Connaissez vous l'inconvénient des joints cardan?
Réponse: Deux fois par tour d'axe (360°), il y a une variation de vitesse. On dit que le cardan n'est pas homocinétique.
La société Tourolle avait développé (fin des années 70) un joint révolutionnaire qui annule ces variations de vitesse, sous le nom:
MATCH: Mécanisme d'Accouplement pour Transmission Concourante Homocinétique.
Autre avantage étonnant:
Là où un cardan classique à une course limitée à + ou - 50°, le joint homocinétique permet une course sur + ou - 135°.
Je suis retombé sur un article dans un vieux n° de sciences et vie sur une brève de l'industrie (n°754, juillet 1980, page 93).
Le coût de fabrication:
5000F à l'époque pour un usinage pièce par pièce.
150F/200F envisagé pour une production de série.
A l'époque Talbot était intéressé par le concept pour les colonnes de direction.
Personnellement, je n'ai pas connaissance d'application dans l'automobile. IL serait utilisé sur certains robots.
Reproduction d'un joint MATCH en lego:
La description du fonctionnement n'est pas aisé. Ce qui est important pour le fonctionnement, c'est que les articulations pivots qui lient les 3 paires d'axes restent orthogonales au plan défini par l'axe d'entrée et l'axe de sortie.
Si vous essayez de refaire ce joint (pièce assez standard de lego technic) vous vous apercevrez que naturellement ces pivots restent orthogonaux au fameux plan. Je pense que cela se complique quand on soumet le joint à des efforts.
Si vous regardez les premières photos on voit une structure articulé qui relie les deux arbres. Je me demande si cette structure n'est pas liée à une système permettant de maintenir les 3 axes internes dans le plan des deux axes (entrée/sortie). Parmi vous, certains mécaniciens trouveront peut-être la réponse.
Pour facilité cette orthogonalité, j'ai remplacé ces jonctions pivots par... des joints cardan classiques:
Sur cet exemple il y a 8 axes intermédiaires. Il en faut un minimum de 3.
Lors de mes essais, je n'ai pas réussi à fabriqué un joint homocinétique avec un débattement supérieur à 90°. En fait, il n'existe pas d'articulation pivot entre 2 axes cruciformes permettant un débattement + ou - 90°. Au-delà, il faut créer cette articulation avec d'autres pièces. L'articulation résultante fait 3 unité de large. Du coup il faut des dimensions de joints assez grandes, axes des axes intermédiaires de 12. Avec les effets de leviers on obtient des coincements. Bref, ce n'est pas réalisables (enfin, je n'y suis pas arrivé).
Applications:
Avec un débattement important, j'ai voulu intégré un joint homocinétique sur un pont avec direction. Les axes intermédiaires du joint s'insèrent directement dans la jantes:
Gros soucis: La fixation de la roue sur le système de direction, il faut se reprendre à l'extérieur de la roues (je n'ai pas fait de photo) et cela implique une structure conséquente et robuste. L'axe de rotation de la direction se trouve à l'extérieur de la roue (en projection supérieur), ce qui est finalement souvent le cas sur les roues avec direction et transmission.
Conclusion:
Ce joint est esthétiquement joli à voir fonctionner (essayez, il est vraiment simple à fabriquer).
Je ne pense pas que le fait qu'il soit homocinétique soit une motivation majeure pour nos mocs technic. Le fort débattement en fait son principale atout.
Autre avantage: sur mon exemple à 6 axes intermédiaires et pour un faible débattement d'utilisation (+ ou - 45°) on a une résistance beaucoup plus importante qu'un cardan classique.
Pour finir: J'aurai aimé vous présenter une application, mais pris par le temps, je vous laisse innover de votre côté.
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