Plus Iprecisément la présente invention se'rapporte à un joint homocinétique applicable à tout type d'élément tournant dont on désire transmettre le mouvement. Les éléments de contact sont logés dans des orifices ménagés sur l'élément externe dudit joint et contenus à l'intérieur desdits orifices au moyen d'un cylindre à double diamètre, dorénavant appelé couvercle, qui maintient lui-même également assemblés les deux éléments, interne et externe. La sphère comporte une seule fente l'entourant entièrement ou partiellement et coopérant avec lesdits éléments de contact.

Les cardans ou joints en croix appelés couramment croisillons présentent le problème dit du « point mort ». Cela signifie qu'à un certain point de la transmission de la rotation il existe ce qu'on appelle un point de relâchement, c'est à dire qu'à un certain moment la transmission de la rotation n'est plus uniforme, créant ainsi des problèmes dans la transmission. Afin d'éviter ce problème on a commencé à assembler les croisillons en « jeu libre », entraînant ainsi une usure prématurée de ceux-ci. D'autre part, les croisillons ne sont pas faciles à monter et tel que mentionné ci-dessus, ceux-ci ont du jeu ou des mouvements indésirables. De plus, le protecteur recouvrant le joint fourni par le croisillon, lequel protecteur est généralement en caoutchouc, devrait assurer des fonctions d'étanchéité afin d'éviter la pollution de ceux-ci. Malgré ledit protecteur, du fait de la structure des croisillons, il est également en contact conflictuel avec l'une ou plusieurs de

ses parties, au détriment de la qualité de la transmission. Sur les croisillons communs, ledit protecteur, généralement en caoutchouc, doit protéger les deux extrémités du joint.

Cependant, selon la présente invention, l'une des extrémités est totalement étanche, c'est pourquoi le protecteur ne doit protéger qu'une des extrémités du joint, qui est l'extrémité de la sphère. L'assemblage du protecteur est en plus très simple puisque le caoutchouc ne doit pas être « dilaté » pour que le cardan passe à travers l'orifice en caoutchouc dont, le ! f' diamètre est prévu pour l'arbre. En général, cette opération s'avère tellement difficile que, la majorité choisit de ne pas réparer ni remplacer le protecteur lors de sa rupture.

L'évolution de ce genre de joints a généré plusieurs types de joints homocinétiques, afin d'essayer d'apporter une solution à certains des problèmes présentés par les croisillons et qui ont été exposés précédemment. Nous énoncerons ci-après à titre d'exemples quelques uns de ces brevets.

Le brevet US 1 665 280 divulgue un joint homocinétique comportant deux éléments de course munis de rainures adaptées pour recevoir des billes disposées entre les deux éléments au moyen d'une cage à billes (voir figures 4'à 7). Ce type de structure utilise beaucoup de pièces, ce qui augmente son coût et son poids, rendant difficile son usinage, son assemblage et/ou montage.

Le brevet US 2 046 584 divulgue deux éléments, l'un interne et l'autre externe, associés de façon sphérique, et tous deux avec des fentes méridionales pour leur accouplement à billes. Ledit joint possède des moyens pour déplacer positivement les billes de façon que leur plan bissecte toujours et de manière exacte l'angle compris entre l'arbre associé à l'unité de puissance et l'arbre de transmission. À nouveau, ce type de structure est extrêmement complexe en vue de son assemblage et aussi difficile à usiner.

Le brevet US 2 128 088 divulgue également un joint homocinétique applicable à des automobiles, qui comprend une tête d'union sur l'un des arbres et un socle d'union sur l'autre, un cylindre étant interposé entre ladite tête et les billes dudit socle pour ledit cylindre, une pluralité d'inserts montés avec rotation sur les faces coopérantes de ladite tête, ledit socle et ledit cylindre, des éléments de direction placés au sein desdits inserts et un élément de guide. La quantité d'éléments mis en oeuvre pour obtenir ce joint le rendent extrêmement coûteux et difficile à réaliser.

