FR2966213A1 - Ensemble de liaison pour joint de transmission et joint de transmission associe - Google Patents

Ensemble de liaison pour joint de transmission et joint de transmission associe Download PDF

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Abstract

L'ensemble de liaison pour joint de transmission comprend un croisillon 12 pourvu de tourillons 16, au moins une douille 20 de montage montée à rotation sur un des tourillons, et au moins un élément de friction 33 prévu pour limiter le frottement axial entre la douille et une surface d'extrémité 16a du tourillon. L'élément de friction 33 est fixé sur la douille de montage.

Description

B 10-2987FR 1 Ensemble de liaison pour joint de transmission et joint de transmission associé La présente invention concerne le domaine des joints de transmission universels, classiquement appelés joints de Cardan, permettant notamment la transmission d'un mouvement de rotation entre deux arbres concourants non alignés. La présente invention concerne plus particulièrement un ensemble de liaison pour joint de transmission du type comprenant un croisillon pourvu de tourillons et des douilles montées à rotation sur les tourillons. Une utilisation particulièrement intéressante de l'invention concerne la transmission mécanique des commandes de vol d'un aéronef. Une autre utilisation intéressante de l'invention peut concerner le domaine automobile. Dans ce domaine, on connait par le brevet US-B2-6,520,859 un ensemble de liaison pour joint de transmission comprenant un croisillon avec quatre tourillons, des coupelles ou douilles montées sur les tourillons, et des paliers lisses montés chacun radialement entre un des tourillons et la douille associée afin de permettre un mouvement relatif de rotation entre ces deux éléments. Entre l'extrémité axiale de chaque tourillon et la paroi de fond de la douille associée est interposé axialement un anneau de butée afin de limiter la friction entre le tourillon et la douille. Lors du fonctionnement du joint de transmission équipé d'un tel ensemble de liaison, il peut se produire un léger éloignement axial d'un des tourillons relativement à la paroi de fond de la douille de montage associée. Ceci tend à provoquer un déplacement radial de l'anneau de butée entre l'extrémité axiale du tourillon considéré et la paroi de fond de la douille. Ce déplacement radial de l'anneau de butée engendre un mauvais fonctionnement du joint de transmission. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.
Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un ensemble de liaison pour joint de transmission présentant un couple de friction réduit tout en assurant une bonne fiabilité de fonctionnement. La présente invention vise également à prévoir un ensemble de liaison économique, facile à fabriquer et à assembler. Dans un mode de réalisation, l'ensemble de liaison pour joint de transmission comprend un croisillon pourvu de tourillons, au moins une douille de montage montée à rotation sur un des tourillons, et au moins un élément de friction prévu pour limiter le frottement axial entre la douille et une surface d'extrémité du tourillon. L'élément de friction est fixé sur la douille de montage ou sur le tourillon. La fixation de l'élément de friction sur la douille de montage, ou alternativement sur le tourillon, permet de s'assurer d'une bonne fiabilité de fonctionnement de l'ensemble de liaison de façon particulièrement simple et économique. En effet, par rapport à une solution avec un anneau ou rondelle de friction montée flottante ou libre par rapport à la douille de montage et au tourillon, on conserve au cours du temps le positionnement initial de l'élément de friction relativement à l'organe sur lequel il est fixé. L'élément de friction est une pièce distincte de la douille et du tourillon prévue pour venir se fixer sur l'organe associé de manière à obtenir un ensemble unitaire. L'élément de friction peut être fixe dans le sens axial, radial et circonférentiel. L'élément de friction peut comprendre une rondelle plate. Un espace axial est de préférence ménagé entre l'élément de friction et la douille de montage, ou entre l'élément de friction et le tourillon. Dans un mode de réalisation, l'élément de friction est fixé sur une collerette radiale de la douille de montage. Dans un autre mode de réalisation, l'élément de friction peut être fixé sur une portion axiale de la douille de montage et former une paroi de fond de ladite douille. Dans un mode de réalisation, l'élément de friction est fixé sur la surface d'extrémité du tourillon. Avantageusement, l'élément de friction s'étend axialement en saillie par rapport à la surface d'extrémité du tourillon axialement en direction d'une paroi de fond de la douille de montage. Dans un mode de réalisation, le croisillon comprend quatre tourillons, des douilles de montage disposées sur chacun des tourillons et des roulements montés chacun radialement entre une douille de montage et le tourillon associé, les roulements étant identiques entre eux. Chaque roulement peut être constitué d'une pluralité d'éléments roulants et d'une cage de maintien de l'espacement circonférentiel régulier desdits éléments roulants.
