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Arbre à la cardan.
On sait que la longueur de l'arbre articulé servant, en particulier dans l es véhicules automobiles% à replier la boite à vitesses au différentiel (arbre à la Cardan) doit pouvoir varier afin qu'elle puisse s'adapter aux modifications de la distance, qui se produisent pendant la marche, entre les piécs de connexion, affectant habituellement la forme d'accouplements articulés et ne pouvant généralement passe déplacer axialement, qui relient l'arbre moteur à l'arbre commandé.
A cet effet, on constitue en général l'arbre arti- culé par deux pièces qui s'emboîtent l'une dans l'autre et sont déplaçables l'une par rapport à, l'autre dans le sens longitudinal, pièces dont l'une est généralement un bout
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d'arbre plein et l'autre un manchon destiné à recevoir ce- lui-ci, la transmission du couple étant assurée par des rainures et des languettes prévues dans les deux parties de l'arbre et s'emboîtant les unes dans les autres.
Ces arbres en deux pièces sont relativement coûteux; ils présentent en outre l'inconvénient que, du poiht de vue de la fabrication, il est très difficile de tenir compte si- multanément des exigences, d'une part, en cee qui concerne un jeu qui permette un coulissement axial aussi libre que possi- ble et, d'autre part, un appui suffisamment ferme, sans cli- quetis, et un centrage satisfaisant de l'extrémité dé l'arbre dans la manchon.
Cela exige un travail très précis,d'autant plus qu'on doit veiller à ce qu'autant que possible toutes les languettes d'une des parties de l'arbre appuient unifor- mément sur toutes les languettes de l'autre partie, car sinon il se produit des pressions, extraordinairement élevées par unité de surface, qui par elles même sont déjà très importan- tes par suite du rayon d'application, le plus souvent relati- vement faible,pour la transmission du couple moteur. En raison du fait que, par suite des efforts qui par moments se mani- festent sous la forme de chocs, il n'est guère possible de maintenir le lubrifiant sur les surfaces de travail, ces pres- sions élevées conduisent à de très grandes résistances de frottement qui entravent le coulissement des pièces de l'arbre l'une par rapport à l'autre.
Ces résistances peuvent faci- lement atteindre la valeur de 1000 Kg. et davantage pourdeà véhicules de poids moyen.
Tous ces inconvénients sont écartés, conformément à l'invention, grâce au fait qu'on donne aux éléments d e s ur- face en prise des organes d'entraînement constitués par les rainures et les languettes des pièces coulissantes des arbres à la cardan usités actuellement, un diamètre beaucoup plus considérable et plus efficace en les transférant en,dehors de la périphérie de l'arbre, dans un élargissement d'une ces
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parties de l'arbre et en donhant un appui élastique à undes groupes de ces éléments de surface, sur toute leur super- ... floie, par rapport aux organes d'entrainement correspondants.
En même temps, on réalise le centrage réciproque des parties de l'arbre au moyeh de pièces cylindriques lisses , en prise les unes avec les autres sur une grande longueur, qui per- mettent une rotation relative et un coulissement axial réci- proque étendu.
En amenant les surfaces en prise des organes CI: 1 en- trainement à un rayon plus grand et en diminuant ainsi les forces périphériques, on diminue le travail de frottement, qu'on doit appliquer par suite du déplacement relatif des surfaces en prise, au cours du fonctionnement, et l'usure qui eh résulte; en outre, les pièces de centrage cylindriques- n'occasionnent pratiquement aucun frottement important, grâce à ce que leurs surfaces en prise, même dans le cas d'un ajus- tage serré, ne donnent pas lieu à une pression notable. D'autrE part, l'espace gagné par l'augmentation du rayon permet l'installation d'organes d'appui élastiques entre lesorga- nesd'entraïnement.
