Brevet FR2855224A1 — publié le 20041126

La présente invention concerne un dispositif formant joint homocinétique pouvant être utilisé notamment dans un véhicule automobile. Un tel dispositif équipe plus particulièrement un 5 véhicule à traction avant. Ce dispositif peut être combiné en sortie de différentiel d'une part et à la fusée de roue d'autre part et relié entre eux par une liaison d'entraînement coulissante. Si les joints homocinétiques connus jusqu'à 10 maintenant permettent de transmettre le couple moteur et la rotation d'un arbre de sortie de différentiel à la fusée de roue correspondante quel que soit l'angle de brisure entre l'arbre de sortie et la fusée de roue, ils sont pour la plupart d'une structure relativement 15 complexe et coûteuse, tout en autorisant un déplacement angulaire relatif entre l'arbre de sortie et la fusée de roue. La présente invention propose un dispositif formant joint homocinétique d'une structure relativement simple 20 et par conséquent peu coûteuse et sans entretien particulier, tout en autorisant un déplacement angulaire relatif entre l'arbre de sortie et la fusée de roue. Selon l'invention le dispositif formant joint homocinétique permettant de transmettre le couple moteur 25 et la rotation d'un arbre menant à un arbre mené guidés l'un par rapport à l'autre par une liaison à rotule, est caractérisé en ce qu'il comprend un manchon réalisé en un matériau souple intérieurement armé solidaire à ses extrémités respectivement des arbres menant et mené de 30 façon à assurer la transmission du mouvement de rotation du couple moteur de l'arbre menant à l'arbre mené. De préférence, le manchon de transmission conserve la géométrie actuelle des soufflets d'étanchéité connus, c'est-à-dire qu'il est composé d'une succession de spires 35 de section dégressive de l'arbre mené vers l'arbre menant. Cependant, ce manchon peut avoir en variante de réalisation d'autres formes différentes, telles que par exemple une forme tronconique à paroi latérale droite, une forme tronconique à paroi latérale concave, une forme tronconique à paroi latérale convexe ou tout simplement une forme cylindrique. Un tel manchon assure également la 5 fonction d'étanchéité entre les deux arbres menant et mené et permet aussi d'absorber certain seuil de vibration. Le matériau du manchon de transmission est à base de caoutchouc ou tout autre matériau élastomère souple 10 dans lequel est noyée une tresse métallique ou en un matériau composite de renfort multicouche. Selon une variante, seule la tresse métallique ou en un matériau composite de renfort peut être utilisée. Chaque extrémité du manchon de transmission et de 15 sa tresse de renforcement est fixée rigidement à l'arbre correspondant par vulcanisation, collage et/ou serrage. Selon une variante de réalisation, chaque extrémité du manchon de transmission est fixée rigidement à l'arbre correspondant par vulcanisation, collage, et/ou bridage 20 et la tresse de renforcement est noyée librement dans ce manchon. De préférence, l'arbre mené est la fusée de roue d'un véhicule automobile et l'arbre menant est l'arbre de sortie du différentiel correspondant de ce véhicule. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple 30 illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 représente en coupe longitudinale le dispositif formant joint homocinétique suivant un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif formant joint homocinétique suivant un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une première variante de réalisation du dispositif de la figure 2; - la figure 4 est une seconde variante de réalisation du dispositif de la figure 2; - la figure 5 est une troisième variante de réalisation du dispositif de la figure 2; et - la figure 6 est une variante de réalisation du dispositif de la figure 2. Le dispositif formant joint homocinétique de 10 l'invention va être décrit en référence à la liaison d'un arbre de sortie, formant arbre menant, d'un différentiel du véhicule automobile à une fusée de roue correspondante, formant arbre mené, du véhicule, mais il est bien entendu qu'elle peut s'appliquer à toute liaison 15 entre tout autre arbre menant et tout autre arbre mené. Selon le premier mode de réalisation représenté en figure 1, la référence 1 désigne en partie l'arbre de sortie d'un différentiel du véhicule automobile relié à une fusée de roue avant correspondante 2 par 20 l'intermédiaire d'une liaison sphérique 3 à rotule, connue en