Brevet FR2293626A1 — publié le 19760702

La présente invention est relative à un joint universel du type joint de cardan et destiné plus particulièrement à etre utilisé sur des colonnes de direction de véhicules automobiles. Pour de telles applications on a tenté d'introduire dans les joints de cardan normalement utilisés, des dispositifs élastiques visant à amortir les vibrations transmises au volant par le mécanisme de direction. Ce résultat est cependant difficile à obtenir avec un dispositif peu encombrant, reStivement simple à monter et qui n'introduise pas un "flou" indésirable entre le volant et le boitier ou la crémaillère de direction. L'invention permet de résoudre ce problème grâce à la conception dtun joint de cardan nouveau. Le joint de cardan conforme à l'invention est du type permettant la transmission d'un mouvement de rotation entre deux arbres sécants pourvus à chacune de leurs extrémités de jonction d'une fourche décalée de 900 environ d'un arbre à l'autre, chaque fourche portant deux tourillons opposés, une pièce intermédiaire de jonction portant quatre alésages disposés à 900 les uns des autres recevant lesdits tourillons. Conformément à l'invention le joint se caractérise en ce que ladite pièce intermédiaire est constituée essentiellement de deux anneaux comportant des tenons et mortaises coopérantsassurant la solidarisation en rotation desdits anneaux , chacun desdits anneaux comporant deux alésages précités pour la réception des tourillons d'une fourche d'un arbre. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention , lesdits anneaux sont constitués en un matériau élastique, déformable, sensiblement incompressible , tel notamment que le caoutchouc , et sont montés dans une cage rigide, par exemple métallique qui les enferme sensiblement et qui comporte des ouvertures sur ses faces axiales opposées pour le passage des extrémités desdits arbres. Avec une telle conception la construction et le montage du joint de cardan sont considérablement simplifiés . En outre on obtient un amortissement notable des vibrations qui sont en grande partie absorbées par lesdits anneaux coopérants. Cependant la transmission de l'angle de rotation d'un arbre à l'autre est très précise, ce qui permet notamment d'appliquer un tel joint à des colonnes de direction dans lesquelles aucun "flou " notable ne sera introduit. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés montrant uniquement à titre d'illustration un mode de mise en oeuvre de l'invention. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue faite en partie en coupe et en partie en vue extérieure avec arrachements montrant deux extrémités d'arbres sécants réunies par un joint de cardan conçu selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe faite sensi bement selon le plan II - II de la figure 1; - la figure 3 montre en vue éclatée et en perspective les diverses pièces constituant un joint de cardan perfectionné conforme à l'invention. En faisant référence aux dessins, et tout d'abord à la figure 1 on a montré un joint universel de type joint de cardan 10 réunissant deux arbres 11,12 sécants en un point imaginaire 13 et permettant la transmission d'un mouvement de rotation d'un arbre à l'autre , même si ces arbres ne sont pas alignés. Le joint de cardan de l'invention est du type connu dans lequel chacune des extrémités des arbres 11,12 et pourvue d'une fourche 14,15 décalée de 900 environ d'un arbre à l'autre , chaque fourche portant deux tourillons opposés tels que le tourillon 16 de la fourche 14 visible à la figure 1. Une pièce intermédiaire de jonction 17 est pourvue de quatre alésages disposés à 900 les uns des autres , et ces alésages reçoivent les quatre tourillons des deux fourches 14,15. Ainsi est réalisé la jonction ; cardan entre les deux arbres il , 12. Contrmément à l'invention et comme on le voit plus clairement à la figure 3 la pièce intermédiaire 17 est en fait constituée essentiellement de deux anneaux 20,20' comportant des tenons 21, 22 et 21', 22' coopérant avec des mortaises en regard de l'autre anneau respectivement 23', 24' et 23, 24 , ces deux dernières mortaises étant cachées sur la figure 3. Chaque tenon 21, 22 et 21' , 22', comprend un alésage précité tel que les alésages 25, 26 visibles dans les tenons 21 et 22 de la figure 3. Ces alésages recevront, de préférence avec interposition d'un coussinet tel que 27,28, roulement à billes, à aies ou analogue, les tourilions des fourdioe ,15. Avantageusement, comme montré, les deux anneaux 20, 20' sont constitués de façon identique et s'emboitent l'un dans l'autre par leurs tenons et mortaises coopérant,par simple décalage angulaire de 900 desdits tenons et desdites mortaises. De façon à permettre un bon montage sans jeu les tenons et les mortaises sont formés avec des faces planes telles que répérées fi, f2 qui sont contens dans un plan passant par l'axe et par un rayon des anneaux 20, 20'. Selon une caractéristique essentielle de l'invention les anneaux 20, 20' sont constitués enui matériau élastique, déformable , sensiblement incompressible, tel notamment que le caoutchouc , et sont montés dans une cage rigide , par exemple métallique, qui les enferme sensiblement et qui comprte des ouvertures sur ses faces axiales opposées pour le passage des extrémités des arbres 11,12. Selon l'exemple dc réalisation illustré ladite cage comprend un boîtier 30 sensiblement cylindrique circulaire avec un fond 31 pourvu d'une ouverture axiale précitée 32 pour le passage de la fourche 14 d'extrémité de l'arbre 12, et un couvercle 33 pourvu de l'autre ouverture 34 pour le passage de la fourche 15 de l'autre arbre 11. Le couvercle 33 se fixe sur le boîtier 30 après montage de l'ensemble des pièces constituant le joint de cardan , par exemple par sertissage de la paroi