FR2543237A1 - Joint homocinetique elastique - Google Patents

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Jochen Balken
Wolfgang Beigang
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Uni Cardan AG
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Abstract

JOINT HOMOCINETIQUE ELASTIQUE AVEC UN ELEMENT EXTERIEUR CREUX, UN ELEMENT INTERIEUR GUIDE DANS LA CAVITE DE L'ELEMENT INTERIEUR, DES RAINURES DE GUIDAGE MERIDIENNES SUR L'ELEMENT INTERIEUR, DES GORGES CIRCONFERENTIELLES SUR LA FACE INTERNE DE L'ELEMENT EXTERIEUR, ET DES PIECES DE COUPLAGE GUIDEES CHACUNE DANS UNE RAINURE D'UNE PART ET UNE GORGE D'AUTRE PART, LES CHAMBRES NON OCCUPEES DE PART ET D'AUTRE DES PIECES DE COUPLAGE DANS LES GORGES ETANT RELIEES ENTRE ELLES ET CONTENANT UN FLUIDE. DES PIECES DE CAOUTCHOUC 7 CONTENANT LE FLUIDE SONT DISPOSEES DANS LES CHAMBRES DE GORGE ET LES CAVITES 7D DES PIECES DE CAOUTCHOUC 7 SITUEES D'UN MEME COTE DES PIECES DE COUPLAGE SONT RELIEES ENTRE ELLES. LE JOINT SELON L'INVENTION EST CARACTERISE PAR UN BON AMORTISSEMENT DES OSCILLATIONS DE TORSION ET PAR UN BRAQUAGE A FAIBLE FORCE DE RAPPEL STATIQUE.

