FR2725483A1 - Assemblage de piece principale de joint de transmission homocinetique, et joint de transmission homocinetique comportant un tel assemblage - Google Patents

Abstract

Les portées sphériques (39) du moyeu (38) ont chacune un centre (43) situé entre le centre (P) du moyeu (38) et l'extrémité axiale (42) de ladite portée (39). Le fond (34) de la cavité (9) de la pièce (33) et le fond (36) de l'organe de fermeture (35) sont conformés de façon telle que leur surface a pour génératrice une sphère de même rayon (a) que lesdites portées (39) et pour surface directrice parcourue par le centre (43) de ladite sphère une surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution ayant pour axe l'axe (10) de la pièce principale (33). Cette surface est définie par le point (44) sur l'axe (10) et par des tronçons d'hyperboles que l'on peut calculer pour les brisures principales de l'assemblage.

Description

"Assemblage de pièce principale de joint de
transmission homocinétique, et joint de
transmission homocinétique comportant
un tel assemblage"
L'invention concerne un assemblage de pièce principale de joint de transmission homocinétique.

La présente invention concerne également un procédé pour définir les dimensions et formes intérieures d'un tel assemblage, ainsi qui un joint de transmission homocinétique comportant un tel assemblage.

On connaît des assemblages du type précité qui sont montés dans les joints de transmission homocinétiques utilisés pour l'entraînement des roues motrices et directrices des véhicules automobiles à traction avant.

De façon connue, un assemblage de pièce principale de joint de transmission homocinétique comporte à l'extrémité d'un bout d'arbre une partie évasée et ouverte délimitant une cavité intérieure qui présente une symétrie de révolution par rapport à l'axe dudit bout d'arbre et à l'intérieur de laquelle se déplace un moyeu. Le moyeu porte des bras qui s'étendent radialement, qui sont disposés régulièrement autour de l'axe dudit moyeu et qui traversent des rainures radiales respectives correspondantes ménagées dans la paroi périphérique entourant la cavité. Chacun des bras porte un galet adapté à coulisser radialement le long du bras et à glisser le long de pistes à génératrice circulaire ménagées sur les faces opposées de la rainure correspondante.Le moyeu présente sur ses deux extrémités axiales des portées sphériques ou sensiblement sphériques adaptées à glisser respectivement l'une sur le fond de la cavité, l'autre sur le fond d'un organe de fermeture obturant l'ouverture de ladite cavité.

Les extrémités libres des bras sont fixées au bord périphérique d'un organe en forme de cuvette. L'organe en forme de cuvette et la pièce principale tournent chacun autour de leur axe respectif tout en étant animés l'un par rapport à l'autre d'un mouvement relatif de pivotement lorsque le joint homocinétique se brise.

Les joints de transmission homocinétiques utilisés comportent en général un moyeu à tripode. Le moyeu est essentiellement constitué d'une sphère qui porte le tripode et qui glisse entre deux plans parallèles situés l'un en face de l'autre et constitués par le fond de la cavité d'une part, et par le fond de l'organe de fermeture d'autre part.

On sait qu'un tel joint homocinétique est capable de transmettre le couple moteur d'un bout d'arbre relié au moteur du véhicule à un bout d'arbre relié à la fusée de la roue alors que les deux bouts d'arbre font entre eux un angle, dit angle de brisure du joint, qui peut être important et peut atteindre par exemple, 43 à 45".

Aux grands angles de brisure du joint, par exemple 43 à 45 , le point de contact théorique entre la sphère et l'un ou l'autre des plans tombe à la limite de la surface matérielle d'appui du fond de la cavité de la pièce principale ou du fond de l'organe de fermeture, car ces deux organes comportent de larges échancrures pour laisser place aux bras du tripode lors des débatements angulaires extrêmes du joint.

Donc, si l'on désire augmenter la capacité angulaire du joint, la profondeur de ces échancrures doit être accue, alors que simultanément le déplacement radial dudit point de contact théorique s'accentue selon la loi d'orbitage propre à ce type de joint homocinétique.

Il en résulte donc que la structure précitée de l'assemblage classique de pièce principale de joint homocinétique constitue un obstacle à la réalisation de joints homocinétiques, par exemple à tripode, adaptés à supporter de très grands angles de brisure, de l'ordre de 50 par exemple.

Or, une conception moderne classique des voitures automobiles à passagers impose souvent un déport, qui a tendance à augmenter, du groupe moteur par rapport aux roues avant motrices, ce qui entraîne une augmentation corrélative de l'angle continu de travail des joints homocinétiques et de l'angle maximal de brisure de ce joint nécessaire au braquage complet des roues directrices. On a vu plus haut que la structure actuelle des joints homocinétiques n'est pas compatible avec cette double évolution.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des assemblages connus et de proposer un assemblage du type précité adapté à supporter de très grands angles de brisure, de l'ordre de 50 , et à assurer à la fois un très long usage du véhicule à des angles de brisure continus de l'ordre de 10 à 15 avec un excellent rendement tout en conservant l'angle de braquage maximal requis pour les roues avant directrices et donc le rayon de virage minimal requis pour le véhicule automobile correspondant.

