<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS DE TRANSMISSION DITS A CARDAN.
La présente invention a trait à des perfectionnements apportés aux transmissions dites à cardan qui sont utilisées de préférence dans les camions,automobiles, motocyclettes et autres machines ou véhicules de de genre.
Les transmissions ou les suspensions à cardan utilisées aujourd'hui diffèrent les unes des autres quant à la forme et à la constitution extérieure, bien que l'on puisse dire qu'elles s'appuient toutes sur un même principe mécanique. Les joints de cardan sont essentiellement formés ' par une pièce qui s'accouple à l'essieu moteur, une deuxième pièce qui s'accouple à l'essieu mené et une troisième pièce, intermédiaire, composée de quatre bras ou supports, semblable à une croix, avec deux de ses bras opposés articulés, au moyen de tourillons cylindriques, à la pièce motrice, tandis que les deux autres bras sont articulés à la pièce menée, de façon semblable, soit au moyen de tourillons cylindriques.
En raison du fait que les suspensions à cardan servent, entre autres, à transmettre les mouvements de pivotement d'un essieu moteur à un autre essieu, mené, ces-deux essieux étant, en règle générale, légèrement inclinés l'un par rapport à l'autre, la pièce intermédiaire, en forme de croix qui est articulée aux deux pièces précitées, c'est-à-dire à la pièce motrice et à la pièce menée, est soumise à une série d'efforts dont il convient de tenir compte. Pour garantir la différence d'inclinaison qui existe entre l'essieu moteur et l'essieu menéß tous deux accouplés au joint de cardan, il est nécessaire que la pièce intermédiaire de liaison, en forme de croix, tourne sur ses tourillons cylindriques pour que, à tout moment, puisse exister le degré d'inclinaison entre l'essieu moteur et l'essieu mené.
D'autre part, comme il est nécessaire de transmettre un effort déterminé de l'essieu moteur à l'essieu mené et que la liaison entre la pièce conductrice et la pièce menée s'obtient par les tourillons cylindriques de l'orga-
<Desc/Clms Page number 2>
ne intermédiaire en forme de croix, tout l'effort transmis reste concentré aux quatre points d'articulation intérmédiaires, soit, en fait, sur les quatre superficies des tourillons cylindriques de la pièce intermédiaire.
Par conséquent, on comprendra que, lors du fonctionnement de la transmission à cardan, les tourillons cylindriques sont soumis à deux catégories d'efforts, qui donnent lieu à deux détériorations de type différent. La première détérioration provient des mouvements de rotation partiels et alternatifsque subissent les tourillons cylindriques de l'organe en forme de croix lorsqu' il a à s'adapter, au cours de chaque rotation, à la différence d'inclinaison existant entre l'essieu moteur et l'essieu mené.
La seconde cause de détérioration provient de la force transmise par les tourillons cylindriques grâce auxquels peut tourner la pièce menée, participant au mouvement de ro- tation communiqué par la pièce motrice. Du fait de l'existence de ces deux efforts et détériorations, de même que du fait que les vitesses transmises sont, en règle générale, variables, on comprendra qu'un petit jeu quelconque entre les tourillons cylindriques et leurs coussinets respectifs se traduira par une série de chocs ou de coups qui affecteront tant les tourillons proprement dits que leurs coussinets respectifs, solidaires des pièces motrice e,t menée.
De tout ceci, il ressort que les transmissions à cardan actuelles présentent, entre autres, les principaux défauts suivants :
1 - les tourillons cylindriques de la pièce intermédiaire se détériorent rapidement, détérioration qui est suivie de celle des coussinets solidaires des piècesconductrice et menée.
2 - quand la détérioration susmentionnée prend une proportion telle qu'elle rende totalement impossible le fonctionnement efficient du joint de cardan, il est nécessaire de remplacer tout le joint ou toute la transmission avec ses tiois pièces principales, c'est-à-dire qu'il est nécessaire de remplacer la pièce motrice, la pièce intermédiaire en forme de croix avec ses quatre tourillons cylindriques, et la pièce menée, puisque la détériotation les atteint toutes.
Les désavantages qui viennent d'être cités ent une grande importance, tant en ce qui concerne le bon fonctionnement du joint qu'en ce qui concerne la dépense élevée à laquelle donne lieu le remplacement fréquent d'un dispositif aussi essentiel que l'est une transmission à cardan.
