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FR2899660A1 - Joint de transmission homocinetique, exempt de jeu - Google Patents

Joint de transmission homocinetique, exempt de jeu Download PDF

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FR2899660A1
FR2899660A1 FR0754362A FR0754362A FR2899660A1 FR 2899660 A1 FR2899660 A1 FR 2899660A1 FR 0754362 A FR0754362 A FR 0754362A FR 0754362 A FR0754362 A FR 0754362A FR 2899660 A1 FR2899660 A1 FR 2899660A1
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joint
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transmission
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Stephan Maucher
Wolgang Hildebrandt
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GKN Driveline International GmbH
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Abstract

Un joint de transmission homocinétique (11) comprend une partie de joint extérieure (12), une partie de joint intérieure (17), des billes (31) de transmission de couple, qui sont logées dans des paires de chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs mutuellement associés, ainsi qu'une cage à billes (22) de forme annulaire. La cage à billes s'appuie axialement directement dans la partie de joint extérieure, et la partie de joint intérieure présente un jeu axial par rapport à la cage à billes, des moyens étant prévus pour l'appui élastique de la partie de joint intérieure par rapport à la cage à billes. La distance d'une zone de contact de l'appui réciproque de la partie de joint intérieure (17) et de la cage à billes (22) au centre du joint de transmission, est inférieure ou égale au demi diamètre extérieur de la partie de joint intérieure (17).

Description

L'invention concerne un joint de transmission homocinétique comprenant une
partie de joint extérieure présentant des chemins de circulation de billes extérieurs répartis en périphérie, une partie de joint intérieure présentant des chemins de circulation de billes intérieurs répartis en périphérie, des billes de transmission de couple, qui sont logées dans des paires de chemins de circulation constitués de chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs mutuellement associés, ainsi qu'une cage à billes de forme annulaire, qui est logée entre la partie de joint extérieure et la partie joint intérieure et présente des fenêtres de cage réparties en périphérie et dans lesquelles les billes de transmission de couple sont maintenues dans un plan commun, le joint de transmission étant tel que les paires de chemins de circulation s'élargissent au moins vers une partie, pour un joint en position étendue, dans une direction axiale concordante, la cage à billes s'appuie axialement directement dans la partie de joint extérieure, et la partie de joint intérieure présente un jeu axial par rapport à la cage à billes, et, pour l'appui élastique de la partie de joint intérieure par rapport à la cage à billes, sont prévus des moyens qui agissent sur la partie de joint intérieure par rapport à la partie de joint extérieure, dans la même direction que celle dans laquelle s'élargissent les paires de chemins de circulation.
Des joints de transmission homocinétiques du type de celui cité plus haut, sont désignés par joints fixes du type Rzeppa. Suivant le mode de réalisation des chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs, ces joints de transmission englobent des joints dits joints UF (de "undercut free" libre de contre-dépouille) avec, selon une observation axiale, des chemins de circulation de billes sans contre-dépouille, ainsi que des joints de transmission dits joints AC (de "angular contact" contact angulaire) présentant des chemins de circulation de billes en forme d'arc de cercle mutuellement décalés axialement. En-dehors de cela on connaît également: d'autres tracés de chemins de circulation de billes. Les joints de transmission du type Rzeppa ont en commun la caractéristique suivante, à savoir que les paires de chemins de circulation de billes constitués de chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs, s'élargissent ou s'évasent dans une direction axiale concordante, la terminologie "élargissement en coin" étant parfois utilisée.
Il en résulte, en cas de sollicitation ou de charge du joint de transmission homocinétique par un couple, une force axiale relative entre la partie de joint extérieure et la partie de joint intérieure, qui doivent ainsi s'appuyer réciproquement l'une sur l'autre pour que le joint de transmission ne se démonte pas. En règle générale, on utilise à cet effet des paires de surfaces sphériques entre la partie de joint extérieure et la cage à billes sur la surface extérieure de celle-ci, et entre la partie de joint intérieure et la cage à billes sur la surface intérieure de celle-ci.
D'après le document US 2003/C)083135, il est connu de renoncer à un appui réciproque direct entre la cage à billes et la partie de joint intérieure, et de prévoir à la place un appui axial entre la partie de joint intérieure et un corps en coque de forme sphérique sur la cage à billes. Une surface d'appui reliée à la partie de joint intérieure est ici formée sur une pièce de pivot qui est rapportée axialement sur la partie de joint intérieure. Il est ici également prévu entre autres, un appui élastique de la pièce de pivot par rapport à la partie de joint intérieure. En variante, il est proposé une configuration élastique du corps en forme de coque par rapport à une pièce de pivot fixe. Le rayon intérieur du corps en forme de coque (Ro) doit ici être respectivement plus grand que le rayon extérieur de la surface extérieure de la cage à billes (Ri), en se référant respectivement au centre du joint de transmission. Avec le rayon intérieur du corps en forme de coque est défini en même temps le lieu du contact d'appui entre la pièce de pivot et le corps en forme de coque.
Dans le cas d'un joint de transmission homocinétique du type de celui cité, en révolution en position de flexion, apparaissent des forces de frottement. intérieures, qui sont d'une part engendrées par les billes en va-et-vient avec la fréquence de révolution dans les paires de chemins de circulation, et d'autre part par des forces de frottement entre la partie de joint extérieure, respectivement la partie de joint intérieure, et la cage à billes en mouvement de nutation avec la fréquence de révolution, respectivement par rapport à ces parties de joint.
