FR2891328A1 - Arbre articule et unite a coulisse a roulement pour cet arbre - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un arbre articulé comprenant deux segments d'arbre reliés solidairement en rotation entre eux par l'intermédiaire d'un joint central constitué par un joint homocinétique fixe, dans lequel un joint homocinétique fixe est agencé à l'extrémité de chaque segment d'arbre qui est éloignée du joint central. Il est prévu par ailleurs au moins une unité à coulisse à roulement de manière que les deux segments d'arbre puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale.

Description

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L'invention concerne un arbre articulé comprenant deux segments d'arbre reliés solidairement en rotation l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un joint central constitué par un joint homocinétique, dans lequel un joint homocinétique fixe est agencé à l'extrémité de chaque segment d'arbre qui est éloignée du joint central et il est prévu deux unités à coulisse à roulement. L'invention concerne aussi une unité à coulisse à roulement pour un tel arbre articulé.

On utilise des arbres articulés par exemple, pour relier la sortie de la boîte de vitesses, côté avant, à l'entrée du différentiel, côté arrière, d'un véhicule automobile pour constituer des arbres de transmission. De tels arbres de transmission sont connus, par exemple, par le document DE 102 08 325 Cl et par le document DE 11 2004 000 239 T5. Ces arbres articulés utilisent des joints à coulisse pour permettre un déplacement axial entre les segments d'arbre. Les courses de translation limitées de ces joints sont perçues comme un inconvénient dans certains cas d'application. En supplément, les coûts d'un tel arbre articulé croissent lorsqu'on utilise un grand nombre de composants différents.

Pour découpler largement les vibrations introduites dans la direction longitudinale dans les arbres articulés, il a été proposé dans le document DE 198 31 016 C2 un arbre articulé du genre cité au début dans lequel sont prévus des éléments à coulisse qui sont disposés radialement à l'intérieur du joint fixe, côté boîte de vitesses ou côté différentiel.

L 'accouplement de cet arbre articulé connu s'effectue par l'intermédiaire d'un flasque formé sur le moyeu extérieur du joint fixe côté boîte de vitesses, ou respectivement du joint fixe côté différentiel, qui est relié à un flasque de la sortie de la boîte de vitesses ou à un flasque de l'entrée du différentiel par l'intermédiaire d'un élément amortisseur annulaire.

Ce type de construction implique que le joint fixe côté boîte de vitesses aussi bien que le joint fixe côté différentiel possède un grand diamètre et, de ce fait, une grande masse. Sous cet effet, il se produit, en particulier en combinaison avec l'accouplement par flasques, des défauts d'équilibrage (résiduels) qui entraînent une production indésirable de bruit. En supplément, en raison de la possibilité de translation axiale dans les éléments à coulisse, l'ensemble de l'arbre articulé peut se déplacer axialement par rapport à la sortie de la boîte de vitesses et par rapport à l'entrée du différentiel pendant le fonctionnement. Ceci a pour effet que, non seulement le palier central agencé à proximité du joint central est plus fortement sollicité mais qu'il se produit aussi des bruits en raison de la transmission d 'efforts axiaux et en raison du comportement de vibration du palier central.

Pour éviter que, dans le cas d'un accident de véhicule automobile avec collision frontale dans lequel il se produit une forte sollicitation axiale de l'arbre de transmission par suite de la compression du véhicule, il se produise un flambage, et donc le risque de pénétration de l'arbre articulé dans l'habitacle du véhicule, il est indispensable de permettre à l'arbre articulé de se raccourcir dans la direction axiale. Les éléments à coulisse selon le document DE 198 31 016 C2 ne le permettent que dans une très fAible mesure, de sorte qu'un flambage de l'arbre de transmission peut entraîner une mise en danger des occupants du véhicule.

Au contraire, la présente invention a pour but de créer un arbre articulé du genre cité au début et qui, tout en présentant un poids aussi réduit que possible, offre une réduction des bruits en fonctionnement ainsi qu'une plus grande sécurité même en cas d'accident avec collision frontale.

Un autre but consiste à réaliser les joints homocinétiques fixes sous une forme particulièrement compacte ainsi que de faire des économies de poids et de réduire les défauts d 'équilibrage résiduels dans un arbre articulé. Par ailleurs, on vise à réduire notablement les efforts axiaux agissant sur le palier central et à améliorer le comportement vibratoire du palier intermédiaire de manière que la production de bruit soit elle aussi réduite. Par ailleurs, un but de la présente invention consiste à donner à l'arbre articulé une réalisation particulièrement économique et à utiliser un nombre aussi grand que possible de composants identiques. Par ailleurs, on vise à faciliter le montage et le démontage, et à permettre ainsi d 'adopter différents ordres de succession pour les opérations de montage.