L'invention concerne également un joint de transmission comprenant un ensemble de liaison tel que défini précédemment et deux chapes comportant chacune deux évidements disposés longitudinalement dans le sens de deux tourillons opposés du croisillon et recevant les douilles de montage associées auxdits tourillons. L'invention concerne encore un dispositif de commande de vol pour aéronef comprenant un boîtier, un levier de commande mobile par rapport au boîtier, un arbre de transmission relié audit levier et un joint de transmission tel que défini précédemment, dans lequel l'une des chapes est fixée à l'arbre de transmission et l'autre chape est montée sur le boîtier. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation, partiellement coupée, d'un ensemble de liaison pour joint de transmission selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des vues de détail d'ensembles de liaison selon d'autres modes de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de commande de vol pour aéronef selon l'invention, et - les figures 6 et 7 sont des vues en perspective d'un joint de transmission du dispositif de la figure 5.
Sur la figure 1, un ensemble de liaison, référencé 10 dans son ensemble, comprend un croisillon 12 pourvu d'un corps central 14 et de quatre arbres formant tourillons 16, d'axes 18, s'étendant vers l'extérieur à partir dudit corps en étant circonférentiellement également espacés. Les tourillons 16 sont disposés dans un seul plan et à angle droit les uns relativement aux autres. Un épaulement 19 radial annulaire est formé entre chaque tourillon 16 et le corps central 14. Dans le mode de réalisation illustré, les tourillons 16 sont réalisés monoblocs avec le corps central 14.
L'ensemble 10 comprend également une douille 20 de montage disposée sur chacun des tourillons 16 et un roulement 22 monté radialement entre chacune des douilles et le tourillon associé pour permettre un montage rotatif des douilles. Les douilles 20 et les roulements 22 sont respectivement identiques entre eux.
Comme illustré plus visiblement à la figure 2, chaque douille 20 comprend une portion axiale 24 annulaire prolongée à une extrémité axiale par une collerette 26 radiale annulaire et ouverte à l'extrémité opposée de manière à permettre son montage autour du tourillon 16 associé. La surface extérieure cylindrique de la portion axiale 24 comporte une rainure 25 annulaire à l'intérieur de laquelle est monté un anneau de retenue 27 élastique de type circlips. L'alésage 28 cylindrique de la portion axiale 24 est concentrique à une surface cylindrique 30 extérieure du tourillon 16 et présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de ladite surface de manière à laisser subsister entre eux un espace radial 31 annulaire. L'extrémité ouverte de la portion axiale 24 vient se centrer sur une surface cylindrique 32 extérieure du corps central 14 prolongeant le bord de grand diamètre de l'épaulement 19 axialement du côté opposé à la surface cylindrique 30.
Afin de limiter le couple de friction entre le tourillon 16 et la douille 20 de montage lors de leurs mouvements relatifs de rotation, l'ensemble 10 comprend une rondelle 33 de friction plate fixée sur la douille 20 de montage à l'intérieur d'un alésage 35 étagé ménagé au niveau de la collerette 26. La rondelle 33 de friction est centrée sur l'axe 18. Elle est avantageusement réalisée dans un matériau présentant un faible coefficient de frottement, par exemple en polyamide chargé ou non de fibres minérales. La rondelle 33 de friction est fixée dans l'alésage 35 par tout moyen approprié, par exemple par vissage, soudage, collage, etc. La rondelle 33 de friction comprend une surface radiale 33a plane axialement en regard de la surface d'extrémité 16a du tourillon et ménageant une surface de frottement pour ledit tourillon. Dans le mode de réalisation illustré, un espace axial (non référencé) est ménagé entre une surface d'extrémité 16a radiale du tourillon 16 et la rondelle 33 de friction. En variante, il est possible de prévoir dés le montage un contact axial entre la rondelle 33 et la surface d'extrémité 16a du tourillon. La rondelle 33 de friction est fixée directement dans l'alésage 35 de la collerette 26 de la douille de montage sans interposition d'élément intermédiaire.
