Brevet FR3031557A1 — publié le 20160715

DISPOSITIF DE TRANSMISSION HOMOCINETIQUE ENTRE DEUX ARBRES A AXES DE ROTATION OCCUPANT DES POSITIONS ANGULAIRES RELATIVES VARIABLES. [0001] La présente invention concerne un dispositif de transmission homocinétique entre deux arbres à axes de rotation occupant des positions angulaires relatives variables pendant le fonctionnement. Elle concerne en particulier, mais non exclusivement, un tel dispositif de transmission assurant la liaison avec la boîte de transmission, dite « côté pont » dans la suite du texte (par opposition à la liaison dite « côté roue ») d'un demi-axe de transmission transversale d'un véhicule. Elle concerne enfin un véhicule, en particulier un véhicule automobile, dans lequel les deux demi-axes d'au moins une transmission transversale sont reliés côté pont par le moyen d'un tel dispositif de transmission homocinétique. [0002] Par transmission homocinétique entre deux arbres, on entend une liaison entre les deux arbres qui soit telle que les vitesses de l'arbre menant et de l'arbre mené sont les mêmes à chaque instant, même si les axes des deux arbres ne sont pas en ligne. [0003] Les joints homocinétiques sont couramment utilisés en construction automobile, par exemple pour transmettre le mouvement à chacune des roues avant des véhicules à traction avant. Ainsi, les transmissions transversales d'un véhicule automobile comportent « côté roue » des joints homocinétiques dits « joints fixes », par conséquent non coulissants, et « côté pont » des mécanismes appelés « joints coulissants », qui peuvent être, de façon classique et connue en soi, des joints dits « tripodes » dans lesquels la liaison de coulissement ou liaison glissière est assurée par la translation de trois galets d'un tri axe dans les pistes de la tulipe, les galets étant guidés en liaisons pivots glissants sur des tourillons par des roulements à billes. [0004] Ces joints coulissants permettent, notamment, de contrer les vibrations et le bruit dus à l'excitation transversale de l'avant du véhicule, c'est-à-dire de contrer ce que l'on appelle le phénomène de « shudder ». [0005] Toutefois, de tels joints tripodes coulissants peuvent s'avérer relativement onéreux, en particulier par rapport aux joints homocinétiques ou tripodes fixes utilisés côté roue des transmissions verticales. 3031557 2 [0006] Différents types de joints homocinétiques, connus de l'art antérieur, présentent des rainures ou des cannelures axiales qui permettent, dans certaines situations, un mouvement relatif de pièces du joint par rapport à d'autres. [0007] A titre d'exemple, le document FR 2 232 700 Al décrit un dispositif de roulement, 5 sur le support de roue correspondant, du moyeu entraînable par une articulation homocinétique d'une roue de véhicule automobile au moyen d'un roulement axial et radial, à deux rangées de billes. La bague extérieure du roulement est munie d'une bride de fixation au support de roue. La bague intérieure du roulement est reliée au moyeu ainsi qu'à la partie entraînée de l'articulation homocinétique. L'alésage de la bague intérieure du 10 roulement et la surface latérale de la partie entraînée de l'articulation homocinétique sont munis respectivement d'un profil de rainures à coin, les deux profils étant ajustés l'un à l'autre. [0008] A titre d'exemple également, le document DE 101 08 365 B4 décrit une partie extérieure annulaire commune pour un joint homocinétique. Cette partie extérieure est 15 pourvue de rainures extérieures disposées alternativement sur la circonférence d'une paroi interne. Cette structure de type à cannelures permet le montage du joint homocinétique dans le bol, le joint étant ensuite maintenu en translation par un arrêtoir de type circlip, par exemple. [0009] Toutefois, dans ces joints homocinétiques connus de l'art antérieur et décrits 20 brièvement ci-dessus, le mouvement relatif de certaines pièces du joint par rapport à d'autres permet seulement de faciliter le montage et le démontage du joint. [0010] Le but de la présente invention est de fournir un nouveau dispositif de transmission homocinétique entre deux arbres à axes de rotation occupant des positions angulaires relatives variables pendant le fonctionnement, qui soit de type coulissant, et qui 25 soit de conception et de fabrication plus simples que les dispositifs connus de l'art antérieur, qui soit fiable, et qui soit économique. [0011] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de transmission homocinétique, qui puisse avantageusement constituer un joint homocinétique coulissant et remplacer les joints tripodes coulissants évoqués 30 précédemment, qui assurent usuellement la liaison mécanique de mouvement et de puissance côté pont d'une transmission transversale de véhicule. 3031557 3 [0012] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif de transmission homocinétique entre deux arbres à axes de rotation occupant des positions angulaires relatives variables pendant le fonctionnement. Le dispositif comporte un joint homocinétique de type joint fixe entre les deux arbres, et dans ce dispositif, nouveau, la 5 cage extérieure dudit joint homocinétique est, d'une part, montée à l'intérieur d'une pièce tubulaire rigidement liée à l'un des deux arbres, et d'autre part, reliée à ladite pièce tubulaire par le moyen d'une liaison de type glissière permettant un coulissement de ladite cage extérieure par rapport à la pièce tubulaire et à l'arbre auquel est lié rigidement cette dernière. 