FR2529278A3 - Joint homocinetique a engrenages - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST UN JOINT DE TRANSMISSION ENTRE DEUX ARBRES CONCOURANT. IL A POUR AVANTAGES DE PERMETTRE UN DEBATTEMENT ANGULAIRE DE 360 DEGRES, D'ETRE HOMOCINETIQUE ET DE TRANSMETTRE A L'ARBRE DE SORTIE UNIQUEMENT UN COUPLE SUIVANT SON AXE. LE MOUVEMENT RECU PAR L'ARBRE 1 EST TRANSMIS A L'ELEMENT 2 GRACE A UN COUPLE CONIQUE. CET ELEMENT QUI TOURBILLONNE SUR SON ARBRE COMPORTE UN PIGNON DROIT ENGRENANT DANS CELUI DE L'ELEMENT 2. PUIS LE MOUVEMENT EST TRANSMIS A L'ARBRE 1 GRACE A UN SECOND COUPLE CONIQUE. UNE DES PARTIES LATERALES DE CHAQUE CHAPE 3 ET 3 EST CONSTITUEE PAR UN SECTEUR DENTE AYANT UN ANGLE SUPERIEUR A 180 DEGRES ET QUI ENGRENE DANS CELUI DE L'AUTRE CHAPE. CE JOINT PEUT ETRE UTILISE SUR LES ENGINS DE TRAVAUX PUBLICS, LES MACHINES AGRICOLES, LES TELEMANIPULATEURS, LES ROBOTS INDUSTRIELS...

Description

La présente invention concerne un dispositif mécanique de la catégorie des joints homocinétiques. Elle perme la transmission d'une rotation entre deux arbres concourants -aisant entre eux un angle variable.

Les principaux systèmes actuels sont basés sur le principe du joint "Cardan" et sur celui du joint à galets (tripode) ou à billes.

Le joint "Cardan" est utilisable pour de petits angles entre les axes. Dès que ceux-ci augmentent, il n'y a plus homocinétie, les écarts de vitesse croissant avec l'angle.

Le joint "Hoocke", complexe parceque constitué par deux joints "Cardan" en série, est homocinétique ; mais lu aussi a un angle de débattement limité.

Les joints à billes ou à galets ont au mieux un angle de débattement de l'ordre de 50 degrés.

De plus, dans tous ces systèmes, il se crée au niveau des articulations des frottements provoquant des échauffe-ents et des pertes de rendements.

Un autre joint transmet le mouvement par un traia d'engrenages constitué de trois pignons coniques à angle droit montés en série. Les deux extremes sont fixés sur les arbres entrée et sortie, chaque arbre tourillonne dans son support articulé autour de l'axe du pignon intermédiaire. Ce joint a les inconvénients d'avoir un angle limité à environ 90 degrés et de ne pas conserver l'homocinetie des arbres pendant le mouvement de 1' ar- ticulation. De plus, les forces s'exercent sur l'articulation ne sont pas équilibrées, celle-ci est soumise à un couple qui tend à modifier l'angle des deux arbres.

Un système récent essaie de remédier à ces problèmes : le joint "Match" (marque déposée). I1 comporte trois tiges articulées en leur milieu dont les extrémités tourillonnent et coulis axent dans des logements usinés dans les extrémités des deux arbres. I1 est homocinétique et son angle peut atteindre 135 degrés. Mais il comporte des tiges qui travaillent en porte-à- faux et il est très largement hyperstatique, d'où une endurance réduite, un prix de revient élevé et un encombrement important.

La présente invention est un joint de transmission de mouvement entre deux arbres avec un rapport de vitesse constant et en particulier l'homocinétisme. La mobilité de l'articulation est de 360 degrés. L'arbre de sortie ntest sois qu'au couple suivant son axe -el que soit l'angle forné et la puissance transmise. Aucu- autre joint ne posséde de tels caractéristiques. Le mouvement est transmis de l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie par n train d'engrenages assurant rendement et fiabilité et pouvat s'adapter à toutes les demandes en couples et en vitesses de rotation.

Ce joint comporte deux couples coniques disposés symé triquement de part et d'autre du plan bissecteur, pour chaque couple, un des pignons est solidaire d'un arbre qui tourillonne dans un support articulé autour d'un axe, cet axe est paralléle au plan bissecteur et est port par un carter qui le solidarise avec 50 similaire par rapport à ce plan ; sur
: axe, le second pignon conique tourillonne, sa rotation est
ce a celle de son similaire appartenant au deuxième couple cubique de manière à e que ces deux pignons tournent en sens
erse avec un rapport de vitesses constant ; enfin, les mouvements des deux supports d'arbre sont liés de manière à ce que lur rotation se fasse en sens inverse et dans le même rapport que celui des deux pignons coniques ci-dessus.

