Brevet FR2562616A1 — publié le 19851011

La presente invention est relative aux dispositifs d'accouplement de deux arbres et se rap- porte plus particulièrement à un dispositif d'ac- couplement élastique notamment pour colonne de di- rection de véhicule automobile. Les dispositifs d'accouplement pour colon- nes de direction sont généralement constitués par des joints de cardan dont la construction ne permet qu'im- parfaitement d'amortir les vibrations transmises à la colonne de direction par les roues du véhicule. L'invention vise à remédier à cet incon- vénient en créant un dispositif d'accouplement élas- tique entre deux arbres qui soit capable d'absorber des efforts axiaux et torsionnels, tout en assurant la sécurité de transmission en toutes circonstances. Elle a donc pour objet un dispositif d'ac- couplement élastique comprenant des première et secon- de chapes destinées à ètre respectivement fixées à un organe menant et à un organe mené, les ailes de la première chape étant intercalées avec celles de la seconde chape, caractérisé en ce qu'à chaque chape est fixé un flasque disposé en regard du flasque fixé à l'autre chape, les surfaces en regard desdits flasques étant à peu près perpendiculaires à l'axe de rotation du dispositif, un élément de liaison en élastomère étant fixé sur les surfaces en regard desdits flas- ques. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exem- ple et sur lesquels: - la Fig.1 est une vue en élévation et en coupe deun premier mode de réalisation du dispositif d'accouplement élastique suivant l'invention; 6 Z 6 16 - la Fig.2 est une vue de dessus du disposi- tif d'accouplement de la Fig.1; - la Fig.3 est une demi-coupe transversale de la Fig.1 montrant le dispositif en position d'uti- lisation normale; - la Fig.4 est une demi-coupe analogue i celle de la Fig.3 montrant le dispositif en position de sécurité d'entrainement; - la Fig.5 est une vue analogue i celle de la Fig.3 montrant la déformation de certains organes du dispositif d'accouplement lorsqu'il est utilisé sous un certain angle; - la Fig.6 est une vue en élévation et en coupe d'un autre mode de réalisation du dispositif d'accouplement suivant l'invention; - la Fig.7 est une vue en élévation et on coupe d'une variante du dispositif d'accouplement de la Fig.6; - la Fig.8 est une vue en élévation et en coupe d'une autre variante du dispositif de la Fig.6; la Fig.9 est une vue de face d'un mode de réalisation particulière de flasque entrant dans la construction du dispositif d'accouplement de la Fig.1; - la Fig.10 est une vue partielle en pers- pective du flasque de la Fig.9; - la Fig.11 est une vue partielle en pers- pective d'un autre-mode de fixation d'un flasque i une chape du dispositif d'accouplement suivant l'inven- tion; - la Fig.12 est une vue partielle en pers- pective éclatée d'une variante de dispositif d'accou- plement élastique à élément élastique intérieur. Le dispositif d'accouplement élastique re- présenté à la Fig.1 comporte deux chapes 1 et 2 à moyeu fendu, destinées à être fixées respectivement sur des arbres non représentés, qui doivent être reliés par le dispositif d'accouplement. Les ailes 3 de la chape 1 et les ailes 1 de la chape 2 sont percées de trous respectifs 5 et 6 dans lesquels sont montés des axes de liaison 7,8. Les extrémités de l'axe 7 qui font saillies vers 1' extérieur par rapport aux ailes 4 de la chape 2 sont engagées danis des orifices 9 d'un flasque 10 qui est arinsi rendu solidaire de la chape 2. De la mnême manière, les extrémités de l'axe 8 dépassant vers e terieur des ailes 3 de la chape 1 sont engagées dans des orifices analogues non représentés d'un flasque 11 qui est ainsi lié à la chape 1. Les fl-asques 10 et 11 sont reliés entre eux par un 'élément annulaire 12 en çaoutchouc fixé aux faces en regard des flasques 10 et 11 par exemple par adhAi- OaL:;n, Le; chapes 1 et 2 sont dispoiées de tell- mani.re que leurs sailes 3 et 4 soient interca- le: comme rerrése:ba a la n.. Wne telle dispo- sitúJc-5 p.ermet d 'bte).,inoirl une sécurité d ' entrainement on ot,Ctir on casi J endommiagemont de l 'élément en caout- rhtc 12 parîen]ue en contact des ailes 3 et 4 des cbt'e': ' t 2, rnr o-me - repr. 5sntê 3 la FiS j.4. aeD a.cis 7: 3 as s u rant l'e trao.ne enm des '!s.sc!UJf '0 -t;] sot croaists Ct constituent chacun e ls' a e; a. % aqi:e le ls sont iixés, un maillon de 2etee;%xJ--le c- pr l'utre enseil'e ace-chIape. Ceci Cp r;e! t' Cc, t.'ir une Securité dcans le sens axial en 3u c.%( -r ietérúoratien de l'61é ent en caoutchouc 12. Cet élément de caoutchouc, outre qu'il per- ict 1 cccoupleIrent des dOU' flasques 10 et 11, assure une,;,-- ri.idité de l'ensemble en torsion. -3 mi;'n.::..l n en Cos t ion des axes 7 et 8 est 25626 16 assuré par sertissage comme représenté en 13 à la Fig.1 obtenue par déplacement de la matière du flas- que, par des protubérances venues de moulage prévues autour des extrémités des orifices tels que 9 des flasques ou par tout autre moyen approprié. Les flasques 10 et 11 sont réalisés en un matériau et présentent des dimensions tels qu'ils peuvent subir des déformations permettant un déplace- ment axial d'une chape par rapport à l'autre, ce qui donne une souplesse axiale à l'ensemble. En outre, comme représenté à la Fig.5, la déformation des flasques 10 et 11 permet également de faire fonction- ner le dispositif d'accouplement sous un angle non négligeable. Cette déformation des flasques est rendue possible en raison de leur disposition à l'extérieur des chapes. Les flasques 10 et 11 sont avantageusement réalisés en matière plastique moulée. Sur la Fig.6 on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif d'accouplement élastique suivant l'invention. Ce dispositif d'accouplement comporte deux chapes 13,14 à moyeu fendu, dont les ailes 15,16 sont respectivement percées de trous 17,18 dans lesquels sont -engagés des axes correspondants 19,20. Les parties des axes 19,20 situées entre les ailes 15,16 des chapes 13,14, traversent des passages respectifs 21,22 ménagés dans des flasques 23,24 en forme de disques rigides disposés à l'intérieur de l'espace laissé libre par les ailes intercalées des chapes et reliés entre eux par un élément de caoutchouc 25 fixé aux faces en regard des flasques 23,24 par adhérisa- tion. Les axes 19 et 20 du dispositif d'accouple- ment de la Fig.6 sont constitués par des goupilles fendues dont le maintien en place est assuré par leur propre élasticité. Le dispositif d'accouplement représenté à la Fig.6 présente des performances analogues à celles du dispositif représenté aux Fig.1 à 5. Le dispositif d'accouplement représenté à la Fig.7 est semblable à celui de la Fig.6 à l'exception du fait que les axes assurant la liaison entre les ailes 15,16 des chapes 13,14 et les flasques 23a,24a reliés entre eux par l'élément en caoutchouc 25a sont constitués par des goupilles 19a,20a de section carrée, reçues dans des passages de forme correspon- dante ménagés dans les flasques 23a.24a et dont les extrémités sont engagées dans des trous 17a,18a éga- lement de section carrée prévus dans les ailes des chapes. Le dispositif d'accouplement élastique de la Fig.8 est également semblable à ceux des Fig.6 et 7 et ne diffère de ceux-ci que par le fait que les axes 19b, 20b, de liaison entre les ailes des chapes et les flasques 23b.24b reliés entre eux par l'élément en caoutchouc 25h sont montés par leurs extrémités dans les ailes 15,16 desdites chapes 13.14 par l'intermé- diaire'de coussinets ou de roulements à aiguilles 26. Sur la Fig.9, on a représenté un mode de réalisation particulier d'un flasque entrant dans la construction du dispositif d'accouplement élastique de la Fig.1. Ce flasque est constitué par une pièce an- nulaire 27 en tôle emboutie. Dans deux zônes diamé- tralement opposées de la pièce annulaire 27, sont réalisés des paliers 28 destinés à recevoir un axe de liaison du flasque avec une chape du dispositif d'accouplement à laquelle il est associé. Chaque p- lier 28 comporte, comme représenté à la Fig.10 une première moitié 29 réalisée par déformation du flas- que proprement dit et une seconde moitié 30 réalisée par déformation et pliage d'une patte radiale liée au flasque. La déformation en 29 du flasque 27 permet de former un évidement dans lequel est reçue l'épaisseur de la patte repliée formant la deuxième moitié 30 du palier de manière que cette deuxième moitié affleure la surface du flasque 27 et ne fasse ainsi aucun obstacle à la fixation par adhérisation audit flas- que de l'élément en caoutchouc de liaison avec le flasque associé à l'autre chape du dispositif d'ac- couplement élastique. Sur la Fig.11, on a représenté une variante de fixation des flasques sur une chape du dispositif d'accouplement élastique suivant l'invention. Les ailes 31 de chaque chape comportent une oreille 32 rabattue à angle droit vers l'extérieur et chaque flasque 33 comporte des pattes découpées 34 permettant d'assurer la fixation du flasque 33 sur la chape par sertissage des pattes 34 sur l'oreille 32. Ainsi, le flasque est fixé en deux points diamétralement oppo- ses. Un tel agencement permet d'assurer une sécu- rité axiale du dispositif d'accouplement en cas de dé- térioration de l'élément de liaison en élastomère interposé entre les flasques. Selon le mode de réalisation de la Fig.12. chaque flasque de liaison 35,36 en forme de disque comporte des saillies 37,38 diamétralement opposées dans lesquelles sont ménagées des lumières 39,40. Les extrémités des ailes 41,42 des chapes associées à chacun des flasques 35,36 sont engagées dans les lumières 39,40 correspondantes et sont maintenues dans ces lumières par des points de sertissage 43. Dans les divers modes de réalisation qui viennent d'etre décrits en référence aux dessins, les flasques, qu 'is soient annulaires comme par exemple dans le dispositiF de la Fig.1 ou en forme de disques, comme par exemple dans le dispositif de la Fig.6, sont realisés à peu près plans. On peut cependant envisager de les réaliser de forme légèrement conique. Ils peuvent également présenter des surfaces de forme générale plane ou conique, mais pourvues d ondulations. Dans les divers exemples décrits plus haut, on a envisagé l'erploi de flasques de liaison en mea- tière plastique ou encore en t6le emboutie. On peut également utili3er des flasques en matériau composite par exemple en matière plastique chargée de fibres de renforcement. Bien que certains des dispositifs d'accou- plement élastique puisscnt étre utilisés sous un cor- tain angle les sollicitations angueiaires appli- quées à l'léreont de liaison en élastomère sont limi- tees par la form m.7 e des chapes, chacune d'elles formant pour la chraDe à laquelle elle est associée, un organe de butée angulaire. pans cotais modes de réalisation et notaram- ment dans les variantes des Fig.6 à 8, c'est la rigi- dité des flasques qui limite les dobattements angulai- res et axiaux. 3Q0 Le dispositi.ó d'accouplement élastique qui vient d' etre décrit est particulièrement adapté pour et'e utilise dans lez colonnes de direction de véhi- cuies automobiles. Il permet en e ffet d'obtenir une dissocia- 2 6 16 tion des caractéristiques torsionnelles prises par l'élément en caoutchouc en cisaillement et les carac- téristiques d'effort axial prises par i'élément en caoutchouc en compression-traction dans le cas du dis- positif des Fig.6 à 8 et en flexion de l'ensemble élément de liaisonflasques dans le cas du dispositif des Fig.1 à 5. 26 16 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement élastique comprenant des première et seconde chapes (1,2;13,14) destinées à être respectivement fixées à un organe menant et à un organe mené, les ailes (3;15) de la première chape étant intercalées avec celles (4;16) de la -seconde chape, caractérisé en ce qu'à chaque chape est fixé un flasque (10,11;23,24;23a,24a;23b,24b) disposé en regard du flasque fixé à l'autre chape, les surfaces en regard desdits flasques étant à peu près perpendiculaires à l'axe de rotation du dispositif, un élément de liaison en élastomère (12;25;25a;25b) étant fixé sur les surfaces en regard desdits flasques. 2. Dispositif d'accouplement suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que chaque flasque est fixé à la chape correspondante au moyen d'un axe (7,8;19,20;19a,20a;19b,20b) engagé dans au moins un orifice (9;21) dudit flasque et dans des trous (5,6; 17,18; 17a,18a) ménagés dans les ailes (3,4;15,16) de ladite chape. 3. Dispositif d'accouplement suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que cha-' que flasque (10,11) est de forme annulaire et fixé à l'extérieur des chapes (1,2> sur les extrémités de l'axe (7,8) correspondant faisant saillie à l'exté- rieur des ailes desdites chapes et étant engagées dans des orifices (9) ménagés dans ledit flasque, et en ce que- l'élément de liaison en élastopère (12) est de forme annulaire et fixé sur les faces en regard des- dits flasques (10,11). 4. Dispositif d'accouplement suivant la re- vendication 3, caractérisé en ce que les flasques (10,11) sont d'une épaisseur telle qu'ils présentent une flexibilité propre à assurer un débattement angu- laire et/ou axial du dispositif. 5. Dispositif d'accouplement suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que cha- que flasque (23,24;23a,24a;23b,25b) est en forme de disque et fixé à l'intérieur des chapes (13,14) sur l'axe (19.20;19a,20a;19b,20b) correspondant dont les extrémités sont engagées dans des trous (17,18;17a, 18a) ménagés dans les ailes (15,16) de la chape cor- respondante et en ce que l'élément de liaison en élastomère (25;25a;25b) est un disque fixé sur les faces en regard desdits flasques. 6. Dispositif d'accouplement suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les- dits axes (7,8) sont maintenus en position par des sertissages (13) de la matière des flasques (10,11) entourant les orifices (9) dans lesquels les extré- mités desdits axes sont engagés ou encore par des protubérances venues de moulage prévues autour des extrémités desdits orifices.. 7. Dispositif d'accouplement suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits axes sont constitués par des goupilles fen- dues (19,20) maintenues en place par leur élasticité propre ou bien par des goupilles de section carrée (19a,2Oa) engagées dans des trous (17a, 18a) des ailes des chapes et dans des passages de section correspon- dantes ménagés dans les flasques (23a,24a). 8. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits axes (19b,20b) sont montés dans les ailes (14,15) desdites chapes par l'intermédiaire de coussinets ou de roule- ments à aiguilles (26). 9. Dispositif d'accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce 62616 1 1 que l'éi1ment de laison en élastomère est fixé aux flascques par adher sation. 10. Dispositif d' accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits flasques (10,11;23,24;23a,24a;23b,24b,27; :35,36) sont réalisés en matière plastique, en métal ou en matériau composite. 11. Dispositif d'accouplement suivant les revendications 2 et 10 prises ensemble, caractérisé en ce que lesdits flasques annulaires (27) sont réalisés en tôle emboutie, les paliers (28) pour lesdits axes étant formés dans îes zones diamétralement opposées du flasque par des emboutis (29) constituant une première moitié de chaque palier et par des pattes (30) embout- ies et rabattues sur les emboutis, formant la seconde moitié dudit palier. 12. Dispositif d'accouplement suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits flasques (33) est un flasque de forme annulaire dispo- sé à l'extérieur desdites chapes dont les ailes l'extérieur, le flasque comportant des pattes décou- pées (34) au moyen desquelles il est fixé aux ailes (31) des chapes par ser-tisssago. - 13. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 1, caractise en ce que lesdits flas- ques '35,36) sont constitués par des disques pourvus de.aillies 33J) dciiarimtralement opposées dans les- quelles sont meénages des lumieres (39,LU), l.es ex- tranites des ailes Ml) des chapes correspondantes àtant engagées dans lesdites lumières et maintenues dans celles-ci par des points de sertissage. 14. 9ispositif d'accouplement suivant l'une des revendicati.ons 1 13, caractérisé en ce que les 62616 flasques sont lisses ou présentent des ondulations. 15. Dispositif d'accouplement suivant l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les surfaces des flasques sont planes ou légèrement coni- ques. 16. Dispositif suivant l'une des revendica- tions I à 15, caractérisé en ce que les ailes interca- lées des chapes (1,2;13,14) du dispositif forment des moyens de sécurité d'entrainement en rotation en cas de détérioration de l'élément de liaison en élastomère (12,25,25a,25b). 17. Dispositif d'accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que chaque flasque (10,11;23,24;23a,24a;23b,24b; 33;35,36) fixé à la chape correspondante (1,2;13,14; 31;41,42) forme un maillon de retenue axiale pour l'autre ensemble flasque-chape, en cas de détériora- tion de l'élément de liaison en élastomère.