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WO1998009089A1 - Joint de transmission tripode et procedes de montage d'un tel joint de transmission - Google Patents

Joint de transmission tripode et procedes de montage d'un tel joint de transmission Download PDF

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WO1998009089A1
WO1998009089A1 PCT/FR1997/001440 FR9701440W WO9809089A1 WO 1998009089 A1 WO1998009089 A1 WO 1998009089A1 FR 9701440 W FR9701440 W FR 9701440W WO 9809089 A1 WO9809089 A1 WO 9809089A1
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tripod
transmission joint
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Xavier D'ersu
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Renault
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    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
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Definitions

  • the present invention relates to a sliding constant velocity transmission joint of the tripod type, mounted in particular on the wheel shafts of a front of a motor vehicle, for transmitting the movement between the differential of the transmission and the wheels, allowing to the latter to turn.
  • a tripod transmission joint consisting of an external element having three internal guide rails and an internal element provided with three guide arms, each of which supports a roller in a rail of the external element, by means of a ring allowing the tripod to tilt relative to the external element, without modifying the orientation of the rollers in the guide rails.
  • this publication proposes as a variant to give the arms and the inner surface of the rollers a cylindrical shape, each roller being in this case mounted on its arm by means of a ring in two parts, of which the spherical surfaces opposite face a bearing of needles facilitating the rotation of the rollers on the arms.
  • the present invention aims to improve the mechanical behavior of a tripod transmission joint, while simplifying the mounting thereof.
  • a tripod transmission joint consisting of an external element having three internal guide rails and an internal element provided with three guide arms supporting rollers in the rails of the external element by means of rings. allowing the tripod to tilt relative to the external element without modifying the orientation of the rollers in the guide rails.
  • This joint is characterized in that the end of the arms has an external toric surface and in that the rings have a spherical internal shape allowing them to tilt on the arms in the longitudinal direction of the joint, while being retained axially on these latter.
  • each arm of the tripod has two lateral flats perpendicular to its axis.
  • the inlet diameter of each ring is however less than its spherical inside diameter.
  • this inlet diameter is greater than or equal to the projection thereon, of the outside diameter - ⁇ ht-tere, when it is introduced into the ring.
  • the outside diameter of the torus or its projection onto the inlet diameter of each ring can be greater than this.
  • FIG. 1 is a cross section of a transmission joint according to the invention
  • FIG. 2 is a section along A- A of FIG. 1,
  • FIG. 3A is a cross section of the tripod of FIGS. 1 and 2, in the assembly position of the ring and the roller on one of its arms,
  • FIG. 3B is a partial enlargement of FIG. 3A
  • FIG. 3C is a top view along the arrow V
  • FIG. 4 is a section on B-B in FIG. 3A,
  • FIG. 5 is a cross section of the tripod of FIGS. 1 and 2 after the ring and the roller have been assembled on one of its arms,
  • FIG. 6 is a section along C-C in FIG. 5, and
  • the constant velocity joint shown in the figures comprises an external element 1, in which three internal axial guide ramps 2 are arranged, having a flat bottom 3 comprised between two raceways 4 of O-section, and an internal element, or tripod 6, provided with three arms 7 supporting rollers 8 in the guide rails 2, by means of rings 9 allowing the tripod 6 to tilt relative to the element outside 1 and arms 7 to tilt inside the rings 9 in the longitudinal direction of the joint in a turning situation, without modifying the orientation of the rollers 8 in the guide ramps 2.
  • the rollers 8 have an external toric surface 11, facilitating their rolling in the ramps 2 of the external element 1, and a cylindrical internal surface 12, resting on the rings 9, whose external surface 9a is also cylindrical, via a bearing of needles 13, facilitating the relative rotation of these two elements.
  • the arms 7 of the tripod 6 have a toric shape, while the rings 9 have a spherical internal surface 9b. Thanks to this arrangement, the arms 7 can tilt relative to the rings 9 in the longitudinal direction of the joint, while being held axially in the latter. Furthermore, each ring 9 moves axially inside its roller 8, as a function of the inclination of the arm 7 with respect to the latter. More specifically, the rings 9 have the possibility of sliding towards the end of the rollers 8 in response to the inclination of the arms 7 in the rollers 8, imposed by the changes in orientation of the tripod 6 in the external element 1, so as not to limit the joint's turning angle.
  • the arms 7 of the tripod 6 therefore tilt relative to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the external element 1, while the rollers 8 roll inside the guide rails 2, without change orientation with respect to the raceways 4, and that the rings 9 are offset towards the end of the rollers 8, any risk of the rollers 8 tilting inside the ramps 2 being eliminated due to their permanent support against the bottom 3 of the ramps 2, under the thrust of the rings 9 and of the arms 7.
  • each ring 9 After its installation each ring 9 is straightened relative to its arm 7, so that it can rotate freely around the latter, while being held axially. Since once mounted in the external element, the tripod 6 is immobilized in rotation about its axis z by the three guide ramps 2 of the rollers 8, it is understood that the return of the rings 9 in an inclined position p. ar relative to the arms, as illustrated by FIG. 3 A, which would possibly allow the rings 9 to disengage from the arms 7, is impossible after the joint has been assembled.
  • the complete assembly of the seal proposed by the invention can be carried out by mounting, according to the known technique, the rollers 8 on the rings 9 and the needles 13, before fitting each ring-needle-roller assembly on an arm 7 , in accordance with the operation described above, and to mount the tripod-roller-needle-ring assembly in the external element 1 of the seal.
  • the fitting of the rings 9 onto the arms 7 can also be achieved by force, without however exceeding the limit of elastic deformation of the rings 9.