Les deux couples toniques ayant leur disposition et leur mouvement symétrique -ar rapport au plan bissecteur, lors de la transmission d'un -ouvement entre les deux arbres, chaque manchon d'arbre est soumis a un couple de forces autour de son axe d'articulation de eme valeur mais de sens opposé au couple s' exercent sur l'autre manchon. Le système reliant leur mouvement a pour fonction d'equilibrer ces couples en les opposant.

Selon que l'on a su que l'on n'a pas les mêmes rapports de réduction des deux souples et selon le rapport des vitesses entre ces deux couples, on obtient un rapport de vitesses des deux arbres rigoureusement constant et cela quelque soit la position et le mouvement de l'articulation. En particulier, dans le cas où les couples et les liaisons sont symétriques, on a homocinétie, dans 1' aure cas, le système assure le rôle d'un joint couple à un réducteur.

Un exemple de réalisation d'un tel joint est illustré par les dessins annexés. Celui-ci est donné à titre indicatif et non limitatif, d' autres modes de réalisation peuvent trouver place dans le cadre du système décrit ci-dessus.

- La figure 1 est un schéma des liaisons entre les différents éléments de ce joint.

- La figure 2 est une vue générale du mécanisme, les arbres etant alignés.

- La figure 3 est une vue suivant un plan perpendiculaire à celui de la vue précédente, sur laquelle sont indiquees les positions extrêmes que peut prendre l'articulation (position I et II).

Le principe de ce système est expliqué par le schéma (figure I). I1 est symétrique par rapport au plan median , ce plan étant fixe relativement à la pièce 4. L'arbre d'entrée I entraine en rotation l'élément 2 grace à un couple conique à 90 degrés. L'élément 2 comporte un pignon droit coaxial au pignon conique et d'un diamètre supérieur. Ce pignon droit engrene dans son symétrique, entrainant l'élément 2' en rotation, puis un second couple conique entraine l'arbre I'. Chaque support d'arbre 3 et 3' posséde un secteur denté ayant un angle d'ouverture supérieur à 180 degrés, ces secteurs engrénent l'un dans l'autre. Ils assurent ainsi un mouvement relatif des supports sur 360 degrés tout en leurs imposant une position symétrique par rapport au plan médian.

Une réalisation de ce système est dessinée figure 2. Ce joint autorise un débattement sur 360 degrés, les positions extrêmes étant indiquées en pointillés sur la figure 3. Les arbres I et 1' tourillonnent dans leur supnort constitué par les chapes 3 et 3', chacune étant articulée autour d'un axe.

Ces axes portent respectivement les éléments 2 et 2' qui tourillonnent dessus, ces éléments sont constitués d'un pignon conique accolé à un pignon droit. Ces deux axes sont reliés entre-eux par le suppo-rt 4 constitué par deux flasques latéraux solidaires l'une de l'autre au moyen de deux liaisons situées de part et d'autre du plan de la vue (figure 2). Une des parties latérale de chaque chape est constituée par un secteur denté d'un angle d'ouverture supérieur à 180degrés et qui engrène dans celui de l'autre chape.

Un tel système peut-être appliqué à toutes les utilisations nécessitant la transmission d'un mouvement de rotation sous un angle variable, par exemple sur les engins de travaux publics, les machines agricoles, les télémanipulateurs, les robots industriels...

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   Les mouvements des deux supports d'arbres sont liés de manière à ce que leur rotation se fasse en sens inverse et dans le même rapport-que celui des deux pignons coniques ci-dessus.

   I) Joint de transmission de mouvements pour arbres à axes concourant caractérisé en ce qu'il comporte deux couples coniques disposés symétriquement de part et d'autre du plan bissecteur, pour chaque couple, un des pignons est solidaire d'un arbre qui tourillonne dans un support articulé autour d'un axe, cet axe est paralléle au plan bissecteur et est porte par un carter qui le solidarise avec son similaire par rapport à ce plan ; sur cet axe, le second pignon tourillonne, sa rotation est liée à celle de son similaire appartenant au deuxième couple conique de manière à ce que ces deux pignons tournent en sens inverse avec un rapport de vitesses constant ; enfin,
2. 2) Joint de transmission suivant la revendication 1 carac térisé en ce que le système liant en rotation les deux pignons coniques de part et d'autre du plan bissecteur est constitué par une paire de pignons droits engrenant l'un dans l'autre, chacun étant coaxial avec son pignon conique et solidaire de celui-ci.
3. 3) Joint de transmission suivant la revendication 1 carac térisé en ce que le système liant les mouvements des supports d'arbre est constitue de deux secteurs dentés identiques engrenant l'un dans l'autre, chacun étant coaxial avec l'axe d'articulation de son support d'arbre et solidaire de celui-ci.