2891328 4 Selon l'invention, ce problème est résolu dans un arbre articulé par le fait qu'au moins une des unités à coulisse à roulement est disposée à proximité du joint central. Dans un mode préféré, l'unité à coulisse à roulement est associée au joint central et prévue de telle manière que les deux segments d'arbre puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale. L'agencement d'au moins une unité à coulisse à roulement en un emplacement éloigné de la sortie de la boîte de vitesses et de l'entrée du différentiel, apporte la possibilité de réaliser aussi bien l'unité à coulisse à roulement que les joints homocinétiques fixes sous une forme particulièrement compacte. Ceci conduit à de considérables économies de poids et, grâce aux faibles masses, également à de faibles défauts d'équilibrage résiduels. Ceci permet de réduire la production de bruit de l'arbre articulé selon l'invention pendant le fonctionnement.

Les efforts axiaux agissant sur le joint central sont eux aussi notablement réduits par la fait qu'au moins une unité à coulisse à roulement est agencée à proximité du joint central, et donc à proximité du palier intermédiaire. Ce découplage des efforts axiaux conduit aussi à une réduction des bruits en fonctionnement. En supplément, dans la forme de réalisation selon l'invention de l'arbre articulé, il n'est pas nécessaire qu'un palier intermédiaire possède une flexibilité axiale, de sorte que les éventuelles productions de bruit résultant du comportement vibratoire du palier intermédiaire sont aussi réduites.

2891328 5 Dans un développement du principe de l'invention, il est prévu que, dans l'arbre articulé, soient prévues deux unités à coulisse à roulement associées au joint central et agencées à proximité de ce joint. Lorsque les deux unités à coulisse à roulement sont joints homocinétiques de même l'arbre articulé. L'arbre l'invention est donc un très petit nombre ce qui conduit, grâce identiques, à une réduction notable des coûts.

Pour réduire à un minimum les masses présentes dans la région de l'accouplement de l'arbre articulé à une boîte de vitesses ou un différentiel, les unités à coulisse à roulement sont agencées à une distance aussi grande que possible des points d'accouplement, à peu près au milieu de l'arbre articulé. De cette façon, dans l'arbre articulé, ce sont tout au plus les seules les masses du joint homocinétique extérieur, qui sont maintenues très faibles et qui peuvent éventuellement présenter des très petits faux ronds de tourillons, qui contribuent encore à d'éventuels défauts d'équilibrage de l'ensemble du système.

Dans cette forme de réalisation de l'arbre articulé, le montage est lui aussi facilité comparativement à des arbres articulés traditionnels. En effet, on peut déplacer les deux segments d'arbre en translation l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale, ce qui permet une très grande course de positionnées sensiblement au milieu de l'arbre articulé, il est possible d'utiliser trois construction pour articulé selon ainsi composé de seulement de composants différents, au principe des composants 2891328 6 déplacement. Ceci conduit à une très petite longueur de mise en place et de dégagement, ce qui facilite considérablement le montage et le démontage. En supplément, on peut adopter différents ordres de succession pour le montage, selon les autres spécifications et les autres conditions de châssis. Entre autres, on peut commencer le montage par le palier central sur la caisse du véhicule.

Selon une autre forme de réalisation de l'invention, il est possible que l'une des deux unités à coulisse à roulement soit associée au joint central et agencée à proximité de celui- ci, tandis que l'autre des deux unités à coulisse à roulement est associée au joint homocinétique fixe côté boîte de vitesses ou côté différentiel, et agencée à proximité de ce joint. Ici, les deux unités à coulisse à roulement peuvent être associées, soit au même segment d'arbre, soit chacune à un segment d'arbre différent. Dans chacune de ces deux formes de réalisation, il est garanti que les deux segments d'arbre peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale et qu'au moins une unité à coulisse à roulement est positionnée à proximité du joint central.

Pour des raisons d'économie de poids, les deux segments de l'arbre articulé sont de constitution tubulaire, au moins par endroits.

Ici, il est préférable que les joints homocinétiques fixes prévus aux extrémités des segments d'arbre qui sont éloignées du joint central, c'est-à-dire le joint fixe côté boîte de vitesses et le joint fixe coté différentiel, soient reliés à leurs segments d'arbre respectifs par leurs moyeux extérieurs. Ici, le moyeu intérieur du joint fixe côté boîte de vitesses ou côté différentiel peut être muni d'une ouverture de réception profilée, de manière qu'un tourillon de sortie de la boîte de vitesses ou un tourillon d'entrée du différentiel puisse être emmanché solidairement en rotation dans le moyeu intérieur. Ceci permet d'obtenir un montage simplifié, comparativement à l'assemblage par flasques déjà connu.

