Brevet FR2793287A1 — publié le 20001110

Rotule permettant la transmission d'un couple La présente invention concerne une rotule permettant la transmission d'un couple. Pour transmettre un couple entre deux arbres opposés susceptibles d'occuper des positions angulaires variables, l'un par rapport à l'autre, on utilise couramment des joints de cardan. De tels joints comprennent une étoile dont les branches opposées sont respectivement montées tournantes sur les branches de U portées par les arbres. Lorsque l'angle d'inclinaison maximum entre les deux arbres est faible, on peut également placer entre deux plateaux portés par les extrémités des arbres une pièce intermédiaire en un matériau susceptible d'absorber les variations de position angulaire. La présente invention a pour but de proposer une rotule de structure différente. La rotule permettant la transmission d'un couple, comprend selon l'invention une sphère prévue à l'extrémité d'un premier arbre et montée pivotante dans un boîtier prévu à l'extrémité d'un second arbre opposé au premier arbre, ainsi qu'un axe de liaison entre la sphère et le boîtier, Selon l'invention, la sphère présente un passage axial s'étendant perpendiculairement audit premier arbre et présentant des faces d'appui opposées parallèles audit premier arbre et ledit axe de liaison s'étend au travers dudit passage et peut glisser sur lesdites faces d'appui, les extrémités dudit axe de liaison étant portées par ledit boîtier. Selon l'invention, ledit axe de liaison présente de préférence des méplats opposés en appui contre lesdites faces d'appui opposées. Selon l'invention, la sphère peut avantageusement présenter des évidements périphériques dans lesquels sont de préférence fixés des éléments de calage qui présentent des surfaces d'extrémité constituant lesdites faces d'appui. Selon une exécution préférée de l'invention, la sphère présente un évidement périphérique dont le fond détermine un cylindre coaxial audit premier arbre et dans lequel sont fixés des éléments de calage qui présentent des surfaces d'extrémité constituant lesdites faces d'appui. Selon l'invention, deux éléments de calage en appui d'un côté dudit axe de liaison sont de préférence séparés par une entretoise. Selon l'invention, lesdits éléments de calage sont de préférence en forme de secteurs de cylindre. Selon l'invention, ladite entretoise est de préférence en forme de secteur de cylindre. Selon l'invention, lesdits éléments de calage et ladite entretoise sont de préférence fixés sur la sphère par des vis radiales. Selon l'invention, les extrémités dudit axe de liaison sont de préférence montées sur ledit boîtier par l'intermédiaire de roulements. Selon l'invention, ledit boîtier peut avantageusement comprendre deux parties s'accouplant axialement audit second arbre. Selon l'invention, la rotule peut avantageusement comprendre une bague montée sur ledit premier arbre et portant un joint d'étanchéité en appui sur une surface extérieure sphérique dudit boîtier. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'une rotule permettant la transmission d'un couple entre deux arbres, décrite à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel : -la figure 1 représente une coupe longitudinale d'une rotule selon la présente invention, les arbres étant coaxiaux ; -la figure 2 représente une coupe longitudinale de la rotule de la figure 1, perpendiculaire à celle de cette figure, les arbres étant coaxiaux ; -la figure 3 représente une coupe radiale médiane de la rotule de la figure 1 ; -la figure 4 représente une vue correspondant à celle de la figure 1, dans laquelle les arbres sont inclinés l'un par à l'autre ; -la figure 5 représente une vue correspondant à la figure 2, dans laquelle les arbres sont inclinés l'un par rapport à l'autre. La rotule 1 représentée est destinée à transmettre un couple entre un premier arbre 2 présentant un axe géométrique 3 et un second arbre 4 présentant un axe géométrique 5, qui sont normalement alignés. L'arbre 2 porte à son extrémité une sphère 6 