Les perfectionnements faisant l'objet de la présente invent ion tendent à réduire les féfauts antérieurs, en augmentant la durée de vie de la transmission, ce que l'on obtient en corrigeant les défauts auxquels donne lieu l'emploi des tourillons cylindriques dans la pièce intermédiaire de liaison, c'est-à-dire en évitant l'utilisation de coussinets cylindriques solidaires des pièces motrice et menée respectives. En procédait de cette façon, on diminue la détérioration des différentes superficies qui transmettent les efforts de l'essieu moteur à l'essieu mené, ce qui contribue à accroître la durée de vie de ces transmissions.
Un autre avantage est que, ' une fois les paliers et coussinets détériorés, on peut obtenir une transmission neuve en ne remplaçant que la pièce intermédiaire ou l'une de ses parties, sans,qu'il soit nécessaire de remplacer l'ensemble de la transmission ou de ses trois pièces principales. Ceci constitue un avantage au point de vue économique, dont il y a lieu de tenir particulièrement compte vu. le prix élevé d'une transmission à cardan complète, par rapport au prix minime de la pièce de transmission intermédiaire, étant à noter que le remplacement peut ne porter que sur une partie de ladite pièce de transmission intermédiaire et s'effectuer d'une manière rapide, commode et très sûre.
Pour faciliter la compréhension de la présente invention, il est annexé à cette description un dessin schématique montrant l'une des for- mes de réalisation d'une transmission perfectionnée; il est bien entendu que cette réalisation est donnée à titre d'exemple et nullement dans une intention de limitation, puiqu'il peut exister de nombreuses variantes d'exécution, s'appuyant sur le principe de ce brevet.
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 1 montre une vue schématique verticale d'une transmis- sion à cardan perfectionnée selon la présente invention.
La figure 2 montre une vue en plan de la même transmission.
La figure 3 est une vue en plan de l'un des modes de réalisa- tion de;la pièce intermédiaire utilisée comme moyen de liaison entre la piè- ce motrice et la pièce menée, cette vue montrant les quatre bras ou supports que comprend ladite pièce intermédiaire.
La figure 4 montre un détail de l'un des modes de réalisation de l'articulation sphérique de l'extrémité de l'un des bras de ha pièce in- termédiaire,en relation avec le palier sur lequel s'appuie ladite extré- mité sphérique.
La transmission comprend une pièce motrice 10 (figures 1 et 2), qui présente un orifice central 11, pour son accouplementà l'essieu moteur.
Cette pièce 10 est pourvue, à ses extrémités, de deux pièces porte-coussinet spéciales 12 et 13, dont la structure sera détaillée plus loin. Vis-à-vis de la pièce 10, il existe une autre pièce 14, semblable à, la première, pré- sentant un orifice central 15 destiné à son accouplement à l'essieu mené.
Cette pièce menée 14 est pourvue de deux pièces porte-coussinet 16 et 17, de même type que les pièces 12 et 13 précitées. Entre les pièces 10 et 14, il est prévu une pièce intermédiaire 18, laquelle (figures 1, 2 et 3) pré- sente quatre bras ou supports 19, 20, 21 et 22, disposés en croix. Deux des quatre bras de la pièce intermédiaire 18 (les bras 21 et 22) sont ar- ticulés à la pièce motrice 10, tandis que les deux autres (les bras 19 et 20) sont montés sur la pièce 14. Les bras 19, 20, 21, et 22 se terminent par des surfaces sphériques d'appui (191, 20 le 211 et 221), en forme de bille ou de rotule.
Les rotules précitées (191, 201, 211, et 221) s'introduisent à l'intérieur despièces 12,13 et 16, 17, Suivant le dessin ci-annexé, la bille d'extrémité 191 du bras 19 s'introduit dans la pièce de palier 16 appartenant à la pièce menée 14. La rotule 201, appartenant au bras 20, op- sé au bras 19, s'introduit dans la pièce de palier 17. De même, les billes ou rotules d'extrémité 211 et 221 sont respectivement montées dans les piè- ces de, palier 12 et 13 appartenant à la pièce motrice 10.
Les rotules d'extrémité 191, 20 le 211 et 221 (dont l'une quel- conque est représentée à la figure 4), prennent appui sur leurs demi-coussi- nets respectifs23 et 24, lesquels sont montés à l'intérieur,de l'une des pièces de palier 16, 17, 12, 13, de telle manière que chaque rotule (191, 201, 211 ou 221) reste placée entre 23 et 24. Le demi-coussinet sphérique supérieur 24 peut s'assujettir plus ou moins rigidement par rapport à la pièce de palier 16, 17, 12 ou 13. Il peut être avantag3ux d'employer un ressort 26 (figure 4) tendant à compenser les détériorations des demi-cous- sinets 23 et 24 et de la rotule montée entre eux.