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Abstract

Joint de transmission tripode constitué d'un élément extérieur (1) présentant trois rampes intérieures de guidage (2) et d'un élément intérieur (6) muni de trois bras de guidage (7) supportant des galets de roulement (8) dans les rampes (2) de l'élément extérieur (1) par l'intermédiaire de bagues (9) permettant au tripode (6) de s'incliner par rapport à l'élément extérieur (1) sans modifier l'orientation des galets (8) à l'intérieur des rampes de guidage (2), caractérisé en ce que l'extrémité des bras (7) a une surface extérieure torique et en ce que les bagues (9) ont une forme intérieure sphérique leur permettant de s'incliner sur les bras (7) dans la direction longitudinale du joint, tout en étant retenues axialement sur ces derniers.

Description

JOINT DE TRANSMISSION TRIPODE ET PROCEDES DE MONTAGE D'UN TEL JOINT DE TRANSMISSION
La présente invention se rapporte à un joint de transmission coulissant homocinétique du type tripode, monté notamment sur les arbres de roues d'un tr.ain avant de véhicule automobile, pour transmettre le mouvement entre le différentiel de la transmission et les roues, en permettant à ces dernières de braquer.
Plus précisément, elle a pour objet un joint de transmission tripode constitué d'un élément extérieur présentant trois rampes intérieures de guidage et d'un élément intérieur muni de trois bras de guidage, dont chacun supporte un galet de roulement dans une rampe de l'élément extérieur, par l'intermédiaire d'une bague permettant au tripode de s'incliner par rapport à l'élément extérieur, sans modifier l'orientation des galets dans les rampes de guidage.
Par la publication FR 2.422.064, on connaît un joint homocinétique tripode à bagues intermédiaires, dont chaque bras présente une forme sphérique, et chaque galet présente une surface interne cylindrique, tandis que les bagues intermédiaires disposent d'une surface interne sphérique et d'une surface externe cylindrique.
Pour faciliter les mouvements des galets autour de chaque bras, cette publication propose en variante de donner aux bras et à la surface interne des galets une forme cylindrique, chaque galet étant dans ce cas monté sur son bras par l'intermédiaire d'une bague en deux parties, dont les surfaces sphériques en vis-à-vis retiennent une portée d'aiguilles facilitant la rotation des galets sur les bras. Il en résulte cependant une augmentation des surfaces de contact au sein du joint, se traduisant par des frottements particulièrement importants. La présente invention vise à améliorer le comportement mécanique d'un joint de transmission tripode, tout en simplifiant le montage de celui-ci.
Elle concerne un joint de transmission tripode constitué d'un élément extérieur présentant trois rampes intérieures de guidage et d'un élément intérieur muni de trois bras de guidage supportant des galets de roulement dans les rampes de l'élément extérieur par l'intermédiaire de bagues permettant au tripode de s'incliner par rapport à l'élément extérieur sans modifier l'orientation des galets dans les rampes de guidage. Ce joint est caractérisé en ce que l'extrémité des bras a une surface extérieure torique et en ce que les bagues ont une forme intérieure sphérique leur permettant de s'incliner sur les bras dans la direction longitudinale du joint, tout en étant retenues axialement sur ces derniers.
De préférence, chaque bras du tripode présente deux méplats latéraux perpendiculaires à son axe.
Conformément à l'invention, le diamètre d'entrée de chaque bague est cependant inférieur à son diamètre intérieur sphérique.
Selon un premier mode de réalisation, ce diamètre d'entrée est supérieur ou égal à la projection sur celui-ci, du diamètre extérieur -τht-tere, lors de son introduction dans la bague.
En variante, le diamètre extérieur du tore ou sa projection sur le diamètre d'entrée de chaque bague, peut être supérieur à celui-ci.
L'invention a également pour objet différents procédés de montage d'un tel joint de transmission. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une coupe transversale d'un joint de transmission conforme à l'invention,
- la figure 2 est une coupe selon A- A de la figure 1 ,
- la figure 3A est une coupe transversale du tripode des figures 1 et 2, en position d'assemblage de la bague et du galet sur un de ses bras,
- la figure 3B est un agrandissement partiel de la figure 3A,
- la figure 3C est une vue de dessus selon la flèche V,
- la figure 4 est une coupe selon B-B de la figure 3A,
- la figure 5 est une coupe transversale du tripode des figures 1 et 2 après l'assemblage de la bague et du galet sur un de ses bras,
- la figure 6 est une coupe selon C-C de la figure 5, et
- la figure 7 est une coupe selon D- D de la figure 5.
Le joint homocinétique représenté sur les figures comporte un élément extérieur 1 , dans lequel sont aménagées trois rampes intérieures de guidage axial 2, disposant d'un fond plat 3 compris entre deux chemins de roulement 4 de section torique, et un élément intérieur, ou tripode 6, muni de trois bras 7 supportant des galets de roulement 8 dans les rampes de guidage 2, par l'intermédiaire de bagues 9 permettant au tripode 6 de s'incliner par rapport à l'élément extérieur 1 et aux bras 7 de s'incliner à l'intérieur des bagues 9 dans la direction longitudinale du joint en situation de braquage, sans modifier l'orientation des galets 8 dans les rampes de guidage 2.
