Brevet FR2965870A1 — publié le 20120413

B10-2984FR 1 Ensemble de liaison pour joint de transmission et joint de transmission associé La présente invention concerne le domaine des joints de transmission universels, classiquement appelés joints de Cardan, permettant notamment la transmission d'un mouvement de rotation entre deux arbres concourants non alignés. La présente invention concerne plus particulièrement un ensemble de liaison pour joint de transmission du type comprenant un croisillon pourvu de tourillons et des douilles montées à rotation sur les tourillons. Une utilisation particulièrement intéressante de l'invention concerne la transmission mécanique des commandes de vol d'un aéronef. Une autre utilisation intéressante de l'invention peut concerner le domaine automobile. Dans ce domaine, on connaît par le brevet US-B1-7, 333, 378 un ensemble de liaison pour joint de transmission comprenant un croisillon avec quatre tourillons, des coupelles ou douilles montées sur les tourillons, et des roulements à aiguilles montés chacun radialement entre un des tourillons et la douille associée afin de permettre un mouvement relatif de rotation entre ces deux éléments. Entre l'extrémité axiale de chaque tourillon et la paroi de fond de la douille associée est interposé axialement un anneau de butée afin de limiter la friction entre le roulement à aiguilles et la paroi de fond. Le contact axial entre la douille, l'anneau de butée et le roulement génère un couple de friction pouvant être encore trop élevé dans certaines utilisations du joint de transmission. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un ensemble de liaison pour joint de transmission présentant un couple de friction réduit tout en limitant le nombre d'éléments le constituant. La présente invention vise également à prévoir un ensemble de liaison économique, facile à fabriquer et à assembler. Dans un mode de réalisation, l'ensemble de liaison pour joint de transmission comprend un croisillon pourvu de tourillons, au moins une douille de montage disposée sur un des tourillons, et un roulement monté radialement entre la douille de montage et le tourillon associé. Le roulement comprend une pluralité d'éléments roulants et une cage de maintien de l'espacement circonférentiel des éléments roulants. La cage comprend des moyens de retenue axiale des éléments roulants relativement à la douille de montage et au tourillon correspondant. La cage permet d'assurer un blocage dans le sens axial des éléments roulants relativement à la douille de montage et au tourillon correspondant du croisillon. On évite ainsi un éventuel contact axial entre le roulement et la douille de montage. En fonctionnement, le roulement reste axialement à distance de la douille. I1 n'est pas nécessaire de prévoir un anneau de friction axialement entre le roulement et la douille de montage. En outre, la retenue axiale du roulement est réalisée par des moyens faisant partie intégrante de la cage, ce qui permet d'obtenir le maintien de la position axiale des éléments roulants relativement à la douille et au tourillon sans pièce indépendante et séparée de la cage. La cage a une double fonction, à savoir assurer le logement des éléments roulants et leur maintien relatif dans le sens circonférentiel et permettre la retenue axiale des éléments roulants par rapport à la douille de montage et au tourillon. Dans un mode de réalisation, les moyens de retenue axiale coopèrent avec la douille de montage et/ou avec le tourillon associé. Les moyens de retenue axiale coopèrent avantageusement avec la douille de montage et/ou avec le tourillon associé par interférence diamétrale. La cage peut comprendre une portion axiale pour le logement et le maintien des éléments roulants, les moyens de retenue axiale s'étendant radialement relativement à ladite portion axiale. Les deux fonctions techniques de la cage sont réalisées par deux portions distinctes. Dans un mode de réalisation, les moyens de retenue axiale comprennent au moins un rebord radial s'étendant à partir de la portion axiale. Le rebord radial coopère avantageusement avec au moins une rainure ménagée sur la douille de montage et/ou sur le tourillon associé. Les moyens de retenue axiale peuvent s'étendre radialement à partir d'au moins une des extrémités axiales de la portion axiale de la cage. De préférence, le roulement est constitué de la cage et des éléments roulants. Dans un mode de réalisation, la cage est réalisée monobloc, notamment par moulage d'une matière synthétique telle qu'un polyamide chargé ou non de fibres minérales. La cage peut également être réalisée monobloc en matière