Suivant l'invention, l'assemblage de pièce principale de joint de transmission homocinétique du type précité est caractérisé en ce que les portées sphériques ou sensiblement sphériques du moyeu ont chacune un centre situé entre le centre du moyeu et l'extrémité axiale de ladite portée, et en ce que le fond de la cavité et le fond de l'organe de fermeture sont conformés de façon telle que leur surface a pour génératrice une sphère de même rayon que lesdites portées et pour surface directrice du centre de ladite sphère une portion de surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution ayant pour axe l'axe de la pièce principale.

Cette portion de surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution est définie d'une part par un tronçon d'une première hyperbole elle-même définie par le point sur l'axe et par un point correspondant à une position du moyeu proche de celle dans laquelle l'axe du moyeu fait avec l'axe de la pièce principale l'angle de brisure maximal par rapport à un axe de brisure perpendiculaire à l'axe d'un bras du moyeu, d'autre part par un tronçon d'une seconde hyperbole elle-même définie par le point sur l'axe et par un point correspondant à une position du moyeu proche de celle dans laquelle l'axe du moyeu fait avec l'axe de la pièce principale l'angle de brisure maximal dans une brisure par rapport à un axe de brisure confondu avec l'axe d'un bras du moyeu, les tronçons des hyperboles intermédiaires se déduisant par interpolation entre les deux tronçons précités correspondant aux brisures principales de l'assemblage.

De façon tout à fait surprenante, une telle structure permet de réaliser des joints homocinétiques, notamment à tripode, adaptés à supporter un angle de brisure pouvant atteindre et dépasser SOC. De tels joints autorisent ainsi à la fois un déport du moteur par rapport aux roues avant motrices entraînant un angle de brisure continu de l'ordre de 10 à 15 , et un angle de braquage desdites roues motrices important conformément aux souhaits de la clientèle.

Suivant un second aspect de l'invention, le procédé pour définir les dimensions et formes intérieures d'un assemblage selon le premier aspect de l'invention est caractérisé en ce qu'on détermine au préalable, en fonction de la dimension et des caractéristiques du joint homocinétique à réaliser, le rayon intérieur ou le rayon intérieur maximal de la cavité dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pièce principale et passant par le centre de la cavité, ainsi que l'angle de brisure maximal acceptable et la demidistance entre les deux points sur l'axe des fonds respectifs de la cavité et de l'organe de fermeture, puis on choisit les valeurs respectives de la demidistance entre les centres des deux portées sphériques, et du rayon desdites portées en respectant l'égalité entre la somme de ces deux dernières grandeurs et la première demi-distance, enfin on définit ladite surface directrice à profil hyperbolique sensiblement de révolution constituant le lieu géométrique des centres des deux portées sphériques, et on en déduit la forme des surfaces respectives du fond de la cavité et du fond de l'organe de fermeture.

Suivant un troisième aspect de l'invention, le joint de transmission homocinétique est caractérisé en ce qu'il comporte un assemblage de pièce principale selon le premier aspect de l'invention.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront encore dans la description détaillée ci-après.

Aux dessins annexés, communiqués uniquement à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en élévation, avec arrachement, d'un joint de transmission homocinétique comportant un assemblage de pièce principale à tripode de type connu ; - la figure 2 est une vue en élévation du tripode dans la position qu'il occupe à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté du tripode de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue partielle agrandie du fond de la pièce principale représentée à la figure 1 - la figure 5 est une vue partielle en coupe selon V-V à la figure 4 ;; - la figure 6 est une vue partielle en coupe diamétrale par un plan passant par l'axe d'un bras du tripode, d'un assemblage selon un mode de réalisation de la présente invention, le joint étant brisé par une rotation autour d'un axe perpendiculaire audit bras et au plan de la figure - la figure 7 est une vue en coupe suivant VII-VII à la figure 6, le tripode étant représenté en perspective - la figure 8 est une vue partielle en coupe suivant
VIII-VIII à la figure 9, le joint étant brisé par une rotation autour de l'axe du bras perpendiculaire au plan de la figure ; - la figure 9 est une vue en coupe suivant IX-IX à la figure 8 ;; - la figure 10 est une vue de profil du tripode représenté aux figures 6 à 9 - la figure 11 est une vue en élévation du tripode de la figure 10, vu depuis la gauche de ladite figure - la figure 12 est une vue d'un détail de la figure 6 illustrant schématiquement la présente invention - la figure 13 est une vue de face agrandie d'une portée sphérique du moyeu de la figure 11 illustrant, pour divers angles de brisure, le lieu géométrique sur cette portée du point de contact entre cette portée sphérique et le fonds correspondant de la pièce principale ou de l'organe de fermeture de l'assemblage représenté aux figures 6 à 12 ;; - la figure 14 est une vue semblable à la figure 4 du fond de la pièce principale ou de l'organe de fermeture de l'assemblage représenté aux figures 6 à 12, illustrant le lieu géométrique sur ce fond du point de contact entre ce fond et la portée sphérique correspondante pour divers angles de brisure.