Suivant un autre mode d'exécution de l'invention, on monte, à l'intérieur de l'élargissement de l'une des parties de l'arbre, un accouplement articulé à pièce en croix derfac on que la pièce en croix de cet accouplement articulé vienne en prise, pa.r uneire de ses tourillons d'articulation, avec la pièce annulatre par-tant les organes d'entraînement inté- rieurset constituant la partie élargie; cette pièce annulai- re est pourvue à cet effet du côté intérieur de paliers appro- priés pour les tourillons précités, tandis que less deux autres tourillons de la pièce en croix sont saisis par la fourchette ou la grille de l'accouplement reliées à l'autre partie de l'arbre.
En outre, le dispositif , consitué par deux corps cylindriques, guidés l'un à l'intérieur de l'autre pour le centrage réciproque de la pièce annulaire qui porte les organes d'entraînement, trouve place dans un alésage
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prévu dans la pièce en croix de l'accouplement articulé.
Ce mode d'exécution entraîne une simplification consi- dérable du point de vue de la construction et, en outre, un raccourcissement des bras de levier des tasses, qui oscillent vers le haut et vers le bas, lors des déviations angulaires de l'arbre à la Cardan proprement dit et enfin, une diminution de l'angle de déviation, par suite de l'augmentation de la lon- gueur efficace de l'arbre à la Cardan, longueur qui est déter- minée par les points d'articulation.
Sur les dessins annexés, on a représenté à titre d'exemple plusieurs modes d'exécution de l'invention. sur ce dessin, la figure 1 est une vue avec coupe axiale partielle de l'extrémité antérieure, dirigee vers la boite à vitesse, pourvu d'un arbre à la Cardan/de l'organe intermadiaire, objet de 1' invention, la figure 2 est une coupe à travers cet organe inter- rnédiaire suivant la ligne A-B, à la figure 1, la figure 3 représente de la ;.iême façon un deuxième mode d'exécution dont la figure 4 est une coupe suivant la ligne C-D de la fig.
3, la figure 5 est une coupe médiane perpendiculaire à l'axe et la figure S est une coupe axiale, suivant la digne VI-VI de la figure 5, d'un troisième mode d'execution de l'invention.
On a représenté l'application de l'invention à un arbre à la Cardan tel que ceux qu'on emploie dans les véhicules auto- mobiles entre la boite à vitesses et le différentiel. Ces arbres à la Cardan sont généralement reliés d'une part à l'arbre de transmission du changement de vitesse et, d'autre part, à celui du différentiel, au moyen d'un accouplement d'articulation de chèque côté. Sur la figure 1 on n'a représenté que la partie antérieure de l'arbre à la Cardan voisine de la boite à vitesse.
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On a désigné par 1 la brideassurant l'accouplement avec l'extré- mité d'arbre sortant de la boite à vitesse. On adésigné par l'accouplement articulé antérieur dont le plateau de droite est désigné par 3. A la pièce 3 est reliée une bride 4 qui, avec un anneau extérieur 4a et une bride 4b située en face, constitue un boîtier annulaire 5 dont la partie périphérique 4a
6 dirigees est pourvue, dans le cas représenté, de huit nervures/radiale- ment vers l'intérieur. Ces nervures représentent les organes d'entralnement de la partie d'arbre constituée par la pièce de connexion 3. Les organes d'entraînement de l'autre partie d'arbre 7 sont désignés par 8.
Ils se trouvent sur une pièce tubulaire 7a constituant le prolongement de la partie d'arbre 7 et font saillie sur cette pièce également dans le sens radial,.¯ Les organes d'entraînement 8 ont, comme le montre la figure 1, une largeur plus faible dans le sens axial que l'espace inté- rieur du boîtier 5 mesuré dans le même sens, tandis que les .or- ganes d'entraînement 6, règnent sur toute la largeur du boîtier dans le sens axial.