Description

La présente invention concerne un joint homocinétique élastique conr,
'ortant un élément extérieur creux, un élément intérieur guidé dans la cavité de l'élément extérieur, des rainures de guidage méridiennes sur l'élément intérieur, des gorges circonférentielj es sur la face intérieure de l'élément extérieur, et des pièces de cou- plage guidées d'une part dans une rainure et d'autre part dans une gorge, les chambres non occupées de part et d'autre des pièces de couplage dans les diverses gorges étant reliées entre elles et
contenant un fluide.
Un tel joint est connu par la demande de brevet de la République
fédérale d'Allemagne publiée sous le N O P 32 09 612 7-12 L'amortis-
sement est obtenu dans ce cas par refoulement du fluide hydraulique.
L'invention a pour objet un joint homocinétique caractérisé
par un bon amortissement des vibrations en présence de forces d'exci-
tation importantes d'une part, et un braquage statiquement presque
sans force de rappel d'autre part.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, des pièces de caoutchouc contenant le fluide sont disposées dans les chambres de gorge, et les cavités des pièces de caoutchouc situées
d'un m&me côté des pièces de couplage sont reliées entre elles.
Un tel joint présente un comportement homocinétique approprié et permet un braquage maximal d'environ 45 La combinaison de moyens élastique et hydraulique assure un bon amortissement des oscillations de rotation et des à-coups de couple La force de rappel est en outre relativement faible par suite du refoulement du fluide d'amortissement hydraulique, et l'échauffement du moyen élastique par foulage est naturellement beaucoup plus faible que dans le cas d'un amortissement purement élastique L'amortissement des chocs
angulaires est également bon.
Les pièces de caoutchouc situées d'un mgme côté des pièces de couplage sont avantageusement réalisées avec leurs canalisations de liaison sous forme d'une pièce moulée en caoutchouc Deux telles pièces moulées sont nécessaires au total, comportant chacune des pièces de caoutchouc creuses, reliées entre elles, en nombre égal à celui des pièces de couplage Chaque pièce moulée comporte trois ou plusieurs pièces de caoutchouc Le synchronisme est assuré dans
tous les cas par un nombre d'éléments impair.
Les cavités des pièces de caoutchouc peuvent être reliées par des canalisations disposées à l'intérieur ou à l'extérieur de l'élément extérieur du joint Ces canalisations sont en général
des tubes flexibles en caoutchouc à armature tissée Les canalisa-
tions de liaison sont utilement constituées par des tubes flexibles logés avec résistance à la pression entre l'élément extérieur et le couvercle du joint Des détériorations des tubes flexibles par une action externe, une pression intérieure trop élevée ou la force
centrifuge sont ainsi évitées.
Dans une autre forme de réalisation, toutes les pièces de catouchouc creuses sont réunies en un anneau La liaison des pièces de caoutchouc creuses peut alors être établie par des ligaments de
caoutchouc par exemple L'anneau de pièces creuses ainsi formé faci-
lite aussi le montage et l'entretien du joint.
Les pièces de caoutchouc creuses sont avantageusement fixées
par vulcanisation sur le c 6 té de transmission de l'effort ou de com-
pression des pièces de couplage, c'est-à-dire sur la face intérieure d'une bande métallique flexible, Cette dernière est par exemple une bande d'acier à ressort ou de treillage métallique Les pièces de caoutchouc creuses et les ligaments de caoutchouc sont utilement réunis en un anneau, qui est fixé par vulcanisation sur la bande métallique annulaire La bande métallique fixée par vulcanisation garantit une transmission régulière de la pression sur les pièces de caoutchouc creuses et évite leur surcharge par la pression interne augmentée par l'application du couple Les pièces de couplage peuvent être sphériques ou cylindriques, de façon à effectuer un mouvement de roulement pendant leurs translations résultant d'une transmission du couple, et de comprimer les cavités correspondantes des pièces de caoutchouc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront
mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exem-
ples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une section d'une première forme de réalisation du joint homocinétique selon l'invention;
la figure 2 est une coupe suivant l'axe II-II de la figure 1, cer-
taines pièces étant représentées en élévation; la figure 3 est un plan du système de pièces de caoutchouc dans l'élément extérieur du joint; la figure 4 est une vue en perspective d'une pièce moulée en caoutchouc, logée dans le joint selon figures 1 à 3; la figure 5 est la section d'une seconde forme de réalisation du joint selon l'invention; et
la figure 6 est une coupe suivant l'axe VI-VI de la figure 5.
Dans la forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2, le joint est constitué par un élément extérieur 1 comportant une cavité interne ld, dans laquelle est guidé l'élément intérieur 2 sensiblement sphérique, l'angle de braquage maximal possible ô étant de 450 Dans cette forme de réalisation, la face intérieure de l'élément extérieur du joint présente trois gorges 5 équidistantes, séparées par des parois radiales lc L'élément intérieur 2 du joint présente trois ou plusieurs rainures 3, en nombre toujours impair, méridiennes et équidistantes, dont une seule est toutefois représentée sur la
figure 2.
Une pièce de couplage 4 est affectée à chaque rainure 3 et à une gorge 5, sa partie extérieure 4 a étant guidée dans la gorge 5 et sa partie intérieure 4 b dans la rainure 3 Un tel guidage, avec une séquence impaire de 3, 5, 7, etc éléments par exemple, garantit le synchronisme des arbres 9 et 10 Comme le montre la figure 1, les pièces de guidage 4 forment de chaque côté de la gorge des chambres a et 5 b que les pièces de caoutchouc 7 remplissent avec sûreté de forme Les six pièces de caoutchouc 7 présentent des cavités internes
7 a à 7 f contenant un fluide Les trois pièces de caoutchouc 7 appli-
quées sur le côté de même sens de rotation des pièces de guidage 4,
c'est-à-dire les cavités 7 a, 7 c et 7 f sont reliées par une canalisa-
tion flexible 6 De la même façon, les trois pièces de caoutchouc 7 appliquées sur le côté du sens inverse de rotation des pièces de couplage 4, c'est-à-dire leurs cavités 7 b, 7 e et 7 d sont reliées par
une canalisation flexible 6, comme le montrent les figures 3 et 4.
Les tampons élastohydrauliques 7 produisent un amortissement circonférentiel entre les éléments 1, 2 du joint, la caractéristique d'amortissement dépendant de la réalisation des pièces de caoutchouc 7 et de l'étranglement du fluide dans les canaux et les cavités Une différenciation des deux systèmes de pièces de caoutchouc, à l'aide
de ponts fluides différents par exemple, permet d'obtenir des pro-
priétés d'amortissement différentes dans les deux sens de rotation.
Lors d'un braquage d'angle ô (figure 2) du joint par rapport à l'axe y (droite A A sur la figure 1), les deux pièces de guidage 4 se
rapprochent d'un angle r de leurs rainures 3 à convergence méridienne.
Cela équivaut à une déviation-de la pièce intérieure 2 par rapport à
l'axe de rotation y Une pièce de couplage 4 conserve alors sa posi-
tion initiale La relation mathématique est donc = 30 -Arc sin( cos 6 Le rapprochement des pièces de couplage 4 comprime les pièces de caoutchouc 7 comprises entre ces dernières, de sorte que le fluide s'écoule partiellement par les canalisations 6, des cavités 7 a et
7 b dans les cavités 7 c et 7 d des pièces de caoutchouc 7 c, 7 d dila-
tées par suite du rapprochement des autres pièces de couplage 4.
Les pièces de couplage 4 oscillant pendant le braquage dans leurs rainures 3, à la vitesse de rotation du joint, toutes les pièces de caoutchouc 7 sont alternativement soumises à des compressions et à des dilatations Du fluide circule ainsi en permanence par pompage dans les deux systèmes Le refoulement permanent de fluide réduit notablement la force de rappel par rapport à celle de pièces en caoutchouc massives lors du braquage L'échauffement des pièces de caoutchouc par foulage et les pertes énergétiques qu'il produit
sont en outre réduits.
La forme de réalisation représentée aux figures 5 et 6 diffère essentiellement de celle selon figures 1 à 4 par la réalisation des pièces de caoutchouc Les six pièces de caoutchouc sont reliées par les ligaments de caoutchouc 7 g et forment ainsi un anneau présentant six cavités 7 a à 7 f Cette pièce de caoutchouc annulaire 7 est fixée
par vulcanisation sur une bande annulaire flexible 8 d'acier à res-
sort La bande 8 d'acier à ressort portant les pièces de caoutchouc 7 est disposée entre l'élément extérieur 1 et l'élément intérieur 2
du joint, les pièces de guidage 4 cylindriques ou sphériques agis-
sant sur la bande 8 d'acier à ressort par leurs parties extérieures i 4 a et étant guidées dans les rainures méridiennes 3 par leurs parties intérieures 4 b La bande d'acier à ressort 8 fixée par vulcanisation garantit une répartition régulière de la pression sur la surface de caoutchouc, maintient la forme interne de l'anneau contre l'action de la pression interne augmentée lors de l'application du couple, et interdit un gonflement vers l'intérieur La figure 6 représente une pièce de couplage sphérique 4/ Pendant leur mouvement circonférentiel
induit par le braquage, les pièces de couplage 4 effectuent un mouve-
ment de roulement sur la bande d'acier à ressort 8, de sorte que le frottement est faible Le profil de la bande 8 est utilement adapté
au contour de la partie extérieure 4 a de la pièce de couplage 4.
Dans cette forme de réalisation, les canalisations 6 sortent de l'élé-
ment extérieur 1 du joint et sont reliées à l'xtérieur de la façon représentée sur la figure 3, c'est-à-dire qu'un système hydraulique comprend les cavités 7 a, 7 c, 7 f comprimées dans un sens de rotation,
et le second système hydraulique s'étend aux cavités 7 b, 7 d, 7 e sou-
mises à une pression dans le sens inverse de rotation Les indications données précédemment pour la forme de réalisation selon figures 1 à 4 s'appliquent par ailleurs aussi à la forme de réalisation selon
figures 5 et 6.
L'invention ne se limite pas aux formes de réalisation repré-
sentées Elle s'étend en particulier aussi à des formes de réalisa-
tion dans lesquelles le couplage entre les éléments du joint est inversé dans l'espace Dans ce cas, les rainures méridiennes 3 se trouvent sur la face interne de l'élément extérieur creux 1 du joint et les gorges 5 équidistantes contenant les pièces de caoutchouc 7
sur la tête sphérique de l'élément intérieur 2 du joint.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans
sortir du cadre de l'invention.

