Brevet FR2790524A1 — publié le 20000908

DESCRIPTION La présente invention a pour objet un joint de glissement à frottement avec des organes d'engagement radial pour arbres de transmission. Ce joint a été conçu en particulier pour être appliqué à des arbres à cardan, mais cela n'exclue pas son utilisation sur d'autres arbres de transmission. Comme cela est bien connu, le joint de glissement est un type particulier de limitateur de couple, qui limite la valeur maximale du couple pouvant être transmis entre un arbre moteur et un arbre conduit, en faisant glisser le second par rapport au premier lorsque le couple transmis atteint un valeur pré-établie. Le même demandeur a déjà présenté une demande de brevet RM97A000364 intitulée "Joint de glissement à frottement pour arbres de transmission". Ce joint comprend une boîte de jointure, constituée d'un moyeu moteur, d'une portion latérale cylindrique et d'une flange de fermeture, doté d'au moins un couple de rainures diamétralement opposées avec des coulisses; un moyeu conduit pourvu d'évidements périphériques pour ces coulisses, un disque d'embrayage et des moyens élastiques de poussée fixés coaxialement entre le moyeu moteur et le disque d'embrayage. Quand le couple transmis entre lesdits arbres atteint une valeur pré- établie, les coulisses glissent radialement vers l'extérieur dans les rainures respectives contre la force de pression exercée par les moyens élastiques de poussée par l'intermédiaire du disque d'embrayage, en faisant glisser le moyeu conduit par rapport au moyeu moteur. Un tel joint de glissement a l'avantage dit d'insertion graduelle, typique des joints de glissement à frottement, et, dans le même temps, est d'une grande précision, en ce qui concerne le couple maximum d'insertion, commune aux joints de glissement qui utilisent des organes interposés entre le moyeu moteur et le moyeu conduit, tels que cliquets, sphères, verrous, et similaires. Cependant, le joint de la demande de brevet citée présente certains inconvénients dérivant du fait que les coulisses engagent une portion de moyeu conduit de diamètre limité, et leur prise est donc concentrée en des points limités (spécialement lorsqu'est prévu un fonctionnement dans les deux sens de marche), avec un frottement élevé et leur conséquente usure. Il existe d'autres inconvénients: ce joint est formé d'un nombre élevé de parties et de moyens élastiques de poussée non réglables, mais seulement remplaçables. En outre, le joint de glissement donne des problèmes de montage, puisqu'il faut exercer une force contre les moyens élastiques qui, après le montage, appliquent constamment sur les coulisses des forces radiales inutiles même au repos. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients cités ci-dessus. En particulier, un but de l'invention est de réaliser un joint de glissement présentant une réduction des frottements entre les organes d'engagement. Un autre but de l'invention est de réaliser un joint de glissement que l'on puisse tarer pour des intervalles différents de puissances à transmettre, sans substitution de parties dans le joint. Un dernier but de l'invention est de réaliser un joint de glissement qui, à parité de couple transmis, soit constitué d'un nombre réduit de parties et dans son ensemble de dimensions réduites, tout en conservant des caractéristiques de fiabilité. L'invention consiste en un agencement qui apporte la solution au problème d'obtenir un joint de glissement à frottement avec des organes d'engagement radiaux pour arbres de transmission, du type comprenant une boite de jointure, des moyeux coaxiaux moteur et conduit reliés aux arbres de transmission respectifs, une pluralité d'organes d'engagement radialement coulissants à l'intérieur de ladite boite, un organe d'embrayage mobile axialement dans ladite boite par l'intermédiaire de moyens élastiques de poussée, pour le contrôle de ladite pluralité d'organes d'engagement radial, qui, d'un point de vue général, se caractérise par le fait que: - ladite boîte de jointure est constituée desdits moyeux moteur et conduit, disposés l'un en face de l'autre, et d'une