Dans le joint de transmission homocinétique précité, on évite certes un frottement direct entre la cage à billes et la partie de joint intérieure, mais en contrepartie il apparaît toutefois un couple de friction par un mouvement de glissement entre ladite pièce de pivot et la surface d'appui sphérique intérieure dans le corps en forme de coque, qui, par rapport à ce dernier, se traduit par un mouvement circulaire auquel est superposé un mouvement de rotation. La somme des couples engendrés par ces forces de frottement est désignée par couple freinant du joint de transmission, qui doit donc être fournit pour entraîner ou faire tourner le joint de transmission en position de flexion, sans couple opposé ou de réaction.
Dans le joint de transmission homocinétique précité le couple de frottement produit par ledit pivot d'appui est considérable et augmente ainsi le couple freinant, de manière néfaste. Il est également appelé couple freinant d'appui dans la suite de la présente description.
A partir de là, le but de la présente invention consiste à développer un joint de transmission homocinétique du type de celui cité, de façon à ce qu'il présente un couple freinant réduit. Ce but est atteint pour un tel joint de transmission par le fait que la distance x d'une zone de contact T de l'appui réciproque de la partie de joint intérieure et de la cage à billes au centre M du joint de transmission, est inférieure ou égale au demi diamètre extérieur de la partie de joint intérieure. A l'aide des moyens ici indiqués, le couple de frottement de l'appui axial est réduit grâce au fait que le bras de levier avec lequel agit la force de frottement lors de la rotation du joint de transmission, est sensiblement diminué. Un joint de transmission homocinétique du type de celui qui vient d'être évoqué est particulièrement bien adapté en tant que joint de transmission dans un système de direction, c'est-à-dire en étant mis en oeuvre dans une colonne de direction d'un véhicule automobile, pour laquelle l'absence de jeu et un faible couple freinant revêtent la même importance.
Dans le mode de réalisation ici choisi, il est particulièrement avantageux que la construction de base du joint de transmission reste pour l'essentiel inchangée, et les éléments utilisés pour l'appui axial élastique peuvent être complétés après avoir exécuté des alésages appropriés dans la partie de joint extérieure et/ou dans la partie de joint. intérieure ou dans un arbre de transmission d'entraînement qui y est inséré, sans que les fonctions du joint de transmission s'en trouvent altérées.
Alors qu'en principe l'on suppose que ladite distance du centre du joint de transmission est appliquée en direction du fond ou du couvercle de la partie de joint extérieure, et est dans tous les cas choisie plus petite que dans le cas des joints de transmission connus, il est toutefois également possible, selon une variante de mode de réalisation, que ladite distance au centre du joint de transmission soit appliquée en direction du côté d'ouverture de la partie de joint extérieure. Selon un mode de réalisation préfér.é, ladite distance x est appliquée à partir du centre M du joint de transmission, dans la direction dans laquelle s'élargissent les paires de chemins de circulation.
Le couple freinant d'appui cité peut pratiquement être négligé lorsque selon un mode de réalisation particulier, ladite distance x est rendue égale à zéro.
Alors que les surfaces des éléments d'appui, en appui réciproque dans la zone de contact T, peuvent être réalisées comme dans le joint de transmission cité plus haut, d'une part convexe, notamment en tant que sphère extérieure, et d'autre part concave, notamment en tant que sphère intérieure, il est possible, en variante, que les deux surfaces citées soient réalisées sous forme de surfaces convexes, notamment en tant que surface sphériques extérieures. Il est ainsi possible d'obtenir, à la place d'un contact de surface, un contact quasi ponctuel par lequel il est possible de réduire la part de frottement de la rotation relative. Finalement, il est possible de réaliser l'une des dites surfaces en tant que surface convexe, et l'autre des surfaces en tant que surface radiale plane.
Selon un premier mode de configuration, il est prévu que la cage à billes comporte un fond ou couvercle sur lequel est formé coaxialement, un pivot, et que dans la partie de joint intérieure ou dans un arbre de transmission d'entraînement qui y est engagé, soit formée Erontalement une surface d'appui de forme sphérique intérieure, sur laquelle vient s'appuyer le pivot, sous précontrainte.
Dans ce cas, selon un premier mode de réalisation, le pivot est formé ou agencé sur un couvercle qui est lié de manière fixe à la cage à billes, le pivot pouvant être relié de manière fixe au couvercle et le couvercle étant d'une configuration à élasticité de ressort.
Une variante de mode de réalisation se traduit par le fait que la cage à billes présente un couvercle rapporté dans lequel s'appuie élastiquement un pivot guidé coaxialement. Ainsi, le pivot peut être inséré dans un logement de réception lié au couvercle, en s'y appuyant de manière élastique, le pivot pouvant s'appuyer par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal de compression dans le logement de réception.
Le point de contact peut dans chaque cas être agencé de manière très proche du centre du joint de transmission.
La surface de contact du pivot peut ici être de forme bombée et son sommet se situer notamment sensiblement au niveau du centre M du joint de transmission, tandis que la surface d'appui dans l'arbre de transmission d'entraînement peut être en forme de calotte, son centre de courbure se situant notamment environ au niveau du centre M du joint de transmission.
Pour autoriser des mouvements angulaires plus importants, il est prévu que la surface d'appui précitée s'élargisse axialement de manière conique intérieure, en direction du pivot.
Selon une autre configuration de construction, la cage à billes présente un fond ou couvercle dans lequel est inséré de manière fixe un pivot coaxial, et dans la partie de joint intérieure ou dans un arbre de transmission d'entraînement qui y est inséré, est guidé coaxialement un corps d'appui en appui élastique, qui forme une surface d'appui et s'appuie sous précontrainte sur le pivot.
