FR2703119A1 - Articulated universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un joint de transmission articulé du type comportant un corps de joint de transmission dans lequel sont formés des chemins dans chacun desquels circule un élément d'articulation du joint de transmission
L'invention concerne notamment un joint de transmission homocinétique à fixité axiale, ou quasi fixe, du type comportant un tripode dont chacun des bras s'étend radialement et porte un galet qui est monté tournant et coulissant sur le bras et qui circule dans une gorge, ou chemin de roulement, et un corps de joint de transmission également appelé tulipe.Chaque gorge, ou chemin, est définie entre deux pétales de la tulipe et l'axe longitudinal du chemin est sensiblement rectiligne et parallèle à l'axe de rotation de la tulipe
Pour un encombrement global donné du joint de transmission, et donc pour un volume donné disponible à l'intérieur du bol de liaison qui reçoit le tripode, une telle conception n'est pas la plus adaptée pour obtenir une capacité maximale de transmission du couple par le joint lorsque ce dernier est dans sa configuration de fonctionnement la plus courante, c'est-àdire dans une position dans laquelle l'angle de brisure du joint a une valeur faible.The present invention relates to an articulated transmission joint of the type comprising a transmission joint body in which are formed paths in each of which circulates an articulation element of the transmission joint.
The invention relates in particular to a constant velocity, or almost fixed, constant velocity transmission joint of the type comprising a tripod each of whose arms extends radially and carries a roller which is mounted rotating and sliding on the arm and which circulates in a groove , or raceway, and a transmission joint body also called a tulip. Each groove, or path, is defined between two petals of the tulip and the longitudinal axis of the path is substantially rectilinear and parallel to the axis of rotation of the tulip
For a given overall size of the transmission joint, and therefore for a given volume available inside the connection bowl which receives the tripod, such a design is not the most suitable for obtaining a maximum torque transmission capacity by the seal when the latter is in its most common operating configuration, that is to say in a position in which the angle of breakage of the seal has a low value.
Afin d'obtenir la capacité maximale de transmission du couple lorsque le joint est en position ali gnée, sans réduire la capacité du joint lorsque celuici fonctionne sous son angle maximal de brisure, qui est par exemple égal à 45 , il suffit en théorie de remplacer les chemins dont l'axe longitudinal est rectiligne et parallèle à l'axe de rotation de la tulipe, par des chemins ou gorges toriques comme cela est connu du document FR-A-l.272.530 qui décrit et représente un joint de transmission dont un mode de réalisation comporte des chemins dont l'axe longitudinal est un arc de cercle dont la valeur du rayon dépend directement de la valeur de l'angle maximale de brisure du joint. In order to obtain the maximum capacity for transmitting the torque when the joint is in the aligned position, without reducing the capacity of the joint when it operates under its maximum breaking angle, which is for example equal to 45, it is sufficient in theory to replace the paths whose longitudinal axis is rectilinear and parallel to the axis of rotation of the tulip, by toric paths or grooves as is known from document FR-Al.272.530 which describes and represents a transmission joint including a mode of embodiment comprises paths whose longitudinal axis is an arc of a circle whose value of the radius depends directly on the value of the maximum angle of breakage of the joint.
En effet, grâce à une telle conception, lorsque le joint de transmission est sous angle maximal de brisure, le galet qui passe par le plan de brisure du joint occupe la même position que celle occupée par le galet d'un joint de transmission à chemins rectilignes et parallèles. In fact, thanks to such a design, when the transmission joint has a maximum breaking angle, the roller which passes through the joint breaking plane occupies the same position as that occupied by the roller of a transmission joint with paths. straight and parallel.
Par ailleurs, tous les joints de transmission du type tripode subissent, lors de leur brisure, un désaxage, également appelé "offset", du tripode par rapport à l'axe de rotation de la tulipe. Furthermore, all tripod type transmission joints undergo, during their breaking, an offset, also called "offset", of the tripod relative to the axis of rotation of the tulip.
