CH619521A5

CH619521A5 -

Info

Publication number: CH619521A5
Application number: CH209878A
Authority: CH
Inventors: Michel Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer Sa
Priority date: 1977-03-04
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1980-09-30
Also published as: RO79380A; AR215291A1; DD134133A5; US4175407A; SU704473A3; JPS605809B2; JPS53109058A; BR7801323A; CA1072761A; GB1597092A; FR2382614B1; ES467537A1; MX146659A; IT7867451A0; IT1111608B; PL205057A1; SE420640B; CS210671B2; SE7802412L; FR2382614A1

Description

La présente invention concerne un joint homocinétique tripode pour transmission, c'est-à-dire compenant une pièce en forme de tripode reliée à l'un de deux arbres respectivement menant et mené et munie de trois tourillons sur lesquels sont montés rotatifs et coulissants des galets sphériques reçus dans des chemins de roulement délimités dans une deuxième pièce reliée au deuxième arbre. On sait que parmi les joints homoci-nétiques, les joints de ce type présentent la particularité de ne pas comporter de dispositif de bissection de l'angle formé par les axes des deux arbres à relier, ce qui leur confère une grande simplicité de construction et une robustesse très appréciées, tant sur le plan de l'endurance que sur celui du coût de la production.

Pour réaliser avec de tels joints des angles de brisure entre les arbres dépassant 30°, on a fait appel jusqu'alors à une version dans laquelle le tripode est entraîné par les extrémités de ses tourillons, fixés à l'intérieur d'une pièce en forme de bol, solidaire elle-même de l'arbre associé. L'autre pièce ou tulipe portant les chemins de roulement et solidaire de l'autre arbre, est alors reçue à l'intérieur de ce bol. Du fait de cet agencement relatif de la tulipe à l'intérieur du bol, on est conduit à donner à ce dernier un diamètre extérieur nettement supérieur au diamètre de la tulipe, afin d'éviter les interférences entre ces deux pièces lors du débattement sous grand angle. Par ailleurs, la valeur importante de ce dernier oblige à pratiquer dans la tulipe des encoches profondes qui affaiblissent considérablement sa résistance et réduisent le couple transmissible. Par ailleurs, on est obligé de limiter le diamètre des galets pour ne pas augmenter la largeur des encoches et ne pas affaiblir davantage la résistance de la tulipe. Il en résulte que la capacité d'un tel joint est nettement plus faible, pour un encombrement extérieur donné, que celles des joints tripodes à petit angle de brisure et dont le tripode est entraîné par un arbre fixé intérieurement dans son moyeu.

Le but de cette invention est en conséquence de réaliser un joint tripode pouvant fonctionner sous un angle de travail ou de brisure important et dont la capacité, à encombrement égal, soit nettement accrue par rapport à celle des joints utilisés habituellement pour les mêmes applications.

Selon l'invention, ce résultat est atteint dans un joint homocinétique tel qu'il est défini par la revendication indépendante.

Suivant des modes de réalisation,

- dans chacune des trois zones séparant les trois chemins de roulement, la pièce délimitant les chemins de roulement comporte le long de son bord libre trois pans coupés dirigés obliquement vers l'intérieur de la pièce.

- les galets ont un diamètre important et les groupes adjacentes appartenent à deux chemins de roulement consécutifs sont presque sécantes.

- le tripode est relié à son arbre associé par un accouplement auxiliaire autorisant un angle de débattement relativement faible entre l'axe du tripode et l'axe de l'arbre, l'arbre et la pièce délimitant les chemins de roulement comportant des moyens complémentaires de centrage et de retenue axiale.

L'invention va d'ailleurs être décrite plus en détail ci-dessous en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel:

- la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un joint suivant l'invention;

- la fig. 2 est une vue en bout de la pièce délimitant les chemins de roulement;

- la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1, de l'un des éléments du joint;

- la fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation plus élaboré;

- la fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 4; et

- la fig. 6 est une vue analogue à celle de la fig. 4 du joint fonctionnant sous son angle de brisure maximal.