et l'arbre 4 porte à son extrémité un boîtier 7 qui enveloppe la sphère 6 et qui présente, à l'opposé de l'arbre 4, une grande ouverture 8 pour le passage de l'arbre 2. Le boîtier 7 comprend une première partie cylindrique 9 portée par l'arbre 4 et présentant en bout un évidement sphérique 10 épousant la moitié de la sphère 6 et une seconde partie 11 présentant l'ouverture 8 et un évidement sphérique 12 recouvrant l'autre moitié de la sphère 6, dans sa partie entourant cette ouverture 8. Cette seconde partie 11 présente en outre un prolongement cylindrique 13 entourant la première partie 9 et vissée sur cette dernière. La sphère 6 présente un passage radial 14 qui s'étend perpendiculairement à l'axe 3 de l'arbre 2 et au travers duquel est disposé, avec jeu, un axe de liaison 15. Les extrémités de diamètre réduit de l'axe de liaison 15, situées de part et d'autre de la sphère 6, sont montées tournantes dans des ouvertures opposées 16 et 17 de la partie 11 du boîtier 7 par l'intermédiaire de roulements à billes 18 et 19, de telle sorte que l'axe de liaison 15 s'étende radialement à l'évidement sphérique du boîtier 7 et perpendiculairement à l'axe 5 de l'arbre 4. Entre ses extrémités, l'axe 15 présente des méplats opposés et parallèles 15a et 15b. La sphère 6 présente un évidement périphérique 20 à flancs radiaux, qui la divise en deux parties et dont le fond détermine un cylindre 21 coaxial à l'arbre 2. Dans cet évidement 20 sont disposés, de part et d'autre de l'axe de liaison 15, d'une part des éléments de calage 22 et 23 et d'autre part des éléments de calage 24 et 25, ainsi que des entretoises 26 et 27 placées respectivement entre les éléments de calage 22 et 24 et les éléments de calage 23 et 25. Les éléments de calage 22-25 et les entretoises 26 et 27 sont en forme de secteurs de cylindres. Les éléments de calage 22 et 24 présentent des extrémités plates 22a et 24a qui sont en appui contre le méplat 15a de l'axe de liaison 15 et, symétriquement, les éléments de calage 23 et 25 présentent des extrémités plates 23b et 25b qui sont en appui contre le méplat 15b de l'axe de liaison 15. Les éléments de calage 22-25 sont en appui contre le cylindre 21 et sont susceptibles d'tre fixés sur ce dernier par l'intermédiaire respectivement de vis radiales 28. Les entretoises 26 et 27 sont maintenues sur le cylindre 21 respectivement par des vis radiales 29. La partie 11 du boîtier 7 présente une multiplicité d'ouvertures radiales 30 donnant respectivement accès aux vis 28 et 29 lorsque les arbres 2 et 4 sont alignés. Pour monter et régler la rotule 1, on peut procéder de la manière suivante. On installe les éléments de calage 22-25 et les entretoises 26 et 27 dans l'évidement périphérique 20 de la sphère 6 et on les maintient en montant les vis 28 et 29. On engage l'arbre 2 au travers du passage 8 de la partie 11 du boîtier 7 jusqu'à ce que son évidement sphérique 12 vienne en contact contre la sphère 6. On installe l'axe de liaison 15 au travers des ouvertures 16 et 17 de la partie 11 du boîtier 7 et au travers du passage radial 14 de la sphère 6. On monte les roulements 18 et 19 dans les ouvertures 16 et 17 de la partie 11 du boîtier 7 et autour des extrémités de l'axe de liaison 15. On monte la partie 9 du boîtier 7 en la vissant dans le prolongement 13 de la partie 11 de ce boîtier jusqu'à ce que son évidement sphérique 10 vienne en contact avec la sphère 6. On perce alors un trou radial borgne dans le prolongement 13 et dans la partie 9 et on y insère un pion 7a. Ensuite, en passant une clé adaptée au travers des passages 30 de la partie 11 du boîtier 7, on règle la position radiale des entretoises 26 et 27 en agissant sur les vis 29, de façon à déplacer périphériquement les éléments de calage 22-25 et on fixe ces derniers en agissant sur les vis 28, et ce jusqu'à obtenir le jeu ou la pression de contact souhaité des éléments de calage 22-25 sur les méplats 15a et 15b de l'axe de liaison 15. La rotule 1 étant ainsi montée, la sphère 6 et le boîtier 7 sont liés en rotation, sans