Dans le mode de réalisation classique représenté à la figure 1, le joint de transmission homocinétique connu 1 comporte, dans la partie droite de la figure, un assemblage articulé de pièce principale 3 disposé à l'extrémité d'un bout d'arbre 4 adapté à être relié à un moteur non représenté, et, dans la partie gauche de la figure, une cuvette 5 solidaire d'un second bout d'arbre 6 adapté à être relié à la fusée 30 d'une roue avant motrice (non représentée) d'un véhicule automobile. Un soufflet 7 en caoutchouc relié d'un côté à la périphérie de la cuvette 5, de l'autre côté au bout d'arbre 4, protège l'intérieur du joint homocinétique 1.

On va se limiter dans la description suivante aux joints homocinétiques à tripode, étant bien entendu que la description et la présente invention s'appliquent également à des joints homocinétiques comportant au moins deux bras.

De façon classique, la pièce principale 3 présente, à l'extrémité du bout d'arbre 4, une partie évasée et ouverte 8 appelée également tulipe, délimitant une cavité intérieure 9 qui présente une symétrie de révolution par rapport à l'axe 10 du bout d'arbre 4.

A l'intérieur de la cavité 9 se déplace un moyeu 11 à tripode portant trois bras 12 qui s'étendent radialement, qui sont disposés régulièrement autour de l'axe 13 du moyeu 11 et qui traversent des rainures radiales 14 respectives correspondantes ménagées dans la paroi périphérique 15 de la tulipe 8 entourant la cavité 9.

Comme on le voit de façon plus précise aux figures 2 et 3, chaque bras 12 porte un galet 16 adapté à coulisser radialement le long dudit bras 12 et à glisser le long de pistes 17 à génératrice circulaire ménagées sur les faces opposées de la rainure 14 correspondante. Chaque galet 16 peut être monté sur le bras 12 soit directement soit par l'intermédiaire d'aiguilles.

Dans le mode de réalisation connu à ce jour, le moyeu 11 présente sur ses deux extrémités axiales des portées sphériques 19 de mêmes centre et rayon. Ces portées sphériques 19 sont adaptées à glisser respectivement l'une sur le fond 20 de la cavité 9, l'autre sur le fond 21 d'un organe de fermeture 22 obturant la cavité 9 de façon à retenir axialement le tripode 11 à l'intérieur de la cavité 9 après son introduction dans celle-ci.

L'organe de fermeture 22 est un organe de type et forme connus quelconques. Il est de façon classique encliqueté sur les extrémités des parties de la paroi périphérique 15 situées entre deux rainures 14 adjacentes. De façon connue, un serrage élastique précontraint s'exerce entre le moyeu 11 et les fonds respectifs 20 et 21 de la cavité 9 et de organe de fermeture 22.

Les extrémités des bras 12 du tripode 11 sont fixées au bord périphérique 23 de la cuvette 5.

Le joint de transmission homocinétique 1 que l'on vient de décrire est parfaitement adapté à transmettre au bout d'arbre 6 le couple moteur transmis par le bout d'arbre 4 par l'intermédiaire des faces 18, des galets 16 et des bras 12, dans des conditions dans lesquelles les deux bouts d'arbre 4 et 6 font entre eux un angle appelé angle de brisure du joint pouvant atteindre de façon classique plus de 40 , par exemple 43 à 45 .

Dans l'exemple représenté à la figure 1, les pistes 17 sont des pistes à génératrice circulaire et à directrice 24 également circulaire. La directrice peut également être rectiligne ou être une courbe autre qu'un secteur de circonférence.

De façon classique, le fond 20 de la cavité 9 et le fond 21 de l'organe de fermeture 22 ont des surfaces planes sur lesquelles viennent glisser les portées sphériques 19 du moyeu.