métallique, notamment à partir d'un flanc de tôle d'épaisseur mince par découpe et emboutissage. Alternativement, la cage peut être réalisée à partir de plusieurs parties assemblées les unes aux autres de façon à obtenir un élément unitaire. Dans un mode de réalisation, l'ensemble comprend eu outre une bague disposée radialement entre les éléments roulants du roulement et la douille de montage. Alternativement ou en combinaison, une bague peut également être disposée radialement entre les éléments roulants et le tourillon. De préférence, un espace axial ménagé entre l'extrémité axiale du tourillon et la douille de montage associée est laissée libre. Dans un mode de réalisation, le croisillon comprend quatre tourillons, des douilles de montage disposées sur chacun des tourillons et des roulements montés chacun radialement entre une douille de montage et le tourillon associé, les roulements étant identiques entre eux. L'invention concerne également un joint de transmission comprenant un ensemble de liaison tel que défini précédemment et deux chapes comportant chacune deux évidements disposés longitudinalement dans le sens de deux tourillons opposés du croisillon et recevant les douilles de montage associées auxdits tourillons. L'invention concerne encore un dispositif de commande de vol pour aéronef comprenant un boîtier, un levier de commande mobile par rapport au boîtier, un arbre de transmission relié audit levier et un joint de transmission tel que défini précédemment, dans lequel l'une des chapes est fixée à l'arbre de transmission et l'autre chape est montée sur le boîtier. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation, partiellement coupée, d'un ensemble de liaison pour joint de transmission selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1, - les figures 3 à 6 sont des vues de détail d'ensembles de liaison selon d'autres modes de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de commande de vol pour aéronef selon l'invention, et - les figures 8 et 9 sont des vues en perspective d'un joint de transmission du dispositif de la figure 7. Sur la figure 1, un ensemble de liaison, référencé 10 dans son ensemble, comprend un croisillon 12 pourvu d'un corps central 14 et de quatre arbres formant tourillons 16, d'axe 18, s'étendant vers l'extérieur à partir dudit corps en étant circonférentiellement également espacés. Les tourillons 16 sont disposés dans un seul plan et à angle droit les uns relativement aux autres. Un épaulement 19 radial annulaire est formé entre chaque tourillon 16 et le corps central 14. Dans le mode de réalisation illustré, les tourillons 16 sont réalisés monoblocs avec le corps central 14. L'ensemble 10 comprend également une douille 20 de montage disposée sur chacun des tourillons 16 et un roulement 22 monté radialement entre chacune des douilles et le tourillon associé pour permettre un montage rotatif des douilles. Les douilles 20 et les roulements 22 sont respectivement identiques entre eux. Comme illustré plus visiblement à la figure 2, chaque douille 20 comprend une portion axiale 24 annulaire fermée à une extrémité axiale par une paroi de fond 26 radiale et ouverte à l'extrémité opposée de manière à permettre son montage autour du tourillon 16 associé. La douille 20 présente une forme générale de cuvette. La surface extérieure cylindrique de la portion axiale 24 comporte une rainure 25 annulaire à l'intérieur de laquelle est monté un anneau de retenue 27 élastique de type circlips. L'alésage 28 cylindrique de la portion axiale 24 est concentrique à une surface cylindrique 30 extérieure du tourillon 16 et présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de ladite surface de manière à laisser subsister entre eux un espace radial 31 annulaire. L'extrémité ouverte de la portion axiale 24 vient se centrer sur une surface cylindrique 32 extérieure du corps central 14 prolongeant le bord de grand diamètre de l'épaulement 19 axialement du côté opposé à la surface cylindrique 30. Un espace axial 33 est ménagé entre l'extrémité axiale du tourillon 16 et la paroi de fond 26 de la douille 20 axialement en regard. Le roulement 22 est monté radialement entre la surface cylindrique 30 extérieure du tourillon et l'alésage 28 de la douille 20 dans l'espace radial 31. Le roulement 22 comprend des éléments roulants 34 et une cage 36 pour leur maintien entre la surface cylindrique 30 et l'alésage 28. L'alésage 28 et la surface cylindrique 30 forment des pistes ou chemins de roulement cylindriques pour les éléments roulants 34. Dans l'exemple de réalisation illustré, les éléments roulants 34 sont constitués par une rangée d'aiguilles. La