A cet effet, on propose que le corps d'appui s'appuie de manière élastique, notamment par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal de compression, dans la partie de joint intérieure ou dans l'arbre de transmission d'entraînement.
Sur le plan de la construction, il s'avère à nouveau favorable que le pivot et le corps d'appui présentent des surfaces convexes, notamment sphériques, de contact et respectivement d'appui. Mais il est également possible que le pivot forme une surface de contact convexe et: le corps d'appui une surface d'appui radiale plane.
A cet effet, il est également proposé que l'arbre de transmission d'entraînement s'élargisse de manière conique intérieure au niveau de l'extrémité frontale recevant le corps d'appui.
Selon une configuration de l'invention, les sommets de la surface de contact du pivot et de la surface d'appui du corps d'appui se situent, pour un joint de transmission en position étendue, environ au niveau du centre M du joint de transmission.
Le couvercle rapporté sur la cage à billes est de préférence fabriqué en une tôle d'acier à ressort, et présente de préférence la forme d'une coque sphérique, pour ne pas entraver la fonction du joint de transmission en flexion. Pour augmenter l'élasticité, ii peut être pourvu de fentes radiales.
Des exemples de réalisation préférés de l'invention vont: être décrits dans la suite et sont représentés sur les dessins annexés qui montrent .
Les figures lA à lD montrent un joint de transmission homocinétique conforme à l'invention, selon un premier mode de réalisation. - La figure lA montre ledit joint en coupe longitudinale 20 en position étendue ; - La figure lB montre ledit joint en coupe longitudinale en position de flexion ; - La figure 1C montre ledit joint selon le détail X agrandi de la figure 1B ; 25 - La figure 1D montre ledit joint selon le détail Y agrandi de la figure 1C. Les figures 2A à 2D montrent un joint de transmission homocinétique conforme à l'invention, selon un deuxième mode de réalisation. 30 - La figure 2A montre ledit joint en coupe longitudinale en position étendue ; - La figure 2B montre ledit joint en coupe longitudinale en position de flexion ; - La figure 2C montre ledit joint selon le détail X 35 agrandi de la figure 2B ; - La figure 2D montre ledit joint selon le détail Y agrandi de la figure 2C. Les figures 3A à 3D montrent un joint de transmission homocinétique conforme à l'invention, selon un troisième mode de réalisation. - La figure 3A montre ledit joint en coupe longitudinale en position étendue ; - La figure 3B montre ledit joint en coupe longitudinale en position de flexion ; - La figure 3C montre ledit joint selon le détail X 10 agrandi de la figure 3B - La figure 3D montre ledit joint selon le détail Y agrandi de la figure 3C. Les figures 4A à 4E montrent un joint de transmission homocinétique conforme à l'invention, selon un quatrième 15 mode de réalisation. - La figure 4A montre ledit joint en coupe longitudinale en position étendue ; - La figure 4B montre ledit joint en coupe longitudinale en position de flexion ; 20 - La figure 4C montre ledit joint selon le détail X agrandi de la figure 4A - La figure 4D montre ledit joint selon le détail Y agrandi de la figure 4B - La figure 4E montre ledit joint selon une variante du 25 détail Y de la figure 4B. Les figures 5A à 5C montrent un couvercle pour une cage à billes pour des joints de transmission d'après les figures lA à 4E, selon un premier mode de réalisation. - La figure 5A montre ledit couvercle en vue axiale ; 30 - La figure 5B montre ledit couvercle en une coupe longitudinale ; - La figure 5C montre ledit couvercle selon une vue en trois dimensions. Les figures 6A à 6C montrent un couvercle pour une cage 35 à billes pour des joints de transmission d'après les figures 1A à 4E, selon un deuxième mode de réalisation. - La figure 6A montre ledit couvercle en vue axiale ; - La figure 6B montre ledit couvercle en une coupe longitudinale ; - La figure 6C montre ledit couvercle selon une vue en 5 trois dimensions.
Les figures lA à lC vont être décrites en commun dans la suite.
10 Ces figures montrent un joint de transmission homocinétique 11 en construction dite monobloc, dans lequel sur une partie de joint extérieure 12 sont formés d'un seul tenant, un fond 13 et un tourillon d'arbre 14. Le fond ou un couvercle pourraient également être 15 rapportés en tant que pièce séparée et être soudé ou vissé à la partie de joint extérieure. Dans la partie de joint extérieure 12 sont formés des chemins de circulation de billes extérieurs 15 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre 20 de courbure est décalé axialement, à partir d'un plan médian E du joint de transmission, en direction de l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure 12. Le joint de transmission comprend par ailleurs une partie de joint intérieure 17 dans laquelle est inséré ou 25 emmanché un arbre de transmission d'entraînement 18, les pièces 17, 18 étant liées de manière fixe en rotation par l'intermédiaire de dentures d'arbres, et étant en outre bloquées axialement l'une par rapport à l'autre. Sur la partie de joint intérieure 17 sont formés des 30 chemins de circulation de billes intérieurs 19 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé par rapport au plan médian E du joint de transmission, en direction du fond 13 de la partie de joint extérieure 12. 35 Des chemins de circulation de billes extérieurs 15 et des chemins de circulation de billes intérieurs 19 mutuellement associés forment des paires de chemins de circulation et s'élargissent ou s'évasent d'après cela, dans la direction allant du fond 13 vers l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure. Chacune des paires de chemins de circulation constitués de chemins de circulation de billes extérieurs 15 et de chemins de circulation de billes intérieurs 19, reçoit une bille 31 de transmission de couple. Les billes sont maintenues par une cage à billes 22, qui est logée entre la partie de joint extérieure 12 et la partie de joint intérieure 17, de manière à ce que leurs centres K soient maintenus dans le plan médian E du joint de transmission, et soient menés sur le plan bissecteur en cas de flexion du joint de transmission. Les billes 31 sont ici logées dans des fenêtres de cage 23 de la cage à billes 22, qui sont réparties sur la périphérie. La cage à billes présente une surface extérieure 24 de forme sphérique qui est guidée sensiblement sans jeu dans une surface de guidage 20 de forme sphérique intérieure de la partie de joint extérieure 12. La surface intérieure 25 de la cage à billes 22 présente par contre du jeu par rapport à une surface extérieure 21 de la partie de joint intérieure 17. Les chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs sont définis respectivement par une forme d'arc de cercle, de sorte que le joint de transmission est un joint de transmission Rzeppa du type AC (de "angular contact" contact angulaire).
