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La présente invention a pour objet un joint uni- versel destiné à transmettre le mouvement de rotation de deux arbres dont les axes se coupent sous des angles variables. Elle se rapporte plus particulièrement à un type de joint dit homocinétique, c'est à dire où la vitesse angulaire de l'arbre mené est à chaque instant égale à celle de l'arbre moteur.
Il est connu de réaliser de tels joints au moyen d'articulations mobiles comportant des rotules de manière à maintenir le système de liaison dans un plan de sy- métrie par rapport aux axes des arbres. Cependant leur réalisation, outre les difficultés d'éxécution des ro- tules, nécessite généralement une localisation géométri- que des deux arbres par des paliers extérieurs, surtout lorsque le couple à transmettre est important et que l'angle formé par les deux arbres est grand.
La présente invention a pour but de simplifier la réalisation pratique de ce genre de Mécanismes et
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de permettre la construction d'un joint dit "libre", c'est à dire où l'un des arbres reste lié à l'autre. quelle que soit leur position angulaire respective, sans support ou rotule extérieurs et ce Même pour la transmission de couples iwportants et pour des angles atteignant ou dépassant 46' .Le mécanisme réalisé sui- vant l'invention est rigoureusement homocinétique et ne provoque aucun mouvement axial des arbres.
Le joint se compose principalement de deux étriers articulés de façon à former une charnière, sur ou dans lesquels vient s'emboîter l'extrémité des arbres de telle sorte qus les étriers peuvent se mouvoir dans le plan de leur axe d'articulation. Ce mouvement est guidé à la fois pour chaque étrier par un secteur circulaire et un pivot solidaires de l'arbre correspondant de ma- nière à ce que tout mouvement d'inclinaison d'un des arbres par rapport à l'autre oblige l'axe de la char- nière à se mouvoir dans le plan bissecteur passant par le point d'intersection des axes des deux arbres.
Dans une disposition particulièrement avantageuse le pivotement de l'étrier sur l'arbre est matérialisé par la forme circulaire de l'extrémité de l'arbre, ce dernier formant alors une palette qui non seulement centre l'étrier par rapport à l'axe de l'arbre mais facilite aussi la transmission radiale du couple en présentant une large surface d'entraînement. Pour sim- plifier l'éxécution le secteur circulaire en bout de l'arbre peut faire corps avec la palette et l'étrier est en deux pièces pour faciliter l'assemblage.
Dans d'autres formes d'éxécution le secteur cir- culaire peut être rapporté et localisé par le pivot d'étrier lui-même.
Une autre particularité d'exécution conaiate à intercaler entre le secteur circulaire et l'étrier un coulisseau destiné à répartir le contact entre ces
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deux pièces sur une surface. Le pivot ,peut également
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comporter deux fae;a -l'aies pour am,é.l i t),r1I' s.a. ,p.o.r, t é e. et assurer e art aneasz 4,euips Il.0. 'ecai.sa.tioa. *du p.i v o t .
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La figure @ représente en élévation et en coupe un genre de réalisation du joint suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe suivant l'axe A-A' de la figure 1 et la figure 3 est une coupe suivant l'axe B-B' de la même figure 1.
La figure 4 montre le joint lorqque les deux arbres ont pris une inclinaison relative et la figure 5 montre pour la même position des arbres le joint après rotation d'un quart de tour par rapport à la position représentée par la figure 4.
La figure 6 est une variante d'éxécution où l'ex- trémité des arbres est façonnée de manière à assurer elle-même le pivotement et le coulissement-des étriers et comporte en même temps les secteurs circulaires de centrage. Les figures 7 et 8 sont respectivement des coupes suivant les axes C-C' et D-D' de la figure 6.
Les figures 9 et 10 montrent en demi-coupe et demi-vue un genre d'éxécution où le secteur circulaire est localise par le pivot-guide.
Les figures 11 et 12 représentent de la même manière une réalisation comportant un coulisseau et un pivot localisé.
Dans les différentes figures les mêmes notations de référence désignent des éléments fonctionnellement semblables.