Pour éviter les défauts d'équilibrage, les joints articulés sont normalement soumis à une opération d'équilibrage, après l'achèvement de la fabrication. Un problème qui se pose alors dans les arbres articulés connus, dans lesquels l'accouplement s'effectue par des liaisons à flasque, c'est-à-dire sur un grand diamètre, consiste en ce que les éventuels faux-ronds qui ne manifestent sur les points d'accouplement qu'après le montage de l'arbre dans le véhicule, exercent une influence perturbatrice sur la qualité de l'équilibrage du système complet en dépit de la haute qualité de l'équilibrage de l'arbre articulé considéré comme composant distinct. Dans l'arbre articulé selon l'invention, les centrages exécutés sur les points d'accouplement sont réalisés directement par l'intermédiaire des tourillons qui sont emmanchés dans les moyeux intérieurs des joints homocinétiques fixes. Ceci conduit à une réduction notable des défauts d'équilibrage, grâce à l'amélioration du centrage sur les accouplements à tourillons. Ceci permet de réduire encore les bruits qui se produisent en fonctionnement.

La suppression des flasques dans cette solution à emmanchement apporte en supplément une réduction de poids dans les joints homocinétiques fixes. En supplément, la configuration très compacte des joints homocinétiques fixes avec accouplement à emmanchement élargit la liberté de choix pour la configuration des autres composants du véhicule et conduit à une réduction de l'encombrement. Le joint central peut lui aussi être équipé de même d'un moyeu intérieur qui permet de réaliser, par exemple, un accouplement à emmanchement avec une des unités à coulisse à roulement.

Dans un mode préféré, au moins une unité à coulisse à roulement associée au joint central et agencée à proximité de ce dernier est constituée par une douille profilée prévue sur l'un des segments de l'arbre, et qui possède des cannelures s'étendant de la direction axiale, et par un tourillon relié au joint central et qui possède des cannelures s'étendant de la direction axiale, ainsi que par des billes placées dans les paires de cannelures mutuellement associées, et qui transmettent un couple. Dans les cannelures mutuellement associées du tourillon et de la douille profilée, sont disposées des billes, de préférence plusieurs billes placées l'une derrière l'autre, qui peuvent être guidées dans une cage commune.

Dans un développement de ce principe de l'invention, il est prévu que le tourillon d'une unité à coulisse à roulement est reliée au moyeu intérieur du joint central et le tourillon de l'autre unité à coulisse à roulement est reliée 2891328 9 au moyeu extérieur du joint central. Dans ce cas, il est préférable que le tourillon de l'unité à coulisse à roulement relié au moyeu intérieur du joint central soit accouplé à ce moyeu intérieur par l'intermédiaire d'une liaison à emmanchement, tandis que le tourillon de l'autre unité à coulisse à roulement est de préférence soudé au moyeu extérieur du joint central.

Pour éviter un trop grand déplacement axial de l'arbre articulé pendant le fonctionnement, ou encore avant ou pendant le montage, les unités à coulisse à roulement peuvent présenter des moyens de butée servant à limiter la course de translation axiale des billes et/ou d'une cage qui guide ces dernières. Les moyens de butée sont ici réalisés de manière que la course axiale que les billes peuvent parcourir en roulant soit limitée de telle manière que, si elles atteignent éventuellement les moyens de butée il puisse encore se produire une translation additionnelle, par glissement ou patinage des billes dans les cannelures.

Le plus souvent, l'arbre articulé tourillonne dans la carrosserie à proximité du joint central. Pour cela, il est de préférence prévu un palier intermédiaire dans lequel tourne le tourillon d'au moins d'une unité à coulisse à roulement. Le palier intermédiaire peut ici avoir une configuration dans laquelle un roulement est prévu sur le tourillon de l'unité à coulisse à roulement, et où le roulement est monté dans un élément amortisseur élastique qui est fixé à la carrosserie.

Le problème qui est à la base de l'invention est encore résolu par une unité à coulisse à roulement qui peut être en particulier une partie constitutive d'un arbre articulé du genre décrit plus haut, l'unité à coulisse à roulement présentant alors une douille profilée sur la surface intérieure de laquelle sont prévus, au moins par endroits, des pistes de roulement extérieures (des cannelures), un tourillon mobile en translation dans la direction axiale dans la douille profilée et sur la surface extérieure duquel sont prévues, au moins par endroits, des pistes de roulement intérieures (des cannelures) et des billes qui sont disposées dans des pistes de roulement extérieures et dans des pistes de roulement extérieures associées par paires, pour la transmission du couple. La douille profilée est reliée à un segment de jonction par l'intermédiaire d'une zone d'amorce de rupture dont le diamètre intérieur est supérieur ou sensiblement égal au diamètre extérieur de la douille profilée. Si l'unité à coulisse à roulement est prévue dans un arbre articulé, le segment de jonction peut être relié à un segment d'arbre tubulaire ou être formé par un tel segment.