Le brevet US 3 263 448 met en oeuvre une seule paire de billes afin de transmettre la rotation entre les extrémités de deux arbres, avec une cage et un support articulé associé à l'extrémité du premier arbre, lequel est articulé sur l'extrémité du deuxième

arbre, ledit support étant capable de se déplacer axialement au moyen d'un ressort, ou d'être fixe mais de tourner au moyen d'une partie tronconique. On se trouve à nouveau devant un joint extrêmement complexe à réaliser, difficile à usiner, très coûteux et délicat à utiliser.

Le brevet US 3 879 960 est une amélioration du brevet US 2 046 584, permettant de plus grands angles de flexion sans que la pression entre les billes et les fentes de la paroi ne soit excessive, au moyen d'un perfectionnement de la profondeur des fentes présentes sur les deux éléments de joint tout en évitant le biaisement desdites fentes dans la direction longitudinale.

Le brevet US 4 377 385 met en oeuvre un autre principe différent de celui des fentes croisées coopérantes entre les divers éléments du joint (interne et externe) et les rend croisées mais indépendantes par rapport aux fentes ménagées sur l'autre élément coopérant. Le nombre de billes peut être quelconque, pair ou impair, et bien que l'on prétende utiliser une plus petite quantité de matériaux et réduire le coût de fabrication, ce n'est pas comparable au coût et à la simplicité de construction du joint selon la présente invention.

Les brevets US 4 820 240,4 915 672,5 122 096,5 872 696 et 6 036 044 divulguent aussi des joints homocinétiques mettant en oeuvre une cage à billes placée entre l'élément interne et l'externe. Dans tous ces cas, on cherche à améliorer géométriquement l'efficacité dudit joint, soit au moyen de surfaces de centrage associées à des disques de support capables de se déplacer de façon angulaire, dans le cas des deux premiers brevets, soit au moyen d'améliorations sur le rayon de courbure sur les lignes centrales des fentes dans le cas du troisième document, soit en améliorant les lignes directrices des fentes qui prévoyaient une faible variation de leur profondeur dans le cas du quatrième brevet, soit moyennant des angles de contrôle entre les plans tangentiels sur les points de contact des billes avec les éléments internes et externes dans le cas du cinquième document.

L'art antérieur susmentionné témoigne sans doute des progrès successifs dans le domaine des joints universels homocinétiques. Cependant, dans tous les cas, une quantité considérable de pièces est mise en oeuvre et plus particulièrement des pièces mobiles, qui entraînent une difficulté lors de leur assemblage et usinage, une perte de solidité et efficacité et un coût élevé. De même, sur la base des documents précités, on ne pourrait pas imaginer un joint homocinétique réduit à des dimensions microscopiques. La structure

du joint selon la présente invention permet par contre une réduction de sa taille à des niveaux microscopiques, de sorte qu'elle pourrait être appliquée à des micro-mouvements.

Un premier but de la présente invention est de remédier à tous les inconvénients susmentionnés sur la base de la mise en oeuvre d'une quantité de pièces beaucoup plus petite et plus particulièrement des pièces mobiles, d'un assemblage aisé, d'un usinage de l'accouplement am$µg/ml, lior$µg/ml, et d'une efficacit$µg/ml, , une fiabilit$µg/ml, et une solidit$µg/ml, augment$µg/ml, es. Ceci amène en outre à une diminiution consid$µg/ml, rable des coûts.

Un objet de la présente invention concerne ainsi un joint universel homocinétique comportant au moins deux et au maximum, trois pièces mobiles, comprenant deux éléments, l'un externe et l'autre interne, dont une des extrémités des deux éléments externe et interne se présente sous la forme d'un arbre, les deux arbres étant reliés indistinctement à la source de la transmission de rotation et à l'unité qui recevra la transmission du mouvement et l'autre des extrémités dudit élément externe se présente sous la forme d'une cavité qui s'adapte à l'autre des extrémités dudit élément interne, lequel se présente à son tour, de préférence sous la forme d'une sphère dans laquelle est ménagée une fente'à partir de laquelle s'étend ledit arbre, ladite fente étant associée au moins à un élément de contact localisé dans au moins un orifice ménagé dans ladite cavité, les deux éléments interne et externe restant unis au moyen d'un couvercle emboîté et fixé sur ledit élément externe.