cage 36 est préférablement réalisée en une seule pièce par moulage d'un matériau synthétique présentant un faible coefficient de frottement. La cage 36 peut par exemple être réalisée en polyamide, chargé ou non de fibres minérales. Alternativement, la cage peut être réalisée en matière métallique, par exemple à partir d'un flanc de tôle d'épaisseur mince par découpe et emboutissage. La cage 36 comprend une portion axiale 38 annulaire dans laquelle est ménagée une pluralité de fenêtres 40 pour le logement des éléments roulants 34 et leur maintien avec un espacement circonférentiel régulier. La portion axiale 38 est située axialement à distance de la paroi de fond 26 de la douille et de l'épaulement 19 du tourillon. La cage 36 comprend également des rebords 42, 44 radiaux prolongeant chacun une des extrémités axiales de la portion axiale 38. Les rebords 42, 44 s'étendent radialement vers l'intérieur en étant logés dans des gorges ou rainures 46, 48 annulaires ménagées sur la surface cylindrique 30 extérieure du tourillon 16. Les rebords 42, 44 peuvent se présenter chacun sous la forme d'une nervure ou collerette annulaire continue circonférentielle ou d'une pluralité de nervures espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Les rebords 42, 44 s'étendent radialement en saillie à l'intérieur des rainures 46, 48 pour obtenir, par interférence diamétrale ou radiale, la retenue axiale de la cage 36 et des éléments roulants 34 par rapport au tourillon 16 et à la douille 20. Chaque rebord 42, 44 est apte à interférer avec les bords radiaux opposés délimitant axialement la rainure 46, 48 associée de manière à éviter un déplacement axial de la cage 36 et des éléments roulants 34. Dans ce but, le diamètre intérieur des rebords 44, 46 est inférieur au diamètre extérieur de la surface cylindrique 30. Le blocage axial du roulement 22 sur la surface extérieure 30 du tourillon 16 est obtenu par contact de butée dans le sens axial. On empêche donc un éventuel déplacement du roulement 22 axialement en direction de la paroi de fond 26 de la douille ou en direction de l'épaulement 19 du tourillon 16. Le roulement 22 reste axialement à distance de la paroi de fond 26 et de l'épaulement 19. Le risque de contact axial entre le roulement 22 et la douille 20 est supprimé grâce aux rebords 42, 44 formant moyens de retenue axiale du roulement 22 sur le tourillon 16. I1 n'est donc pas nécessaire de prévoir un anneau de friction interposé axialement entre la paroi de fond 26 de la douille et l'extrémité axiale du tourillon 16. Par ailleurs, en cas de rectification et de rodage local de la surface cylindrique 30 extérieure du tourillon au niveau du chemin de roulement pour les éléments roulants 34, le verrouillage axial du roulement 22 permet de s'assurer qu'en fonctionnement les éléments roulants 34 continuent de rouler sur cette zone du tourillon 16. La cage 36 présente une structure simple et peut être aisément montée sur le tourillon 16 sans qu'il soit nécessaire de prévoir une indexation angulaire de celle-ci par rapport au tourillon grâce aux rainures 46, 48 de forme annulaire. De manière à faciliter le montage de la cage 36 à l'intérieur des rainures, leur dimension axiale est de préférence légèrement supérieure à celle des rebords 42, 44. Pour limiter l'intrusion de particules polluantes au niveau du roulement 22, il est possible de prévoir le montage d'un joint d'étanchéité annulaire radialement entre la portion axiale 24 de la douille 20 et la surface extérieure 32 du corps central 14. Si une lubrification périodique des roulements 22 doit être assurée, il est également possible de prévoir des passages de lubrification dans le corps central 14 et les tourillons 16 débouchant au niveau de l'extrémité axiale de chaque tourillon. Le mode de réalisation illustré à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère uniquement du mode précédent en ce que la cage 38 est dépourvue du rebord 44 radial et en ce que la surface cylindrique 30 extérieure du tourillon 16 ne comporte pas la rainure 48. La retenue axiale du roulement 22 par rapport à la douille 20 et au tourillon 16 est réalisée par le seul rebord 42 de la cage. En variante, il est encore possible de prévoir une cage dans laquelle seul le rebord 44 coopérant avec la rainure 48 est conservé. Le mode de réalisation illustré à la figure 4, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du premier mode de réalisation décrit en ce que la cage 36 comporte des rebords 62, 64 radiaux prolongeant chacun une des extrémités axiales de la portion axiale 38 et s'étendant radialement vers l'extérieur en étant logés dans des rainures 