployée du joint, du diamètre du cercle passant par les centres des billes. Dans les joints tripodes, on entendra par diamètre du cercle de roulement le diamètre du cercle passant par les points de contact des rouleaux avec les pistes dans la position déployée du joint. Dans le cas présent, ladite bride de raccord d'arbre est enfilée sur un arbre de sortie d'une transmission. Cette transmission peut être une boîte de vitesses manuelle ou automatique, et l'arbre de sortie est alors relié, par l'intermédiaire du joint homocinétique ici en question, à un arbre d'entraînement longitudinal, c'est-à-dire à un arbre à cardan dans le sens général. La transmission peut aussi être une transmission à différentiel. Dans ce cas, l'arbre de sortie respectif est accouplé, par l'intermédiaire du joint homocinétique ici concerné, à un arbre latéral qui mène aux roues motrices. Les arbres à relier au moyen des joints précités aux brides de sortie de la transmission sont équilibrés avant d'être montés dans le véhicule, puisque des défauts d'équilibrage pourraient être transmis sous forme de vibrations vers le véhicule, et doivent être par conséquent évités. Lors du montage des arbres, par vissage du joint homocinétique sur une bride de sortie de la transmission, il peut apparaître à nouveau des déséquilibres si le centrage n'est pas suffisant, qui ont une influence négative sur le développement de bruits et sur le confort de conduite, étant donné que l'on ne procède en règle générale plus à un nouvel équilibrage après le montage sur le véhicule. Habituellement, les éléments de centrage sont réalisés sur la partie extérieure de joint et sur la bride sur le diamètre extérieur de la partie extérieure. Le centrage de la bride de sortie de transmission vis-à-vis d'un arbre de sortie de transmission a cependant ici lieu dans la région de la denture d'arbre d'une douille dentée sur la bride d'une part et d'un tronçon denté à l'extrémité libre de l'arbre de sortie de la transmission. Le centrage, qu'il est possible d'exécuter avec une bonne précision, entre la bride et la partie extérieure de joint est ici sans objet, ou bien rendu inefficace, en raison d'un éventuel décalage axial de la bride vis-à-vis de l'arbre de sortie de la transmission, ce qui peut se produire dans la région de la denture de l'arbre. Il est déjà connu d'utiliser un élément de centrage additionnel entre la partie extérieure de joint et l'arbre de sortie de la transmission, cet élément de centrage, sous forme d'une pièce conformée en tôle, se centrant d'une part sur le diamètre extérieur de la partie extérieure de joint, et d'autre part sur l'extrémité prolongée de l'arbre de sortie de la transmission. Ici, la bride d'arbre qui n'est pas suffisamment centrée ne peut contribuer de par sa propre masse qu'à de faibles déséquilibres, cependant que l'arbre bien équilibré est bien centré vis-à-vis de l'arbre de sortie de la transmission par l'intermédiaire de l'élément de centrage en forme de couvercle en tôle. Cependant, c'est ici un inconvénient que les tolérances, ou les défauts de centrage, d'une part entre l'arbre de sortie de la transmission et l'élément de centrage, et d'autre part entre l'élément de centrage et la partie externe de joint, s'additionnent, de sorte qu'il peut se produire dans la somme à nouveau des décalages axiaux notables de l'arbre raccordé au moyen du joint par rapport à l'arbre de sortie de la transmission, qui mènent à des déséquilibres d'autant plus élevés. Par ailleurs, l'élément en tôle précité est relativement souple, de sorte que, dans le cas le plus défavorable, il peut se déformer lorsque l'on procède au serrage du vissage entre la bride et la partie extérieure de joint. Enfin, les éléments de centrage qui ont fait jusqu'ici l'objet de réalisations possèdent une ouverture centrale, de sorte que l'on doit monter un couvercle de transport additionnel afin d'étancher le joint lors du transport. Partant de cette situation, l'invention a pour objectif de proposer un joint homocinétique qui permet un meilleur centrage par rapport à un arbre de sortie d'une transmission, ou encore de proposer une unité structurelle formée par un joint homocinétique et par une bride de raccord d'arbre avec un tel centrage amélioré. Cet objectif est atteint avec un joint homocinétique dans lequel la partie extérieure de joint comporte un fond conformé d'une seule pièce sur le côté de la bride de raccord d'arbre, et dans lequel des moyens de centrage sont réalisés directement sur le fond, sur un diamètre intérieur au cercle de roulement des éléments de transmission de couple. Dans un joint homocinétique de ce genre, prévu pour être vissé sur une bride de raccord d'arbre, que l'on peut enfiler au moyen d'une douille dentée sur le tronçon denté d'un arbre de sortie de la transmission, on