Ce désaxage, c'est-à-dire la distance entre le centre du tripode et l'axe de rotation de la tulipe, est caractérisé par deux valeurs correspondant pour l'une "i" à la brisure du joint par rotation autour de l'axe d'un des bras du tripode et, pour l'autre "h", à la brisure par rotation du joint autour d'un axe perpendiculaire à ce même bras. This offset, that is to say the distance between the center of the tripod and the axis of rotation of the tulip, is characterized by two values corresponding, for one "i", to the breaking of the joint by rotation around the axis of one of the arms of the tripod and, for the other "h", to the breaking by rotation of the joint around an axis perpendicular to this same arm.
Ces deux valeurs sont caractéristiques du phénomène de désaxage du tripode lors de la brisure du joint sous son angle maximal de brisure car ce sont ces valeurs qui doivent être prises en compte pour la réalisation pratique des composants du joint, et notamment pour éviter l'interférence mécanique entre les différents composants du joint. These two values are characteristic of the tripod offset phenomenon during the breaking of the joint at its maximum breaking angle because it is these values which must be taken into account for the practical realization of the components of the joint, and in particular to avoid interference. mechanical between the different components of the seal.
Le galet qui est monté sur le bras du tripode autour duquel s'effectue la brisure du joint, ou par rapport auquel s'effectue la brisure du joint, n'a pas d'influence sur les deux valeurs déterminantes de désaxage du tripode. The roller which is mounted on the arm of the tripod around which the breaking of the joint takes place, or with respect to which the breaking of the joint takes place, has no influence on the two determining values of offset of the tripod.
Par contre, les deux autres galets, également appelés galets de référence, imposent la coïncidence des axes des bras et des axes des gorges. Il existe donc deux points dans le plan des bras du tripode qui, en plus de la condition de symétrie, induisent la position du tripode dans ce plan. On the other hand, the other two rollers, also called reference rollers, impose the coincidence of the axes of the arms and the axes of the grooves. There are therefore two points in the plane of the tripod arms which, in addition to the condition of symmetry, induce the position of the tripod in this plane.
C'est la position différente de ces deux points dans le plan du tripode, selon que les gorges sont rectilignes et parallèles à l'axe de rotation de la tulipe, ou qu'elles sont toriques, qui conduit à des valeurs déterminantes différentes du désaxage. It is the different position of these two points in the plane of the tripod, depending on whether the grooves are straight and parallel to the axis of rotation of the tulip, or whether they are toric, which leads to different determining values of the offset .
La valeur "i" du désaxage lorsque le joint est brisé autour de l'axe d'un des bras du tripode détermine une faculté de montée du bras de tripode dans le galet, et du tripode le long d'une paroi de la tulipe, tandis que la valeur de désaxage "h" lorsque le joint est brisé autour d'un axe perpendiculaire au bras du tripode impose une liberté de descente du tripode le long d'une paroi de la tulipe, perpendiculaire à l'axe de la tulipe et une montée du galet sur le bras du tripode. The value "i" of the offset when the joint is broken around the axis of one of the arms of the tripod determines a faculty for mounting the tripod arm in the roller, and the tripod along a wall of the tulip, while the offset value "h" when the joint is broken around an axis perpendicular to the arm of the tripod imposes a freedom of descent of the tripod along a wall of the tulip, perpendicular to the axis of the tulip and a rise of the roller on the tripod arm.
Pour un encombrement donné de la tulipe à l'intérieur du bol qui porte le tripode, l'adoption des gorges toriques conduit à une légère augmentation de la montée "i" du tripode dans le galet mais également à une très forte augmentation, de l'ordre de 25 Z, de la course de descente "h" du tripode le long de la paroi de la tulipe. For a given size of the tulip inside the bowl which carries the tripod, the adoption of the toric grooves leads to a slight increase in the rise "i" of the tripod in the roller but also to a very strong increase, of the 'order of 25 Z, of the descent stroke "h" of the tripod along the wall of the tulip.