paroi cylindrique, solidaire dudit moteur et pourvue sur sa superficie interne, à intervales angulaires équidistants, d'une pluralité d'évidements à développement longitudinal, plus étroits en leur zone extérieure; - ledit moyeu conduit, supporté en rotation par ledit moyeu moteur et par ladite paroi cylindrique, comprend, à l'intérieur de ladite boîte, une portion transversale $ formant une flange pourvue, sur sa face orientée vers ledit moyeu moteur, d'une pluralité de rainures radiales, coplanaires auxdits évidements et circonférentiellement équidistante selon les mêmes intervales angulaires, et une portion de tube coaxiale ayant une zone d'extrémité extérieurement filetée; - chaque organe de ladite pluralité d'organes d'engagement radial est constitué d'un coulisseau mobile dans une rainure de ladite pluralité de rainures radiales du moyeu conduit, portant sur son extrémité externe une dent de forme correspondante à celle de l'évidement de ladite pluralité d'évidements; ladite coulisse présente sur sa face orientée vers ledit moyeu moteur une saillie frontale pourvue d'un côté coplanaire à un plan transversal et d'un côté tronconique convergent vers l'axe longitudinal dudit moyeu conduit; - ledit organe d'engagement axial mobile dans ladite boîte est un anneau d'embrayage, ayant une première superficie, orientée vers ledit moyeu moteur, coplanaire à un plan transversal, et une seconde superficie opposée, orientée vers ledit moyeu conduit, dont la forme correspond à ladite saillie frontale; - lesdits moyens élastiques de poussée fixés coaxialement entre un moyen de réglage, vissé sur ladite zone d'extrémité filetée de ladite portion tubulaire du moyeu conduit, et ladite seconde superficie de l'anneau d'embrayage; - de sorte que, lorsque le couple transmis entre lesdits arbres de transmission atteint une valeur préétablie, lesdits organes d'engagement radial coulissent radialement vers l'intérieur des rainures respectives de ladite portion formant une flange dudit moyeu conduit contre la force de pression exercée par lesdits moyens élastiques de poussée par l'intermédiaire dudit anneau d'embrayage, lesdites dents des organes d'engagement sortant desdits évidements de la paroi cylindrique et faisant glisser ledit moyeu conduit par rapport audit moyeu moteur. L'invention peut de plus présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: -ledit moyeu conduit est supporté en rotation par ledit moyeu moteur et par ladite paroi cylindrique, par l'intermédiaire des respectifs roulements à glissement; ledit moyeu conduit étant relié à ladite paroi cylindrique au moyen d'un anneau élastique accompagné d'un joint d'étanchéité; - lesdits évidements de ladite paroi cylindrique sont réalisés en coupe avec une forme de trapèze isocèle, ayant la base majeure orientée vers l'intérieur; - lesdits moyens élastiques de poussée sont constitués d'au moins un ressort à godet avec la concavité orientée vers ledit anneau d'embrayage; - ledit moyen de réglage, vissé sur ledit moyeu conduit, est un écrou de tenue desdits moyens élastiques. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront majeurement dans la description détaillée qui suit d'une forme préférée de réalisation illustrée à pur titre indicatif mais non limitatif dans les dessins joints, dans lesquels: - la figure 1 illustre dans une coupe longitudinale un joint de glissement selon la présente invention, dans la moitié supérieure en position de débrayage; - les figures 2 et 3 illustrent dans une section longitudinale agrandie des pièces respectivement en position d'embrayage et de débrayage; - la figure 4 illustre le joint de glissement dans une coupe transversale correspondant à la ligne A-A de la figure 1. Conformément à la présente invention, dans les figures 1 et 4 est indiquée par 1 une boîte de jointure dans son ensemble, dont le moyeu moteur est indiqué par 2 et le moyeu conduit par 3. Les moyeux 2 et 3 sont illustrés, à titre d'exemple, comme des moyeux d'arbres à cardan. En particulier, le moyeu moteur 2 présente une fourche 20, concçue pour s'engager sur un arbre par l'intermédiaire d'un croisillon (non représentés), alors que le moyeu conduit 3 présente une portion 30 pourvue en son intérieur d'un profil rainuré. La boîte 1 de jointure est constituée du moyeu moteur 2 et du moyeu conduit 3, disposés l'un en face de l'autre, et d'une paroi cylindrique 4. La paroi cylindrique 4 est solidaire, en une de ses extrémités, du moyeu moteur 2, alors qu'en son autre extrémité elle forme une liaison coulissante avec le moyeu conduit, comme cela sera détaillé dans ce qui suit. Comme cela est plus évident dans la figure 4, la paroi cylindrique 4 est pourvue sur sa superficie extérieure, à intervalles angulaires équidistants, d'une pluralité g d'évidements 40 à développement longitudinal. Les évidements 40 sont au nombre de six dans la conformation illustrée. Chaque évidement 40, plus étroit en son extérieur, est destiné à recevoir l'extrémité de forme correspondante d'un relatif organe d'engagement radial, décrit par la suite. Dans cette forme de réalisation, les évidements 40 sont montrés avec une forme de trapèze isocèle avec des côtés 41 également inclinés. En référence aux figures 1 et 4, le moyeu conduit 3 est supporté en rotation par le moyeu moteur 2 et par la paroi cylindrique 4. Le moyeu conduit 3 est relié à la paroi cylindrique 4 au moyen d'un anneau élastique 5 de type Seeger. Dans les respectives parties de contact du moyeu conduit 3 avec le moyeu moteur 2 et avec la paroi cylindrique 4 sont interposés des roulements à glissement comme ceux indiqués par 6 dans la figure 1, alors qu'un joint d'étanchéité 7 évite les fuites du lubrifiant se trouvant à l'intérieur de la boîte 1. A l'intérieur de la boite 1, le moyeu conduit 3 a une portion transversale formant une flange 31 pourvue, sur sa face orientée vers le moyeu moteur 2, d'une pluralité de rainures radiales 32. Les rainures radiales 32, au nombre de six dans la forme de réalisation illustrée, sont coplanaires aux évidements g et circonférentiellement équidistantes selon les mêmes intervalles angulaires. Le moyeu conduit 3 a une portion tubulaire coaxiale 33, ayant une zone d'extrémité 34 extérieurement filetée. A l'intérieur des rainures radiales 32 de la portion formant une flange 31 du moyeu conduit 3 est mobile une correspondante pluralité d'organes 8 d'engagement radial. Chaque organe 8 est constitué d'un coulisseau mobile 80 portant en son extrémité externe une dent 81 de forme correspondant à celle de l'évidement 40. Le coulisseau présente sur la face orientée vers le moyeu moteur 2 une saillie frontale 82 pourvue d'un côté 83 coplanaire à un plan transversal et d'un côté tronconique 84 convergent vers l'axe longitudinal X-X du moyeu conduit 3. Sur les organes 8 d'engagement radial agit un organe d'embrayage axialement mobile dans la boîte 1. Un tel organe d'embrayage est un anneau d'embrayage 9, ayant une première superficie 90 orientée vers le moyeu moteur 2, coplanaire à un plan transversal, et une seconde superficie opposée 91, 92 orientée vers le moyeu conduit 3, de forme correspondant à la saillie frontale 82 de chaque organe 8. Sur l'organe d'embrayage 9, plus précisément sur la première superficie 90, agissent des moyens élastiques de poussée 10. Ces moyens 10, par exemple un ressort à godet, sont fixés coaxialement entre un moyen de réglage, par exemple un boulon 11 vissé sur la zone d'extrémité filetée 34 de la portion tubulaire 33 du moyeu conduit 3, et sur la seconde superficie 90 de l'anneau d'embrayage 9. L'écrou 11 a la fonction de régler la contrainte sur le ressort à godet et donc la pression exercée par l'organe d'embrayage 9 sur les organes d'engagement radial 8, normalement tenus avec les dents 81 respectives à l'intérieur d'un évidement 40 formé sur la paroi cylindrique 4. Les évidements 40 plus étroits vers leur extérieur ont une forme en coupe transversale de trapèze isocèle, mais dans le cas d'une rotation unidirectionnelle ils pourraient avoir une forme de trapèze rectangle (non illustrée), avec le côté incliné orienté dans le sens du mouvement relatif. Les moyens élastiques de poussée 9 peuvent être constitués, au lieu d'un ressort à godet, d'au moins un