66, 68 annulaires ménagées dans l'alésage 28 de la portion axiale 24 de la douille. Dans une variante de réalisation, il est possible de prévoir une cage comprenant un seul de ces rebords radiaux s'étendant vers l'extérieur. Le mode de réalisation illustré à la figure 5, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du premier mode de réalisation en ce que la cage 36 comprend, axialement à l'opposé du rebord 42, un rebord 70 s'étendant radialement vers l'extérieur en étant en saillie à l'intérieur d'une rainure 72 annulaire ménagée dans l'alésage 28 de la portion axiale 24 de la douille. La cage 36 coopère donc à la fois avec le tourillon 16 et avec la douille 20 pour la retenue axiale des éléments roulants 34. Par ailleurs, une telle conception de la cage 36 permet également la retenue axiale de la douille 20 relativement au tourillon 16. On obtient ainsi un ensemble 10 unitaire pouvant être stocké, manipulé et monté sans risque de désolidarisation axiale des éléments le constituant. En variante, la retenue axiale du roulement 22 relativement au tourillon 16 et à la douille 20 peut également être réalisée en prévoyant d'un même côté de la cage les deux rebords coopérant avec le tourillon et la douille, l'un s'étendant radialement vers l'extérieur et l'autre radialement vers l'intérieur. Alternativement, il est encore possible de prévoir une cage comprenant trois ou quatre rebords coopérant avec des rainures ménagées à la fois sur la douille 20 et sur le tourillon 16. Le mode de réalisation illustré à la figure 6, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du premier mode de réalisation décrit en ce que des bagues 74, 76 intermédiaires sont respectivement interposées radialement entre les éléments roulants 34 et la surface cylindrique 30 extérieure du tourillon 16, et lesdits éléments roulants et l'alésage 28 de la douille 20. Les bagues 74, 76 annulaires sont avantageusement réalisées dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle du tourillon 16 et de la douille 20. Bien entendu, une seule de ces deux bagues peut être prévue. De telles bagues d'usure peuvent également être prévues dans les autres modes de réalisation précédemment décrits. Dans l'ensemble des modes de réalisation décrits, la retenue axiale de la cage s'effectue grâce à la prévision sur ladite cage d'un moyen de retenue apte à coopérer avec un moyen de retenue complémentaire de la douille et/ou du tourillon. Alternativement, il est également possible, sans sortir du cadre de la présente invention, de prévoir une retenue axiale de la cage relativement au tourillon et à la douille par friction. A cet égard, au moins un anneau de friction peut par exemple être fixé dans une rainure prévue dans l'alésage de la portion axiale de la cage et s'étendre vers l'intérieur en venant en contact de friction avec la surface extérieure cylindrique du tourillon. En variante, un tel anneau pourrait être fixé dans une rainure formée sur la surface extérieure de la cage et s'étendre radialement vers l'extérieur pour venir en contact de friction avec l'alésage de la douille. Un tel anneau de friction peut être réalisé en matériau synthétique, par exemple à base d'élastomère, ou de matière plastique, et être fabriqué séparément et fixé sur la cage par des moyens appropriés ou bien être surmoulé directement sur celle-ci. L'utilisation d'une gorge sur la douille et/ou sur le tourillon coopérant avec une protubérance de la cage reste toutefois préférable dans la mesure où cela permet d'obtenir une interférence radiale entre les bords de la gorge et la protubérance associée de la cage pour assurer l'immobilisation axiale du roulement relativement au tourillon. Dans les modes de réalisation décrits précédemment, la cage est réalisée monobloc. Alternativement, il pourrait être possible de réaliser séparément les rebords et ensuite de les fixer sur la portion axiale pour former une cage unitaire. Sur la figure 7 est illustré de manière schématique un dispositif 80 de commande de vol pour aéronef comprenant un boîtier 82 de contrôle et un levier 84 de commande mobile par rapport au boîtier autour d'un axe de roulis 86 et d'un axe de tangage 88 pour permettre une commande de la gouverne de l'aéronef. Les axes de roulis 86 et de tangage 88 sont perpendiculaires. Pour assurer la transmission mécanique du mouvement du levier 84 de commande, un joint de transmission 90 illustré sur les figures 8 et 9 est monté à l'intérieur du boîtier 82. Le joint de transmission 90 comporte une première chape 92 prévue pour être montée sur le boîtier de contrôle, une seconde chape 94 fixée à un arbre de transmission (non