soi, autorisant un débattement angulaire dans toutes les directions de l'arbre de sortie 1 relativement à la fusée de roue 2. La liaison sphérique 3 peut être du type à 25 roulement à portée sphérique (billes, rouleaux, bagues). Un tel roulement sphérique est lié rigidement et coaxialement à l'arbre menant 1 et est arrêté axialement sur celui-ci par une vis 3a ancrée coaxialement dans un trou taraudé en bout de l'arbre de sortie 1 de façon que 30 l'extrémité correspondante du roulement sphérique 3 soit en appui sur la tête de cette vis, mais il est bien entendu que le roulement sphérique peut être retenu axialement à l'arbre 1 par tout autre moyen, tel qu'un anneau élastique, un écrou, par déformation de 35 l'extrémité libre de l'arbre 1, par collage ou toute autre solution connue en soi. En outre, le roulement sphérique 3 est lié à l'arbre mené 2 coaxialement à celui-ci par une bague extérieure 3b fixée dans un alésage interne de la partie formant bol 2a de la fusée de roue 2 et retenue axialement dans celui-ci par une platine annulaire Pl fixée dans un lamage de la partie 2a 5 par collage ou par des vis de fixation comme représenté dans le second mode de réalisation de la figure 2. La bague extérieure 3b peut être retenue également par un anneau élastique comme cela est connu en soi. Selon l'invention, le dispositif formant joint 10 homocinétique comprend en outre un manchon 4 réalisé en un matériau souple intérieurement armé solidaire à ses extrémités respectivement de l'arbre de sortie 1 et de la fusée de roue 2 de façon à assurer la transmission du couple moteur et du mouvement de rotation de l'arbre de 15 sortie 1 à la fusée de roue 2. Comme représenté en figure 1, le manchon de transmission est en forme de soufflet composé d'une succession de spires ou ondulations de section dégressive de la partie formant bol 2a de la fusée de roue 2 vers 20 l'arbre de sortie 1 et assure également la fonction d'étanchéité entre l'arbre de sortie 1 et la fusée de roue 2. Le matériau du manchon de transmission 4 est à base de caoutchouc ou tout autre matériau élastomère souple 25 dans lequel peut être noyée une tresse métallique (non représentée en figure 1) ou en un matériau composite multicouche. Le manchon de transmission 4 et sa tresse de renforcement interne sont fixés rigidement à l'arbre de 30 sortie 1 et à la fusée de roue 2 par des colliers de serrage représentés en figure 1. Plus précisément, l'une des extrémités du manchon de transmission 4 est rigidement fixée à l'arbre de sortie 1 coaxialement à celui-ci par un collier métallique 5, par exemple en 35 aluminium, ensserrant l'extrémité du manchon 4 et la tresse autour de l'arbre de sortie 1. L'extrémité de ce manchon peut en outre être fixée par collage à l'arbre de sortie 1. Le collier de serrage 5 peut être réalisé en un matériau composite. De même, l'autre extrémité du manchon de transmission 4 est rigidement fixée par un collier 5 métallique 6, par exemple en aluminium ou en un matériau composite, sur une surface circulaire externe de la partie formant bol 2a de liaison à l'arbre de fusée de roue 2 et dans laquelle est montée la rotule d'articulation 3. Cette extrémité du manchon 4 peut 10 également être fixée par collage à la partie formant bol 2a coaxialement à celle-ci. Bien entendu, chaque extrémité du manchon de transmission 4 peut être fixée différemment à l'arbre de sortie 1 et à la fusée de roue 2 par une combinaison des 15 deux solutions par collier de serrage et collage susmentionnées. Pour retenir axialement l'extrémité du manchon de transmission 4 sur l'arbre de sortie 1, celle-ci peut comporter une protubérance annulaire radialement interne 20 4a s'engageant dans une gorge radialement externe la de l'arbre 1. L'autre extrémité du manchon de transmission 4 est maintenue en direction axiale vers la fusée de roue 2 par une butée annulaire de retenue 7 solidaire de la partie formant bol 2a de la fusée de roue 2 et sur 25 laquelle vient en appui l'extrémité libre correspondante du manchon de transmission 4. Selon le dispositif de la figure 2, le manchon de transmission 4 est constitué par un bloc à base de caoutchouc ou tout autre matériau élastomère de forme 30 générale tronconique dont la surface latérale externe est ondulée à la manière d'un soufflet et le perçage interne tronconique a sa partie de plus grand diamètre située eu côté de la partie formant bol 2a de la fusée de roue 2. La tresse de renforcement 9 est noyée dans le manchon 4 