On a représenté à la figure 4 la courbe 26 constituant le lieu géométrique du point de tangence de la portée sphérique 19 du moyeu 11 sur le fond plan 20 de la cavité 9 (ou le fond plan 21) de l'organe de fermeture 22, pour l'angle de brisure maximal du joint 1. On voit que cette courbe est une sorte de triangle curviligne dont les côtés et les sommets sont des courbes. On voit que dans les trois zones 27 faisant office de sommets, le point de tangence tombe hors du plan d'appui 20 (ou 21) dans les encoches 28 ménagées dans le fond 20 (ou 21) de la tulipe 8 ou de l'organe de fermeture 22 pour permettre le passage des bras 12 lorsque l'angle de brisure du joint est proche de sa valeur maximale.

Plus l'angle de brisure maximal est grand, plus les dimensions du triangle curviligne 26 augmentent, et plus la surface plane d'appui 20, 21 se rétrécit par suite de l'augmentation de la profondeur des encoches 28.

Il en résulte que la structure classique de l'assemblage 2 de pièce principale de joint de transmission homocinétique limite la valeur maximale de l'angle de brisure de ce joint à environ 45 .

Par ailleurs, et comme représenté aux figures 1 et 2, l'angle au centre B des portées sphériques 19 du moyeu 11 doit être au minimum égal à la valeur maximale A (non représentée) de l'angle de brisure du joint. Or le diamètre D des portées sphériques 19 doit être égal à la distance entre le fond 20 de la cavité 9 de la tulipe 8 et le fond plan 21 de l'organe de fermeture 22. Ceci implique un moyeu volumineux de diamètre
M = D. sinA (voir figure 2).

Ce moyeu 11 de grand diamètre présente les inconvénients suivants a) il limite le déplacement radial des galets 16 en direction de l'axe 10 de l'arbre 4 et limite donc la capacité du joint en termes de transmission de couple et/ou de valeur maximale de l'angle de brisure ; b) il impose, pour la base de chacune des parties périphériques 29 de la paroi 15 comprises entre deux rainures 14 adjacentes, un profil intérieur plus creux et donc moins résistant, afin d'éviter l'interférence entre le moyeu 11 et la pièce principale ou tulipe 8 pendant le mouvement d'orbitage du joint sous un angle de brisure proche de sa valeur maximale A.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 à 12, l'assemblage 32 selon l'invention comporte une pièce principale 33 semblable en tout point à la pièce principale 3 sauf en ce qui concerne son fond 34. Il comporte également un organe de fermeture 35 semblable à l'organe de fermeture 22, sauf en ce qui concerne son fond 36. Il comporte enfin un moyeu 38 à tripode présentant à ses extrémités axiales des portées sphériques 39. Le moyeu 38 porte trois bras 12 identiques aux bras du moyeu 11.

Suivant la présente invention, les portées sphériques 39 du moyeu 38 ont chacune un centre 43 situé entre le centre P du moyeu 38 et l'extrémité axiale 42 correspondante de ladite portée 39, et un rayon a. En outre le fond 34 de la cavité 9 de la pièce principale 33 et le fond 36 de l'organe de fermeture 35 sont conformés de façon telle que leur surface a pour génératrice une sphère de même rayon a que les portées sphériques 39 et pour surface directrice parcourue par le centre 43 de ladite sphère une portion de surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution ayant pour axe l'axe 10 de la pièce principale 33.

Cette portion de surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution est définie d'une part par un tronçon d'une première hyperbole elle-même définie par le point 44 sur l'axe 10 et par un point 43a correspondant à une position du moyeu 38 proche de celle dans laquelle l'axe 40 du moyeu 38 fait avec l'axe 10 de la pièce principale 33 l'angle de brisure maximal A par rapport à un axe de brisure perpendiculaire à l'axe 12a d'un bras du moyeu, d'autre part par un tronçon d'une seconde hyperbole elle-même définie par le point 44 sur l'axe 10 et par un point 43c correspondant à une position du moyeu 38 proche de celle dans laquelle l'axe 40 du moyeu fait avec l'axe 10 de la pièce principale 33 l'angle de brisure maximal
A dans une brisure par rapport à un axe de brisure confondu avec l'axe 12b d'un bras 12 du moyeu 38, les tronçons des hyperboles intermédiaires se déduisant par interpolation entre les deux tronçons précités correspondant aux brisures principales de l'assemblage.

Ainsi, le moyeu 38 à tripode comporte à ses extrémités axiales deux portées sphériques ou sensiblement sphériques 39 de rayon a dont les centres 43 situés sur l'axe 40 du moyeu 38 sont éloignés du centre R de celui-ci d'une distance m, comme représenté aux figures 6 et 12. Dans la situation représentée aux figures 6 à 12, dans laquelle l'assemblage 32 est en position assemblée, les portées sphériques 39 sont en appui glissant sur les surfaces des fonds 34 de la pièce principale 33 et 36 de l'organe de fermeture 35, respectivement aux points 46 et 47.