représenté) relié au levier de commande et un ensemble 10 de liaison tel que décrit précédemment de manière à permettre un rotulage de la chape 94 relativement à la chape 92. La chape 94 comporte une embase 95 tubulaire pourvue d'un alésage pour permettre le montage de l'arbre de transmission et deux bras 96, 98 opposés s'étendant à partir de ladite embase. Chaque bras comprend un évidement (non référencé) circulaire disposé longitudinalement selon l'axe de roulis 86 et à l'intérieur duquel une douille 20 est logée pour assurer le montage du croisillon 12. Deux circlips 27 permettent le blocage du croisillon 12 sur la chape 94 le long de l'axe de roulis 86. La chape 92 comprend une portion cylindrique 100 enveloppante à l'intérieur de laquelle est monté en partie la chape 94 et comprenant deux évidements (non référencés) circulaires s'étendant selon l'axe de tangage 88 et recevant les deux douilles 20 opposées laissées libres par la chape 94 pour obtenir le montage du croisillon 12 sur la chape 92. Deux circlips 27 permettent le blocage du croisillon 12 sur la chape 92 le long de l'axe de tangage 88. A une extrémité axiale supérieure de la portion cylindrique 100 est prévu un méplat 102. Grâce à l'invention, on dispose d'un ensemble de liaison pour joint de transmission dans lequel la retenue axiale des roulements relativement aux tourillons et aux douilles associées est réalisé dans un encombrement réduit sans qu'il soit nécessaire de prévoir une pièce additionnelle. REVENDICATIONS1. Ensemble de liaison pour joint de transmission comprenant un croisillon (12) pourvu de tourillons (16), au moins une douille (20) de montage disposée sur un des tourillons, et un roulement (22) monté radialement entre ladite douille et le tourillon associé, le roulement comprenant une pluralité d'éléments roulants (34) et une cage (36) de maintien de l'espacement circonférentiel des éléments roulants, caractérisé en ce que la cage comprend des moyens de retenue axiale (42 ; 62) des éléments roulants relativement à la douille de montage et au tourillon associé. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel les moyens de retenue axiale (42 ; 62) coopèrent avec la douille de montage et/ou avec le tourillon associé. 3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel les moyens de retenue axiale (42 ; 62) coopèrent avec la douille de montage et/ou avec le tourillon associé par interférence radiale. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cage (36) comprend une portion axiale (38) pour le logement et le maintien des éléments roulants, les moyens de retenue axiale (42 ; 62) s'étendant radialement relativement à ladite portion axiale (38). 5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel les moyens de retenue axiale comprennent au moins un rebord (42 ; 62) radial s'étendant à partir de la portion axiale (38). 6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le rebord (42 ; 62) radial coopère avec une rainure (46 ; 66) ménagée sur la douille de montage et/ou sur le tourillon associé. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le roulement (22) est constitué de la cage (36) et des éléments roulants (34). 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cage (36) est réalisée monobloc. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une bague (74, 76) intermédiaire disposée radialement entre les éléments roulants du roulement et la douille de montage, et/ou entre les éléments roulants du roulement et le tourillon associé. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un espace axial (33) ménagé entre l'extrémité axiale du tourillon et la douille de montage associée est laissé libre. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le croisillon (12) comprend quatre tourillons (16), des douilles (20) de montage disposées sur chacun des tourillons et des roulements (22) montés chacun radialement entre une douille de montage et le tourillon associé, les roulements étant identiques entre eux. 12. Joint de transmission comprenant un ensemble de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes et deux chapes (92, 94) comportant chacune deux évidements disposés longitudinalement dans le sens de deux tourillons opposés du croisillon et recevant les douilles de montage associées auxdits tourillons. 13. Dispositif de commande de vol pour aéronef comprenant un boîtier (82), un levier (84) de commande mobile par rapport au boîtier, un arbre de transmission relié audit levier et un joint de transmission (90) selon la revendication 12, dans lequel l'une des chapes est fixée à l'arbre de transmission et l'autre chape est montée sur le boîtier.