Dans cette forme de réalisation de l'unité à coulisse à roulement, on obtient que, dans le cas d'un accident par collision frontale, la zone d'amorce de roulement est rompue sous l'effet de l'effort axial qui agit sur l'unité à coulisse à roulement, de sorte que la douille profilée peut rentrer dans le segment de jonction et dans le segment d'arbre creux qui y fait suite éventuellement. Le diamètre intérieur du segment de jonction qui est supérieur ou sensiblement égal, comparativement à la douille profilée, permet une translation de la douille profilée largement exempte d'effort. En variante, il peut être judicieux d'absorber l'énergie de déformation développée dans un accident pendant la variation de longueur de l'unité à coulisse à roulement. Ce résultat peut être obtenu par le fait que le segment de jonction et le segment d'arbre qui y est adjacent sont éventuellement légèrement plus petits que le diamètre extérieur de la douille profilée à la suite d'un segment d'entrée. Dans ce cas, la douille profilée peut déjà rentrer encore plus sûrement dans le segment de jonction sans que l'on ait à craindre un flambage mais, en supplément, cela absorbe encore une quantité d'énergie d'impact. Pour cela, il peut aussi être prévu des nervures ou sailles analogues facilement déformables sur la surface intérieure du segment de jonction et/ou sur la surface extérieure de la douille profilée.

Cette configuration de l'unité à coulisse à roulement permet de prédéterminer la direction de façon définie pendant la déformation de l'arbre articulé qui résulte du dépassement d'un effort défini. L'effort auquel la zone d'amorce de rupture de l'unité à coulisse à roulement lâche peut être réglé à un niveau défini. Le fait que, dans l'unité à coulisse à roulement selon l'invention, la totalité de la douille profilée, avec le tourillon logé dans cette douille, peut rentrer dans le segment de jonction et dans l'arbre tubulaire qui s'y raccorde éventuellement, permet de réaliser une très grande course de collision. Toutefois, il n'est pas nécessaire de prévoir de donner des diamètres de tube différents et en particulier plus grands, aux différents segments de l'arbre, comme cela se présente, par exemple lorsqu'un segment d'arbre est constitué par un tube susceptible de retournement. Ceci permet de réduire l'encombrement et donne une plus grande liberté de choix pour la configuration d'un arbre articulé équipé d'une telle unité à coulisse à roulement.

Par ailleurs, il est préférable que la zone d'amorce de rupture soit constituée par une région de liaison orientée radialement entre la surface intérieure de la douille profilée et la surface extérieure du segment de jonction. Pour facilité la coupure de la zone d'amorce de rupture, les transitions entre la douille profilée et le segment de jonction peuvent être réalisée, par exemple avec de petits rayons de courbure. Il est aussi possible de réaliser la zone d'amorce de rupture avec une forme de section en S ou en Z. En variante ou en supplément, la zone d'amorce de rupture peut être formée par un rétrécissement, un encochage, une perforation et/ou des affaiblissements de matière de ce dispositions, il est possible de régler l'effort auquel la zone d'amorce de rupture lâche en fonction des besoins.

La douille profilée, le segment de jonction et la zone d'amorce de rupture sont alors configurés de telle manière qu'en cas de dépassement d'un effort défini qui agit sur la genre. Avec de telles douille profilée dans la direction axiale, la zone d'amorce de rupture lâche et que la douille profilée puisse rentrer dans le segment de jonction pour réaliser une grande course de collision.

L'unité à coulisse à roulement est de préférence obturée à joint étanche sur le côté éloigné du tourillon par un couvercle ou une paroi. Lorsqu'il est prévu un couvercle sur la douille profilée, sur le segment de jonction et/ou sur la zone d'amorce de rupture, ce couvercle peut aussi servir de butée pour le tourillon, de telle manière que, en fonctionnement ou en cas de collision, ce couvercle ne soit pas éjecté de la douille profilée. Toutefois, il est aussi possible que le couvercle soit fixé à la douille profilée, au segment de jonction et/ou à la zone d'amorce de rupture par l'intermédiaire d'une autre zone d'amorce de rupture de manière qu'en cas de collision le couvercle soit détaché en supplément et que le tourillon soit éjecté de la douille profilée. Selon la forme de réalisation de l'unité à coulisse à roulement et des composants qui y sont raccordés, ceci peut permettre une course de translation supplémentaire et/ou une absorption d'énergie supplémentaire.