Sur la cage à billes 22 est rapporté, à l'extrémité dirigée vers le fond 13 de la partie de joint extérieure 12, un couvercle 51 en forme de coque sphérique, qui est lié de manière fixe à la cage à billes 22.
Au milieu du couvercle 51 est inséré, dans celui-ci, un pivot 36 orienté coaxialement à l'axe longitudinal A22 de la cage à billes. Le couvercle 51 est d'une configuration à élasticité de ressort. Le pivot 36 comporte une surface de contact 39 en forme de demi-- sphère. En regard du pivot 36 se trouve, sur la partie de joint intérieure 17, plus spécialement dans un arbre de transmission d'entraînement 18 inséré ou emmanché dans la partie de joint intérieure 17, une surface d'appui 43 en forme de calotte sphérique intérieure sur laquelle agit le pivot 36 sous précontrainte, avec une IO force F. La précontrainte est engendrée par le couvercle 51'qui dans l'état monté est précontraint axialement de manière élastique. Comme le laisse entrevoir la figure 1B, un point de contact T entre le pivot 36 et la surface d'appui 43, en raison de la disposition coaxiale 15 du pivot dans le couvercle, se situe toujours près de l'axe longitudinal A22 de la cage à billes, mais se déplace toutefois, lors de la flexion d'un angle de flexion de joint j3 de l'axe longitudinal A18 de la partie de joint intérieure par rapport à l'axe 20 longitudinal Al2 de la partie de joint extérieure, de la moitié de cet angle 3/2 de l'axe longitudinal A18 sur la surface de calotte de la surface d'appui 43 de l'arbre de transmission d'entraînement 18. La distance x conforme à l'invention, du point de contact T au centre 25 M du joint de transmission, reste sensiblement constante et est dans tous les cas inférieure au rayon de la surface intérieure 24 sphérique de la cage à billes ou du couvercle 51. Le bras de levier R, qui est pris en compte avec la force F dans le calcul d'un couple 30 freinant d'appui à l'encontre de la rotation libre du joint de transmission en position de flexion, augmente avec l'angle de flexion p. Dans le cas où la surface d'appui 43 est d'une configuration différente, en se présentant par exemple sous la forme d'un ellipsoïde, la 35 force F varie alors, en raison du débattement élastique différent du couvercle 51, également comme la relation du bras de levier R à l'angle 3, puisqu'il n'est alors plus une fonction sinusoïdale pure de [3.
Dans le cas normal ici représenté, la surface d'appui 43 est toutefois sphérique intérieure, de sorte que x reste constant tout comme F. Le couvercle 51 précontraint, et. ainsi le pivot 36, déplace la partie de joint intérieure 17 par l'intermédiaire de l'arbre de transmission d'entraînement 18, vers l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure 12, ce qui fait que les chemins de circulation de billes intérieurs 19 agissent également en direction de l'ouverture, sur les billes 31. Les billes 3.1 s'appuient à cette occasion également en direction de l'ouverture, dans les fenêtres de cage 23, ce qui fait que la cage à billes 22 s'appuie pour sa part axialement, avec sa surface extérieure sphérique 24, dans la surface intérieure sphérique 20 de la partie de joint extérieure. Le joint de transmission est ainsi exempt de jeu. Par rapport à des joints de transmission connus, la distance axiale x du point de contact T au centre M du joint de transmission, est nettement raccourcie, de sorte que pour un joint de transmission en flexion, le bras de levier R qui entre en ligne de compte dans le couple freinant d'appui à l'encontre de la rotation libre, est également petit.
Les figures 2A à 2D vont être décrites en commun dans la suite.
Ces figures montrent un joint de transmission homocinétique 11 en construction dite monobloc, dans lequel sur une partie de joint extérieure 12 sont formés d'un seul tenant, un fond 13 et un tourillon d'arbre 14. Le fond ou un couvercle pourraient également être rapportés en tant que pièce séparée et être soudé ou vissé à la partie de joint extérieure. Dans la partie de joint extérieure 12 sont formés des chemins de circulation de billes extérieurs 15 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé axialement, à partir d'un plan médian E du joint de transmission, en direction de l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure 12. Le joint de transmission comprend par ailleurs une partie de joint intérieure 17 dans laquelle est inséré ou emmanché un arbre de transmission d'entraînement 18, les pièces 17, 18 étant liées de manière fixe en rotation par l'intermédiaire de dentures d'arbres, et étant en outre bloquées axialement l'une par rapport à l'autre. Sur la partie de joint intérieure 17 sont formés des chemins de circulation de billes intérieurs 19 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé par rapport au plan médian E du joint de transmission, en direction du fond 13 de la partie de joint extérieure 12.