10 [0013] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la liaison glissière est constituée par des cannelures longitudinales de la surface interne de la pièce tubulaire qui coopèrent par concordance des formes avec des rainures axiales correspondantes de la surface externe de la cage extérieure du joint homocinétique. [0014] Les cannelures longitudinales et les rainures axiales correspondantes peuvent 15 avantageusement être au nombre de six, réparties selon un pas angulaire constant. [0015] De plus, ces cannelures longitudinales et ces rainures axiales peuvent avantageusement être de section rectangulaire. [0016] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, le joint homocinétique est un joint de type Rzeppa, connu en soi. 20 [0017] A titre d'exemple d'application non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, le dispositif de l'invention peut constituer l'organe de liaison mécanique dit « joint coulissant » côté pont d'un demi-axe de transmission transversal d'un véhicule. Dans cette application, ladite pièce tubulaire est une pièce dite « entraîneur de pont », qui est reliée rigidement à l'arbre menant qui transmet la puissance en 25 provenance du pont et de la boite de vitesses. [0018] La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, dans lequel les transmissions transversales présentent des joints homocinétiques coulissants côté pont et des joints homocinétiques fixes côté roue. Dans ce véhicule, les joints homocinétiques coulissants côté pont sont conformes au dispositif 30 de transmission homocinétique décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. 3031557 4 [0019] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0020] - la figure 1 est une vue en perspective, schématique, d'un exemple de 5 réalisation du dispositif de transmission homocinétique selon la présente invention, selon une direction voisine de la direction axiale dudit dispositif, et [0021] - la figure 2 est également une vue en perspective, schématique, de l'exemple de réalisation du dispositif de transmission homocinétique de la figure 1, mais selon une direction voisine de la direction radiale du dispositif. 10 [0022] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de façon très schématique, un dispositif de transmission homocinétique entre deux arbres à axes de rotation occupant des positions angulaires relatives variables pendant le fonctionnement, à savoir un premier arbre, représenté seulement par son axe longitudinal « a », et un second arbre d'axe « b » et désigné par la référence « B ». 15 [0023] Le dispositif comporte essentiellement un joint homocinétique, désigné par la référence générale 10, entre les deux arbres décrits ci-dessus. Ce joint homocinétique 10 de type joint homocinétique fixe est avantageusement un joint de type connu, appelé joint « Rzeppa », souvent utilisé dans une transmission transversale de véhicule automobile, à l'extrémité extérieure près de la roue, là où le mouvement vertical de la suspension se 20 combine avec celui de la direction du véhicule. [0024] L'arbre d'axe « a », est relié, par l'intermédiaire d'un alésage cannelé 11 B, au centre d'une rotule dentée ou « noix » 11 en acier qui se loge à l'intérieur d'une cage externe 16. La cage externe 16, qui présente une forme cylindrique creuse, est rainurée à l'intérieur de logements référencés collectivement 16A conçus pour recevoir des billes. 25 Des grandes billes en acier, référencés collectivement 12, au nombre de six par exemple, se logent entre les rainures 16A de la cage externe 16 et des logements 11A de la noix 11. Une cage aux billes, interne, référencée 13, maintient les billes 12 selon la direction axiale de l'arbre « a ». Les mouvements entre les arbres d'entrée d'axe « a » et de sortie d'axe « b » se font exclusivement par roulement. 30 [0025] Selon le principe même de la présente invention, la cage extérieure 16 du joint Rzeppa 10 est, d'une part, montée à l'intérieur d'une pièce tubulaire ou « entraîneur » 3031557 5 désignée par la référence 20 rigidement liée à l'arbre « B », et d'autre part, reliée à cet entraîneur 20 par le moyen d'une liaison de type glissière qui permet un coulissement de la cage extérieure 16 par rapport à l'entraîneur 20 et, en conséquence, par rapport à l'arbre « B » auquel est lié rigidement cet entraîneur 20. 