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Dans le joint universel réalisé suivant l'inven- tion, deux étriers 1 et l' sont articulés l'un par rapport à l'autre de manière à former une charnière.
Les faces internes 2 des étriers sont parallèles et équidistanes de l'axe de la charnière. Un genre d'éxé- cution avantageux mais non exclusif, représenté sur les dessine accompagnant le présent mémoire, consiste à rendre les étriers identiques, chacun comportant un pivot 3 et un coussinet 4, ce dernier pouvant être constitué par exemple par un mé-tal, un matériau synthé- tique ou un roulement. En disposant ces étrieurs de fa- çon symétrique le pivot de l'un tourne dans le coussinet de l'autre,. leur localisation étant assurée d'une ma- nière classique, par exemple par une rondelle 5 et une goupille 6.
Dams le mode de réalisation représenté par les figures 1 à 5, 'les deux arbres 7 et 7' qui sont à accou- pler par le joint ont à leur extrémité une bride 8 sur laquelle vient se fixer par les vis 9 une chape 10.
Cette chape 10 a'emboite sur l'étrier 1(il) de manière à permettre le mouvement de l'étrier seulement dans un plan passant par l'axe X-Y de la charnière. Chaque cha- pe 10 comporte un secteur circulaire 11 aur lequel vient n'appuyer la face interne 2 de l'étrier correspondant et dont le rayon est égal à la distance de la face 2 à l'axe X-Y de la charnière. Ces secteurs 11 ont un centre commun qui coïncide avec l'intersection 0 des axes des deux arbres dont les chapes 10 sont solidaires.
La localisation du centre des secteurs 11 est obtenue soit par une bille 12 comme représenté, soit par tout autre moyen connu tel que par exemple les paliers supportant les arbres7 et 7'. De cette façon quelle que soit la position de la charnière par rapport aux deux arbres,l'axe X-Y de la charnière passera obli- gatoirement par le point d'intersection 0.
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Dans chaque chape 10 est logé un pivot 13 situé sur l'axe des arbres en des points M et N équidistants de 0 et qui passent par deux trous oblongs 14 pratiqués dans chacun des étriers 1 et 1. Ces deux trous 14 ont leur grand axe sur la ligne M-N perpendiculaire à l'axe X-Y et permettent le coulissement des étriers le long de cette ligne tout en autorisant le pivotement de l'étrier autour du pivot 13.
Le joint fonctionne comme suit @
Le mouvement rotatif est transmis d'un arbre à l'autre par l'intermédiaire de la charnière formée par les étriers 1 et 1'; la liaison entre arbres 7(7') et étriers 1(1') se fait parles pivots 13 et par les flancs des chapes 10 qui emboîtent les étriers.
Lorsque l'axe d'un arbre forme un angle avec l'autre, le déplacement angulaire des pivots 13 entraine l'inclinaison de l'ensemble de la charnière suivant la nouvelle orientation de la ligne M-N. Dans cette posi- tion, représentée par la figure 4, la distance séparant M de N est plus petite que dans la position représentée par la figure 1 mais ce raccourcissement a été rendu possible par le coulissement le long de l'axe M-N des trous 14 des étriers sur les pivots 13.
Or M-N est perpendiculaire par construction à l'axe X-Y ; d'autre part les secteurs circulaires 11 ont centré le mouvement de la charnière par rapport au point d'intersection 0 des deux arbres, et comme l'axe X-Y passant par le som- met 0 du triangle M-O-N est perpendiculaire à la base MN l'axe X-Y est la bissectrice de l'angle MON formé par les axes des arbres. Si dans cette même position angu- laire on imprime un mouvement de rotation à l'un des arbres, l'axe X-Y se déplacera autour du point 0 dans un plan bissecteur de l'angle MON parce que à tout moment un point quelconque de l'axe X-Y formera avec les points M et N un triangle isocèle.