Cette solution est donc peu favorable, sauf à modifier profondément la forme et le volume des pièces en présence, c'est-à-dire de la partie centrale de la tulipe et du coeur du joint dans lequel sont agencés notamment les moyens de retenue axiale du joint. This solution is therefore not very favorable, except for profoundly modifying the shape and the volume of the parts present, that is to say of the central part of the tulip and of the core of the joint in which the axial retaining means are arranged in particular. of the joint.
L'invention a ainsi pour but de proposer une solution au problème consistant à accroître la capacité de transmission du couple par le joint de transmission lorsqu'il est en position alignée, pour un encombrement donné du joint, sans modifier le coeur du joint, c'est-à-dire notamment son système de retenue axiale. The object of the invention is therefore to propose a solution to the problem of increasing the capacity for transmitting torque by the transmission joint when it is in the aligned position, for a given size of the joint, without modifying the core of the joint, c 'is to say in particular its axial retention system.
Par ailleurs, les conceptions actuelles de joint de transmission dans lesquels les gorges sont rectilignes et parallèles à l'axe de rotation de la tulipe ne sont pas parfaitement homocinétiques et présentent donc théoriquement un très léger défaut d'uniformité de la vitesse de rotation du joint. Furthermore, current designs of transmission joints in which the grooves are rectilinear and parallel to the axis of rotation of the tulip are not perfectly homokinetic and therefore theoretically have a very slight lack of uniformity in the rotation speed of the joint. .
Afin de remédier à cette critique théorique, diverses solutions ont été proposées dans le document EP-A-0.009.224 qui propose notamment de réaliser des chemins dont les axes longitudinaux sont rectilignes et inclinés de part et d'autre du point médian occupé par le galet lorsque le joint est en position alignée, d'environ 4 à 60 par rapport à l'axe de rotation de la tulipe. In order to remedy this theoretical criticism, various solutions have been proposed in document EP-A-0.009.224 which proposes in particular to produce paths whose longitudinal axes are rectilinear and inclined on either side of the midpoint occupied by the roller when the seal is in the aligned position, from about 4 to 60 relative to the axis of rotation of the tulip.
La recherche d'une homocinétie rigoureusement parfaite - perfection qui disparaît d'ailleurs dès qu'un couple moteur est appliqué - n'est pas déterminante dans la conception d'un joint de transmission moderne car elle ne correspond en fait à aucune demande de la part des constructeurs dans le domaine d'emploi le plus courant, c'est-à-dire pour les véhicules automobiles
Enfin, et plus spécifiquement quand les tourillons de tels joints reçoivent des aiguilles afin d'en améliorer le rendement par exemple, il y a lieu de rechercher, lors du fonctionnement du joint dans sa position la plus fréquente, c'est-à-dire à faible angle de brisure, un déplacement axial relatif galet/tourillon le plus faible possible, de façon à minimiser la contrainte de cisaillement due à la sollicitation axiale des aiguilles. The search for rigorously perfect homokinetics - perfection which disappears moreover as soon as an engine torque is applied - is not decisive in the design of a modern transmission joint because it does not in fact correspond to any request from the share of manufacturers in the most common field of employment, i.e. for motor vehicles
Finally, and more specifically when the pins of such seals receive needles in order to improve the efficiency for example, it is necessary to seek, during the operation of the seal in its most frequent position, that is to say at a low breaking angle, a relative axial displacement of the roller / journal as small as possible, so as to minimize the shear stress due to the axial stress of the needles.