5 [0026] Le joint Rzeppa 10, qui est en soi un joint à centre fixe est rendu joint coulissant par son montage à liaison glissière de sa cage extérieure 16 dans l'entraîneur 20. [0027] Comme représenté également sur le dessin de la figure 2, cette liaison glissière est réalisée par des cannelures longitudinales référencées collectivement 25 de la surface interne 201 de la pièce tubulaire 20, qui coopèrent, par concordance des formes, avec des 10 rainures axiales 15 correspondantes de la surface externe 16E de la cage extérieure 16 du joint Rzeppa 10. [0028] La flèche référencée « D » sur le dessin de la figure 2 illustre le mouvement coulissant du joint de type Rzeppa 10 dans l'entraîneur 20, et la possibilité de ce mouvement « D » transforme ledit joint Rzeppa à centre fixe en un joint homocinétique 15 coulissant. [0029] Les cannelures longitudinales 25 et les rainures axiales 15 correspondantes sont au nombre de six, réparties selon un pas angulaire constant, et sont de section rectangulaire. Il va de soi que le nombre et la forme de la section de ces cannelures 25 et de ces rainures 15 peuvent être modifiées sans sortir du cadre de la présente invention. 20 [0030] A titre d'exemple, ce dispositif de transmission homocinétique peut être appliqué à la liaison côté pont, homocinétique et coulissante, d'un demi-axe d'une transmission transversale d'un véhicule automobile. Dans cette application, l'arbre « B » est l'arbre menant, qui est relié au pont du véhicule et à sa boîte de vitesses, tandis que l'arbre d'axe « a », qui est relié à la roue du véhicule. est l'arbre mené. La pièce tubulaire 20 est dans 25 cette application l'entraîneur de pont, solidaire en rotation et en translation de l'arbre menant « B ». [0031] On notera que l'invention permet de réaliser une liaison côté pont coulissante, en partant d'un joint Rzeppa, c'est-à-dire en partant d'un joint homocinétique fixe, de type classique, couramment utilisé. 3031557 6 [0032] Le dispositif de transmission homocinétique décrit ci-dessus, notamment dans son application aux joints coulissants d'une transmission transversale d'un véhicule automobile, présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0033] - il permet, en fabrication automobile, comme déjà décrit précédemment, de 5 supprimer la nécessité relativement onéreuse de l'approvisionnement en joints homocinétiques coulissants spéciaux « anti-shudder » pour le montage côté pont des transmission transversales, les joints homocinétiques coulissants selon la présente invention étant obtenus à partir de joints homocinétiques classique dits « joints fixes » couramment utilisés pour assurer la liaison côté roue des transmissions transversales, 10 [0034] - il permet, également dans une liaison coulissante côté pont de transmission transversale de véhicule, de supprimer le programme d'usinage permettant de reproduire la forme intérieure du logement des billes, les pièces constitutives (cage, noix et billes) du joint homocinétique fixe utilisé pour réaliser la présente invention étant reprises intégralement, 15 [0035] - il permet de diminuer substantiellement le coût de production des liaisons des transmissions transversales, par le fait que le doublement d'utilisation des joints homocinétiques fixes, classique, de type Rzeppa par exemple, a aussi pour conséquence d'abaisser le coût de production de ces derniers, et [0036] - il constitue une solution technique de réalisation de la liaison côté pont d'une 20 transmission transversale de véhicule, qui est de conception et de fabrication simples, qui est fiable et robuste. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de transmission homocinétique entre deux arbres à axes de rotation occupant des positions angulaires relatives variables pendant le fonctionnement, le dispositif comportant un joint homocinétique (10) de type joint fixe entre les deux arbres, caractérisé en ce que la cage extérieure (16) du joint homocinétique (10) est, d'une part, montée à l'intérieur d'une pièce tubulaire (20) rigidement liée à l'un des deux arbres (« B »), et d'autre part, reliée à ladite pièce tubulaire (20) par le moyen d'une liaison de type glissière permettant un coulissement de ladite cage extérieure (16) par rapport à la pièce tubulaire (20) et à l'arbre (« B ») auquel est lié rigidement cette dernière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison glissière est constituée par des cannelures longitudinales (25) de la surface interne (201) de la pièce tubulaire (20) qui coopèrent par concordance des formes avec des rainures axiales (15) correspondantes de la surface externe (16E) de la cage extérieure (16) du joint homocinétique (10). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les cannelures longitudinales (25) et les rainures axiales (15) correspondantes sont au nombre de six, réparties selon un pas angulaire constant. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les cannelures longitudinales (25) et les rainures axiales (15) correspondantes sont de section rectangulaire. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le joint homocinétique (10) de type joint fixe est un joint de type Rzeppa. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il constitue l'organe de liaison dit « joint coulissant » côté pont d'un demi-axe de transmission transversal d'un véhicule. 7. Véhicule, en particulier véhicule automobile, dans lequel les transmissions transversales présentent des joints homocinétiques coulissants côté pont et des joints homocinétiques fixes côté roue, caractérisé en ce que lesdits joints 3031557 8 homocinétiques coulissants côté pont sont conformes aux dispositifs de transmission homocinétique des revendications 1 à 5.