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On va tout d'abord se référer aux figures 1 à 3 pour décrire un premier mode de réalisation d'un joint homocinétique tripode suivant l'invention.

Ce joint est destiné à relier entre eux deux arbres 1, 2 l'un menant, l'autre mené. Le premier, d'axe X-X constitue un tripode et porte à une extrémité trois tourillons 10 dont les axes sont disposés à 120° l'un par rapport à l'autre et sont contenus dans un même plan radial perpendiculaire à l'axe de l'arbre. Sur chacun de ces tourillons est monté un galet sphé-rique 11 dont le diamètre d est relativement important, par rapport à sa hauteur h et par rapport à la distance r de son centre à l'axe de l'arbre 1.

L'arbre 2 d'axe Y-Y est solidaire d'un fût ou d'une coquille 20, dans lequel sont délimités des chemins de roulement 21 pour les galets. Les chemins de roulement ont une forme à peu près torique et sont formés chacun d'une paire de gorges à section circulaire dont la ligne moyenne est un arc de cercle 22 centré de préférence au voisinage de l'axe de l'arbre 2.

Dans le mode de réalisation choisi, le fût est réalisé par formage à partir d'une ébauche emboutie et conformé de façon à délimiter les chemins de roulement, l'enveloppe de sa surface extérieure 23 étant dans l'ensemble sphérique, ce qui donne un encombrement particulièrement faible. On peut voir par ailleurs en examinant la fig. 2 que les chemins de roulement sont tels que les gorges 24, 25 de deux chemins de roulement adjacents sont presque sécantes, le long de leurs bords internes, sans que la résistance du fût en soit pour autant affectée étant donné que des zones de liaison ou de pontage 26 existent entre les deux gorges ou pistes d'un même chemin de roulement.

Dans les zones séparant deux chemins de roulement adjacents, et le long du bord libre 27 du fût sont prévus des pans coupés ou zones chanfreinées que l'on aperçoit en 28 sur les fig. 1 et 2. Cette forme particulière résulte du fait que la ligne de contact des galets sphériques 11 contre les chemins de roulement toriques 21 est contenue dans un plan P passant par les centres du galet et du tore; il en résulte que la rive du chemin de roulement coupe la ligne moyenne 22 du chemin de roulement sous un angle de 90° et l'axe Y-Y du fût sous un angle de l'ordre de 45°. Ceci constitue un dégagement intéressant pour éviter une interférence avec la zone 12 de l'arbre 1 en cas de brisure du joint en sens inverse de celui représente fig. 1.

Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, dans la zone 13 de l'arbre 1 proche des tourillons 10, cet arbre a une forme qui correspond à l'enveloppe du bord libre 27 du fût, lorsque le joint fonctionne sous son angle de brisure maximal, comme représenté sur la figure 1. Ceci donne à l'arbre une forme en section à peu près triangulaire dont les sommets (fig. 3) sont arrondis et l'on remarquera que les trois axes de symétrie de ce triangle sont parallèles aux axes de tourillons 11. Chaque méplat ou évidement 14 correspondant à l'un des côtés du triangle a lui-même de préférence un contour en forme de triangle curviligne de profondeur variable. En fait, cette zone 13 de l'arbre 1 constitue en partie l'enveloppe des pans coupés 28 du fût et la conjugaison de ces formes a pour effet d'augmenter l'angle de brisure de joint, sans pour autant nuire de façon sensible à la résistance de l'arbre.

Un tel joint peut fonctionner sous un angle de brisure maximal de l'ordre de 42°, avec une capacité particulièrement élevée. Un exemple illustratif en sera donné ci-dessous.

L'arbre 1 et le fût 20 comportent par ailleurs des gorges 15, 29, destinées au montage d'un soufflet d'étanchéité en élasto-mère non représenté, constituant une enceinte étanche pour le mécanisme et retenant le lubrifiant.