La présente invention propose un joint de transmission visant à résoudre les problèmes mentionnés précédemment, caractérisé en ce que, pour chaque chemin l'axe longitudinal du chemin comporte
- un tronçon central en portion d'arc de courbe dont la concavité est tournée vers l'axe de rotation du corps de joint, qui s'étend sur au moins 10 d'angle de part et d'autre de la position médiane occupée par l'élément d'articulation lorsque le joint de transmission est en position alignée, et dont le rayon de courbure moyen est sensiblement égal au rayon de base du corps de joint défini comme la distance séparant l'axe de rotation du corps de joint du point médian de l'axe longitudinal du chemin associé à ladite position médiane ; et
- deux tronçons latéraux qui s'étendent respectivement de part et d'autre du tronçon central et dont les rayons de courbure respectifs ont des valeurs différentes de celle du tronçon central.The present invention provides a transmission joint aimed at solving the problems mentioned above, characterized in that, for each path the longitudinal axis of the path comprises
- A central section in portion of arc of a curve whose concavity is turned towards the axis of rotation of the seal body, which extends over at least 10 angles on either side of the middle position occupied by the articulation element when the transmission joint is in an aligned position, and whose mean radius of curvature is substantially equal to the base radius of the joint body defined as the distance separating the axis of rotation of the joint body from the point median of the longitudinal axis of the path associated with said median position; and
- Two lateral sections which extend respectively on either side of the central section and whose respective radii of curvature have values different from that of the central section.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le tronçon central est un arc de cercle ;
- le centre de courbure du tronçon central est situé sur l'axe de rotation du corps de joint
- le centre de courbure du tronçon central est décalé radialement par rapport à l'axe de rotation du corps de joint ;
- le décalage du centre de courbure du tronçon central par rapport à l'axe de rotation du corps de joint est compris entre 0 et 15 X du rayon de base
- l'un au moins des deux tronçons latéraux est un tronçon rectiligne
- ledit tronçon latéral rectiligne est parallèle à l'axe de rotation du corps de joint
- ledit tronçon latéral rectiligne est incliné par rapport à l'axe de rotation du corps de joint ;;
- ledit tronçon latéral rectiligne est tangent à la partie terminale du tronçon central que prolonge ledit tronçon latéral
- l'un au moins des deux tronçons latéraux possède un ou plusieurs rayons de courbure dont la valeur algébrique est de signe opposé à celle du tronçon central ;
- l'un au moins des deux tronçons latéraux présente des courbures multiples et évolutives différentes de celle du tronçon central
- l'un au moins des deux tronçons latéraux se termine par une portion rectiligne d'extrémité parallèle à l'axe de rotation du corps de joint ;;
- le dessin de l'axe longitudinal du chemin n'est pas symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du corps de joint et passant par le point médian du tronçon central
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue en coupe, par un plan axial passant par le plan d'un des chemins de roulement d'une tulipe d'un joint de transmission réalisé conformément aux enseignements de l'invention ;
- les figures 2 à 4 sont des schémas simplifiés illustrant des variantes du tracé de l'axe longitudinal des chemins de roulement.According to other features of the invention
- the central section is an arc;
- the center of curvature of the central section is located on the axis of rotation of the seal body
- The center of curvature of the central section is offset radially relative to the axis of rotation of the seal body;
- the offset of the center of curvature of the central section relative to the axis of rotation of the joint body is between 0 and 15 X of the base radius
- at least one of the two lateral sections is a straight section
- Said rectilinear lateral section is parallel to the axis of rotation of the seal body
- Said rectilinear lateral section is inclined relative to the axis of rotation of the seal body;
- Said rectilinear lateral section is tangent to the end part of the central section which said lateral section extends
- At least one of the two lateral sections has one or more radii of curvature whose algebraic value is of opposite sign to that of the central section;
- at least one of the two lateral sections has multiple and evolving curvatures different from that of the central section
- At least one of the two lateral sections ends in a rectilinear end portion parallel to the axis of rotation of the seal body;
- the drawing of the longitudinal axis of the path is not symmetrical about a plane perpendicular to the axis of rotation of the joint body and passing through the midpoint of the central section
Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a sectional view, through an axial plane passing through the plane of one of the raceways of a tulip of a transmission joint produced in accordance with the teachings of the invention;
- Figures 2 to 4 are simplified diagrams illustrating variants of the layout of the longitudinal axis of the raceways.
