Un coupleur universel est un joint rotatif spécialisé utilisé pour permettre à un arbre fendu rotatif de dévier le long de son axe dans n’importe quelle direction. En d’autres termes, le coupleur universel permettrait à un arbre d’entraînement de bateau sortant d’une boîte de vitesses à plat d’entraîner une hélice orientée à 22° par rapport à l’horizontale. Cette flexibilité est obtenue en construisant le joint avec deux jougs en forme de U réunis par un moyeu en forme de croix. Une chape est fixée à l’extrémité de chaque partie de l’arbre fendu et jointe au moyeu transversal, les sections en U étant orientées à 90° les unes par rapport aux autres. Cet agencement permet à l’arbre primaire horizontal d’entraîner l’arbre incliné sans frottement excessif ni perte de vitesse ou de potentiel de sortie d’entraînement.
De nombreuses applications mécaniques nécessitent une sortie d’entraînement inclinée à partir d’une source d’entraînement orientée horizontalement. Cela pose un problème lorsque des arbres d’entraînement rigides sont utilisés, un problème le plus souvent résolu en utilisant un coupleur universel. Également connu sous le nom de joint universel, de cardan ou de joint en U, ce coupleur permet à un arbre d’entraînement en deux parties plein ou creux de se plier dans n’importe quelle direction et à une large gamme de valeurs de déflexion sans rien perdre de l’entraînement d’origine potentiel.
Le coupleur universel est en fait relativement simple. Chaque coupleur se compose de deux étriers en forme de U, un chacun pour les extrémités des deux moitiés de l’arbre. Pour joindre les deux demi-arbres, les deux chapes sont rapprochées, orientées à 90° l’une de l’autre et réunies par un moyeu transversal. Le moyeu transversal prend généralement la forme d’un disque ou d’une boule avec deux arbres ronds le traversant à angle droit formant une forme de croix. Les « oreilles » plates de chaque chape U sont percées de trous à travers lesquels les arbres du moyeu transversal sont placés. Cela permet aux arbres primaire et secondaire de s’articuler sur le moyeu transversal et de tourner en douceur même s’ils sont orientés à des angles différents.
Ces coupleurs offrent d’excellentes performances en plus de la polyvalence d’orientation de l’entraînement qu’ils permettent. Le coupleur universel n’a pas d’effet négatif sur la vitesse d’entraînement, ne génère pas de frottement important, est robuste et capable de transférer des charges de couple importantes. Le coupleur universel est largement utilisé dans les applications industrielles, marines et automobiles, et peut même être trouvé dans des ensembles d’outils à douille. Utilisés avec la poignée à cliquet à douille, ils permettent d’utiliser les outils dans des espaces restreints où des entrées de couple déviées sont nécessaires.