Suivant une autre caractéristique du joint homocinétique selon l'invention, il comporte au moins un et au plus deux éléments de contact, ce qui évite l'utilisation d'une cage à éléments de contact multiples.

Une autre caractéristique de l'invention est que ce joint présente une fente coopérant avec lesdits éléments de contact.

Une autre caractéristique de l'invention est que l'union entre lesdits éléments interne et externe est réalisée au moyen d'un couvercle.

Une autre caractéristique de l'invention est que ledit au moins un élément de contact est positionné à l'intérieur d'au moins un orifice ménagé sur l'extrémité externe dudit joint.

Un avantage du joint suivant l'invention est de réduire ou éliminer le contact conflictuel entre le protecteur en caoutchouc, présent de façon habituelle sur ce type de joint, et le joint lui-même en une ou plusieurs de ses parties, améliorant ainsi la qualité de la transmission du mouvement.

Un autre avantage est de rendre aisé le remplacement dudit protecteur lors de sa rupture.

Un deuxième but autre but de la présente invention est de remédier à l'usure des éléments due à l'usage et aux éventuels désajustements provoqués par des défauts de précision lors de la fabrication du joint. Lors de son utilisation, l'usure progressive des matériaux qui composent le joint homocinétique, en particulier la sphère, peut faire que lesdits éléments de contact ne restent pas en face du plan moyen ou équatorial de la sphère, qui est la zone de contact optimal du joint, entraînant ainsi des défauts dans la transmission du mouvement. On peut se trouver devant le cas où le fabricant ne possède pas de machines suffisamment précises et où le produit final obtenu, une fois monté et bien qu'il soit neuf, présente en conséquence le défaut cité précédemment, ce qui conduit à une pièce hors tolérances qui ne pourra être utilisée et doit donc être mise au rebut.

La Demanderesse a encore amélioré le joint homocinétique de son invention pour porter solution au problème qui vient d'être exposé. Pour cela, elle a développé une pièce mobile agissant en tant que siège de ladite sphère et se déplaçant à l'intérieur de la cavité qui reçoit l, une des extrémités de l'un des arbres du joint. Ladite pièce mobile vient en contact avec un moyen de fixation réglable prévu sur cet arbre dudit élément externe. Le moyen de fixation réglable permet l'entrée dudit arbre dans la cavité, en déplaçant cette pièce mobile initialement en contact avec ce dernier par l'une de ses faces. La pièce mobile, agissant en tant que siège de cette sphère, en se déplaçant en hauteur pousse cette dernière lors de son passage, permettant ainsi à son plan médian (équatorial) de revenir à la position en face d'au moins l'un desdits orifices et en conséquence d'au moins l'un desdits éléments de contact.

Ainsi, suivant un mode particulier de réalisation, l'une des parties mobiles du joint selon l'invention, tel que présenté ci-dessus, est réglable en hauteur, et ledit arbre est associé, à l'aide d'un moyen de fixation réglable, à la cavité, et en contact avec l'une des faces d'une pièce mobile, dont la face opposée est en contact avec ledit corps ; cette pièce mobile est placée à l'intérieur de cette cavité à l'intérieur de laquelle elle se déplace par l'action du moyen de fixation réglable, permettant ainsi de régler en hauteur la position dudit corps, afin que le plan médian de celui-ci reste en face d'au moins un élément de contact.

Un avantage de ce joint est qu'il peut être utilisé de manière prolongée et que le réglage en hauteur de la sphère permet une performance optimale du joint, et ce même

après l'usure produite par son utilisation continue ou par une fabrication défectueuse.

Un autre avantage est que le réglage en hauteur de cette partie mobile du joint selon l'invention est réalisé sur place, sans avoir à extraire celui-ci du dispositif le mettant en oeuvre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : Les figures 1A et 1 B montrent respectivement une section transversale et une vue de dessus du joint selon la présente invention.