Dans ce dernier cas, l'une des extrémités du ressort 26 s'appuie sur 24, tandis que l'autre extrémité s'appuie sur une pièce ou bouchon 25, vissé ou fixé à la partie. supérieure de la pièce de palier correspondante (16, 17), 12 ou 13).
Pour donner passage à la partie d'extrémité du bras (19, 20, 21 ou 22) qui supporte'la rotule d'extrémité (191,201, 211 ou 221), la pièce de palier (16, 17, 12 ou 13) présente une rainure 27, sans laquelle la rotule ne pourrait s'introduire dans la pièce de palier correspondante.
Les.demi-coussinets sphériques 23 et 24 présentent, de même, des entailles ou évidements situés dans la partie la plus proche du bras supportant la rotule. De cette manière, les demi-coussinets 23 et 24 ne s'appuient que sur la surface de la rotule ou bille, sans pouvoir toucher le bras qui la supporte.
Il n'y a, comme il est logique, pas de différence appréciable entre la pièce motrice et la pièce menée. Par conséquent, au lieu de consi-
<Desc/Clms Page number 4>
dérer la pièce 10 comme pièce motriceet laptècel4 comme pièce menée,on pourrait faire l'inverse, c'est-à-dire considérer la pièce 14 comme pièce motrice et la pièce 10 comme pièce menée.
La forme extérieure des pièces 10, 14 et 18 est très variable. Les bras 19, 20, 21 et 22 peuvent être solidaires de la pièce intermédiaire 18 ou peuvent être vissés ou unis à ladite pièce de telle manière qu'il soit possible de les monter ou de les iémonter pour leur remplacement individuel.
Les pièces de palier 16, 17, 12 et 13 peuvent être tubulaires, cylindriques, carrées ou avoir une forme variable, puisqu'elles servent uniquement à loger les demi-coussinets 23 et 24, qui sont les pièces entrant véritablement en contact avec les rotules ou billes 191, 20. le 211 ou 221.
Lorsqu'on adopte les perfectionnements faisant l'objet de la présente invention, on obtient les avantages suivants :
1 - on réduit la détérioration des surfaces de frottement des transmissions en remplaçant les tourillons cylindriques et leurs coussinets cylindriques correspondants par des rotules sphériques et des demi-coussinets sphériques, cet agencement de pièces étant utilisé comme moyen de liaison entre la pièce motrice et la pièce menée.
2 - les détériorations subies par les surfaces qui transmettent les mouvements de rotation de la pièce motrice à la pièce menée peuvent être compensées très facilement grâce à l'emploi de deux demi-coussinets sphériques.
3 - une fois que les rotules et leurs coussinets correspondants sont détériorés,il est possible de remplacer les demi-coussinets d'une manière indépendante, sans qu'il soit nécessaire de démonter les pièces motrice et menée.
4 - lorsque les bras de la pièce intermédiaire ne font pas corps avec celle-ci, soit qu'ils soient vissés ou autrement montés sur ladite pièce, il est possible, en cas de détérioration prononcée, de remplacer l'un quelconque des quatre bras sans qu'il soit nécessaire de remplacer la totalité de la pièce intermédiaire. Il en est de même des quatre paires de coussinets qui sont montées à l'intérieur des pièces de palier. Ces opérations peuvent se faire sans qu'il soit nécessaire de démonter les pièces motrice et menée.
Il va de soi que l'on pourrait introduire toute variante de détail estimée'nécessaire, pourvu qu'elle n'affecte pas le principe même de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1. Perfectionnements aux dispositifs de transmission dits à cardan caractérisés par l'association d'une pièce motrice, d'une pièce menée et d'une pièce intermédiaire, cette dernière étant reliée par deux points à la pièce motrice et par deux autres points à la pièce menée, ladite pièce intermédiaire ayant chacune de ses quatre extrémités de liaison formée par une partie d'appui sphérique, laquelle s'engage et prend appui dans l'un des quatre coussinets de type sphérique de la transmission, deux desdits coussinets étant montés sur la pièce motrice et les deux autres, sur la pièce menée..
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS TO TRANSMISSION DEVICES CALLED A CARDAN.
The present invention relates to improvements made to so-called cardan transmissions which are preferably used in trucks, automobiles, motorcycles and other such machines or vehicles.
The gimbal transmissions or suspensions used today differ from each other in shape and outward construction, although it can be said that they are all based on the same mechanical principle. Cardan joints are essentially formed by a part which mates to the driving axle, a second part which mates to the driven axle and a third part, intermediate, composed of four arms or supports, similar to a cross, with two of its opposite arms articulated, by means of cylindrical journals, to the driving part, while the other two arms are articulated to the driven part, in a similar way, either by means of cylindrical journals.