Des développements, avantages et possibilités d'application de l'invention ressortent de la description d'un exemple de réalisation qui sera donné ci-après ainsi que du dessin. Sur ce dessin, toutes les caractéristiques décrites et/ou représentées graphiquement forment l'objet de l'invention, isolément ou dans n'importe quelle combinaison, indépendamment de leur regroupement dans les revendications ou leurs références.

Sur ce dessin, sont représentés schématiquement, sur la Fig. 1, une coupe longitudinale d'un arbre articulé selon une première forme de réalisation de l'invention, sur la Fig.2, une coupe longitudinale de la 10 douille profilée d'une unité à coulisse à roulement selon l'invention, sur la Fig. 3, une coupe longitudinale de la douille profilée selon la Fig. 2, après un accident, sur les Fig. 4 a-e à chaque fois une coupe longitudinale d'un arbre articulé selon une autre forme de réalisation de l'invention.

L'arbre articulé 1 représenté sur la Fig. 1 est composé d'un premier segment d'arbre 2 et d'un deuxième segment d'arbre 3 qui sont réalisés sous la forme de tubes d'arbre creux. Les deux segments d'arbre 2 et 3 sont reliés l'un à l'autre par un joint central 4 qui est constitué dans la forme de réalisation représentée par un joint fixe à pistes opposées. L'extrémité côté boîte de vitesses, éloignée du joint central, du premier segment d'arbre 2 est reliée à un joint 5 côté boîte de vitesses. De même, l'extrémité côté différentiel du segment d'arbre 3, qui est éloignée du joint central 4, est reliée à un joint 6 côté différentiel. Ici, le joint 5 côté boîte de vitesse et le joint 6 côté différentiel sont constitués par des joints fixes à pistes opposées Au joint central 4, est associé un palier intermédiaire 7 muni d'un amortisseur 7a et d'un roulement 7b qui, dans la forme de réalisation représentée, peut être fixé au groupe plancher d'un véhicule par l'intermédiaire d'un élément élastique. Par ailleurs, au joint central 4 sont associées une première unité à coulisse à roulement 8 par l'intermédiaire de laquelle le joint central 4 est relié au premier segment d'arbre 2 et une deuxième unité à coulisse à roulement 9 par l'intermédiaire de laquelle le joint central 4 est relié au deuxième segment d'arbre 3.

Les joints fixes à pistes opposées 4, 5 et 6 présentent chacun un moyeu extérieur 4a, 5a, 6a dans la surface intérieure duquel sont formées des pistes de roulement extérieures. Par ailleurs, les joints fixes... présentent chacun un moyeu intérieur 4b, 5b, 6b qui est réalisé sous la forme d'une douille dans laquelle un bout d'arbre ou une extrémité d'arbre peut être engagé dans le cas du joint 5 côté boîte de vitesses et du joint 6 côté différentiel. Sur la surface extérieure du moyeu intérieur, sont formées des pistes de roulement intérieures. Dans les pistes de roulement réalisées de préférence comme cela est décrit dans le document DE 102 09 933 B4, sont disposées des billes destinées à la transmission du couple.

Les billes sont ici logées dans des fenêtres d'une cage qui est centrée et guidée dans le moyeu extérieur, en particulier dans des surfaces de centrage de cage du moyeu extérieur.

Les deux unités à coulisse à roulement 8 et 9 présentent chacune une cage 8a, 9a munie de plusieurs billes 8b,9b destinées à la transmission du couple et qui sont guidées dans une partie intérieure ou un tourillon 8c, 9c muni de cannelures (pistes de roulement intérieures) 8d, 9d et dans une partie extérieure constituée par une douille profilée 8e, 9e et munie de cannelures (pistes de roulement extérieures)8f, 9f. Ici, le tourillon peut coulisser dans la douille profilée pour permettre un mouvement relatif axial des deux segments d'arbre 2 et 3.

Comme le montre la Fig. 4a, la course de translation de la cage 8a, 9a ou la course que les billes 8b, 9b peuvent parcourir en roulant est limitée par des moyens de butée 8a, 9g. La course axiale des billes en direction du joint central 4 est en supplément limitée par une sortie inclinée des cannelures 8d, 9d du tourillon, contre lesquelles les billes et/ou les cages peuvent venir buter.