ressort hélicoidal fixé de la même manière. Dans la partie supérieure de la figure est montrée la position d'embrayage du joint de glissement selon la présente invention, alors que dans la partie inférieure de la même figure est montrée la position de débrayage. Le joint d'embrayage selon l'invention est de montage simple. Dans les rainures radiales 32 du moyeu moteur 3 sont insérés les organes 8 d'engagement radial avec leur saillie frontale 82 orientée vers la partie opposée à la portion formant une flange 31 du moyeu 30. Sur les organes 8 repose l'anneau d'embrayage 82 et ensuite les moyens élastiques de poussée 10 dont la compression est réglable par l'intermédiaire de l'écrou de réglage 11 vissé sur la zone filetée 34 de la portion tubulaire 30 du moyeu conduit 3. Dans la position de repos, ainsi qu'au moment du montage, l'anneau d'embrayage 9 agit sur les organes d'engagement par l'intermédiaire des respectives superficies disposées l'une en face de i'autre 83 et 91, coplanaires à un plan transversal. Puisque ces superficies ne sont pas inclinées, aucune force radiale n'agit sur les organes de tenue 8. Ainsi, au moment du montage du moyeu conduit 3 à l'intérieur de la boîte 1, le moyeu conduit 3 est inséré avec les dents 81 des organes 8 dans les évidements 40, avec les relatifs roulements à glissement 6. Positionnée à l'intérieur de la paroi cylindrique 4, en face du moyeu moteur 2, la portion formant une flange 31 ferme la boîte 1 de jointure avec un anneau élastique 5, du type Seeger, maintenu dans une rainure circonférentielle de la paroi cylindrique 4. Le joint 7 perfectionne la fermeture de la boîte 1 pour la retenue du lubrifiant. Dans le fonctionnement, la position du moyeu conduit 3 par rapport à la paroi cylindrique 4 reste la même comme cela est montré dans la moitié supérieure des figures i et 4, avec la position relative de l'anneau d'embrayage 9 en butée contre les organes d'engagement 8 comme cela est montré dans une vue agrandie dans la figure 2, par l'intermédiaire de la poussée des moyens élastiques 10, jusqu'à ce que le couple transmis entre les arbres de transmission atteigne une valeur pré- établie. Le profil tronconique de l'anneau d'engagement avec ses superficies 91, 92 épouse les côtés 83 et 84 des organes d'engagement 8, en empêchant le coulissement radial de ces derniers vers l'intérieur. Quand le couple transmis entre les arbres de transmission unis respectivement au moyeu moteur 2 et au moyeu conduit 3 atteint une valeur pré-établie au moyen du tarage des moyens élastiques 10, par l'intermédiaire de l'écrou 11 de réglage, les organes d'engagement radial 8 coulissent radialement vers l'intérieur dans les rainures 32 respectives de la portion formant une flange 31 du moyeu conduit 3 en contrastant la force de pression exercée par les moyens élastiques de poussée 10 par l'intermédiaire de l'anneau d'embrayage 9. Les dents 81 des organes d'engagement 8 sortent des évidements 40 de la paroi cylindrique 4, grâce au reserrement des évidements 40, comme le montre la moitié inférieure des figures 1 et 4. Le moyeu conduit 3 glisse par rapport au moyeu moteur 2 jusqu'à ce que la position relative de l'anneau d'embrayage 9 et des organes d'engagement 8 corresponde à celle représentée dans la figure 3, dans laquelle n'est pas représentée la portion du moyeu conduit 3. Quand le couple transmis entre les arbres se réduit, les dents 81 rentrent dans les évidements 40 de la paroi 4 en rétablissant la transmission. Les avantages dérivant de la disposition de joint à glissement décrite ci-dessus sont évidents. L'engagement des organes radiaux avec la paroi cylindrique permet une prise meilleure, avec des frottements et une usure mineurs. Le joint résulte constructivement plus simple et d'assemblage facilité. L'invention ainsi conçue est susceptible de subir de nombreuses modifications et variantes, toutes rentrant dans le champ d'application du concept inovatif. REVENDICATIONS 2790524 1. Joint de glissement à frottement avec organes d'engagement radial pour arbres de transmission, du type comprenant une boîte de jointure (1), des moyeux