Les galets 11 ont été représentés montés par des portées lisses sur leurs tourillons 10. Ils peuvent bien entendu être munis d'aiguilles de façon à améliorer le rendement mécanique et diminuer réchauffement dans le joint. Les aiguilles peuvent alors être retenues sur le tourillon par une rondelle elle-même fixée par une vis, ou tout autre moyen équivalent connu.

Sur les figures 4, 5 et 6 a été représenté un deuxième mode de réalisation d'un tel joint, plus élaboré et permettant d'obentir un angle de brisure accru. Ce joint comporte un premier arbre 30 portant à son extrémité un épanouissement 31 délimitant d'une part, une denture interne 32 et d'autre part, un bol 33 dont la surface interne 33a a une forme sphérique. Le tripode proprement dit 34 est distinct de cet arbre et comprend un tronçon d'arbre 35 délimitant à une extrémité une denture 36 en prise avec la denture 32 de l'arbre 30, et à l'extrémité opposée, trois tourillons 37 sur lesquels sont montés des galets sphériques 38. Les dentures 32 et 36 sont légèrement détalonnées pour constituer un accouplement permettant une transmission du couple sous de petits angles entre les axes X-X et Z-Z de l'arbre principal 30 et de l'arbre 35 du tripode. Le tripode est retenu axialement par rapport à son arbre par une rondelle d'appui 39 maintenue par un jonc élastique 40 et il est par ailleurs en appui contre le fond du logement par une portée à peu près sphérique 41. Les surfaces complémentaires 39a et 42 de la rondelle 39 et du tripode sont également de préférence sphériques.

Le deuxième arbre 50 qui est ici tabulaire, porte un fût 51 délimitant trois chemins de roulement 52 de forme torique comme dans le premier mode de réalisation dans lesquels sont reçus les galets. Ce fût a une surface extérieure 51a de forme sphérique et il est reçu dans le bol 33, de façon à assurer un centrage parfait du joint. Le long du bord libre 53 du fût 51, dans les zones intermédiaires entre deux pistes adjacentes, sont formés des pans coupés 54 orientés à peu près à 45° par rapport à l'axe Y-Y de l'arbre 50.

Comme dans le mode de réalisation précédent, dans une zone 43, le tronçon d'arbre portant le tripode est conformé de façon à consituer l'enveloppe du bord libre 53 du fût, lorsque le joint fonctionne sous angle maximal, ce tronçon d'arbre présentant donc également dans cette zone une section de forme à peu près triangulaire.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation est le suivant: sous angle de brisure maximal, l'axe Y-Y de l'arbre 50 forme par rapport à l'axe Z-Z de l'arbre 35 du tripode un angle A pouvant atteindre 41 ou 42°, tandis que l'axe Z-Z forme lui-même par rapport à l'axe X-X de l'arbre 30 un angle B qui peut être de l'ordre de 5°. L'angle maximal de travail C du joint correspond alors à la somme des angles A et B et peut donc atteindre ou même dépasser légèrement 46°.

Dans les deux modes de réalisation qui ont été décrits, le joint présente un encombrement particulièrement faible, et une capacité élevée. On peut illustrer cette capacité par le calcul suivant: si la capacité d'un joint est calculée suivant la formule: C = p.d.h.r.n., où:

— p: pression moyenne admissible sur la surface projétée du galet pour les aciers couramment utilisés dans la fabrication des corps roulants;

- d: diamètre des galets:

- h: hauteur du galet ou de la zone sphérique utile;

- r: distance du centre du galet à l'axe du joint;

n = nombre de galets,

dans un joint grand angle de conception classique tel que défini en tête du présent mémoire et présentant un encombrement donné on obtient C = 20.700 p, pour un angle de brisure maximal de 43°.