jeu, par l'intermédiaire de l'axe de liaison 15, mais sont susceptibles de s'orienter l'un par rapport à l'autre, sans jeu, grâce au fait que l'axe de liaison 15 peut glisser entre respectivement les éléments de calage 22 et 23 et les éléments de calage opposés 24 et 25. Ainsi, la rotule 1 peut transmettre un couple entre les arbres 2 et 4 mme si ces derniers prennent des orientations l'un par rapport à l'autre, la sphère 6 glissant dans le boîtier 7 et l'axe 15 glissant alternativement entre lesdits éléments de calage 22-25, sans effet de coincement du fait que les couples d'éléments de calage 22-23 et 24-25 sont en appui latéral contre l'axe de liaison 15, loin du centre de la sphère 6 et sont proches des extrémités de cet axe de liaison portées par le boîtier 7. Par ailleurs, la rotule 1 comprend une bague 31 qui est fixée sur l'arbre 2 et qui porte un joint d'étanchéité annulaire 32 qui est en contact avec une surface frontale sphérique 33 de la partie 11 du boîtier 7 entourant son passage 8, les roulements 18 et 19 sont recouverts extérieurement par des rondelles d'étanchéité 34 et 35 et les passages 30 de la partie 11 du boîtier 7 sont fermés par des bouchons 36, de telle sorte que l'espace intérieur de la rotule 1 est complètement isolé de l'extérieur. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisations sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICA 1. Rotule permettant la transmission d'un couple, comprenant une sphère (6) prévue à l'extrémité d'un premier arbre (2) et montée pivotante dans un boîtier (7) prévu à l'extrémité d'un second arbre (4) opposé au premier arbre, ainsi qu'un axe de liaison (15) entre la sphère et le boîtier, caractérisée par le fait que la sphère (6) présente un passage axial (14) s'étendant perpendiculairement audit premier arbre (2) et présentant des faces d'appui opposées (22a, 23b-24a, 25b), parallèles audit premier arbre (2) et que ledit axe de liaison (15) s'étend au travers dudit passage (14) et peut glisser sur lesdites faces d'appui, les extrémités dudit axe de liaison (15) étant portées par ledit boîtier (7). 2. Rotule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit axe de liaison (15) présente des méplats opposés (15a, 15b) en appui contre lesdites faces d'appui opposées (22a, 23b-24a, 25b). 3. Rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la sphère (6) présente des évidements périphériques (20) dans lesquels sont fixés des éléments de calage (22-25) qui présentent des surfaces d'extrémité (22a, 23b-24a, 25b) constituant lesdites faces d'appui. 4. Rotule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la sphère (6) présente un évidement périphérique (20) dont le fond détermine un cylindre (21) coaxial audit premier arbre (2) et dans lequel sont fixés des éléments de calage (22-25) qui présentent des surfaces d'extrémité (22a, 23b-24a, 25b) constituant lesdites faces d'appui. 5. Rotule selon la revendication 4, caractérisée par le fait que deux éléments de calage (22,23) en appui d'un côté dudit axe de liaison (15) sont séparés par une entretoise (26). 6. Rotule selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait que lesdits éléments de calage (22-25) ladite entretoise (26) sont en forme de secteurs de cylindre. 7. Rotule selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée par le fait que lesdits éléments de calage (22-25) et ladite entretoise (26) sont fixés sur ladite sphère (6) par des vis radiales. 8. Rotule selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée par le fait que les extrémités dudit axe de liaison (15) sont montées sur ledit boîtier (7) par l'intermédiaire de roulements (18,19). 9. Rotule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit boîtier (7) comprend deux parties (11,12) s'accouplant axialement audit second arbre (4). 10. Rotule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend une bague (31) montée sur ledit premier arbre (2) et portant un joint d'étanchéité (32) en appui sur une surface frontale sphérique (33) dudit boîtier (7).