Des chemins de circulation de billes extérieurs 15 et des chemins de circulation de billes intérieurs 19 mutuellement associés forment des paires de chemins de circulation et s'élargissent ou s'évasent d'après cela dans la direction allant du fond 13 vers l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure. Chacune des paires de chemins de circulation constitués de chemins de circulation de billes extérieurs 15 et de chemins de circulation de billes intérieurs 19, reçoit une bille 31 de transmission de couple. Les billes sont maintenues par une cage à billes 22, qui est logée entre la partie de joint extérieure 12 et la partie de joint intérieure 17, de manière à ce que leurs centres K soient maintenus dans le plan médian E du joint de transmission, et soient menés sur le plan bissecteur en cas de flexion du joint de transmission. Les billes 31 sont ici logées dans des fenêtres de cage 23 de a cage à billes 22, qui sont réparties sur la périphérie. La cage à billes présente une surface extérieure 24 de forme sphérique qui est guidée sensiblement sans jeu dans une surface de guidage 20 de forme sphérique intérieure de la partie de joint extérieure 12. La surface intérieure 25 de la cage à billes 22 présente par contre du jeu par rapport à une surface extérieure 21 de la partie de joint intérieure 17. Les chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs sont définis respectivement par une forme d'arc de cercle, de sorte que le joint de transmission est un joint de transmission Rzeppa du type AC (de "angular contact" contact angulaire).
Dans la cage à billes 22, à l'extrémité dirigée vers le fond 13 de la partie de joint extérieure 12, est inséré un couvercle 51 en forme de coque sphérique, qui est lié de manière fixe à la cage à billes. Au milieu du couvercle 51 est inséré dans une ouverture centrale 54, un logement de réception 52 en forme de cuvette, sur lequel est formée une embase extérieure 56 pour l'appui.
Dans le logement de réception 52 est inséré un pivot 362 guidé coaxialement à l'axe longitudinal A22. Le pivot 362 s'appuie par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal de compression 38 dans le logement 52 et ainsi par rapport au couvercle 51. Le pivot 362 possède une surface de contact 392 en forme de demi-sphère. En regard du pivot 362, sur la partie de joint intérieure 17 et dans l'arbre de transmission d'entraînement 18 qui y est emmanché, se trouve un évasement conique intérieur 28. Sur le fond ou la base de l'évasement 28 est formée une surface d'appui 432 en forme de calotte sphérique intérieure de faible rayon, sur laquelle agit sous précontrainte le pivot 362 avec sa surface de contact 392, avec la force F. Comme le laisse entrevoir la figure 2D, un point de contact T entre le pivot 362 et la surface d'appui 432, en raison de la disposition coaxiale du pivot dans le couvercle, se situe toujours près de l'axe longitudinal A22 de la cage à billes, mais se déplace toutefois, lors de la flexion d'un angle de flexion de joint (3 de l'axe longitudinal A18 de la partie de joint intérieure par rapport à l'axe longitudinal Al2 de la partie de joint extérieure, de la moitié de cet angle (3/2 de l'axe longitudinal A18 sur la surface d'appui 432 sphérique intérieure. La distance x conforme à l'invention, du point de contact T au centre M du joint de transmission est dans ce cas égale à zéro. Le bras de levier R, qui est pris en compte avec la force F dans le calcul d'un couple freinant d'appui à l'encontre de la rotation libre du joint de transmission en position de flexion, est ainsi négligeable.
Le ressort hélicoïdal de compression 38 précontraint, et ainsi le pivot 362, déplace la partie de joint intérieure 17 par l'intermédiaire de l'arbre de transmission d'entraînement 18, vers l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure 12, ce qui fait que les chemins de circulation de billes intérieurs 19 agissent également en direction de l'ouverture, sur les billes 31. Les billes 31 s'appuient à cette occasion également en direction de l'ouverture, dans les fenêtres de cage 23, ce qui fait que la cage à billes 22 s'appuie pour sa part axialement, avec sa surface extérieure sphérique 24, dans la surface intérieure sphérique 20 de la partie de joint extérieure. Le joint de transmission est ainsi exempt de jeu. Comme on l'a évoqué, la distance axiale x du point de contact T au centre M du joint de transmission est égale à zéro, de sorte que pour un joint de transmission en flexion, le bras de levier R, qui entre en ligne de compte pour le couple freinant d'appui à l'encontre de la rotation libre, est négligeable. Les figures 3A à 3D vont être décrites en commun dans la suite.
Ces figures montrent un joint de transmission homocinétique 11 en construction dite monobloc, dans lequel sur une partie de joint extérieure 12 sont formés d'un seul tenant, un fond 13 et un tourillon d'arbre 14. Le fond ou un couvercle pourraient également être rapportés en tant que pièce séparée et être soudé ou vissé à la partie de joint extérieure. Dans la partie de joint extérieure 12 sont formés des chemins de circulation de billes extérieurs 15 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé axialement, à partir d'un plan médian E du joint de transmission, en direction de l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure 12. Le joint de transmission comprend par ailleurs une partie de joint intérieure 17 dans laquelle est inséré ou emmanché un arbre de transmission d'entraînement 18, les pièces 17, 18 étant liées de manière fixe en rotation par l'intermédiaire de dentures d'arbres, et étant en outre bloquées axialement l'une par rapport à l'autre. Sur la partie de joint intérieure 17 sont formés des chemins de circulation de billes intérieurs 19 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé par rapport au plan médian E du joint de transmission, en direction du fond 13 de la partie de joint extérieure 12.