Le tourillon de la deuxième unité à coulisse à roulement 9 est relié au moyeu intérieur du joint central 4 comme représenté sur la Fig. 1. Le tourillon de la première unité à coulisse à roulement 8 est relié à un chapeau qui entoure le moyeu extérieur 4a du joint central 4 et est relié solidairement en rotation à ce moyeu. En variante, selon la forme de réalisation de la Fig. 4a, le moyeu extérieur du joint central peut aussi être relié directement au tourillon 8c. De cette façon les deux unités à coulisse à roulement 8 et 9 sont associées au joint central 4 et agencées à proximité de ce dernier, de sorte que les mouvements axiaux des deux segments d'arbre 2 et 3 sont compensés par les unités à coulisse à roulement 8 et 9 respectivement, et ne sont pas transmis par l'intermédiaire du joint central 4.

Comme ceci est visible sur la représentation de la Fig. 2, un segment de jonction 2b est formé sur la douille profilée pour relier la douille profilée de l'unité à coulisse à roulement 8 au premier segment d'arbre 2. Le segment de jonction est ici relié à la douille profilée par l'intermédiaire d'une zone d'amorce de rupture 2a qui s'étend radialement dans la forme de réalisation représentée. Cette zone d'amorce de rupture peut présenter un affaiblissement de matière comme, par exemple, un rétrécissement, un encochage, une perforation ou analogue.

Dans la forme de réalisation représentée, le diamètre intérieur du tube d'arbre du premier segment d'arbre 2 et le diamètre intérieur du segment de jonction 2b sont plus grands que le diamètre extérieur de la douille profilée 8e de la première unité à coulisse à roulement 8. De même, la deuxième unité à coulisse à roulement 9 est aussi reliée au tube du deuxième segment d'arbre 3 par l'intermédiaire d'un segment de jonction 3b et d'une zone d'amorce de rupture 3a. Egalement dans le cas de la deuxième unité à coulisse à roulement 9, le diamètre extérieur de la douille profilée 9e est plus petit que le diamètre intérieur du deuxième segment d'arbre 3 ou du segment de jonction 3b.

Les douilles profilées des deux unités à coulisse à roulement 8 et 9 sont obturées par un couvercle 8h, 9h qui est relié à la douille profilée correspondante 8e, 9e, par exemple par soudage par faisceau d'électrons. A la différence de la forme de réalisation représentée sur la Fig. 2, le couvercle peut aussi être relié à la zone d'amorce de rupture ou au segment de jonction. Le couvercle limite la course de translation du tourillon dans la douille profilée. La liaison entre le couvercle et la douille profilée peut aussi être constituée par une zone d'amorce de rupture.

Si, par exemple à la suite d'un accident, un grand effort axial agit sur les segments d'arbre 2 et 3 ainsi que, par suite, sur les douilles profilées des unités à coulisse à roulement 8 et 9, après l'achèvement de la course de translation des unités à coulisse à roulement 8 et 9, les zones d'amorce de rupture 2a, 3a des deux unités à coulisse à roulement lâchent, comme représenté sur la Fig. 3. Sous cet effet, la douille profilée de chaque unité à coulisse à roulement peut rentrer pratiquement sans effort dans le segment d'arbre correspondant, 2 ou 3.

Le flambage de l'arbre articulé 1 est ainsi évité, puisque les unités à coulisse à roulement 8 et 9 sont guidées dans les segments d'arbre 2 et 3 respectivement. Etant donné que les deux unités à coulisse à roulement 8 et 9 présentent ensemble une grande longueur axiale, au moment du lâchage, du à un accident, des deux zones d'amorce de rupture, 2a, 3a, il estpossible de réaliser une très grande course de translation supplémentaire (course de collision), sans entraîner de mise en danger des occupants du véhicule.

Sur les Fig. 4b à 4e, on a représenté des exemples de réalisation d'un arbre de transmission 1 qui présentent chacun une seule unité à coulisse à roulement 8 qui est agencée à proximité du joint central 4, tandis que l'autre unité à coulisse à roulement 9 est associée à un des joints homocinétiques fixes, 5 et 6 respectivement.

Ici, sur la Fig. 4b, l'unité à coulisse à roulement 8 est positionnée au droit du segment d'arbre côté boîte de vitesses 2 et agencée à proximité du joint central 4. Le palier intermédiaire 7 est ici prévu de même sur le segment d'arbre 2 côté boîte de vitesses. La deuxième unité à coulisse à roulement 9 est agencée à proximité du joint homocinétique fixe 5 côté boîte de vitesses, de sorte que les deux unités à coulisse à roulement 8 et 9 sont associées au segment 2 côté boîte de vitesses de l'arbre. Dans cette forme de réalisation, aucun effort axial n'agit sur le palier intermédiaire 7.