La fixation de la rondelle 33 de friction sur la douille 20 de montage permet de s'assurer d'une bonne fiabilité de fonctionnement de l'ensemble 10. En effet, dans le cas d'un éventuel éloignement axial du tourillon 16 relativement à la collerette 26 de la douille et à la rondelle 33 de friction, la position de ladite rondelle relativement à la douille reste inchangée. La rondelle 33 de friction permet donc de limiter, de façon constante au cours du temps, le frottement entre la surface d'extrémité 16a du tourillon et la douille 20 de montage lors du contact axial entre ces deux éléments. Le roulement 22 est monté radialement entre la surface cylindrique 30 extérieure du tourillon et l'alésage 28 de la douille 20 dans l'espace radial 31. Le roulement 22 comprend des éléments roulants 34 et une cage 36 pour leur maintien entre la surface cylindrique 30 et l'alésage 28. L'alésage 28 et la surface cylindrique 30 forment des pistes ou chemins de roulement cylindriques pour les éléments roulants 34. Dans l'exemple de réalisation illustré, les éléments roulants 34 sont constitués par une rangée d'aiguilles. La cage 36 est préférablement réalisée en une seule pièce par moulage d'un matériau synthétique, par exemple en polyamide. Alternativement, la cage peut être réalisée en matière métallique, par exemple à partir d'un flanc de tôle d'épaisseur mince par découpe et emboutissage. La cage 36 comprend une portion axiale 38 annulaire dans laquelle est ménagée une pluralité de fenêtres 40 pour le logement des éléments roulants 34 et leur maintien avec un espacement circonférentiel régulier. Une extrémité axiale de la portion axiale 38 est située axialement au voisinage de l'épaulement 19 du tourillon tout en restant à distance de celui-ci. L'autre extrémité axiale de la portion axiale 38 reste en retrait axialement par rapport à la surface d'extrémité 16a du tourillon.
Pour limiter l'intrusion de particules polluantes au niveau du roulement 22, il est possible de prévoir le montage d'un joint d'étanchéité annulaire radialement entre la portion axiale 24 de la douille 20 et la surface extérieure 32 du corps central 14. Si une lubrification périodique des roulements 22 doit être assurée, il est également possible de prévoir des passages de lubrification dans le corps central 14 et les tourillons 16 débouchant au niveau de l'extrémité axiale de chaque tourillon. Le mode de réalisation illustré à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du mode précédent en ce que la douille 20 de montage présente une forme générale tubulaire et en ce que la rondelle 33 de friction présente une dimension radiale accrue pour être fixée dans une partie de grand diamètre 28a de l'alésage 28 située à une de ses extrémités axiales. La rondelle 33 est centrée sur l'axe 18. Un espace axial subsiste entre la surface radiale 33a de frottement de la rondelle 33 de friction et la surface d'extrémité 16a radiale du tourillon 16. Dans ce mode de réalisation, la douille 20 de montage peut être réalisée à moindre coût à partir d'un tube en acier et la rondelle 33 de friction forme une paroi de fond obturant une extrémité axiale de la douille.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 4, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, la douille 20 de montage comprend une paroi de fond 42 radiale prolongeant une des extrémités axiales de la portion axiale 24 et comprenant une surface radiale 42a axialement en regard de la surface d'extrémité 16a radiale du tourillon 16. Le tourillon 16 comprend un perçage 44 étagé s'étendant axialement vers l'intérieur à partir de la surface d'extrémité 16a du tourillon en étant coaxial à l'axe 18. Une rondelle 46 de friction plate est fixée dans le perçage 44 par tout moyen approprié, par exemple par vissage, soudage, collage, etc. La rondelle 46 de friction s'étend en partie axialement en saillie par rapport à la surface d'extrémité 16a du tourillon jusqu'au voisinage immédiat de la surface radiale 42a de la paroi de fond de la douille de montage en laissant subsister ici axialement entre eux un léger espace. La rondelle 46 de friction est centrée sur l'axe 18, et est réalisée dans un matériau présentant un faible coefficient de frottement, par exemple en polyamide chargé ou non de fibres minérales. La rondelle 46 comprend une surface radiale 46a apte à venir en contact de frottement avec la surface radiale 42a de la paroi de fond 42 de la douille.