Claims (5)

    Revendications t Joint homocinétique élastique comportant un élément extérieur creux, un élément intérieur guidé dans la cavité de l'élément extérieur, des rainures de guidage méridiennes sur l'élément inté- rieur, des gorges circonférentielles sur la face interne de l'élé- ment extérieur, et des pièces de couplage guidées d'une part dans une rainure et d'autre part dans une gorge, les chambres non occupées de part et d'autre des pièces de couplage dans les diverses gorges étant reliées entre elles et contenant un fluide, ledit joint étant caractérisé en ce que des pièces de caoutchouc ( 7) contenant le fluide sont disposées dans les chambres de gorge ( 5 a, 5 b), et les cavités ( 7 a, 7 c, 7 f ou 7 b, 7 d, 7 e) des pièces de caoutchouc ( 7) situées d'un même côté des pièces de couplage sont reliées entre elles. 2 Joint selon revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de caoutchouc ( 7) situées d'un même côté des pièces de couplage ( 4) sont réalisées avec leurs canalisations de liaison ( 6) sous forme d'une pièce moulée en caoutchouc.
  1. 3 Joint selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce
    que les cavités ( 7 a-7 f) des pièces de caoutchouc ( 7) sont reliées par des canalisations ( 6) disposées à l'intérieur ou à l'extérieur
    de l'élément extérieur ( 1) du jôint.
  2. 4 Joint selon revendication 3, caractérisé en ce que les canali-
    sations de liaison ( 6) sont logées avec résistance à la pression sous forme de tubes flexibles, entre l'élément extérieur ( 1) et le
    couvercle (la) du joint.
    Joint selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
    en ce que toutes les pièces de-caoutchouc creuses ( 7) sont réunies
    en un anneau.
  3. 6 Joint selon revendication 5, caractérisé en ce que les pièces de caoutchouc creuses ( 7) sont reliées par des ligaments de caoutchouc
    ( 7 g).
  4. 7 Joint selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce
    que les pièces de caoutchouc creuses ( 7) sont fixées par vulcanisation sur la face de transmission d'effort ou de compression des pièces de
    couplage ( 4), sur une bande métallique flexible ( 8).
  5. 8 Joint selon une quelconque des revendications 5 à 7, caracté-
    risé en ce que les pièces de couplage ( 4) sont sphériques ou cylin-
    driques.
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