De façon classique, les galets 8 disposent d'une surface externe torique 11, facilitant leur roulement dans les rampes 2 de l'élément extérieur 1 , et d'une surface interne cylindrique 12, reposant sur les bagues 9, dont la surface externe 9a est également cylindrique, par l'intermédiaire d'une portée d'aiguilles 13, facilitant la rotation relative de ces deux éléments.
Conformément à l'invention, les bras 7 du tripode 6 ont une forme torique, alors que les bagues 9 ont une surface interne 9b sphérique. Grâce à cette disposition, les bras 7 peuvent s'incliner par rapport aux bagues 9 dans la direction longitudinale du joint, tout en étant maintenues axialement dans ces dernières. Par ailleurs, chaque bague 9 se déplace axialement à l'intérieur de son galet 8, en fonction de l'inclinaison du bras 7 vis-à-vis de celui-ci. Plus précisément, les bagues 9 ont la possibilité de coulisser vers l'extrémité des galets 8 en réponse à l'inclinaison des bras 7 dans les galets 8, imposée par les changements d'orientation du tripode 6 dans l'élément extérieur 1 , de façon à ne pas limiter l'angle de braquage du joint.
En cas de braquage, les bras 7 du tripode 6 s'inclinent donc par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément extérieur 1 , tandis que les galets 8 roulent à l'intérieur des rampes de guidage 2, sans changer d'orientation vis à vis des chemins de roulement 4, et que les bagues 9 sont déportées vers l'extrémité des galets 8, tout risque de basculement des galets 8 à l'intérieur des rampes 2 étant écarté en raison de leur appui permanent contre le fond 3 des rampes 2, sous la poussée des bagues 9 et des bras 7.
En se reportant aux figures 3 A à 4, on voit que le montage d'une bague 9 sur un bras 7 peut s'opérer en faisant tourner le tripode 6 autour de son axe z par rapport à la bague 9, d'un angle α tel que le diamètre d'entrée B de la bague 9 (inférieur au diamètre sphérique intérieur C de celle-ci), soit supérieur ou égal à la projection A(α) sur ce diamètre du diamètre extérieur A du tore des bras du tripode. Conformément aux schémas, ce montage n'est cependant réalisable que si chaque bras 7 présente effectivement les deux méplats latéraux 7b perpendiculaires à l'axe z du tripode 7 qui sont mis en évidence sur la figure 3C, et si le rayon du cercle engendrant le tore des bras du tripode est inférieur au rayon sphérique intérieur C/2 des bagues 9.
Après sa mise en place chaque bague 9 est redressée par rapport à son bras 7, de sorte qu'elle peut tourner librement autour de ce dernier, tout en étant maintenue axialement. Etant donné qu'une fois monté dans l'élément extérieur, le tripode 6 est immobilisé en rotation autour de son axe z par les trois rampes de guidage 2 des galets 8, on comprend que le retour des bagues 9 dans une position inclinée p.ar rapport aux bras, telle qu'illustrée par la figure 3 A, qui permettrait éventuellement aux bagues 9 de se dégager des bras 7, est impossible après l'assemblage du joint.
L'assemblage complet du joint proposé par l'invention peut s'effectuer en montant selon la technique connue les galets 8 sur les bagues 9 et les aiguilles 13, avant de mettre en place chaque sous ensemble bague-aiguilles-galet sur un bras 7, conformément à l'opération décrite ci-dessus, et de monter l'ensemble tripode-galets- aiguilles-bagues dans l'élément extérieur 1 du joint.
Sans sortir du cadre de l'invention, l'emmanchement des bagues 9 sur les bras 7 peut également être réalisé en force, sans toutefois dépasser la limite de déformation élastique des bagues 9. Comme le précédent, ce mode de montage suppose que le diamètre de passage de la bague 9 soit inférieur à son diamètre intérieur sphérique (B < C). Si toutefois l'emmanchement est effectué en force sans incliner le bras 7 par rapport à la bague 9 (α=0), la seconde condition à respecter n'est plus A(α) < B, mais tout simplement que le plus grand diamètre A du bras 7 soit supérieur au diamètre d'introduction de la bague (A > B).
Enfin, il est également possible d'envisager, un troisième mode de montage du joint, combinant l'emmanchement en force, et l'inclinaison de la bague par rapport au bras . Les conditions à respecter pour adopter cette solution, sont d'une part que le diamètre d'introduction de la bague B soit inférieur au diamètre sphérique de la bague C, et d'autre part que sous l'angle d'inclinaison α choisi pour l'emmanchement, la projection A(α) du grand diamètre du bras, reste supérieure à B.
Les avantages du joint de transmission tripode et des procédés de montage de celui-ci proposés par l'invention sont nombreux, parmi ceux-ci, on peut citer :
- le nombre réduit d'éléments constitutifs du joint,
- la garantie absolue du maintien axial des bagues sur les bras, pendant le fonctionnement du joint,
la facilité de montage du joint ou d'éventuelles opérations invpe.rrssfiess r diee. H déémmnonnttaagcee.
- la réduction des zones de frottement des bagues sur les bras résultant de la présence de méplats latéraux sur les bras, et
- la possibilité de lubrifier les aiguilles, et les zones de contact des bras sur les bagues.