Des chemins de circulation de billes extérieurs 15 et des chemins de circulation de billes intérieurs 19 mutuellement associés forment des paires de chemins de circulation et s'élargissent ou s'évasent d'après cela dans la direction allant du fond 13 vers l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure. Chacune des paires de chemins de circulation constitués de chemins de circulation de billes extérieurs 15 et de chemins de circulation de billes intérieurs 19, reçoit une bille 31 de transmission de couple. Les billes sont maintenues par une cage à billes 22, qui est logée entre la partie de joint extérieure 12 et la partie de joint intérieure 17, de manière à ce que leurs centres K soient maintenus dans le plan médian E du joint de transmission, et soient menés sur le plan bissecteur en cas de flexion du joint de transmission. Les billes 31 sont ici logées dans des fenêtres de cage 23 de :la cage à billes 22, qui sont réparties sur la périphérie. La cage à billes présente une surface extérieure 24 de forme sphérique qui est guidée sensiblement sans jeu dans une surface de guidage 20 de forme sphérique intérieure de la partie de joint extérieure 12. La surface intérieure 25 de la cage â billes 22 présente par contre du jeu par rapport à une surface extérieure 21 de la partie de joint intérieure 17. Les chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs sont définis respectivement par une forme d'arc de cercle, de sorte que le joint de transmission est un joint de transmission Rzeppa du type AC (de "angular contact" contact angulaire) Sur la cage à billes 22 est rapporté, à l'extrémité dirigée vers le fond 13 de la partie de joint extérieure 12, un couvercle 51 en forme de coque sphérique, qui est lié de manière fixe à la cage à billes 22.
Au milieu du couvercle 51 est inséré, dans celui-ci, un pivot 363 orienté coaxialement à l'axe longitudinal A22 de la cage à billes. Le couvercle 51 est d'une configuration à élasticité de ressort. Le pivot 363 comporte une surface de contact 393 en forme de demi- sphère. En regard du pivot 363, sur la partie de joint intérieure et dans l'arbre de transmission d'entraînement 18 qui y est emmanché, se trouve un évasement conique intérieur 28. Sur le fond ou la base de l'évasement 28 se trouve une surface d'appui 433 en forme de calotte sphérique intérieure de faible rayon, sur laquelle agit sous précontrainte le pivot 363 avec sa surface de contact 393, avec la force F. La précontrainte est engendrée par Le couvercle 51 qui dans l'état monté est précontraint axialement de manière élastique. Comme le laisse entrevoir la représentation d), un point de contact T entre le pivot 363 et la surface d'appui 433, en raison de la disposition coaxiale du pivot dans le couvercle, se situe toujours près de l'axe longitudinal A22 de la cage à billes, mais se déplace toutefois, lors de la flexion d'un angle de flexion de joint de :L'axe :Longitudinal A18 de la partie de joint intérieure par rapport à l'axe longitudinal Al2 de la partie de joint extérieure, de la moitié de cet angle (3/2 de l'axe longitudinal A18 sur la surface d'appui sphérique 433 de l'arbre de transmission d'entraînement 18. La distance x conforme à l'invention, du point de contact T au centre M du joint de transmission, est dans ce cas portée en direction de l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure. Le bras de levier R, qui est pris en compte avec la force F dans le calcul d'un couple freinant d'appui à l'encontre de la rotation libre du joint de transmission en position de flexion, est ici très petit. Le couvercle 51 précontraint, et déplace la partie l'intermédiaire de d'entraînement 18, vers joint extérieure 12, ce qui fait circulation de billes intérieurs 19 ainsi le pivot 363, intérieure 17 par de transmission 16 de la partie de que les chemins de agissent également de joint l'arbre l'ouverture en direction de l'ouverture, sur les billes 31. Les billes s'appuient à cette occasion également en direction de l'ouverture, dans les fenêtres de cage 23, ce qui fait que la cage à billes 22 s'appuie pour sa part axialement, avec sa surface extérieure sphérique 24, dans la surface intérieure sphérique 20 de la partie de joint extérieure. Le joint de transmission est ainsi exempt de jeu. Par rapport à des joints de transmission connus, la distance axiale x du point de contact T au centre M du joint de transmission, est nettement raccourcie, de sorte que pour un joint de transmission en flexion, le bras de levier R qui entre en ligne de compte dans le couple freinant d'appui à l'encontre de la rotation libre, est également petit.
Les figures 4A à 4E vont être décrites en commun dans la 15 suite.
Ces figures montrent un joint de transmission homocinétique 11 en construction dite monobloc, dans lequel sur une partie de joint extérieure 12 sont formés 20 d'un seul tenant, un fond 13 et un tourillon d'arbre 14. Le fond ou un couvercle pourraient également être rapportés en tant que pièce séparée et être soudé ou vissé à la partie de joint extérieure. Dans la partie de joint extérieure 12 sont formés des chemins de 25 circulation de billes extérieurs 15 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé axialement, à partir d'un plan médian E du joint de transmission, en direction de l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure 12. Le 30 joint de transmission comprend par ailleurs une partie de joint intérieure 17 dans laquelle est inséré ou emmanché un arbre de transmission d'entraînement 18, les pièces 17, 18 étant liées de manière fixe en rotation par l'intermédiaire de dentures d'arbres, et étant en 35 outre bloquées axialement l'une par rapport à l'autre. Sur la partie de joint intérieure 17 sont formés des chemins de circulation de billes intérieurs 19 d'étendue longitudinale et répartis en périphérie, dont le centre de courbure est décalé par rapport au plan médian E du joint de transmission, en direction du fond 13 de la partie de joint extérieure 12.