coaxiaux moteur et conduit (2, 3) reliés aux respectifs arbres de transmission, une pluralité d'organes d'engagement (8) radialement coulissants à l'intérieur de ladite boîte (1), un organe d'embrayage (9) axialement mobile dans ladite boîte (1) par l'intermédiaire de moyens élastiques de poussée (10), pour le contrôle de ladite pluralité d'organes d'engagement radial (8), caractérisé par le fait que: - ladite boîte de jointure (1) est constituée desdits moyens moteur (2) et conduit (3), disposés l'un en face de l'autre, et d'une paroi cylindrique (4), solidaire dudit moyeu moteur (2) et pourvue sur sa superficie interne, à intervales angulaires équidistants, d'une pluralité d'évidements (40) à développement longitudinal, plus étroits en leur extérieur; - ledit moyeu conduit (3), supporté en rotation par ledit moyeu moteur (2) et par ladite paroi cylindrique (4), comprend à l'intérieur de ladite boîte (1) une portion transversale formant une flange (31) pourvue, sur sa face orientée vers ledit moyeu moteur (2), d'une pluralité de rainures radiales (32), coplanaires auxdits évidements (40) et circonférentiellement équidistantes selon les mêmes intervales angulaires, et A5 une portion tubulaire coaxiale (33), ayant une zone d'extrémité (34) extérieurement filetée; chaque organe (8) de ladite pluralité d'organes d'engagement est constitué d'un coulisseau (80) mobile dans une rainure (32) de ladite pluralité de rainures radiales du moyeu conduit (3), portant dans son extrémité externe une dent (81) de forme correspondant à celle de l'évidement (40) de ladite pluralité d'évidements; ledit coulisseau (80) présente sur la face orientée vers ledit moyeu moteur (2) une saillie frontale (82) pourvu d'un côté (3) coplanaire à un plan transversal et d'un côté tronconique (84) convergent vers l'axe longitudinal dudit moyeu conduit (3); - ledit organe d'embrayage (9) axialement mobile dans ladite boîte (1) est constitué d'un anneau d'embrayage (9) ayant une première superficie (90), orientée vers ledit moyeu moteur (2) et coplanaire à un plan transversal, et une seconde superficie opposée (91), 92), orientée vers ledit moyeu conduit (3) et ayant une forme correspondant à ladite saillie frontale (82); - lesdits moyens élastiques de poussée (10) sont fixés coaxialement entre un moyen de réglage, vissé sur ladite zone (34) d'extrémité filetée de ladite portion tubulaire (33) du moyeu conduit (3), et ladite première superficie (90) de l'anneau d'embrayage (9), A6 - de sorte que, lorsque le couple transmis entre lesdits arbres de transmission atteint une valeur pré- établie, lesdits organes d'engagement radial (8) coulissent radialement vers l'intérieur dans les respectives rainures (32) de ladite portion formant une flange (31) dudit moyeu conduit (3) en s'opposant à la force de pression exercée par lesdits moyens élastiques de poussée (10) par l'intermédiaire dudit anneau d'embrayage (9), lesdites dents (81) des organes d'engagement (8) sortant desdits évidements (40) de la paroi cylindrique (4) et faisant glisser ledit moyeu conduit (3) par rapport audit moyeu moteur (2). 2. Joint de glissement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyeu conduit (3) est supporté en rotation par ledit moyeu moteur (2) et par ladite paroi cylindrique (4), par l'intermédiaire des respectifs roulements à glissement (6, 6); ledit moyeu conduit (3) étant relié à ladite paroi cylindrique au moyen d'un anneau élastique (5) accompagné d'un joint d'étanchéité (7). 3. Joint de glissement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits évidements (40) de ladite paroi cylindrique (4) sont réalisés en coupe avec une forme de trapèze isocèle, ayant la base majeure orientée vers l'intérieur. 4. Joint de glissement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens élastiques de poussée (10) sont constitués d'au moins un ressort à godet (10) avec la concavité orientée vers ledit anneau d'embrayage (9). 5. Joint de glissement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen de réglage (11), vissé sur ledit moyeu conduit (3), est un écrou de tenue desdits moyens élastiques (10).