A encombrement égal, un joint suivant le mode de réalisation des figures 1 à 3, pouvant fonctionner sous un angle de brisure maximal à peu près équivalent (42°) a une capacité

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C = 54.400 p. tandis qu'un joint réalisé conformément aux figures 4 à 6 présente une capacité de 41.600 p, mais avec un angle de brisure très supérieur (46°).

Dans les deux cas, le résultat recherché est donc atteint de façon spectaculaire, et, ce sans complication particulière ni augmentation des coûts.

Il est bon de préciser que les pans coupés prévus au niveau du bord libre de la pièce délimitant les chemins de roulement peuvent être à peu près plans ou présenter, de préférence, une forme légèrement concave. De même, les méplats de l'arbre solidaire du tripode, qui en constituent l'enveloppe peuvent s présenter une forme complexe, concave, convexe ou même à double courbure, ce qui ne présente pas d'inconvénient si cette forme leur est donnée par formage à froid.

B

2 feuilles dessins

Claims

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2

REVENDICATIONS

1. Joint homocinétique pour transmission, comprenant une pièce en forme de tripode reliée à l'un de deux arbres respectivement menant et mené et munie de trois tourillons sur lesquels sont montés rotatifs et coulissants des galets sphériques reçus dans des chemins de roulement délimités dans une deuxième pièce reliée au deuxième arbre et formés d'une paire de gorges à section circulaire, dont la ligne moyenne est un arc de cercle centré au voisinage de l'axe du deuxième arbre, caractérisé en ce que la pièce en forme de tripode est solidaire d'un tronçon d'arbre (1; 35) qui présente dans une zone (13; 43) proche du tripode une section transversale à peu près triangulaire constituant approximativement l'enveloppe du bord libre (27; 53) de la deuxième pièce (20; 51) portant les chemins de roulement, lorsque le joint fonctionne sous un angle proche de son angle maximal.
2. Joint homocinétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans les trois zones séparant les trois chemins de roulement, la pièce (20; 51) délimitant ces chemins de roulement comporte le long de son bord libre trois pans coupés (28; 54) dirigés obliquement vers le centre du joint.
3. Joint homocinétique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les pans coupés (28; 54) sont orientés à peu près à 45°, par rapport à l'axe (Y-Y) de l'arbre associé (2; 50).
4. Joint homocinétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans la zone à peu près triangulaire (13; 43) le tronçon d'arbre solidaire du tripode comporte trois méplats ou évidements (14) dont le contour est à peu près triangulaire.
5. Joint homocinétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les galets ont un diamètre (d) plus grand que leur hauteur (h) et la distance (r) de leur centre à l'axe de l'arbre associé, et la deuxième pièce délimitant les chemins de roulement comporte des zones de liaison ou de pontage (26) entre les deux pistes d'un même chemin de roulement.
6. Joint homocinétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tripode (34) est relié à son arbre associé (30) par un accouplement auxiliaire (32, 36) autorisant un angle de débattement entre l'axe (Z-Z) du tripode et l'axe (X-X) de l'arbre, l'arbre (30) et la deuxième pièce (51) délimitant les chemins de roulement comportant des moyens complémentaires (33a, 5la) de centrage et de retenue axiale.
7. Joint homocinétique suivant la revendication 6,

caractérisé en ce que l'accouplement auxiliaire comprend deux dentures en prise (32, 36) détalonnées de façon à pouvoir fonctionner sous un certain angle.
8. Joint homocinétique suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le tripode (34) est retenu axialement par rapport à son arbre par une rondelle d'appui (39) maintenue par un jonc élastique (40) et il est par ailleurs en appui contre le fond du logement par une portée à peu près sphérique.
9. Joint homocinétique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les surfaces complémentaires (39a et 42) de la rondelle (39) et du tripode sont également sphériques.
10. Joint homocinétique suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de centrage comprennent deux portées sphériques complémentaires (33a, 5la) formant rotule et, solidaires respectivement des deux arbres (30, 50) à relier.