Des chemins de circulation de billes extérieurs 15 et des chemins de circulation de billes intérieurs 19 mutuellement associés forment des paires de chemins de circulation et s'élargissent ou s'évasent d'après cela dans la direction allant du fond 13 vers l'ouverture 16 de la partie de joint extérieure. Chacune des paires de chemins de circulation constitués de chemins de circulation de billes extérieurs 15 et de chemins de circulation de billes intérieurs 19, reçoit une bille 31 de transmission de couple. Les billes sont maintenues par une cage à billes 22, qui est logée entre la partie de joint extérieure 12 et la partie de joint intérieure 17, de manière à ce que leurs centres K soient maintenus dans le plan médian E du joint de transmission, et soient menés sur le plan bissecteur en cas de flexion du joint de transmission. Les billes 31 sont ici logées dans des fenêtres de cage 23 de la cage à billes 22, qui sont réparties sur la périphérie. La cage à billes présente une surface extérieure 24 de forme sphérique qui est guidée sensiblement sans jeu dans une surface de guidage 20 de forme sphérique intérieure de la partie de joint extérieure 12. La surface intérieure 25 de la cage à billes 22 présente par contre du jeu par rapport à une surface extérieure 21 de la partie de joint intérieure 17. Les chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs sont définis respectivement par une forme d'arc de cercle, de sorte que le joint de transmission est un joint de transmission Rzeppa du type AC (de "angular contact" contact angulaire).
Sur la cage à billes 22 est rapporté, à l'extrémité dirigée vers le fond 13 de la partie de joint extérieure 12, un couvercle 51 en forme de coque sphérique, qui est lié de manière fixe à la cage à billes 22. Dans le milieu du couvercle 51 est inséré de manière fixe un pivot 364 agencé coaxialement à l'axe longitudinal A22. Le pivot 364 possède une surface de contact 394 en forme de demi-sphère. En regard du pivot 1C 364, dans la partie de joint intérieure se trouve un corps d'appui 414, qui prend appui, par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal de compression 30, dans un alésage 29 de l'arbre de transmission d'entraînement 18, et ainsi par rapport à la partie de joint intérieure 17. 15 Le corps d'appui 414 forme une surface d'appui 434 de forme sphérique extérieure qui agit sous précontrainte sur le pivot 364 par la surface de contact 394, avec la force F. Comme le laisse entrevoir la représentation d), un point de contact T entre le pivot 364 et le corps 20 d'appui 4:L4 se situe dans le plan médian E du joint de transmission. La distance x conforme à l'invention du point de contact T au centre M du joint de transmission, est ainsi à nouveau égale à zéro. Le bras de levier R, qui entre en ligne de compte avec la force F pour le 25 calcul d'un couple freinant d'appui à l'encontre d'une rotation :Libre du joint de transmission en position de flexion, est ainsi négligeable. Dans la figure 4E, est montrée, à la place d'une surface d'appui sphérique extérieure, une surface d'appui radiale plane 434'. 30 Le ressort hélicoïdal de compression précontraint déplace la partie de joint intérieure 17 par l'intermédiaire de l'arbre de transmission d'entraînement 18, vers l'ouverture 16 de la partie de 35 joint extérieure 12, ce qui fait que les chemins de circulation de billes intérieurs 19 agissent également5 en direction de l'ouverture, sur les billes 31. Les billes s'appuient à cette occasion également en direction de l'ouverture, dans les fenêtres de cage 23, ce qui fait que part axialement, la cage à billes 22 s'appuie pour sa avec sa surface extérieure sphérique 24, dans :La surface intérieure sphérique 20 de la partie de joint extérieure. exempt de jeu. Comme du point de Le joint de transmission est ainsi on l'a évoqué, la distance axiale x au centre M du joint de contact T transmission est égale à zéro, de sorte que pour un joint de transmission en flexion, le bras de levier R, qui entre en ligne de d'appui à l'encontre de la négligeable. Dans tous les exemples de réalisation, les billes seront de préférence montées sans ajustement serré dans les fenêtres de cage.
20 Sur les figures 5A à 5C est montré en tant que détail, un couvercle 515 en forme de calotte sphérique, qui présente une ouverture centrale 54 pour l'insertion d'un pivot ou d'un logement de réception de pivot. A partir du bord extérieur 55 sont issues des fentes radiales 25 535, qui se terminent à distance de l'ouverture 54, et rendent le couvercle élastique, notamment en cas de sollicitation ou de charge dans la direction de son axe longitudinal A51. Le couvercle est de préférence en tôle d'acier à ressort.