35 en suivant la géométrie ou forme externe ondulée de la surface latérale de ce manchon. La tresse 9 se trouve ainsi à proximité de la surface latérale externe du manchon 4. En outre, la tresse 9 a l'une de ses extrémités annulaire 9a fixée, par exemple par collage ou 5 vulcanisation, sur la surface circulaire externe de la platine d'interface Pl qui est fixée à une bride 2b de la partie formant bol 2a de la fusée de roue 2 par des vis de fixation 10 s'étendant axialement, tandis que son extrémité opposée 9b est fixée, par exemple par collage 10 ou vulcanisation, sur la surface circulaire externe d'une autre platine annulaire P2 entourant coaxialement l'arbre de sortie 1 et fixée à une bride 11 solidaire de l'arbre 1 coaxialement à celui-ci par des vis de fixation 12 s'étendant également axialement. Le manchon tronconique 4 s'étend ainsi entre les deux platines Pi, P2 en contactant leurs deux faces parallèles en vis-à-vis transversales à l'axe longitudinal des arbres 1 et 2. Le dispositif de la figure 3 ne diffère de celui de 20 la figure 2 que par la forme de la tresse 9 qui est tronconique à paroi latérale droite, c'est-à-dire sans ondulation. Autrement, cette tresse est fixée à l'arbre de sortie 1 et à la fusée de roue 2 de la même manière qu'en figure 2. Selon la variante de réalisation de la figure 4, la tresse 9 présente la même forme tronconique qu'en figure 3 mais a chacune de ses extrémités recourbées sensiblement à angle droit de manière à définir deux parois annulaires opposées respectivement de plus grand 30 diamètre 9c et de plus petit diamètre 9d, la paroi de plus grand diamètre 9c étant enserrée entre la platine Pi et la bride 2b de la fusée de roue 2 par les vis de fixation 10, tandis que la paroi de plus petit diamètre 9d est enserrée entre la platine P2 et la bride 11 par 35 les vis de fixation axiales 12. Les parois 9c, 9d s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal des arbres 1 et 2. Selon la variante de réalisation représentée en figure 5, les extrémités de la tresse de renforcement 9 de forme identique à celle de la figure 3, sont fixées respectivement aux deux platines Pl et P2 par des vis radiales 13, 14. Suivant la variante de réalisation de la figure 6, la tresse métallique 9 est librement noyée dans le manchon de transmission 4, c'est-à-dire que ses extrémités ne sont pas du tout solidarisées aux arbres 1, 10 2 par l'intermédiaire des platines Pl et P2 et les extrémités du manchon 4 sont fixées par collage aux faces en regard l'une de l'autre des platines Pl, P2 et s'étendant transversalement à l'axe longitudinal des arbres 1, 2. Les variantes de réalisation des figures 3 à 6 facilitent le montage et le démontage du dispositif formant joint homocinétique. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant joint homocinétique permettant de transmettre le couple moteur et le 5 mouvement de rotation d'un arbre menant (1) à un arbre mené (2) reliés l'un à l'autre par une liaison à rotule (3), caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (4) réalisé en un matériau souple intérieurement armé solidaire à ses extrémités respectivement des arbres 10 menant (1) et mené (2) de façon à assurer la transmission du couple moteur et du mouvement de rotation de l'arbre menant (1) à l'arbre mené (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon de transmission (4) est en forme de 15 soufflet, de forme concave, convexe ou cylindrique, assurant également la fonction d'étanchéité entre l'arbre menant (1) et l'arbre mené (4). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau du manchon de 20 transmission (4) est à base de caoutchouc ou tout autre matériau élastomère dans lequel est noyée une tresse métallique ou en matériau composite de renfort (10). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque extrémité du 25 manchon de transmission (4) et de sa tresse de renforcement (9) est fixée rigidement à l'arbre correspondant (1;2) par vulcanisation, collage et/ou bridage. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, 30 caractérisé en ce que chaque extrémité du manchon de transmission (4) est fixée rigidement à l'arbre correspondant (1, 2) par vulcanisation, collage et/ou bridage et la tresse de renforcement (9) est noyée librement dans le manchon (4). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre mené est la fusée de roue (2) d'un véhicule automobile et l'arbre menant est l'arbre de sortie (1) du différentiel correspondant de ce véhicule.