du boîtier comme illustré en 35 (figure 2) . Sur cette même figure on aperçoit de façon plus précise la mâchoire 18 de la fourche 15 qui enserre l'extrémité de l'arbre 11 , et l'on aperçoit également les tourillons 16, 16' de la fourche 14 et les tourillons décalés à 900 , 19, 19' de la fourche 15. De façon à améliorer la précision de l'entraînement en rotation entre les deux arbres 1 1 , 1 2 et à accroître la valeur du couple transmissible , on interpose avantageusement entre les anneaux 20 , 20' , dans les intervalles compris entre deux paires de tenons et mortaises coopérants adjacents, des secteurs de couronnes par exemple métalliques plats 40, 41, 42, 43 qui viennent donc reposer sur les faces intermédiaires correspondantes en regard 50', 51', 52', 53 de l'anneau 20' et sur les faces correspondantes cachées 50 , etc... de l'anneau 20. En outre des plaquettes métalliques 44, 45, 46, 47 pourvues d'un pivot 54, 55, 56, 57 coiffent chaqueface extérieure d'un tenon 21, 22 , 21', 22' avec ledit pivot s'engageant dans l'alésage formé dans ledit tenon. L'assemblage du joint de cardan suivant l'invention s'exécute ainsi . Les tourillons 16, 16 de la fourche 14 sont insérés dans les coussinets logés das les alésages des tenons 21' , 22' de l'anneau 20' , grâce à une simple déformation préalable à la main, dudit anneau, perpendiculairement à l'axe desdits alésages . On positionne ensuite les plaquettes 46, 47 sur les venons 21' , 22'. L'ensemble de la fourche 14 et de l'anneau 20' pourvu de ses plaquettes 46 , 47 est alors introduit dans le boîtier 30 (par la gauche de la figure 3). Les secteurs 41 - 43 sont alors mis en place . L'ensemble de l'anneau 20 et de la fourche 15 est assemblé comme celui de l'anneau 20' et de la fourche 14. Les plaquettes 44 , 45 sont mises en place sur l'anneau 20. On introduit alos cet ensemble dans le boîtier 30 en faisant pénétrer les tenons 21 , 22 dans les mortaises 23', 24' et les tenons 21', 22' dans les mortaises en regard 23, 24. On met ensuite le couvercle 33 en place en l'appliquant suffisamment dans le boitier pour qe l'ensemble des pièces du joint soient montoesdans le boîtier sensiblement sans jeu. On procède ensuite au blocage du couvercle 33 par exemple en sertissant la paroi du boîtier en divers points 35 (figure 2). Ce type d'assemblage qui se réalise à la main sans outil, à l'exception du sertissage, est rapide et économique. En fonctionnement , les vibrations sont efficacement absorbées par la masse de caoutchouc relativement importante représentée par les anneaux 20,20' et par le fait que ces deux pièces sont séparées . Les secteurs métalliques 40- 43 favorisent également l'absorption des vibrations et limitent la déformation tortionnelle à des valeurs compatibles avec les qualités recherchées. Bienetendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation illustré et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple , l'invention comprenant tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Joint de cardan , en particulier pour colonne de direction de véhicule automobile , pour la transmission d'un mouvement de rotation entre deux arbres sécants pourvus à chacune de leurs extrémités de jonction d'une fourche décalée de 900 environ d'un arbre à l'autre, chaque fourche portant deux tourillons opposés, une pièce intermédiaire de jonction pourvue de quatre alésages disposés à 90 les uns des autres recevant lesdits tourillons, ledit joint de cardan étant caractérisé en ce que ladite pièce intermédiaire est constituée essentiellement de deux anneaux comportant des tenons et mortaises coopérants assurant la solidarisation en rotation desdits anneaux, chacun desdits anneaux comportant deux alésages précités pour la réception des tourillons d'une fourche d'un arbre. 2. Joint de cardan selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits anneaux sont constitués en un matériau élastique , déformable , sensiblement incompressible, tel notamment que le caoutchouc et sont mores dans une cage rigide, par exemple métallique , qui les enferme sensiblement et qui comporte des ouvertures sur ses faces axiales opposées pour le passage des extrémités desdits arbres. 3. Joint de cardan selon la revendication 2 caractéri sé en ce que ladite cage comprend un boîtier sensiblement cylindrique circulaire avec un fond pourvu d'une ouverture axiale précitée et un couvercle pourvu de l'autre ouverture axiale précitée,lequel couvercle se fixe, par exemple par sertissage sur ledit boîtier 4. Joint de cardan selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que des secteurs métalliques plats sont interposés entre lesdits anneaux dans les intervalles compris entre deux paires de tenons et mortaises coopérants adjacents. 5. Joint de cardan selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits alésages qui reçoivent lesdits tourillons sont formés dans les tenons desdits anneaux. 6. Joint de cardan selon la revendication 5 caractérisé en ce que des plaquettes métalliques pourvues d'un pivot coiffent chaque face extérieure d'un tenon, ledit pivot s'engageant dans l'alésage formé dans ledit tenon. 7. Joint qe cardan selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque anneau comprend deux tennns et deux mortaises alternés décalés d'environ 900 8. Joint de cardan selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits tenons et lesdites mortaises sont formés avec des faces planes contenues dans un plan passant par l'axe et par un rayon des anneaux. 9. Joint de cardan selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que des coussinets sont montés dans lesdits alésages pour recevoir lesdits tourillons. 10. Joint de cardan selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits anneaux sont montés sertis sensiblement sans jeu dans ladite cage.