30 Sur les figures 6A à 6C est montré en tant que détail, un couvercle 516 en forme de calotte sphérique, qui présente une ouverture centrale 54 pour l'insertion d'un pivot ou d'un logement de réception de pivot. A partir 35 de l'ouverture 54 sont issues des fentes radiales 536, qui se terminent à distance du bord extérieur 55, et compte pour le couple freinant rotation libre, est15 rendent le couvercle élastique, notamment en cas de sollicitation ou de charge dans la direction de son axe longitudinal. Le couvercle est de préférence en tôle d'acier à ressort.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Joint de transmission homocinétique (11) comprenant une partie chemins de répartis en une partie chemins de répartis en des billes de joint extérieure (12) présentant des circulation de billes extérieurs (15) périphérie, de joint intérieure (17) présentant des circulation de billes intérieurs (19) périphérie, (31) de transmission de couple, qui sont logées dans des paires de chemins de circulation constitués de chemins de circulation de billes extérieurs et intérieurs (15, 19) mutuellement associés, ainsi qu'une cage à billes (22) de forme annulaire, qui est logée entre la partie de joint extérieure (12) et la partie joint intérieure (17) et présente des fenêtres de cage (23) réparties en périphérie et dans lesquelles les billes (31) de transmission de couple sont maintenues dans un plan (E) commun, le joint de transmission étant tel que les paires de chemins de circulation s'élargissent au moins vers une partie, pour un joint en position étendue, dans une direction axiale concordante, la cage à billes (22) s'appuie axialement directement dans la partie de joint extérieure (12), et la partie de joint intérieure (17) présente un jeu axial par rapport à la cage à billes (22), et, pour l'appui élastique de la partie de joint intérieure (17) par rapport à la cage à billes (22), sont prévus des moyens qui agissent sur la partie de joint intérieure (17) par rapport à la partie de joint extérieure (12) dans la même direction que celle dans laquelle s'élargissent les paires de chemins de circulation, caractérisé en ce que la distance (x) d'une zone decontact (T) de l'appui réciproque de la partie de joint intérieure (17) et de la cage à billes (22) au centre (M) du joint de transmission, est inférieure ou égale au demi diamètre extérieur de la partie de joint intérieure (17).
2. Joint de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite distance (x) est égale à zéro. 1a
3. Joint de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite distance (x) est appliquée à partir du centre (M) du joint de transmission, dans la direction dans laquelle s'élargissent les paires de 15 chemins de circulation.
4. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces (39, 43) se trouvant 20 en contact réciproque dans la zone de contact (T), sont d'une part convexe et d'autre part concave, et forment notamment une sphère extérieure et une sphère intérieure. 25
5. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces (39, 43) se trouvant en contact réciproque dans la zone de contact (T), forment deux surfaces convexes, et sont toutes les deux 30 notamment sphériques externes.
6. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des deux surfaces (39, 43) se 35 trouvant en contact réciproque dans la zone de contact (T), l'une est convexe tandis que l'autre de radialementplane.
7. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cage à billes (22) comprend un fond ou couvercle (51) sur lequel est formé coaxialement un pivot (36), et en ce que dans la partie de joint intérieure (17) ou dans un arbre de transmission d'entraînement (18) qui y est engagé, est formée l0 frontalement une surface d'appui (43) de forme sphérique intérieure, sur laquelle vient s'appuyer le pivot (36), sous précontrainte. B. Joint de transmission selon la revendication 7, 15 caractérisé en ce que le pivot (36) est formé sur un couvercle (51) qui est lié de manière fixe à la cage à billes (22). 9. Joint de transmission selon la revendication 8, 20 caractérisé en ce que le pivot (36) est relié de manière fixe au couvercle (51) et le couvercle (51) est d'une configuration à élasticité de ressort. 10. Joint de transmission selon la revendication 8, 25 caractérisé en ce que le pivot (36) est inséré dans un logement de réception (52) lié au couvercle (51), en s'y appuyant de manière élastique. 11. Joint de transmission selon la revendication 10, 30 caractérisé en ce que le pivot (36) s'appuie par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal de compression (38) dans le logement de réception (52). 12. Joint. de transmission selon l'une quelconque des 35 revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la surface de contact (39) du 27pivot est de forme bombée et son sommet se situe notamment sensiblement au niveau du centre (M) du joint de transmission. 13. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que la surface d'appui (433) est en forme de calotte et son centre de courbure se situe notamment environ au niveau du centre (M) du joint de transmission. 14. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que la surface d'appui (432, 433) 15 s'élargit axialement de manière conique intérieure. 15. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cage à billes (22) présente un 20 fond ou couvercle (51) dans lequel est inséré de manière fixe un pivot (364) coaxial, et en ce que dans la partie de joint intérieure (17) ou dans un arbre de transmission d'entraînement (18) qui y est inséré, est guidé coaxialement un corps d'appui (414) en appui 25 élastique, qui forme une surface d'appui (434) et s'appuie sous précontrainte sur le pivot (364). 16. Joint de transmission selon la revendication 15, caractérisé en ce que le pivot (364) et le corps d'appui 30 (414) présentent des surfaces convexes, notamment sphériques, de contact et respectivement d'appui (394, 434). 17. Joint de transmission selon la revendication 15, 35 caractérisé en ce que le pivot (364) forme une surface de contact: (394) convexe et le corps d'appui (414) unesurface d'appui {434) radiale plane. 18. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que le corps d'appui (414) s'appuie de manière élastique dans la partie de joint intérieure {17) ou dans l'arbre de transmission d'entraînement (18). 19. Joint de transmission selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'arbre de transmission d'entraînement (18) s'élargit de manière conique intérieure au niveau de l'extrémité frontale recevant le corps d'appui (414). 20. Joint de transmission selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que les sommets de la surface de contact (:394) du pivot (364) et de la surface d'appui (434) du corps d'appui (414) se situent, pour un joint de transmission en position étendue, environ au niveau du centre (M) du joint de transmission.
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