La figure 2 est une vue éclatée du joint des figures 1 et 2.

Les figures 3A et 3B montrent un exemple de transmission de rotation à deux billes.

Les figures 4A et 4B montrent un exemple de transmission de rotation à une bille.

La figure 5 montre une forme particulière de réalisation de la sphère.

La figure 6 montre une coupe transversale du joint suivant une variante de réalisation, sur laquelle on peut voir le moyen de fixation en contact avec la pièce mobile conformément à un mode de réalisation de la présente invention.

La figure 7 illustre un léger déplacement vertical de la pièce mobile de la figure 6 par l'action du moyen de fixation.

La figure 8 montre une vue éclatée du joint des figures 6 et 7.

Description détaillée de l'invention Sur la figure 1A on peut voir un élément externe 1 dont l'une des extrémités se présente sous la forme d'un arbre ou d'une tige 2. L'autre extrémité dudit élément externe 1 est sous forme d'une cavité 3 dont l'intérieur a, de préférence, la forme d'une surface sphérique. Cette cavité 3 est couplée à son tour à une extrémité d'un élément interne 4, ledit élément présentant de préférence la forme d'une sphère 5 de manière à être complémentaire de la surface interne de ladite cavité 3. Dans l'ensemble, la forme présentée par l'extrémité dudit élément interne 4 et la surface interne de cette cavité 3 ne doit pas être nécessairement sphérique. L'accouplement entre les deux surfaces doit être complémentaire et réduire le risque de frottements superflus. Par exemple la base de la cavité 3 pourrait être plate et l'extrémité dudit élément interne 4 être toujours une sphère 5 et le joint fonctionnerait de la même manière. En résumé, le dessin des deux parties complémentaires reste au choix du fabricant, qui devra tenir compte des critères techniques exposés ci-dessus.

L'autre extrémité dudit élément interne 4 prend aussi la forme d'un arbre ou d'une tige 7. La sphère 5 présente une fente 6 qui s'étend sur toute sa surface ou sur une partie de celle-ci et à partir, de laquelle s'étend l'arbre 7 de l'élément interne 4. La fente 6 est à son tour associée à au moins un et au plus deux éléments de contact 11, dorénavant appelés billes 11, qui sont localisées dans au moins un et au maximum deux orifices 13 ménagés dans ladite cavité 3. Ultérieurement, et afin de maintenir unis les deux éléments, interne 4 et externe 1, un convercle 8 est emboîté et fixé sur l'élément externe 1 de façon, qu'il couvre complètement ledit au moins un orifice 13 et en partie la sphère 5 au-dessus de son plan médian (équatorial). C'est ainsi que le mouvement de la sphère 5 se trouve restreint seulement à la rotation sans déplacement. Le grand diamètre 15 dudit couvercle 8 est complémentaire du diamètre de ladite cavité 3 et le diamètre plus petit 16 dudit couvercle 8 est plus, petit que le diamètre de la sphère 5. La fixation dudit couvercle 8 audit élément externe 1 est réalisée à l'aide de moyens de fixation 9, tels que représentés sur la figure 1 B. Ces moyens de fixation 9, qui peuvent être des vis 10, sont nécessaires pour que, une fois le joint assemblé et en utilisation, celui-ci puisse supporter les contraintes dues à la rotation et å la traction qui autrement le démonteraient.

Outre des vis 10, on peut utiliser tout autre moyen de fixation à la portée de l'homme du métier, par exemple : une fixation à vis, un axe creux fondu, des vis allen, ou similaires et leurs combinaisons. Il est à noter que les billes 11 sont au plus au nombre de deux car avec un nombre supérieur le joint ne fonctionnerait pas. Dans ce cas, celles-ci devront être placées dans des orifices 13 diamétralement opposés.

L'ouverture angulaire autorisée pour cet arbre 7 est indiquée par un angle a mesuré entre la position de co-linéarité entre les deux arbres 2,7, et la position où l'arbre 7 vient en contact avec ledit couvercle 8. Par ailleurs, lesdites billes 11 peuvent être remplacées par tout autre élément coopérant avec ladite fente 6 à la portée de l'homme du métier, tels que des boulons (non représentés). En section, la fente 6 peut présenter une forme curviligne, carrée, rectangulaire, triangulaire ou similaire en fonction des caractéristiques et de l'application que le fabricant envisage pour le joint de la présente invention.