Le profil du fond 34 de la tulipe 33 et du fond 36 de l'organe de fermeture 35, ainsi que les valeurs optimales des dimensions principales, rayon a et demidistance m entre centres 43, du moyeu 38 à tripode peuvent être déterminés soit par le dessin, soit par calculs.

On a représenté aux figures 6 et 7 l'assemblage selon l'invention dans une position dans laquelle le joint est brisé par une rotation d'un angle A autour d'un axe
OX perpendiculaire à l'axe 10 de la pièce principale (Z'OZ) et perpendiculaire à l'axe 12a de l'un des bras 12 du moyeu 38 et au plan de la figure 6. De façon connue, le centre P du moyeu 38 s'est éloigné de l'axe
Z'OZ de la tulipe 33 et de l'axe Y'OY perpendiculaire à l'axe Z'OZ dans le plan de la figure 6. Ce déplacement du centre P s'est effectué dans le sens opposé au galet 16 correspondant par rapport au centre O. Les pistes 17 ménagées sur les faces 18 de la tulipe 33 sont des pistes toriques centrées en O sur l'axe Z'OZ.Les portées sphériques 39 sont tangentes respectivement au fond 34 de la tulipe 33 et au fond 36 de l'organe de fermeture 35 aux points 46 et 47, les centres 43 des portées sphériques 39 sont sur la surface directrice précitée.

On a représenté aux figures 8 et 9 l'assemblage selon l'invention dans le cas d'une brisure par une rotation autour de l'axe X'OX de l'un des bras 12 du tripode 37.

Le centre P du moyeu 38 s'est éloigné de l'axe Y'OY dans le sens OX', c'est-à-dire vers le galet 16 correspondant, et les portées sphériques 39 sont tangentes aux surfaces des fonds 34 et 36 en des points 48 et 49.

On a schématisé à la figure 12 la coupe de la surface directrice S par le plan de la figure qui est défini par l'axe Z'OZ de la tulipe 33, servant d'axe des abscisses, et par l'axe Y'OY servant d'axe des ordonnées, dans le cas d'une brisure du joint du type représenté aux figures 6 et 7, autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure et à l'axe 12a, qui est dans ce plan, d'un bras 12 du moyeu 38. Cette coupe peut être assimilée à deux tronçons d'hyperboles H1 et H2 symétriques par rapport à l'axe OY. Cette assimilation à deux tronçons d'hyperboles entraîne des écarts qui sont de l'ordre de grandeur des tolérances d'exécution des pièces concernées et qui sont donc acceptables.

Chaque tronçon d'hyperbole H1, H2 peut se définir comme suit - son rayon de courbure au point 44 situé sur l'axe
Z'OZ, pour une ordonnée nulle, est égal à m, la demidistance entre les centres 43 des deux portées sphériques 39 ; - on détermine, pour l'arc d'hyperbole H1 situé à droite de l'axe OY, la distance c entre le point 44 d'ordonnée nulle et l'axe de symétrie O'y parallèle à
OY de cette hyperbole H1, en écrivant que cette hyperbole passe par le point 43a correspondant à une position du moyeu 38 proche de celle dans laquelle l'axe 40 du moyeu 38 fait l'angle de brisure maximal A admissible avec l'axe 10 de la tulipe 33. La position réelle de ce point 43a peut être déterminée par le dessin ou par le calcul à partir des lois connues de fonctionnement des joints tripodes.On obtient donc l'abcisse zl du point 43a par rapport à l'axe O'Z et l'ordonnée yl de ce point 43a par rapport à l'axe O'y.

Il en est de même pour l'arc d'hyperbole H2 avec le point 43b correspondant à l'autre portée sphérique. Le point 43b est symétrique du point 43a par rapport au centre R du moyeu 38.

On peut ainsi calculer que la formule de l'hyperbole H1 est dans ces conditions la suivante

Cette formule permet, connaissant les coordonnées yl et zl du point 43a, de calculer la valeur de c:

L'axe de symétrie Oty de l'hyperbole H1 est situé à une distance égale à m+c de l'axe OY. Les sections par le plan de la figure des surfaces d'appui des fonds 34 et 36 sont situées respectivement à une distance a des tronçons d'hyperboles H1 et H2.

On peut ainsi, à partir du point 44 sur l'axe 10 et du point 43a dont on peut déterminer par dessin ou par calcul la position et les coordonnées, définir deux tronçons d'hyperboles H1 et H2 symétriques par rapport au centre O, dont les concavités sont assimilables, avec une précision acceptable, à la coupe de la surface directrice S dans le plan de la figure. Ce plan est le plan P1 perpendiculaire au plan de la figure 14.