On a représenté à la figure 1 une tulipe 10 pour un joint de transmission homocinétique à tripode (non représente) qui comporte trois pétales 12 reliés à un arbre de transmission 16 par des zones de liaison 14. FIG. 1 shows a tulip 10 for a constant velocity transmission joint with tripod (not shown) which comprises three petals 12 connected to a transmission shaft 16 by connection zones 14.
Ces pétales délimitent également des chemins ou gorges de roulement 18 pour des galets (non représen tés) faisant partie du joint et dont chacun est porté par un des bras du tripode. These petals also delimit raceways or grooves 18 for rollers (not shown) forming part of the joint and each of which is carried by one of the arms of the tripod.
On a représenté par un trait mixte AL l'axe longitudinal moyen du chemin 18
Conformément à l'invention, l'axe longitudinal AL comporte un tronçon central TC et deux tronçons latéraux TL1 et TL2. There is shown by a dashed line AL the mean longitudinal axis of the path 18
According to the invention, the longitudinal axis AL comprises a central section TC and two lateral sections TL1 and TL2.
Le tronçon central TC est ici un tronçon en arc de cercle qui est centré en C sur l'axe X-X de rotation de la tulipe 10. The central section TC is here a section in an arc of a circle which is centered at C on the axis X-X of rotation of the tulip 10.
Le tronçon central TC s'étend longitudinalement entre ses deux points d'extrémité P1 et P2 de part et d'autre d'un plan radial PR passant par le centre C et qui est perpendiculaire à l'axe de rotation X-X
Le point médian Pfl du tronçon central TC désigne l'intersection de ce tronçon central avec la trace du plan PR, ce point correspondant à la position occupéepar le galet lorsque le joint de transmission est en position alignée.The central section TC extends longitudinally between its two end points P1 and P2 on either side of a radial plane PR passing through the center C and which is perpendicular to the axis of rotation XX
The midpoint Pfl of the central section TC designates the intersection of this central section with the trace of the plane PR, this point corresponding to the position occupied by the roller when the transmission joint is in the aligned position.
Conformément à l'invention, le tronçon central TC en arc de cercle s'étend de part et d'autre du plan
PR, c'est-à-dire de part et d'autre du point médian PM sur un angle, respectivement oe1 et a2, qui est supérieur à 100
Le tracé du tronçon central TC n'est pas nécessairement symétrique par rapport au plan radial PR, c'est-à-dire que les valeurs des angles a1 et oe2 peuvent être différentes.According to the invention, the central section TC in an arc of a circle extends on either side of the plane
PR, that is to say on either side of the midpoint PM on an angle, respectively oe1 and a2, which is greater than 100
The layout of the central section TC is not necessarily symmetrical with respect to the radial plane PR, that is to say that the values of the angles a1 and oe2 may be different.
Le tronçon central TC se prolonge par un premier tronçon latéral TL1 qui, dans ce mode de réalisation, est un tronçon rectiligne qui est sensiblement tangent au tronçon central TC au point P1
Le tronçon latéral TL1 s'étend depuis le point PI jusqu'à un point El situé à proximité de l'extrémité libre 20 du pétale 18 de la tulipe. The central section TC is extended by a first lateral section TL1 which, in this embodiment, is a straight section which is substantially tangent to the central section TC at point P1
The lateral section TL1 extends from the point PI to a point El located near the free end 20 of the petal 18 of the tulip.
Le tronçon central TC se prolonge, depuis son extrémité P2, par un second tronçon latéral TL2. The central section TC is extended, from its end P2, by a second lateral section TL2.
Le tronçon TL2 comporte une première partie en arc de courbe qui s'étend depuis le point P2 jusqu'à un point I2 et une seconde partie qui constitue un tronçon d'extrémité TE2 rectiligne et parallèle à l'axe de rotation X-X de la tulipe. The TL2 section comprises a first part in an arc of curve which extends from the point P2 to a point I2 and a second part which constitutes an end section TE2 rectilinear and parallel to the axis of rotation XX of the tulip .