Due to the fact that cardanic suspensions serve, among other things, to transmit the pivoting movements of one driving axle to another driven axle, these two axles being, as a rule, slightly inclined with respect to each other. the other, the intermediate part, in the shape of a cross which is articulated to the two aforementioned parts, that is to say to the driving part and to the driven part, is subjected to a series of forces which must be kept account. To guarantee the difference in inclination which exists between the driving axle and the driven axle, both coupled to the universal joint, it is necessary that the intermediate connecting piece, in the shape of a cross, turns on its cylindrical journals so that, at any time, the degree of inclination between the driving axle and the driven axle may exist.
On the other hand, since it is necessary to transmit a determined force from the driving axle to the driven axle and the connection between the conductive part and the driven part is obtained by the cylindrical journals of the organ-
<Desc / Clms Page number 2>
Intermediate cross-shaped, all the transmitted force remains concentrated at the four intermediate articulation points, ie, in fact, on the four surfaces of the cylindrical journals of the intermediate part.
Consequently, it will be understood that, during the operation of the cardan transmission, the cylindrical journals are subjected to two categories of forces, which give rise to two deteriorations of different type. The first deterioration comes from the partial and reciprocating rotational movements that the cylindrical journals of the cross-shaped member undergo when they have to adapt, during each rotation, to the difference in inclination existing between the driving axle. and the driven axle.
The second cause of deterioration comes from the force transmitted by the cylindrical journals thanks to which the driven part can rotate, participating in the rotational movement communicated by the driving part. Due to the existence of these two forces and deteriorations, as well as the fact that the speeds transmitted are, as a general rule, variable, it will be understood that any small play between the cylindrical journals and their respective bearings will result in a series of shocks or blows which will affect both the journals themselves and their respective bearings, integral with the driving parts and driven.
From all this, it emerges that the current cardan drives have, among others, the following main faults:
1 - the cylindrical journals of the intermediate part deteriorate rapidly, deterioration which is followed by that of the bearings integral with the conductive and driven parts.
2 - when the aforementioned deterioration takes such a proportion as to make the efficient operation of the universal joint completely impossible, it is necessary to replace the entire joint or the whole transmission with its three main parts, that is to say 'it is necessary to replace the driving part, the cross-shaped intermediate part with its four cylindrical journals, and the driven part, since the deterioration affects them all.
The disadvantages which have just been cited are of great importance, both with regard to the good functioning of the seal and with regard to the high expense to which the frequent replacement of a device as essential as a cardan transmission.
The improvements which are the subject of the present invention tend to reduce the previous faults, by increasing the life of the transmission, which is obtained by correcting the faults to which the use of cylindrical journals gives rise in the part. intermediate connection, that is to say by avoiding the use of cylindrical bearings integral with the respective driving and driven parts. By proceeding in this way, the deterioration of the different surfaces which transmit the forces from the driving axle to the driven axle is reduced, which contributes to increasing the life of these transmissions.
Another advantage is that, once the bearings and bushings have deteriorated, a new transmission can be obtained by replacing only the intermediate part or one of its parts, without the need to replace the whole of the transmission. transmission or its three main parts. This constitutes an advantage from an economic point of view, of which it is necessary to take particular account given. the high price of a complete cardan transmission, compared to the minimal price of the intermediate transmission part, it being noted that the replacement may only relate to a part of said intermediate transmission part and be carried out in a manner fast, convenient and very safe.
To facilitate understanding of the present invention, appended to this description is a schematic drawing showing one embodiment of an improved transmission; it is understood that this embodiment is given by way of example and in no way with the intention of limitation, since there may exist numerous variant embodiments, based on the principle of this patent.
<Desc / Clms Page number 3>
Figure 1 shows a vertical schematic view of an improved cardan shaft transmission in accordance with the present invention.
Figure 2 shows a plan view of the same transmission.
FIG. 3 is a plan view of one of the embodiments of the intermediate part used as a connection means between the driving part and the driven part, this view showing the four arms or supports which the said part comprises. intermediate piece.
FIG. 4 shows a detail of one of the embodiments of the spherical articulation of the end of one of the arms of the intermediate part, in relation to the bearing on which said end rests. spherical.
The transmission comprises a driving part 10 (Figures 1 and 2), which has a central orifice 11, for its coupling to the driving axle.
This part 10 is provided, at its ends, with two special pad holder parts 12 and 13, the structure of which will be detailed below. Opposite part 10, there is another part 14, similar to the first, having a central orifice 15 intended for its coupling to the driven axle.