Pour une brisure d'un angle proche de l'angle de brisure maximal A autour d'un axe confondu avec l'axe 12b d'un bras 12 du moyeu 38, comme représenté aux figures 8 et 9, on obtient de même, dans le plan de coupe P2 ou P3, le plus écarté du plan P1 de part et d'autre de celui-ci à la figure 14, deux autres tronçons d'hyperboles dont on peut de même calculer la formule, qui est caractérisée par une autre valeur de c, la distance entre le point 44 sur l'axe et le centre
O' correspondant.

Les tronçons de courbes obtenus en coupant la surface directrice S par des plans intermédiaires entre P1 et
P2 ou P3 peuvent également être assimilés à d'autres tronçons d'hyperboles qui peuvent à leur tour être obtenues par interpolation entre les hyperboles correspondant à l'angle de brisure maximal pour les brisures principales selon les figures 6 et 7, d'une part, et 8 et 9 d'autre part.

Les tronçons d'hyperboles ayant tous le même rayon de courbure, égal à a, au point 44 sur l'axe 10, les différences de coordonnées et de positions entre un tronçon d'hyperbole et la coupe de la surface S sont très faibles, de l'ordre du centième de millimètre. Les différences de coordonnées et de positions entre les tronçons d'hyperboles selon deux plans de coupe différents sont encore très faibles, de l'ordre de quelques dizièmes de millimètres, pour les angles de brisure extrêmes.

S'il est nécessaire de calculer les hyperboles correspondant aux brisures principales des figures 6 et 7, d'une part, 8 et 9, d'autre part, on peut avec une très bonne précision considérer que la liaison entre les profils hyperboliques extrêmes peut être réalisée par exemple par une surface réglée reliant les points correspondants de ces profils. Une telle droite D perpendiculaire au plan P1 et passant par le point 52 est représentée à la figure 14.

Les surfaces des fonds 34 et 36 sont parallèles à la surface directrice ainsi obtenue.

Ceci veut dire que l'on obtient les surfaces d'appui des fonds 34 et 36 en mesurant sur la normale à la directrice S en chaque point de celle-ci, une distance égale à a.

Les deux fonds 34 et 36 sont situés l'un en face de l'autre symétriquement par rapport au plan XOY.

La distance entre les points 56 et 57 des fonds 34 et 36 situés sur l'axe Z'OZ est égale à la longueur du moyeu 38 sur l'axe 40 de celui-ci, c'est-à-dire à 2d avec d = m+a.

Cette distance 2d dépend de la taille du joint que l'on veut réaliser, et est donc imposée.

On choisit les valeurs relatives de m et de a de manière à assurer d'excellentes conditions de tangence des portées sphériques 39 sur les fonds 34 et 36 pour tous les angles de brisure et de rotation du joint sans risques d'interférence entre le moyeu 38 et la tulipe 33 ou l'organe de fermeture 35, ni risques de débordement des points d'appui des portées sphériques hors de la surface des fonds 34 et 36.

On peut ainsi donner à titre indicatif et non limitatif l'exemple numérique suivant, pour des pistes toriques ménagées sur les faces des rainures de la tulipe, et ayant comme directrice une circonférence de rayon r centrée au point O.

On impose r = 28,5 mm d = 20 mm et A = SOC.

Si l'on choisit m = 6 mm, on obtient a = d-m = 14 mm et c = 2,9 mm. Dans le cas représenté aux figures 8 et 9, d'une brisure par rapport à l'axe 12b d'un bras 12 du moyeu 38, on aurait dans l'exemple donné c = 1,12mm. On n'a pas représenté les tronçons d'hyperbole correspondants dans les plans P2 ou P3.

La formule (1) donnée plus haut permet de tracer la surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution qui est assimilable à la surface directrice, et donc les surfaces d'appui des fonds 34 et 36 selon la présente invention.

Le rayon de courbure concave des fonds 34 et 36 aux points respectifs situés sur l'axe Z'OZ est évidemment égal à d = m + a = 20 mm.

Le rayon des portées sphériques 39 d'appui du moyeu 38 sur les fonds 34 et 36 est: a = 14 mm.

La capacité de charge de l'assemblage de retenue axiale constitué par la tulipe 33, le moyeu 38 et l'organe de retenue 35 correspond à la capacité de charge d'une sphère en appui sur un plan et ayant un rayon b tel que: 1/b = 1/a-1/d = 1/14-1/20 = 1/46,66.

Autrement dit, la capacité de charge de cet assemblage est égale à celle d'une sphère ayant un rayon de 46,66 mm reposant sur un plan.

Ceci conduit à des pressions de contact relativement faibles qui permettent une lubrification et un fonctionnement de durée illimitée, sans usure notable créant un jeu inacceptable.