Au contraire, dans la forme de réalisation selon la Fig. 4c, l'unité à coulisse à roulement 8 est agencée sur le segment d'arbre 3 côté différentiel et, ici aussi, positionnée à proximité du joint central 4 tandis que la deuxième unité à coulisse à roulement 9 est agencée à proximité du joint homocinétique fixe 5 côté boîte de vitesses. Dans cette forme de réalisation, un palier intermédiaire 7 peut être fixé au segment d'arbre 2 côté boîte de vitesses ou agencé à proximité du joint central 4, sur le tourillon 8c de l'unité à coulisse à roulement 8.

Dans les formes de réalisation selon les Fig. 4d et 4e, une unité à coulisse à roulement 8 est positionnée à chaque fois à proximité du joint central 4 tandis que l'autre unité à coulisse à roulement 9 est prévue à proximité du joint homocinétique fixe 6 côté différentiel. Dans la forme de réalisation selon la Fig. 4d, le palier intermédiaire 7 peut être prévu, comme dans la forme de réalisation selon la Fig. 4c, soit sur le côté droit, soit sur le côté gauche du joint central 4, vu sur la figure, tandis que, sur la Fig. 4e, on a représenté seulement un palier intermédiaire 7 qui est positionné sur le segment d'arbre 3 côté différentiel.

La disposition particulière des deux unités à coulisse à roulement autorise une possibilité de coulissement longitudinal des deux segments d'arbre 2 et 3, l'un par rapport à l'autre, qui est nécessaire pour assurer, par exemple un montage de l'arbre articulé 1 sur la boîte de vitesses et le pont arrière (le différentiel) qui sont montés préalablement dans le véhicule. Ceci peut s'effectuer par le fait qu'à la sortie de la boîte de vitesses, est prévu un tourillon de boîte de vitesses (non représenté sur les figures) qui présente une denture longitudinale sur laquelle, au cours du montage, on emboîte le moyeu intérieur 5b du joint homocinétique fixe côté boîte de vitesses. De la même façon, le moyeu intérieur. 6b du joint homocinétique fixe 6 côté différentiel est emboîté sur un tourillon côté pont arrière.

La mobilité en translation longitudinale compense les translations longitudinales de la boîte de vitesses par rapport au différentiel qui se produisent pendant le fonctionnement d'un véhicule, ainsi que les oscillations longitudinales qui se produisent éventuellement.

En supplément, la mobilité en translation longitudinale est aussi indispensable lors du démontage de l'arbre, c'est-à-dire en cas de réparation, ainsi que pour compenser les tolérances entre la boîte de vitesses et le différentiel.

Dans l'exemple de réalisation selon la Fig. 4a, l'unité à coulisse à roulement 8 compense les oscillations axiales qui sont introduites éventuellement dans l'arbre articulé en provenance du côté boîte de vitesses. Ceci garantit que de telles oscillations axiales ne seront introduites ni dans le joint central 4 ni dans le palier intermédiaire 7. Grâce à l'accouplement réalisé par l'intermédiaire de corps roulants, l'unité à coulisse à roulement 8 peut remplir cette fonction, même dans le cas de très grands couples ou chocs de couples. Il ne se produit donc pas de blocage axial qui se présente, par exemple dans le cas des accouplements d'arbre à cônes. De même, les éventuelles oscillations axiales introduites éventuellement dans l'arbre articulé 1 par le pont arrière (le différentiel) sont compensées par l'unité à coulisse à roulement 9.

Le découplage axial total du palier intermédiaire 7 sur les deux côtés permet de donner une construction axialement très rigide à l'amortisseur 7a. Cette constitution rigide de l'amortisseur réduit les déplacements nuisibles du palier axial 7 et du joint homocinétique fixe central 4 qui résulteraient par exemple de l'action d'efforts d'accélération.

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Claims (17)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Arbre articulé comprenant deux segments d'arbre (2, 3) reliés solidairement en rotation l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un joint central (4) constitué par un joint homocinétique fixe, dans lequel, à l'extrémité de chaque segment d'arbre (2, 3) qui est éloignée du joint central (4), est disposé un joint homocinétique fixe(5, 6), et comprenant deux unités à coulisse à roulement (8, 9), caractérisé en ce qu'au moins une des unités à coulisse à roulement (8, 9) est agencée à proximité du joint central (4).

2. Arbre articulé, en particulier selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que les deux segments d'arbre (2, 3) sont mobiles l'un par rapport à l'autre dans la direction axiale.

3. Arbre articulé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu deux unités à coulisse à roulement (8, 9) associées au joint central (4) et agencées à proximité de celui-ci.

4. Arbre articulé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une des deux unités à coulisse à roulement (8) est associée au joint central (4) et agencée à proximité de ce dernier, et l'autre des deux unités à coulisse à roulement (9) est associée à un des joints homocinétiques fixes (5, 6) à l'extrémité du segment d'arbre et agencée à proximité de celuici.