This driven part 14 is provided with two bearing pieces 16 and 17, of the same type as the aforementioned parts 12 and 13. Between the parts 10 and 14, an intermediate part 18 is provided, which (figures 1, 2 and 3) has four arms or supports 19, 20, 21 and 22, arranged in a cross. Two of the four arms of the intermediate piece 18 (the arms 21 and 22) are hinged to the drive piece 10, while the other two (the arms 19 and 20) are mounted on the piece 14. The arms 19, 20 , 21, and 22 end in spherical bearing surfaces (191, 20, 211 and 221), in the form of a ball or a ball joint.
The aforementioned ball joints (191, 201, 211, and 221) are introduced inside parts 12, 13 and 16, 17, According to the attached drawing, the end ball 191 of the arm 19 is introduced into the bearing part 16 belonging to the driven part 14. The ball 201, belonging to the arm 20, op- posed to the arm 19, is introduced into the bearing part 17. Likewise, the end balls or ball joints 211 and 221 are respectively mounted in the bearing parts 12 and 13 belonging to the driving part 10.
The end ball joints 191, 20, 211 and 221 (any one of which is shown in FIG. 4), rest on their respective half-cushions 23 and 24, which are mounted inside, of one of the bearing pieces 16, 17, 12, 13, so that each ball joint (191, 201, 211 or 221) remains placed between 23 and 24. The upper spherical half-shell 24 can be secured more or less rigidly with respect to the bearing part 16, 17, 12 or 13. It may be advantageous to use a spring 26 (figure 4) tending to compensate for the deterioration of the half-cushions 23 and 24 and of the mounted ball joint between them.
In the latter case, one of the ends of the spring 26 rests on 24, while the other end rests on a part or plug 25, screwed or fixed to the part. top of the corresponding bearing part (16, 17), 12 or 13).
To give passage to the end part of the arm (19, 20, 21 or 22) which supports the end ball joint (191,201, 211 or 221), the bearing part (16, 17, 12 or 13) has a groove 27, without which the ball could not be introduced into the corresponding bearing part.
Les.demi-spherical bearings 23 and 24 have, likewise, notches or recesses located in the part closest to the arm supporting the ball joint. In this way, the half-bearings 23 and 24 only rest on the surface of the patella or ball, without being able to touch the arm which supports it.
There is, as is logical, no appreciable difference between the driving part and the driven part. Therefore, instead of considering
<Desc / Clms Page number 4>
If part 10 is to be used as a driving part and laptècel4 as a driven part, we could do the opposite, that is to say, to consider part 14 as a driving part and part 10 as a driven part.
The outer shape of parts 10, 14 and 18 is very variable. The arms 19, 20, 21 and 22 can be integral with the intermediate part 18 or can be screwed or joined to said part in such a way that it is possible to mount or remove them for their individual replacement.
The bearing parts 16, 17, 12 and 13 can be tubular, cylindrical, square or have a variable shape, since they only serve to house the half-shells 23 and 24, which are the parts actually coming into contact with the ball joints. or balls 191, 20. the 211 or 221.
When adopting the improvements which are the subject of the present invention, the following advantages are obtained:
1 - the deterioration of the friction surfaces of the transmissions is reduced by replacing the cylindrical journals and their corresponding cylindrical bearings with spherical ball joints and spherical half-bearings, this arrangement of parts being used as a means of connection between the driving part and the part conducted.
2 - the deteriorations undergone by the surfaces which transmit the rotational movements of the driving part to the driven part can be compensated very easily by using two spherical half-bearings.
3 - once the ball joints and their corresponding bearings are damaged, it is possible to replace the half-bearings independently, without it being necessary to disassemble the driving and driven parts.
4 - when the arms of the intermediate piece are not integral with it, whether they are screwed or otherwise mounted on said piece, it is possible, in the event of pronounced deterioration, to replace any of the four arms without having to replace the entire intermediate part. The same is true of the four pairs of bearings which are mounted inside the bearing pieces. These operations can be done without it being necessary to disassemble the driving and driven parts.
It goes without saying that one could introduce any variant of detail deemed necessary, provided that it does not affect the very principle of the present invention.
CLAIMS.
1. Improvements to the so-called cardan transmission devices characterized by the association of a driving part, a driven part and an intermediate part, the latter being connected by two points to the driving part and by two other points to the driven part, said intermediate part having each of its four connecting ends formed by a spherical bearing part, which engages and bears in one of the four spherical type bearings of the transmission, two of said bearings being mounted on the driving part and the other two on the driven part.