Dans l'ensemble des modes de réalisation décrits, la rondelle de friction utilisée présente une forme générale circulaire plane. Alternativement, il est également possible, sans sortir du cadre de la présente invention, de prévoir une rondelle de friction présentant une forme générale annulaire et/ou une surface extérieure de forme générale sphérique dont le centre coïncide avec l'axe du tourillon de manière à limiter le frottement entre le tourillon et la douille en cas de contact axial entre ces deux éléments. Sur la figure 5 est illustré de manière schématique un dispositif 80 de commande de vol pour aéronef comprenant un boîtier 82 de contrôle et un levier 84 de commande mobile par rapport au boîtier autour d'un axe de roulis 86 et d'un axe de tangage 88 pour permettre une commande de la gouverne de l'aéronef. Les axes de roulis 86 et de tangage 88 sont perpendiculaires. Pour assurer la transmission mécanique du mouvement du levier 84 de commande, un joint de transmission 90 illustré sur les figures 6 et 7 est monté à l'intérieur du boîtier 82. Le joint de transmission 90 comporte une première chape 92 prévue pour être montée sur le boîtier de contrôle, une seconde chape 94 fixée à un arbre de transmission (non représenté) relié au levier de commande et un ensemble 10 de liaison tel que décrit précédemment de manière à permettre un rotulage de la chape 94 relativement à la chape 92. La chape 94 comporte une embase 95 tubulaire pourvue d'un alésage pour permettre le montage de l'arbre de transmission et deux bras 96, 98 opposés s'étendant à partir de ladite embase. Chaque bras comprend un évidement (non référencé) circulaire disposé longitudinalement selon l'axe de roulis 86 et à l'intérieur duquel une douille 20 est logée pour assurer le montage du croisillon 12. Deux circlips 27 permettent le blocage du croisillon 12 sur la chape 94 le long de l'axe de roulis 86.
La chape 92 comprend une portion cylindrique 100 enveloppante à l'intérieur de laquelle est monté en partie la chape 94 et comprenant deux évidements (non référencés) circulaires s'étendant selon l'axe de tangage 88 et recevant les deux douilles 20 opposées laissées libres par la chape 94 pour obtenir le montage du croisillon 12 sur la chape 92. Deux circlips 27 permettent le blocage du croisillon 12 sur la chape 92 le long de l'axe de tangage 88. A une extrémité axiale supérieure de la portion cylindrique 100 est prévu un méplat 102. Grâce à l'invention, on dispose d'un ensemble de liaison pour joint de transmission dans lequel la rondelle de friction est fixée directement sur la douille de montage, ou sur le tourillon, de manière à obtenir, de façon simple et économique, une bonne fiabilité de fonctionnement au cours du temps.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Ensemble de liaison pour joint de transmission comprenant un croisillon (12) pourvu de tourillons (16), au moins une douille (20) de montage montée à rotation sur un des tourillons, et au moins un élément de friction (33 ; 46) prévu pour limiter le frottement axial entre la douille et une surface d'extrémité (16a) du tourillon, caractérisé en ce que l'élément de friction (33 ; 46) est fixé sur la douille de montage ou sur le tourillon.
  2. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l'élément de friction comprend une rondelle plate (33 ; 46).
  3. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un espace axial est ménagé entre l'élément de friction (33 ; 46) et la douille de montage, ou entre l'élément de friction et le tourillon.
  4. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément de friction (33) est fixé sur une collerette (26) radiale de la douille de montage.
  5. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de friction (33) est fixé sur une portion axiale (24) de la douille de montage et forme une paroi de fond de ladite douille.
  6. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de friction (46) est fixé sur la surface d'extrémité (16a) du tourillon.
  7. 7. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel l'élément de friction (46) s'étend axialement en saillie par rapport à la surface d'extrémité (16a) du tourillon axialement en direction d'une paroi de fond (42) de la douille de montage.
  8. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le croisillon (12) comprend quatre tourillons (16), des douilles (20) de montage disposées sur chacun des tourillons et des roulements (22) montés chacun radialement entre une douille de montage et le tourillon associé.
  9. 9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel chaque roulement (22) est constitué d'une pluralité d'éléments roulants (34) et d'une cage (36) de maintien de l'espacement circonférentiel régulier desdits éléments roulants.
  10. 10. Joint de transmission comprenant un ensemble de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes et deux chapes (92, 94) comportant chacune deux évidements disposés longitudinalement dans le sens de deux tourillons opposés du croisillon et recevant les douilles de montage associées auxdits tourillons.
  11. 11. Dispositif de commande de vol pour aéronef comprenant un boîtier (82), un levier (84) de commande mobile par rapport au boîtier, un arbre de transmission relié audit levier et un joint de transmission (90) selon la revendication 10, dans lequel l'une des chapes est fixée à l'arbre de transmission et l'autre chape est montée sur le boîtier.
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