Les organes d'entraînement 8 sont, comme le montre la figure 2, revétus sur leurs deux flancs de pièces 10 rela- tivement minces formées d'un matériau dont la surface est aussi. glissante que possible. De préférence, en envisage pour cet usage des plaques en une résine synthétique renforcée éventuelle- ment par des matières fibreuses qui y sont incorporées. On incor- pore encore avantageusement à ce matériau une substance, telle que le graphita, qui en diminue le coefficient de frottement, et on l'imprègne en outre d'un lubrifiant, par immersion dans de l'huile ou de la graisse chaudes. La fixation du revêtement 10, qui facilite le glissement, se fait avec avantage à l'aide de rivets creux, sur les ailettes d'entraînement 10.
Avec chacune des pièces de revêtement 10 des organes d'en- trainement coopère une pièce de glissement constituée de préfé- rence par une plaque de métal, en particulier par une pièce de feuillard d'acier à laquelle on a donné un poli fort poussé du
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côté tourné vers les organes d'entraînement 8, pour diminuer autant que possible le frottement et l'usure par rapport aux pièces de revêtement 10:
Les pièces de glissement 11 prennent appui, sur les organes d'entraînement extérieurs,' par l'inter- médiaire de pièces 9 en caoutchouc dont le profil épouse la forme de la section des especes vides compris entre les pièces de glissement 11 et les organes d'entraînement 6, mais qui, dans la direction périphérique ont des dimensions un peu plus gran- des que ce qui correspond à la distance entre ces pièces de glissement 11 et les; organes d'entraînement 6, de sorte que, lorsque tout l'organe intermédiaire est assemblé finalement, les pièces eh caoutchouc se trouvent sous une certaine pression initiale.
Les pièces de glissement 11 peuvent être reliées aux pièces de caoutchouc correspondantes 9, par exemple par vulcanisation ; mais elles peuvent aussi s'appliquer librement sur elles et tre empêchées de glisser vers l'extérieur du fait qu'on les noie dans la masse de caoutchouc ou bien, comme on l'a admis dans le cas de la figure 2, grâce à l'existence de sail- lies 9a prévues aux extrémités extérieures des pièces en caout- chouc.
Le mode d'exécution suivant les figures 3 et 4 ne se distingue' essentiellement de celui qui vient d'être décrit qu'en ce que les organes d'entraînement extérieurs ne sont pas formés par des nervures du boîtier 5, mais par des boulons 6a tranversant le boîtier dans le sens axial et passant en outre à travers des¯pièces 9b en caoutchouc prévues à l'interieur du boîtier. Chacune de ces pièces en caoutchouc remplace deux des pièces de caoutchouc du mode d'exécution qu'on a décrit en se rapportant aux figures 1 et .
Le centrage des parties d'arbre reliées par l'organe intermédiaire a lieu à l'aide d'une pièce tubulaire 12 qu'on a introduite dans la partie d'arbre 3 et qui pénètre dans le man- chon 7a de la partie d'arbre 7. Le diamètre de la paroi exte- rieure de la pièce tubulaire 12 est un peu plus petit que le diamètre intérieur du manchon 7a. L'intervalle est rempli par il
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un manchon 13 en une matière synthétique, de même nature que celle indiquée dans la description de la pièce de glisse- ment 11, afin d'assurer un glissement le plus facile possible et aussi exempt d'usure que possible de la pièce tubulaire 1 2 dans le manchon 7a. Afin qu'elle constitue un palier long, on fait s'étendre la pièce tubulaire 12 aussi NN loin que possible dans le manchon 7a, et celui-ci doit aussi être le plus long possible.
On a désigné par 14 un manchon, servant à assurer l'é- tanchéité contre la poussière, les éclaboussures d'eau, etc. qui peut être constitué par exemple par du feutre ou une rési- ne synthétique et qui, dans ce dernier cas, sert d'une façon auxiliaire, au centrage.
Lors du montage, on pourvoit de préférence d'une pâte de graisse et de graphite le palier constitué par le manchon 13 aussi bien que les points de frittement des pièces de glis- sement 11 sur les pièces de revêtement 10 des organes d'entraê- nement 8. L'organe intermédiaire n'exige alors aucune surveil- lance. Il suffit, dans ces conditions, de remplacer la charge de : lubrifiant lors du remplaement des pièces 9 en caoutchouc, ce qui n'est nécessaire qu'après un fonctionnement prolongé.