On voit sur la figure 2 une vue éclatée du joint objet de la présente invention. Tel qu'exposé ci-dessus, l'une des extrémités de l'arbre 7 se présente, de préférence, sous la forme d'une sphère 5 afin de s'accoupler avec la cavité 3 dudit élément externe 1. La fente 6 pourra entourer en partie ou entièrement la sphère 5 à partir dudit arbre 7 et on pourra

utiliser au moins une ou, au maximum, deux billes 11 (voir figures 4 et 5). C'est sur la fente 6 que les billes 11 agiront afin de permettre la libre rotation dudit arbre 7. D'autre part, l'une des extrémités de l'arbre 2 se présente sous la forme d'une cavité 3 pour loger la sphère 5 dudit élément interne 4. Ladite cavité 3, à titre d'exemple préféré de réalisation non limitatif, prend la forme d'une coupe 12, dont la profondeur est fonction du diamètre de la sphère 5 afin que les orifices 13 soient placés de sorte que la ou les billes 11 viennent en contact avec ladite fente 6 sur le plan médian (équatorial) de ladite sphère 5, car il s'agit du point de contact optimal et nécessaire pour un bon fonctionnement du joint.

Par ailleurs, la profondeur des orifices 13 devra être plus petite que le diamètre des billes 11 choisies afin que ces dernières puissent venir en contact avec la fente 6.

Les figures 3A et 3B, 4A et 4B montrent respectivement différentes coupes d'un joint homocinétique créé à partir d'une ou deux billes 11. Le critère d'utilisation d'une bille- 11 pour la transmission de la rotation est basé sur l'économie de matériaux et sur la rapidité de l'assemblage. En cas d'utilisation d'une bille 11, il n'est pas nécessaire que la fente 6 entoure totalement la sphère 5, puisque il suffira pour obtenir un bon fonctionnement du joint, qu'elle embrasse des angles d'environ 45° au minimum et 90° au maximum, mesurés de part et d'autre dudit plan médian (équatorial) de ladite sphère 5.

Cependant, on obtient une rotation du joint plus douce et uniforme en utilisant deux billes 11, bien que ceci entraîne une plus grande masse et une plus grande difficulté lors du montage du joint. Pour cela, il sera nécessaire de réaliser deux fentes 6 avec la même configuration angulaire susmentionnée, sur des régions diamétralement opposées de cette sphère 5, afin qu'elles viennent en contact avec lesdites billes 11. Cependant, et indépendamment de l'utilisation d'une ou de deux billes, on comprend qu'afin d'optimiser les coûts de tournage de ladite fente 6, il conviendra d'usiner au tour une seule fente 6 entourant entièrement ladite sphère 5. Les figures 3A et 3B illustrent la rotation autorisée de l'arbre 7. On voit sur la figure 3A un joint dont le côté droit comprend une des deux billes 11 hachurée en qualité de référence et l'arbre 7 qui forme un angle a par rapport au plan médian (équatorial) de la sphère 5 qui est le même angle que celui formé avec ledit couvercle 8. La figure 3B montre une rotation du joint à 180° faisant apparaître la bille 11 hachurée du côté gauche du joint. Afin de donner à l'arbre 7 la même inclinaison que celui du cas de la figure 3A, on le fait pivoter de manière qu'il forme avec le plan médian (équatorial) de la sphère 5 un angle ß, complémentaire de a. On veut ainsi illustrer un avantage fondamental du joint selon l'invention, qui, avec peu de pièces mobiles, permet

de réussir une rotation douce et uniforme de l'un de ses arbres pour transmettre un mouvement de rotation. Bien évidemment, le joint pourra tourner sur un angle inférieur à 180° et l'arbre 7 pourra également prendre la position souhaitée pour transmettre le mouvement. Les figures 4A et 4B illustrent le cas correspondant à un joint avec une bille 11, qui apparaît aussi dans le but de clarté de l'illustration, hachurée d'abord à droite et puis à gauche du joint.

Finalement, la figure 5 montre un exemple alternatif de réalisation non limitatif de, ladite sphère 5. La sphère 5 présente au maximum deux calottes 19 sectionnées parallèlement à ladite fente 6. Le corps 17 obtenu permet d'économiser du matériel, de rendre le joint moins lourd et moins encombrant et de faciliter sa fabrication. Bien que cela ne soit pas à recommander, en raison de la fragilité qu'aurait ladite sphère 5, celle-ci pourrait même être réduite jusqu'à la taille d'une pastillé (non représentée) dont la surface latérale serait conformée pour ladite fente 6. D'autre part, une calotte 20 peut être également sectionnée perpendiculairement à ladite fente 6 sur la région à partir de laquelle s'étend ledit arbre 7, générant ainsi une surface plate 18. La taille de ladite calotte 20 ne doit pas compromettre le contact permanent entre au moins une bille 11 et ladite fente 6 lors du mouvement de l'arbre 7 défini par l'angle a. Il est à noter qu'une quatrième calotte ne pourrait pas être sectionnée sur la région diamétralement opposée à ladite surface plate 18, puisque celle-ci est la région venant en contact avec la base de la cavité 3 et donc cette section entraînerait un déplacement tel de ladite pastille 17 vers le bas que ladite au moins une bille 11 ne viendrait pas au contact du plan médian (équatorial) de ladite fente 6.

On décrit à présent une variante de réalisation du joint, dont l'une des parties mobiles est réglable en hauteur, en référence aux figures 6 à 8.

Suivant cette variante, l'arbre ou tige 2 est associé à l'autre extrémité dudit élément externe 1 à l'aide d'un moyen de fixation réglable 20. Une pièce mobile 21 se trouve en position à l'intérieur de cette cavité 3. L'une des faces 22 de cette pièce 21 est en contact avec ledit moyen de fixation réglable 20, et la face 23 opposée à cette dernière est en contact avec la sphère 5.

La figure 7 illustre la pièce mobile 21 décrite sur la figure 6 légèrement déplacée, par l'action du moyen de fixation réglable 20. Le déplacement vertical de cette pièce mobile 21 est mis en évidence par l'espace 24 généré entre la base de cette cavité 3 et ladite pièce mobile 21.

La figure 8 montre une vue éclatée du joint des figures 6 et 7, sur laquelle on peut voir en détail la structure du moyen de fixation réglable 20 de l'exemple préféré de réalisation, sous forme d'un filetage entre l'arbre 2 et la cavité 3, en combinaison avec un écrou 25 qui fixe son réglage. Dans le présent exemple de réalisation, ledit filetage est produit par filetage de l'extrémité de l'arbre 2 et taraudage de la base de la cavité 3, en tant que filetage complémentaire associé à un écrou 25. II est à noter que tout autre moyen de fixation réglable à la portée de l'homme du métier peut être mis en oeuvre pour réaliser l'objet de la présente invention. En desserrant cet écrou 25, l'extrémité dudit arbre 2 pourra pénétrer à l'intérieur de la cavité 3 entraînant le déplacement de ladite pièce mobile 21, et donc de cette sphère 5 afin de placer le plan moyen de cette dernière en face d'au moins l'une desdites billes 11.

Il est à noter que les vis 10 devront être dévissées légèrement si le couvercle 8 si doit lui-même être dévissé légèrement afin de régler le joint pour le cas où il présenterait des défauts de fabrication et il n'y aurait pas de place pour le déplacement de ladite pièce mobile 21.

Le joint selon l'invention pourra être appliqué à tout type de dispositif transmettant un mouvement de rotation, tels que par exemple des véhicules terrestres, aquatiques, aériens, spatiaux, des machines de guerre, des appareils médicaux, des machines en général, des micro-mouvements et tout autre dispositif nécessitant une déviation dans son mouvement axial.