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M en découle que la liaison cinématique du sys- tème, @es pivots 3, se déplace dans un plan de symétrie des deux arbres et que par conséquent la vitesse angu- laire de chaque arbre est identique à tout moment, quelle que soit la position spatiale du système, et que le joint est homocinétique. De plus comme les distances Me et -ON restent invariables aucun des arbres n'est soumis à un mouvement axial.
La figure 5 représente le joint en vue'en plan correspondant à une rotation d'un quart de tour par rapport à la position occupée dans la figure 4 pour une même inclinaison des arbres 7 et 7'.
Dans une réalisation représentée par la figure 6 les secteurs circulaires 11 font corps avec l'extrémité des arbres; celle-ci est élargie de façon à former une palette 15 qui s'emboite dans l'étrier correspondant et notamment dans une gorge rectangulaire 16 pratiquée dans l'étrier. L'étrier est alors en deux pièces dont une constitue l'étrier 1(1') avec son pivot 3 et son coussinet 4 tandis que l'autre est un couvercle 17 fixé sur l'étrier I(1') par des boulons 18 et destiné à maintenir 11 étrier sur la palette 15 (figure 7).
La palette comporte deux surfaces circulaires 19 ayant leur centre en M, respectivement N. La largeur de la gorge 16 est égale au diamètre de la partie circulaire 19 de la palette et ses faces sont perpendiculaires à l'axe X-Y de la charnière. Ainsi l'étrier 1(1') peut coulisser et pivoter par rapport au centre M(N) comme décrit ci-dessus. Cette réalisation, outre sa simplicité, pré- sente l'avantage de répartir sur une surface plus grande et à bras de levier plus grand les efforts résultant du couple à transmettre entre les arbres 7 et 7' et les étriers 1 et l'. La forme transversale de l'extrémi- té des arbres, particulière à cette réalisation est re- présentée en coupe par la figure 8.
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Une variante de réalisation consiste à façonner l'extrémité des arbres 7 et 7' pour former une chape 20 qui s'emboîte sur l'étrier 1(1') ainsi que le montrent les figures 9 et 10. Le secteur circulaire 11 est pro- longé par deux oreilles 21 de façon à former également une chape qui se superpose à celle de l'arbre. Les deux cotés de la chape 20 ont une gorge circulaire 22 corres- pondante à la courbure du secteur circulaire 11 qui vient s'y appliquer; le pivot 13 traverse la chape 20 et les oreilles 21 du secteur circulaire 11 et solida- riser ainsi ce dernier de l'arbre. Le fonctionnement cinématique est identique à celui du joint représenté par les figures 1 à 5.
Une autre variante d'exécution consiste à inter- poser un coulisseau 23 entre le secteur circulaire 11 et la face interne 2 de l'étrier l(l')(voir figures 11 et 12). Ce coulisseau 23 a pour but de remplacer la ligne de contact existante entre secteur 11 et face .2 et qui se déplace le long de cette face 2 lorsque les axes des arbres s'inclinent l'un par rapport à l'autre, par des surfaces de contact diminuant les pressions ,unitaires axiales. Ce coulisseau 23 peut être avanta- geusement réalisé dans un matériau favorable au frot- tement.
Plus particulièrement il permet de remplacer le trou oblong 14 par une rainure 24 ouverte du côté de la face d'appui 2 et de prévoir dans le pivot 13 deux faces plates 25 qui permettent au pivot 13 de s'en- gager dans cette rainure 24 de manière à ce que le cou- lissement de l'étrier sur le pivot 13 se fasse le long d'une surface.
Cette disposition a en outre l'avantage de localiser axialement le pivot 13;
L'invention ne se limite nullement aux formes d'éxécution représentées et permet des variantes dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments de ce mécanisme pour autant que ces
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variantes d'éxécution ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes @
REVENDICATIONS
1.- Joint universel comportant deux étriers formant charnière sur ou dans chacun desquels s'emboîte l'extrémité des arbres de transmission caractérisé en ce que deux secteurs circulaires solidaires chacun de l'arbre correspondant et ayant leur centre commun . au point d'intersection des axes ds arbres,
centrent l'axe de la charnière de manière à ce qu'il passe par ce point d'intersection.