Le second tronçon latéral TL2 s'étend ainsi depuis le point P2 jusqu'à son extrémité E2 située au voisinage de la partie de liaison du pétale avec le coeur de la tulipe. The second lateral section TL2 thus extends from the point P2 to its end E2 located in the vicinity of the connecting part of the petal with the heart of the tulip.
L'axe longitudinal AL du chemin 18 s'étend ainsi sur une longueur utile LU entre ses extrémités El et
E2
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le tronçon central TC est un arc de cercle centré sur l'axe de rotation X-X
Sans sortir du cadre de l'invention, le tronçon
TC peut être constitué par un arc de courbe, dont la concavité est toujours tournée vers l'axe X-X, et dont le rayon de courbure moyen RC est sensiblement égal au rayon de base RB du joint qui est la distance séparant le point médian Pn de l'axe de rotation X-X.The longitudinal axis AL of the path 18 thus extends over a useful length LU between its ends El and
E2
In the embodiment illustrated in Figure 1, the central section TC is an arc centered on the axis of rotation XX
Without departing from the scope of the invention, the section
TC can be formed by a curved arc, the concavity of which is always turned towards the axis XX, and whose mean radius of curvature RC is substantially equal to the base radius RB of the joint which is the distance separating the midpoint Pn from the axis of rotation XX.
Le centre C du tronçon central incurvé TC peut également être légèrement décalé par rapport à l'axe XX
Dans la variante de réalisation schématisée à la figure 2, les deux tronçons latéraux TL1 et TL2 sont deux tronçons rectilignes sensiblement parallèles à l'axe de rotation X-X de la tulipe 10. The center C of the curved central section TC can also be slightly offset from the axis XX
In the variant embodiment shown diagrammatically in FIG. 2, the two lateral sections TL1 and TL2 are two rectilinear sections substantially parallel to the axis of rotation XX of the tulip 10.
Dans la variante de réalisation schématisée à la figure 3, les deux tronçons latéraux TL1 et TL2 sont deux tronçons rectilignes inclinés par rapport à l'axe de rotation X-X et qui prolongent de part et d'autre le tronçon central incurvé TC. In the variant embodiment shown diagrammatically in FIG. 3, the two lateral sections TL1 and TL2 are two rectilinear sections inclined relative to the axis of rotation X-X and which extend on both sides the curved central section TC.
Dans la variante de réalisation schématisée à la figure 4, chaque tronçon latéral TL1 et TL2, comporte une première partie incurvée dont la convexité est tournée vers l'axe de rotation X-X et une seconde partie sensiblement rectiligne parallèle à l'axe de rotation X-X
Les premières parties des tronçons latéraux TL1 et TL2 qui prolongent le tronçon central incurvé C entre les points P1-I1 et P2-I2, respectivement, sont des parties incurvées en arc de courbe avec un rayon de courbure dont la valeur algébrique est de signe opposé à celui du tronçon central qui peut, par convention, être considérée comme positif.In the variant embodiment shown diagrammatically in FIG. 4, each lateral section TL1 and TL2 comprises a first curved part whose convexity is turned towards the axis of rotation XX and a second substantially straight part parallel to the axis of rotation XX
The first parts of the lateral sections TL1 and TL2 which extend the central curved section C between the points P1-I1 and P2-I2, respectively, are curved parts in arc of curve with a radius of curvature whose algebraic value is of opposite sign to that of the central section which can, by convention, be considered positive.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. The invention is not limited to the embodiments which have just been described.
Les tronçons latéraux peuvent notamment être constitués d'une série de parties incurvées à courbures multiples et évolutives différentes de celles du tronçon central. The lateral sections can in particular consist of a series of curved parts with multiple and evolving curvatures different from those of the central section.
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Publication number | Publication date |
---|---|
ES2109841A1 (en) | 1998-01-16 |
ES2109841B1 (en) | 1998-08-01 |
FR2703119B1 (en) | 1995-06-16 |
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Legal Events
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CA | Change of address | ||
CD | Change of name or company name | ||
TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |