Brevet FR2544816A1 — publié le 19841026

La présente invention concerne les dispositifs de transmission de direction et se rapporte plus particulièrement aux dispositifs de transmission du type coulissant. Chez les constructeurs de véhicules automobiles, il se manifeste un besoin croissant en colonnes de direction comportant un dispositif d'absorption des vibrations et qui permette simultanément, soit d'obtenir une mise à longueur automatique lors du montage de la transmission sur le véhicule, cette opération devant se faire sous un effort axial prédéterminé, soit d'assurer en cas de choc frontal subi par le véhicule, un coulissement de la transmission sous une charge également prédéterminée. L'invention vise à créer un dispositif de transmission qui soit capable de répondre aux exigences précitées. Elle a donc pour objet un dispositif de transmission d un couple entre un premier élément tubulaire notamment solidaire d'une mâchoire de joint de cardan et un second élément, comportant un manchon en élastomère comprimé radialement entre la paroi intérieure du premier élément et la paroi extérieure du second élément, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce intermédiaire en une matière offrant une résistance au coulissement interposée entre la paroi intérieure du manchon en élastomère et la paroi extérieure du second élément et fixée au manchon en élastomère par adhérisation, la résistance au coulissement du second élément dans la pièce intermédiaire et par conséquent par rapport au premier élément étant déterminée par la pression exercée par le manchon en élastomère sur la surface extérieure de 25448 16 la pièce intermédiaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la Fig 1 est une vue en élévation et en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission coulissant suivant l'invention; la Fig 2 est une coupe suivant la ligne 22 de la Fig 1; la Fig 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig 1; la Fig 4 est une vue partielle en élévation et en coupe d'un autre mode de réalisation du dispositif de transmission coulissant suivant l'invention; les Fig 5 et 6 sont respectivement des vues en coupe suivant les lignes 5-5 et 6-6 de la Fig 4; -0 la Fig 7 est une vue partielle en coupe d'un autre type de dispositif de transmission coulissant suivant l'invention; la Fig 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la Fig 7; la Fig 9 est une vue partielle en coupe d'encore un autre mode de réalisation du dispositif de transmission coulissant suivant l'invention; les Fig 10 et 11 sont respectivement des coupes suivant les lignes 10-10 et 11-11 de la Fig 9; la Fig 12 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un détail de la Fig 10; la Fig 13 est une vue partielle -en élévation, avec arrachement partiel d'encore un type de dispositif de transmission coulissant suivant 25448 16 l'invention; la Fig 14 est une coupe suivant la ligne 14-14 de la Fig 13; la Fig 15 est une vue partielle en élévation et en coupe d'une variante de dispositif de transmission coulissant suivant l'invention; la Fig 16 est une vue en élévation et en coupe d'un dernier mode de réalisation d'un dispositif de transmission coulissant-suivant l'invention; la Fig 17 est une coupe suivant la ligne 17-17 de la Fig 16; et la Fig 18 est une vue en perspective d'une pièce entrant dans la construction du dispositif de transmission de la Fig 16. Le dispositif de transmission coulissant représenté à la Fig 1 comporte principalement une pièce tubulaire 1 présentant à une de ses extrémités une mâchoire 2 reliée par un croisillon 3 à une autre pièce 4 pourvue dans le présent exemple d'un collier 5 de serrage sur un arbre non représenté Les pièces 1 et 4 constituent avec le croisillon 3 un joint de cardan A son extrémité opposée au croisillon 3, la pièce tubulaire 1 présente un alésage 6 dans lequel est emmanché à force un manchon 7 en élastomère fixé par adhérisation sur une pièce intermédiaire 8 en matière plastique qui, comme le montre la Fig 2 comporte des cannelures 9 dans lesquelles sont engagées des nervures 10 de l'extrémité 11 d'un arbre tubulaire cannelé 12. La compression de l'élastomère permet de maintenir le serrage de la pièce intermédiaire en matière plastique 8 sur l'extrémité tubulaire cannelée 11 et d'assurer ainsi à l'ensemble une résistance au coulissement désiré. 25448 16 Le dispositif comporte en outre, une pièce annulaire 13 fixée à l'extrémité du tube 1 par sertissage et comportant un orifice 14 pourvu de cannelures 15 de largeur supérieure à l'épaisseur des nervures 10 de l'extrémité cannelée 11 de l'arbre tubulaire 12. La transmission du mouvement de rotation entre l'arbre 12 et la pièce tubulaire 1 est assurée par les cannelures extérieures 10 et par le serrage du manchon en élastomère 7 dans le tube-1. Cependant, si sous l'effet d'un couple important exercé sur le tube 2, la matière du manchon en élastomère 7 subit une déformation telle qu'elle entraîne un déplacement angulaire relatif de l'arbre 12 par rapport à la pièce tubulaire 1, égal à une valeur déterminée, par exemple de 6 ', les nervures 10 de l'extrémité 11 de l'arbre 12 entrent en contact avec les parois des cannelures 15 de la pièce annulaire 13 formant clé en raison de l'existence d'un jeu entre les nervures 10 de l'arbre 12 et les parois des cannelures de la pièce 1-3 comme représenté à la Fig 3 La transmission du couple a alors lieu directement entre l'arbre tubulaire 12 et la pièce tubulaire 1. Ouant au coulissement entre l'arbre tubulaire 12 et la pièce tubulaire 1, il se produit par déplacement axial de la pièce intermédiaire 8 en matière plastique par rapport à l'extrémité cannelée il de l'arbre tubulaire 12 La résistance au coulissement est déterminée par le frottement de la surface extérieure de l'extrémité cannelée Il par rapport à la surface intérieure de la pièce intermédiaire 3 en matière plastique. Le dispositif de transmission coulissant 2 25448 16 représenté à la Fig 4 comporte un pièce tubulaire métallique 20 dans laquelle est ménagé un alésage 21. Dans cet alésage est introduit à force un manchon en élastomère 22 comportant, comme le montre la Fig 5, un passage intérieur 23 pourvu de deux méplats 24 et à 1 intérieur duquel est fixée par adhérisatioh une pièce intermédiaire 25 en matière plastique de forme correspondante Dans la pièce en matière plastique 25 est emmanchée à son tour l'extrémité d'un arbre profilé 26 pourvu de méplats 27 A l'extrémité de la pièce tubulaire 20 est sertie, comme le montre la Fig 6, une pièce annulaire 28 formant clé C ette pièce comporte une ouverture 29 comprenant deux saillies 30 diamétralement opposées coopérant avec le-s surfaces cylindriques de l'arbre 26 et deux parois latérales 31 à deux pentes dont les sommets 32 sont en contact avec le milieu des méplats 27 de l'arbre 26. Comme dans le mode de réalisation des Fig 1 à 3, la transmission du couple entre l'arbre 26 et la pièce tubulaire 20 est assurée par le manchon en élastomère 23 Lorsque le couple à transmettre atteint une valeur prédéterminée, la rotation relative de l'arbre 26 par rapport à la pièce tubulaire 20 provoque la venue en contact des méplats 27 de l'arbre 26 avec les parties inclinées correspondantes des parois latérales 31 de la clé 28 Le couple est alors transmis entre l'arbre 26 et la pièce tubulaire 20 par l'intermédiaire de la clé 28 La résistance au coulissement de l'arbre 26 par rapport à la pièce tubulaire 20 est donnée par le frottement de l'extrémité de l'arbre 26 dans la pièce intermédiaire 22 en matière plastique. Le dispositif de transmission coulissant représenté à la Fig 7 comporte une pièce tubulaire 35 254481 6 dans laquelle est engagé à force un manchon en élastomère 36 présentant, comme le montre la Fig 8, un passage intérieur 37 pourvu de méplats diamétralement opposés 38 Dans le manchon 36 est fixée par adhérisation une pièce intermédiaire en matière plastique 39 pourvue de méplats diamétralement opposés correspondant aux méplats 38 du manchon en élastomère Dans la pièce 39 est engagé à coulissement un arbre profilé 41 pourvu de méplats 42 Dans l'extrémité de l'arbre 41 sont ménagées deux gorges 43 dans lesquelles sont montées des bagues 44 en matière plastique L'ensemble est complété par une clé 45 analogue aux pièces correspondantes des modes de réalisation des Fig 1 et 4. La résistance au coulissement est assurée par le frottement des bagues 44 en matière plastique sur la paroi intérieure de la pièce intermédiaire 37, l Jarbre tubulaire profilé 44 ayant une section telle qu'il existe un jeu entre celui-ci et la pièce intermédiaire 37 partout o les bagues 44 ne sont pas en contact avec elle Par conséquent, le système permet d'obtenir une résistance au coulissement sur une course égale à la course de déplacement des bagues 44 dans la pièce intermédiaire 37 Dès que cette course est parcourue, la résistance au coulissement devient nulle. Le mode de réalisation du dispositif de transmission coulissant représenté à la Fig 9 comporte une pièce tubulaire 50 dans laquelle est ménagé un alésage 51 Dans cet alésage est introduit à force un manchon en élastomère 52 comportant un passage 53 pourvu de méplats 54 A l'intérieur du manchon 52 est fixée par adhérisation, une pièce intermédiaire en matière plastique 55 qui, comme représentée en 25448 1 6 7. particulier à la Fig 12, comporte dans sa partie cylindrique des petites cannelures internes 56 qui coopèrent avec des cannelures externes 57 correspondantes prévues sur des portions cylindriques 58 d'un arbre tubulaire profilé 59 A l'extrémité de la pièce tubulaire 50 est montée une clé 61 analogue à la clé 28 représentée à la Fig 6 Comme celle-ci, la clé 61 comporte des saillies 62 diamétralement opposées, mais celles-ci coopèrent avec des languettes 63 venues de matière avec la pièce intermédiaire 55 et s'étendant au-delà de l'épaisseur de la clé 61 On voit que les cannelures extérieures 57 de l'arbre profilé sont en prises avec les cannelures intérieures des languettes 63 qui sont les prolongements des cannelures intérieures 56 de la pièce 55. Le dispositif de transmission coulissant de la Fig 13 comporte un élément tubulaire métallique 65 dans lequel est introduit à force un manchon en élastomère 66 comportant un passage pourvu de méplats dans lequel est fixée par adhérisation une pièce en matière plastique intermédiaire 67 Dans la pièce 67 est engagé à coulissement un arbre profilé 68 La résistance au coulissement axial de l'arbre par rap- port à la pièce intermédiaire 67 est déterminée par le frottement de la surface extérieure de l'arbre sur la surface intérieure de cette pièce intermédiaire A l'extrémité de la pièce tubulaire 65 est montée une bague 69 ayant un orifice intérieur 70 de forme ana- logue à celle en coupe transversale de l'arbre profilé 68 mais de section légèrement supérieure à celle de cet arbre Cet orifice peut également être circulaire. La bague 69 est montée libre en rotation dans la pièce tubulaire 65 et maintenue axialement au moyen de pat- tes 71 rabattues, venues de matière avec ladite pièce tubulaire Elle sert donc d'élément de protection axiale du manchon en élastomère 66. Comme dans les modes de réalisation précédents, la transmission du couple entre l'arbre 68 et la pièce tubulaire 65 est assurée par le manchon en élastomère 66 Cependarit, lorsque le déplacement angulaire relatif entre l'arbre 68 et la pièce tubulaire 65 dépasse une valeur prédéterminée, le profil non circulaire de l'arbre 68 vient en contact i O avec les pointes tournées vers l'intérieur des pattes 71 et la transmission du couple a alors lieu par l'intermédiaire de ces pattes Dans certains cas, la bague-69 peut être supprimée. Le dispositif de transmission coulissant représenté à la Fig 15 comporte une pièce tubulaire 75 dans laquelle est introduit à force un manchon en élastomère 76 adhérisé par sa surface extérieure sur une pièce intermédiaire 77 de frottement en matière plastique Cette pièce peut présenter un profil non circulaire quelconque et en particulier être munie de méplats Dans la pièce 77 est montée l'extrémité profilée 78 de forme correspondante d'un arbre tubulaire 79 L'extrémité 78 du tube 79 présente une section supérieure au reste de l'arbre. Il en résulte qu'après une course avec une certaine résistance au coulissement, dont la longueur est égale à la longueur de l'extrémité 78 de plus grande section, la résistance au coulissement devient nulle. Le dispositif 'de transmission coulissant représenté à la Fig 16 comporte comme les précédents un élément tubulaire 88 dont une extrémité constitue une mâchoire 81 de joint de cardan reliée par un croisillon 82 -à une seconde mâchoire 83 A son 25448 1 6 extrémité opposée au croisillon 82, l'élément tubulaire 80 comporte un alésage 84 dans lequel est introduit à force un manchon 85 en élastomère dans lequel est fixée par adhérisation une pièce intermédiaire 86 en matière plastique représentée plus en détail à la Fig 18, La pièce intermédiaire 86 est de forme générale cylindrique et comporte deux méplats diamétralement opposés 87 dans les extrémités desquels sont ménagés des évidements 88 qui définissent des zones de parois 89 de moindre épaisseur qui de ce fait sont déformables Il en résulte que les 'parties du manchon en élastomère 85 qui se trouvent en regard des évidements 88 déterminent la résistance qu'offre la pièce intermédiaire 86 au coulissement d'un arbre creux 90 qui constitue l'autre élément du dispositif de transmission coulissant représenté à la Fig 16. On conçoit qu'en faisant varier l'étendue des évidements 88, notamment dans le sens axial, on peut régler la résistance au coulissement en utilisant un même manchon élastique. Le dispositif de la Fig 16 est complété par une clé 91 fixée par sertissage à l'extrémité de l'élément tubulaire 80 opposée au croisillon 82 et en tous points analogue à la clé 28 du dispositif représenté aux Fig 4 à 6. Les dispositifs de transmission coulissants qui viennent d'être décrits présentent les avantages suivants. Leur résistance au coulissement peut être faible et contrôlée par la compression du matériau élastomère du manchon introduit à force dans l'élément tubulaire extérieur du dispositif. La pression du matériau élastomère du 254481 6 1 ( 3 manchon précité sur la pièce intermediaire en matière plastique relativement déformable assure d'une part le rattrapage de tout jeu initial et d'autre part celui de l usure. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la pièce intermédiaire qui détermine en combinaison avec la compression du manchon en élastomère la résistance au coulissement est réalisée en matière plastique Elle pourrait cependant être réalisée en un tube métallique relativement mince à contour fermé ou encore être constituée par un tube fendu selon une génératrice. 1 1 REVENDICATIONS 1 Dispositif de transmission d'un couple entre un premier élément tubulaire ( 1; 20; 35; 50; ; 75; 80) notamment solidaire d'une mâchoire de joint de cardan et un second élément ( 12; 26; 41; 59; 68; 79; 90), comportant un manchon en élastomère ( 7; 22; 36; 52; 66; 76; 85) comprimé radialement entre la paroi intérieure du premier élément et la paroi extérieure du second élément, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce intermédiaire ( 8; 23; 39; 53; 67; 77; 86) en une matière offrant une résistance au coulissement interposée entre la paroi intérieure du manchon en élastomère et la paroi extérieure du second élément et fixée au manchon en élastomère par adhérisation, la résistance au coulissement du second élément ( 12; 26; 41; 59;,68; 79; 90) dans la pièce intermédiaire ( 8; 23; 39; 53; 67; 77; 86) et par conséquent par rapport au premier élément étant déterminée par la pression exercée par le manchon en élastomère ( 7; 22; 36; 52; 66; 76; 85) sur la surface extérieure de la pièce intermédiaire. 2 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce intermédiaire ( 8; 23; 39; 53; 67; 77; 86) est réalisée en matière plastique, ou en un tube métallique mince à contour fermé ou bien fendu. 3 Dispositif de transmission de couple suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second élément étant constitué par un arbre creux ( 12) dont l'extrémité ( 11) est pourvue de cannelures, ladite pièce intermédiaire ( 8) présente une surface intérieure pourvue de cannelures ( 9) dans lesquelles sont engagées les nervures ( 10) de l'extrémité cannelée de l'arbre ( 12). 4 Dispositif de transmission de couple suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le second élément étant constitué par un arbre creux profilé ( 26:41; 59; 68; 79; 90), ladite pièce intermédiaire ( 22; 39; 52; 67; 76; 85) présente une surface intérieure de profil correspondant à celui dudit arbre. Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'arbre profilé ( 26; 59; 68; 79; 90) est en contact avec la surface intérieure de la pièce intermédiaire ( 22; 52; 76; 85) sur toute la longueur de celle-ci. 6 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'entre la surface extérieure de l'arbre profilé ( 41) et la surface intérieure de la piece intermédiaire ( 39) est interposée au moins une bague de frottement rendue solidaire de l'un de ces organes. OC 7 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'entre la surface extérieure de l'arbre profilé ( 41) et la surface intérieure de la pièce intermédiaire ( 39) sont interposées deux bagues de frottement ( 44)'montées dans des gorges ( 43)ménagées dans la surface extérieure de l'arbre creux ( 41). 8 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'arbre creux profilé ( 59) comporte sur une portion de sa périphérie des cannelures ( 57) coopérant avec des cannelures ( 56) ménagées dans la portion correspondante de la périphérie de la surface intérieure de la pièce intermédiaire 9 Dispositif de transmission de couple 25448 1 6 suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit arbre creux coulissement prédéterminée. 10 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire ( 86) comporte dans sa surface latérale des zones ( 89) de moindre épaisseur, déformables sous l'action de la pression exercée par le manchon en élastomère ( 85), la surface des zones coulissement de l'ensemble. 11 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites zones ( 89) de moindre épaisseur sont formées par des évidements ( 88) ménagés dans les surfaces extérieures de méplats ( 87) que comporte la pièce intermédiaire ( 86). 12 Dispositif de transmission de couple suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire ( 55) comporte des prolongements axiaux ( 63) munis de cannelures intérieures prolongeant des cannelures intérieures 156) de la pièce intermédiaire et engagées dans des cannelures