Claims

REVENDICATIONS
[1] Joint de transmission tripode constitué d'un élément extérieur (1) présentant trois rampes intérieures de guidage (2) et d'un élément intérieur (6) muni de trois bras de guidage (7) présentant deux méplats latéraux (7b) perpendiculaires à leur axe (z), et supportant des galets de roulement (8) dans les rampes (2) de l'élément extérieur (1) par l'intermédiaire de bagues (9) permettant au tripode (6) de s'incliner par rapport à l'élément extérieur (1) sans modifier l'orientation des galets (8) à l'intérieur des rampes de guidage (2), caractérisé en ce que le diamètre d'entrée B des bagues (9) est inférieur à leur diamètre intérieur sphérique C, ce dernier étant supérieur à celui du cercle engendrant le tore des bras du tripode.
[2] Joint de transmission selon la revendication 1 , caractérisé en ce le diamètre d'entrée B des bagues (9) est inférieur à leur diamètre intérieur sphérique C.
[3] Joint de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre d'entrée B de chaque bague (9) est supérieur ou égal à la projection A(α) sur ce diamètre, du diamètre extérieur A du tore, lors de son introduction dans celle-ci.
[4] Joint de transmission selon la revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre extérieur A du tore est supérieur au diamètre d'entrée B des bagues (9).
[5] Joint de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la projection A(α) du diamètre extérieur du tore sur le diamètre d'entrée B de chaque bague (9) est supérieure à celui-ci. [6] Procédé de montage d'un joint de transmission conforme à l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que les bagues (9) sont engagées sur les bras (7) du tripode
(6) en faisant tourner préalablement celui-ci autour de son axe (z) par rapport à chaque bague (9) d'un angle (α) tel que la condition B A(α) soit respectée lors de cet engagement.
[7] Procédé de montage d'un joint de transmission conforme à la revendication 1 et à la revendication 5 tel que le diamètre d'introduction de la bague B soit inférieur à son diamètre sphérique C, caractérisé en ce que les bagues (9) sont engagées sur les bras (7) du tripode (6) en faisant tourner préalablement celui-ci autour de son axe (z) par rapport à chaque bague (9) o'un angle (α), tel que la condition B < A(α) soit respectée.
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