On a représenté à la figure 13 le lieu géométrique, sur les surfaces sphériques 39 du moyeu 38, des points de tangence entre lesdites portées sphériques et les fonds 34 et 36, lorsque le joint tourne pour des angles de brisure respectifs de 50", 40 , 30 , 20 et 150, les angles de phase étant repérés de 30C en 30". La ligne en trait mixte représente l'enveloppe contenant les points de tangence pour tous les angles de brisure possibles de 0 à 50 . L'encombrement axial de cette enveloppe est représenté par h à la figure 11. Ce faible encombrement axial h permet de rapprocher les galets 16 beaucoup plus près de l'axe 40 du moyeu 38 que dans le cas du moyeu 11.

Ainsi, l'assemblage de pièce principale suivant l'invention autorise un angle de brisure pouvant atteindre et dépasser 50". Il permet également l'assemblage du tripode 37 muni de ces trois galets en position alignée avec la tulipe 33, comme schématisé à la figure 10.

Par ailleurs, on a représenté à la figure 14 le lieu géométrique, sur le fond 34 de la tulipe 33, des points de tangence entre la portée sphérique 39 et ledit fond 34 lorsque le joint homocinétique selon l'invention tourne, pour des angles de brisure A successivement égaux à 50 , 30 et 200.

Les points de tangence sont repérés par les angles de rotation ou de phase de 30 en 30". Le point de tangence sur la surface du fond 36 de l'organe de fermeture 35 est évidemment décalé d'un angle de phase de 1800 par rapport au point de tangence sur le fond 34 de la tulipe 33.

Par exemple, pour un angle de brisure A = 50 pour une brisure par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe 12a d'un bras 12, et pour un angle de phase de 30 correspondant aux figures 6 et 7, le point de tangence est en 50 sur le fond 34 de la tulipe 33 et en 51 sur le fond 36 de l'organe de fermeture 35.

Pour un angle de phase de 0 correspondant aux figures 8 et 9, et pour un angle de brisure A = 500 par rapport à un axe de brisure confondu avec l'axe 12b d'un bras 12, le point de tangence est en 52 sur le fond 34 et en 53 sur le fond 36.

L'assemblage de pièce principale de joint de transmission homocinétique selon la présentation présente les avantages surprenants suivants: a/ Le point de tangence des portées sphériques 39 du moyeu 38 avec le fond 34 de la tulipe 33 ou le fond 36 de l'organe de fermeture 35 se trouve toujours à l'intérieur de la surface de portée disponible sur ce fond entre les diverses échancrures, même pour des angles de brisure pouvant excéder 50 .

b/ Le lieu géométrique des points de tangence sur les portées sphériques 39 du tripode 37, représenté à la figure 11, s'écarte peu radialement dans la direction de chaque bras. La distance h est pratiquement deux fois plus courte que dans le cas de l'assemblage classique représenté à la figure 3: ceci permet d'allonger la course de coulissement du galet en direction de l'axe 40 du moyeu 38, ou d'installer plus commodément un roulement à aiguilles entre chaque galet 16 et le bras 12 correspondant.

c/ Le serrage élastique précontraint de l'assemblage qui constitue le dispositif de retenue axiale selon l'invention, et qui supprime toute possibilité de battement, est pratiquement constant quels que soient l'angle de brisure du joint et l'angle de rotation par rapport au plan de brisure des bouts d'arbre 4 et 6 en dépit du mouvement d'orbitage propre aux joints à tripode.

d/ Les courbures relatives des surfaces d'appui des portées sphériques 39 sur les surfaces des fonds 34 et 36 présentent un rapport de conformité très favorable qui confère à l'assemblage et au système de retenue axiale selon l'invention une grande capacité de charge et une grande fiabilité en service sans risque de création d'un jeu inacceptable.

e/ La base des parties périphériques 29 peut être nettement renforcée intérieurement dans sa région critique, le profil de type hyperboloïde des surfaces des fonds 34 et 36 permettant, par rapport à la surface plane correspondante des fonds 20 et 21 de l'assemblage classique, un apport de métal sur une épaisseur de plusieurs millimètres.

f/ Les galets 16 peuvent, au cours de leur coulissement sur les bras 12, se rapprocher nettement plus près de l'axe 40 du moyeu 38 que de l'axe 13 du moyeu 11. Ceci permet d'effectuer l'assemblage du moyeu 38 sur la tulipe 33 dans la position joint aligné, c'est-à-dire très facilement, même pour des joints capables de supporter un angle de brisure dépassant 50".

On a ainsi décrit un assemblage de pièce principale de joint de transmission homocinétique qui permet d'augmenter l'angle de brisure maximal acceptable par un tel assemblage jusqu'à plus de 50 , tout en maintenant la solidité, la fiabilité, l'endurance, la simplicité et le confort de fonctionnement d'un tel joint.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à celui-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Assemblage de pièce principale de joint de transmission homocinétique, comportant à l'extrémité d'un bout d'arbre (4) une partie évasée ouverte (33) délimitant une cavité intérieure (9) qui présente une symétrie de révolution par rapport à l'axe (10) dudit bout d'arbre (4) et à l'intérieur de laquelle se déplace un moyeu (38), le moyeu (38) portant des bras (12) qui s'étendent radialement, qui sont disposés régulièrement autour de l'axe (40) dudit moyeu (38) et qui traversent des rainures radiales respectives correspondantes (14) ménagées dans la paroi périphérique (15) entourant la cavité (9), chacun des bras (12) portant un galet (16) adapté à coulisser radialement le long du bras (12) et à glisser le long de pistes (17) à génératrice circulaire ménagées sur les faces opposées (18) de la rainure (14) correspondante, le moyeu (38) présentant sur ses deux extrémités axiales des portées sphériques ou sensiblement sphériques (39) adaptées à glisser respectivement l'une sur le fond (34) de la cavité (9), l'autre sur le fond (36) d'un organe de fermeture (35) obturant ladite cavité (9), caractérisé en ce que les portées sphériques ou sensiblement sphériques (39) du moyeu (38) ont chacune un centre (43, 43a, 43b, 43c, 43d) situé entre le centre (R) du moyeu (38) et l'extrémité axiale (42) de ladite portée (39), et en ce que le fond (34) de la cavité (9) de la pièce (33) et le fond (36) de l'organe de fermeture (35) sont conformés de façon telle que leur surface a pour génératrice une sphère de même rayon (a) que lesdites portées (39) et pour surface directrice du centre (43, 43a, 43b, 43c, 43d) de ladite sphère une portion de surface à profil hyperbolique sensiblement de révolution ayant pour axe l'axe (10) de la pièce principale (33) et définie d'une part par un tronçon d'une première hyperbole elle-même définie par un point (44) sur l'axe (10) et par un point (43a) correspondant à une position du moyeu (38) proche de celle dans laquelle l'axe du moyeu (38) fait avec l'axe (10) de la pièce principale (33) l'angle de brisure maximal (A) par rapport à un axe de brisure perpendiculaire à l'axe (12a) d'un bras (12) du moyeu (38), d'autre part par un tronçon d'une seconde hyperbole elle-même définie par le point (44) sur l'axe (10) et par un point (43c) correspondant à une position du moyeu (38) proche de celle dans laquelle l'axe du moyeu (38) fait avec l'axe (10) de la pièce principale (33) l'angle de brisure maximal (A) dans une brisure par rapport à un axe de brisure confondu avec l'axe (12b) d'un bras (12) du moyeu (38), les tronçons des hyperboles intermédiaires se déduisant par interpolation entre les deux tronçons précités correspondant aux brisures principales de l'assemblage.

2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pente de chacune des deux asymptotes du tronçon d'hyperbole obtenu en coupant ladite surface directrice par un plan radial contenant l'axe (10) de la pièce principale (33) a pour valeur filez (m) étant la demi-distance entre les centres (43) des deux portées sphériques (39), et (c) étant la distance entre le point (44), sur l'axe (10) de la pièce principale (33), de chaque tronçon d'hyperbole (H1) et le centre (O') dudit tronçon.

3. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la formule du tronçon d'hyperbole obtenu en coupant ladite surface directrice par un plan radial contenant l'axe (10) de la pièce principale (33) est la suivante

dans laquelle z est la coordonnée selon l'axe (O'Z) de la pièce principale (33), (y) la coordonnée selon un axe (O'y) perpendiculaire au précédent, l'origine des coordonnées étant le centre (O') sur l'axe (10) dudit tronçon d'hyperbole

4.Procédé pour définir les dimensions intérieures d'un assemblage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on détermine au préalable, en fonction de la dimension et des caractéristiques du joint homocinétique à réaliser, le rayon intérieur ou le rayon intérieur maximal (r) de la cavité (9) dans un plan perpendiculaire à l'axe (10) de la pièce principale (33) et passant par le centre (O) de la cavité (9), ainsi que l'angle de brisure maximal (A) acceptable et la demi-distance (d) entre les deux points (44) sur l'axe (10) des fonds respectifs (34, 36) de la cavité (9) et de l'organe de fermeture (35), puis on choisit les valeurs respectives de la demidistance (m) entre les centres (43) des deux portées sphériques (39), et du rayon (a) desdites portées (39), en respectant l'égalité entre la somme (m + a), de ces deux dernières grandeurs et la première demi-distance (d), enfin on définit ladite surface directrice à profil hyperbolique sensiblement de révolution constituant le lieu géométrique des centres (43) des deux portées sphériques (39), et on en déduit la forme des surfaces respectives du fond (34) de la cavité (9) et du fond (36) de l'organe de fermeture (35).

5. Joint de transmission homocinétique, caractérisé en ce qu'il comporte un assemblage de pièce principale selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.