propose en particulier que les moyens de centrage soient disposés sur un diamètre à l'intérieur du diamètre de denture de la douille dentée. Ainsi, le centrage est rendu possible directement entre l'arbre de sortie de la transmission et la partie extérieure de joint, et il ne reste plus qu'une seule tolérance entre les pièces qui sont prévues, par leur destination, en tant que moyens de centrage. Grâce à la structure refermée d'un côté de la partie extérieure de joint, on améliore sa solidité. La réalisation des moyens de centrage sur un diamètre plus petit permet d'utiliser l'arbre de sortie de la transmission sensiblement sans modification, en particulier pour ce qui concerne la succession habituelle du montage entre l'arbre de sortie de la transmission et la bride de raccord d'arbre. Les moyens de centrage peuvent être formés par un perçage de centrage dans le fond, ou bien par un creux de centrage formé à l'extérieur dans le fond, ce perçage ou ce creux coopérant respectivement avec des tenons de centrage correspondants à l'extrémité de l'arbre de sortie de la transmission. En variante, on peut former au fond un tenon de centrage qui s'engage dans un perçage de centrage l'extrémité de l'arbre de sortie de la transmission. Dans la mesure o l'on prévoit le creux ou le tenon de centrage au fond, celui-ci est avantageusement fermé et forme l'étanchement de la chambre intérieure du joint. On peut ainsi renoncer, dans ce mode de réalisation, à un couvercle de transport spécial, qui doit empêcher une sortie de la charge de graisse du joint. La denture, qui reste prévue entre la douille dentée et le tronçon denté de l'arbre de sortie de la transmission, ne remplit plus qu'une fonction de transmission de couple, et ne joue plus aucun rôle pour le centrage de l'arbre à raccorder au moyen du joint. Seul le centrage de la bride elle-même se produit par l'intermédiaire de la denture. Le tenon et le perçage de centrage peuvent être réalisés sous la forme d'une paire d'éléments prévus pour être ajustés à la presse, grâce à quoi on améliore la qualité du centrage. Le montage et le démontage de l'unité structurelle n'en sont pas sensiblement rendus plus difficiles. Au lieu d'un tenon de centrage cylindrique, on peut également prévoir une tête de tenon de forme bombée, ou de forme sphérique, qui s'engage dans un perçage cylindrique. L'alignement axial a alors lieu d'une de façon habituelle par intermédiaire des surfaces de bride, en contact mutuel, de la partie extérieure de joint et de la bride. Des modes de réalisation préférés de l'invention seront expliqués dans ce qui suit à l'aide des dessins, avec comparaison vis-à-vis de l'état de la technique. La figure 1 montre une unité structurelle avec liaison vissée entre un joint homocinétique et un arbre de sortie de transmission, selon l'état de la technique; la figure 2 montre une unité structurelle avec liaison vissée entre un joint homocinétique et un arbre de sortie de transmission, selon la présente invention dans un premier mode de réalisation; et 1i5 la figure 3 montre une unité structurelle avec liaison vissée entre un joint homocinétique et un arbre de sortie de transmission, selon la présente invention dans un deuxième mode de réalisation. Dans l'agencement montré dans les trois figures, on va décrire tout d'abord en commun les éléments identiques. Dans un boîtier de transmission 11, illustré uniquement en partie et dont des parties importantes ne sont pas montrées, est monté un arbre de sortie 12 de la transmission, celui-ci étant également illustré sous forme interrompue. L'extrémité libre de l'arbre 12 se trouve à l'intérieur d'une ouverture d'arbre 13 du boîtier 11 de la transmission. L'arbre 12 est monté dans le boîtier 11 par l'intermédiaire d'un palier à roulements 14. À l'extrémité de l'arbre est prévu un tronçon avec une denture 15, auquel fait suite un tronçon fileté 16. Une bride de sortie de transmission 17 comprend une douille dentée 18, enfilée sur le tronçon denté 15 de l'arbre 12, ainsi qu'une bride annulaire 19, reliée à cet arbre, qui porte des trous taraudés 20. La douille 18 s'appuie axialement contre le palier 14 et elle est serrée contre le palier 14 au moyen d'un écrou 21, vissé sur le tronçon fileté 16. La douille 18 est étanchée vis- à-vis de l'ouverture d'arbre 13 dans le boitier 11 par l'intermédiaire d'un joint 22. La partie extérieure d'un joint homocinétique est vissée sur la bride annulaire 19, ce joint étant ici réalisé sous la forme d'un joint à translation "VL". Dans la partie extérieure de joint sont ménagés des trous traversants 28, à travers lesquels sont enfilées les vis 24 qui sont vissées dans les trous taraudés 20 dans la partie de bride 19. Le joint comprend en outre une partie intérieure de joint 25 avec une denture intérieure 26, dans laquelle est enfiché le tronçon denté 27 d'un tenon de raccordement 28. Un arbre tubulaire 29, illustré de manière arrachée, est soudé sur le tenon d'arbre 28. Sur la partie extérieure de joint est posé un capuchon en tôle 30, retenu par les vis 24. Un soufflet déroulant 31 est formé dans le capuchon en tôle 30, ce soufflet étant en outre fixé sur le tenon d'arbre 28 au moyen d'un ruban de serrage 32. Dans le joint VL ici illustré, on se sert de billes 33 à titre d'éléments de transmission de couple, lesquelles s'engagent dans des rainures 35 dans la partie extérieure de joint et dans des rainures 36 dans la partie intérieure de joint, et d'une cage à billes 34, qui retient les billes 33 dans un plan. Dans la figure 1, la partie extérieure de joint 40 est pourvue d'une grande ouverture 41 sur le côté de la bride, et des surfaces intérieures sont réalisées dans la partie de bride 19 et des surfaces radiales sont réalisées sur la bague en tôle 30, ces surfaces formant des butées axiales pour la cage 34. En outre, sur la partie de bride 19 est réalisé un talon de centrage extérieur 42, lequel coiffe la surface périphérique extérieure 45 de la partie extérieure de joint 40 et centre radialement la partie extérieure de joint 40 par rapport à la bride de raccord d'arbre 17. La transmission de couple a lieu par l'intermédiaire de surfaces frontales 46 et 47 en contact mutuel, prévues sur la partie de bride 17, et sur la partie extérieure de joint 40 respectivement. On a représenté à la figure, par la moitié du diamètre du cercle de roulement DR/2, la distance entre le centre Z du joint et le centre M des billes montrées. La moitié du diamètre de vissage Dv/2 représente la distance entre l'axe de joint AG et l'axe As de la vis montrée. Dans la figure 2, la partie extérieure de joint 50 est sensiblement refermée du côté bride par un fond 51 formé d'une seule pièce. Les sorties des rainures à billes extérieures 35, ainsi que des bosses dans la bague en tôle 30, forment des butées 52 et 53 pour le trajet de déplacement axial de la partie intérieure de joint par rapport à la partie extérieure de joint. Sur l'arbre de transmission 12, en prolongement axial du tronçon fileté 16, est prévu un tenon de centrage 54, qui s'engage dans un perçage de centrage 55 dans le fond 51 de la partie extérieure de joint 22. Le tenon 54 et le perçage 55 peuvent être engagés l'un dans l'autre par pressage. La transmission de couple entre la partie de bride 17 et la partie extérieure de joint 22 a lieu par l'intermédiaire de surfaces frontales 56 et 57, en contact mutuel, sur la partie de bride 19 et sur la partie externe de joint 50, respectivement. À titre de moitié du diamètre du cercle de roulement DR/2 on a indiqué la distance entre le centre de joint Z et le centre M des billes montrées. À titre de moitié de diamètre de vissage Dv/2 on a montré la distance entre l'axe AG du joint et l'axe As de la vis indiquée. Le diamètre de centrage efficace Dz correspond au diamètre du tenon 54, c'est-à-dire du perçage de centrage 55. Celui-ci est plus petit que le diamètre de denture Ds du tronçon denté 15. Dans la figure 3, la partie extérieure de joint 60 est sensiblement refermée du côté bride par un fond 61 formé d'une seule pièce. Les sorties des rainures à billes extérieures 35 ainsi que des bosses dans la bague en tôle 30 forment des butées 52 et 53 pour le trajet de déplacement axial de la partie intérieure de joint par rapport à la partie extérieure de joint. Sur l'arbre de transmission 12 est prévu, en prolongement axial du tronçon fileté 16, un perçage de centrage 64 dans lequel s'engage un tenon de centrage 65 sur le fond 61 de la partie extérieure de joint 60. Le tenon 65 et le perçage 64 peuvent être engagés l'un avec l'autre par pressage. La transmission du couple entre la partie de bride 17 et la partie externe de joint 22 se produit par l'intermédiaire de surfaces frontales 66 et 67 en contact mutuel, prévues respectivement sur la partie de bride 19 et sur la partie extérieure de joint 60. À titre de moitié du diamètre du cercle de roulement DR/2, on a montré la distance entre le centre Z du joint et le centre M des billes dessinées. À titre de moitié du diamètre de vissage Dv/2, on a montré la distance entre l'axe de joint AG et l'axe As de la vis dessinée. Le diamètre de centrage efficace Dz correspond au diamètre du tenon 65, c'est-à-dire du perçage de centrage 64. Celui-ci est plus petit que le diamètre de denture Ds du tronçon denté 15. Liste des numéros de référence 11. Boîtier de transmission 12. Arbre de sortie de la transmission 13. Ouverture d'arbre 14. Palier 15. Tronçon denté 16. Tronçon fileté 17. Bride de raccord d'arbre 18. Douille 19. Bride annulaire 20. Trou taraudé 21. Écrou 22. Joint 23. Trou traversant 24. Vis 25. Partie intérieure de joint 26. Denture intérieure 27. Tronçon denté 28. Tenon d'arbre 29. Arbre tubulaire 30. Douille 31. Soufflet déroulant 32. Ruban de serrage 33. Billes 34. Cage à billes 35. Rainure à billes extérieure 36. Rainure à billes intérieure 40. Partie extérieure de joint 41. Ouverture 42. Butée 43. Butée 44. Collerette de centrage 45. Surface extérieure 46. Surface frontale 47. Surface frontale 50. Partie extérieure de joint 51. Fond 52. Butée 53. Butée 54. Tenon de centrage 55. Perçage de centrage 56. Surface frontale 57. Surface frontale 60. Partie extérieure de joint 61. Fond 62. Butée 63. Butée 64. Perçage de centrage 65. Tenon de centrage 66. Surface frontale 67. Surface frontale Revendications 1. Joint homocinétique comprenant une partie extérieure de joint (50, 60), une partie intérieure de joint (25), et des éléments de transmission de couple (33, 34), représentant des moyens d'engagement à coopération de formes dans le sens de rotation entre la partie extérieure de joint (50, 60) et la partie intérieure de joint (25), ladite partie extérieure de joint comprenant des moyens pour son vissage avec une bride de raccord d'arbre (17), lesdits moyens étant situés à la périphérie sur un diamètre à l'extérieur du cercle de roulement des éléments de transmission de couple (33, 34), caractérisé en ce que la partie extérieure de joint (50, 60) comprend un fond (51, 61) conformé d'une seule pièce du côté de la bride de raccord d'arbre (1 7), etenceque des moyens de centrage sont réalisés directement sur le fond (51, 61) sur un diamètre à l'intérieur du cercle de roulement des éléments de transmission de couple (33, 34). 2. Joint homocinétique selon la revendication 1, destiné à être vissé sur une bride de raccord d'arbre (17) laquelle est susceptible d'être enfilée par l'intermédiaire d'une douille dentée (18) sur un tronçon denté (15) d'un arbre de sortie (12) d'une transmission, caractérisé dans ce que les moyens de centrage sont situés sur un diamètre à l'intérieur du diamètre de denture de la douille dentée (18). 3. Joint homocinétique selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont formés par un perçage de centrage (55) dans le fond (51). 4. Joint homocinétique selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont formés par un creux de centrage formé à l'extérieur dans le fond. 5. Joint homocinétique selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de centrage sont formés par un tenon de centrage (65) conformé à l'extérieur sur le fond (61). 6. Unité structurelle constituée par un joint homocinétique comprenant une partie extérieure de joint (50, 60), une partie intérieure de joint (25), et des éléments de transmission de couple (33, 34), qui représentent des moyens d'engagement à coopération de formes dans le sens de rotation entre la partie extérieure de joint (50, 60) et la partie intérieure de joint (25), et une bride de raccord d'arbre (17), ladite partie extérieure de joint et la bride de raccord d'arbre comprenant des moyens de raccordement par vissage destinés à leur vissage l'une avec l'autre, lesdits moyens de raccordement par vissage étant disposés à la périphérie sur un diamètre à l'extérieur d'un cercle de roulement des éléments de transmission de couple (33, 34), et dans laquelle sont prévus des moyens de centrage destinés au centrage de la partie extérieure de joint (50, 60) par rapport à la bride de raccord d'arbre (17), caractérisée en ce que la partie extérieure de joint (50, 60) comporte un fond (51, 61) conformé d'une seule pièce du côté de la bride de raccord d'arbre (17), et les moyens de centrage sont réalisés directement sur le fond (51, 61) sur un diamètre à l'intérieur du cercle de roulement des éléments de transmission de couple (33, 34). 7. Unité structurelle selon la revendication 6, dans laquelle la bride de raccord d'arbre (17) est enfilée par l'intermédiaire d'une douille dentée (18) sur un tronçon denté (15) d'un arbre de sortie (12) d'une transmission, caractérisée en ce que l'arbre de sortie (12) traverse la bride de raccord d'arbre (17) et comporte à son extrémité des moyens de centrage adaptés, et les moyens de centrage présentent un diamètre à l'intérieur du diamètre de denture de la douille dentée (18). 8. Unité structurelle selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les moyens de centrage adaptés sont formés par un talon cylindrique (56) sur l'arbre de sortie (12) de la transmission. 9. Unité structurelle selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les moyens de centrage adaptés sont formés par un creux de centrage (66) dans l'arbre de sortie (12) de la transmission. 10. Unité structurelle selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les moyens de centrage (55, 65) et les moyens de centrage adaptés (56, 66) constituent ensemble une adaptation à la presse.