5. Arbre articulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux unités à coulisse à roulement (8, 9) sont associées au même segment d'arbre (2, 3).

6. Arbre articulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux unités à 5 coulisse à roulement (8, 9) sont associées à des segments d'arbre différents (2, 3).

7. Arbre articulé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux segments d'arbre (2, 3) sont tubulaires au moins par endroits et dans lequel les joints homocinétiques fixes (5, 6) prévus aux extrémités de chaque segment d'arbre (2, 3) éloignées du joint central (4) sont reliés aux segments d'arbre (2, 3), par leurs moyeux extérieurs respectifs (5a, 6a).

8. Arbre articulé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une unité à coulisse à roulement (8, 9) associée au joint central (4) et agencée à proximité de celui-ci est formée d'une douille profilée (8e, 9e) prévue sur l'un des segments d'arbre (2, 3) et munie de cannelures (8f, 9f) s'étendant dans la direction axiale, d'un tourillon (8c, 9c) relié au joint central (4) et muni de cannelures (8d, 9d) s'étendant dans la direction axiale, et de billes (8b, 9b) disposées dans les paires de rainures mutuellement conjuguées et qui transmettent un couple.

9. Arbre articulé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tourillon (9c) d'une unité à coulisse à roulement (9) est relié au moyeu intérieur (4b) du joint central (4) et le tourillon (8c) de l'autre unité à coulisse à roulement (8) est relié au moyeu extérieur (4a) du joint central (4).

10. Arbre articulé selon une des

revendications précédentes, caractérisé en ce

que l'au moins une unité à coulisse à roulement (8, 9) présente des moyens de butée servant à limiter la course de translation axiale de billes (8b, 9b) et/ou d'une cage (8a, 9a) qui guide ces dernières.

11. Arbre articulé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tourillon (8c, 9c) d'au moins une unité à coulisse à roulement (8, 9) est monté rotatif dans un palier intermédiaire (7).

12. Unité à coulisse à roulement (8, 9), en particulier pour un arbre articulé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une douille profilée (8e, 9e) sur la surface intérieure de laquelle sont prévues des pistes de roulement extérieures (8f, 9f), au moins par endroits, un tourillon (8c, 9c) qui peut se déplacer en translation dans la direction axiale dans la douille profilée (8e, 9e) et sur la surface extérieure duquel sont prévues des pistes de roulement intérieures (8d, 9d), au moins par endroits, et des billes (8b, 9b) qui sont disposées dans des pistes de roulement extérieures (8f, 9f) et des pistes de roulement intérieures (8d, 9d) associées les unes aux autres par paires, pour la transmission du couple, caractérisé en ce que la douille profilée (8e, 9e) est reliée par l'intermédiaire d'une zone d'amorce de rupture (2a, 3a) à un segment de jonction (2b, 3b) dont le diamètre intérieur est supérieur ou sensiblement égal au diamètre extérieur de la douille profilée (8e, 9e).

13. Unité à coulisse à roulement (8, 9) selon la revendication 12, caractérisée en ce que la zone d'amorce de rupture (2a, 3a) est constituée par une zone de liaison disposée radialement entre la surface intérieure de la douille profilée (8e, 9e) et la surface extérieur du segment de jonction (2b, 3b).

14. Unité à coulisse à roulement (8, 9) selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que la zone d'amorce de rupture (2a, 3a) est formée par un rétrécissement, un encochage, une perforation ou autre affaiblissement de matière du même genre.

15. Unité à coulisse à roulement (8, 9) selon une des revendication 12 à 14, caractérisée en ce que la douille profilée (8e, 9e), le segment de jonction (2b, 3b) et la zone d'amorce de rupture (2a, 3a) sont configurés de manière que, en cas de dépassement d'un effort défini qui agit sur la douille profilée (8e, 9e) dans la direction axiale, la zone d'amorce de rupture (2a, 3a) lâche et la douille profilée (8e, 9e) puisse rentrer dans le segment de jonction (2b, 3b).

16. Unité à coulisse à roulement (8, 9) selon une des revendications 12 à 15, caractérisée en ce que, sur la douille profilée (8e, 9e), le segment de jonction (2b, 3b) et/ou la zone d'amorce de rupture (2a, 3a), est prévu un couvercle (8h, 9h) qui obture la douille profilée (8e, 9e) en direction du segment de jonction (2b, 3b).

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17. Unité à coulisse à roulement(8, 9) selon la revendication 16, caractérisée en ce que le couvercle (8h, 9h) est fixé à la douille profilée(8e, 9e), au segment de jonction (2b, 3b) et/ou à la première zone d'amorce de rupture (2a, 3a) par une autre amorce de rupture.