Dans le mode d'exécution suivant les figures 5 et 6, on a désigné de nouveau par 1 la bride destinée à être fixée sur l'arbre moteur, par 7 l'extrémité correspondante de l'arbre à la Cardan proprement dit, par 3a une fourchette d'un accouplement articulé à pièce en croix, fourchette qui est reliée rigidement à cet arbre et par 4 une bride solidaire de la bride 1 précitée et formant avec la partie creuse cylindrique 4a, comme dans le cas des modes d'exécution décrits plus haut, un bottier dont l'ensemble est désigné par 5 et qui sert de support pour les organes d'entraînement extérieurs 6 constitués ici également par de nombreuses nervures dirigées radialement vers l'intérieur à partir de la pièce extérieure annulaire 4a.
Les organes d'en- traînement intérieurs 8 soht formés par des languettes prévues en nombre correspondant, qui font saillie radialement vers
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l'extérieur à partir d'une pièce annulaire 7c. Cette pièce annulaire est reliée par une bride 7b à un manchon ou moyeu 7a qui est porté au moyen d'un manchon de glissement 13, par un long tourillon central 12 qui fait saillie sur la pièce 1 servant de bride. De cette façon, on centre l'une par rap- port à l'autre les pièces 5 et 7 qui portent les organes d'ent traînement.
Les branches 18 de la fourchette 3a attaquent (voir figure 5), par l'intermédiaire de deux roulements à aiguil- les 16 deux tourillons opposés 15 de la pièce en croix 14 de l'accouplement articulé. Les deux autres tourillons 15a de l'articulation tournent par l'intermédiaire de roulements à aiguilles 16a, dans des paliers 17 vissés, par l'interieur dans l'enveloppe du support 7c, d'organes d'entraînement inté ri eurs .
Les flancs des organes d'entraînement intérieurs 8a sont revêtus comme dans les modes d'exécution décrits plus haut, de bandes 10 en matière synthétique, par exemple en résine synthéts queà laquelle on a incorporé des fibres et entre ces bandes 10 et les tampons de caoutchouc 9 qui épousent des deux cotés les organes d'entraïnementextérieurs 6, on a logé des bandes 11 en tôle d'acier polie. La fixation des pièces 9, 10 et 11 peut avoir lieu de la même façon que dans les modes d'exécution représentés par les figures 1 à 4.
Comme la figure 6 permet particulièrement de le consta- ter, on a choisi les dimensions de telle façon que l'accou- plement articulé à pièce en croix puisse tout entier trouver place dans l'espace creux laissé libre par la piéce annulaire 7c. On peut éviter un raccourcissement du tourillon de centra- ge 12, et du manchon ou moyeu 7a coopérant avec lui, en prati- quant dans la pièce en croix 14 un alésage central 19 permettant le passage de ce manchon 7a.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux détails décrits; en particulier, il n'est pas absoulument nécessaire
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que ce soient précisément les organes d'entraînement intérieurs 8 qu'on pourvoit d'une matière favorisant le glissement. On peut prévoir également ces revêtements sur les pièces de glissement 11 ou même les sup- primer entièrement. On devrait alors veiller d'une autre façon par exemple par un choix judicieux des métaux venant en contact les uns avec les autres, à un glissement aussi est exempt que possible d'usure.
L'essentiel/que, d'une part les surfaces qui glissent les unes sur les autres aient un rayon efficace beaucoup plus grand que les flancs des lan- guettes des parties d'arbre rainurées dans les liaison par rai- nures et clavettes usuelles jusqu'à présent des deux parties d'arbre et que, d'autre part, les pièces glissanr les unes sur-., les autres puissent être façonnées et usinées facilement et qu'elles puissent être équipées d'une manière particulière pour que les efforts de frottement qui se manifestent lors des déplacements radiaux soient très faibles.
Revendications.
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