Brevet FR2620997A1 — publié le 19890331

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif d'accouplement pour une colonne de direction. Elle vise-également un véhicule d'un type quelconque équipé d'un tel dispositif. On connart déjà des dispositifs d'accouplement permettant l'assemblage de deux éléments et qui comportent une première pièce en forme d'arbre engageable dans une deuxième pièce en forme d'étrier. Le blocage de l'arbre dans l'étrier est réalisé par l'intermédiaire d'un boulon disposé, et agissant sur les branches de l'étrier. Afin d'obtenir un dispositif unitaire et pratique, la vis du boulon peut 8tre rendue solidaire de l'une des branches de l'étrier tandis que l'écrou est solidaire de l'autre branche. Cependant, le montage de ces composants sur les branches de l'étrier présente généralement un jeu important et nécessite au cours de l'assemblage un ajustement de la vis sur l'écrou par l'utilisateur. Par ailleurs, pendant cet ajustement, l'arbre doit être maintenu par ce même utilisateur en fond d'étrier afin d'obtenir un alignement précis des éléments à assembler. Par conséquent, tous ces dispositifs connus écartent l'utilisation possible d'un moyen de montage automatique tel qu'un robot. Aussi, la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif d'accouplement perfectionné, permettant un assemblage précis de deux éléments d'une colonne de direction, et assurant un alignement optimum de la vis et de l'écrou avant leur engagement afin d'autoriser l'utilisation d'un moyen de montage automatique tel qu'un robot. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'accouplement de deux éléments d'une colonne de direction par exemple, qui comprend un arbre engageable dans une pièce en forme d'étrier dont les branches peuvent être serrées contre l'arbre à l'aide d'un boulon comportant un élément fileté formant vis solidaire de l'une des branches de l'étrier et un élément formant écrou solidaire de l'autre branche de l'étrier, ce dispositif se caractérisant en ce que ledit élément fileté coopère avec une bague vissée sur cet élément et positivement bloquée sur la branche qui porte l'élément fileté pour le mettre ainsi en position d'attente avant engagement de l'arbre dans l'étrier au moyen d'un robot qui assure ensuite le déblocage de l'élément fileté par poussée, et son vissage dans l'écrou. Suivant une autre caractéristique, la bague précitée est logée dans une pièce formant pontet solidaire de la branche de l'étrier portant l'élément fileté, et munie d'un moyen d'immobilisation de ladite bague. On précisera encore ici que le moyen d'immobilisation est constitué par un ergot en matériau élastique agissant par exemple par contact de pression sur la périphérie de la bague. Selon encore une autre caractéristique de cette invention, la bague précitée est munie d'un frein en prise avec le filetage de l'élément fileté. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du dispositif d'accouplement selon l'invention; - la figure 2 est une vue de c8té du dispositif représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une section transversale faite suivant la ligne III-III de la figure 1, avant la phase de blocage; - la figure 4 est une section transversale identique à la section transversale de la figure 3 mais représentant le dispositif d'accouplement selon l'invention après la phase de blocage; - la figure 5 est une vue longitudinale d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'accouplement selon l'invention représentant une autre disposition de l'arbre et de l'étrier par rapport à la colonne de direction; - la figure 6 est une vue de c8té du dispositif réprésenté sur la figure 5; - la figure 7 est une section transversale faite suivant la ligne VII-VII de la figure 5; - la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation du dispositif d'accouplement selon l'invention représentant entre autres une troisième disposition de l'arbre et de l'étrier sur la colonne de direction; - la figure 9 est une section transversale faite suivant la ligne IX-IX de la figure 8; et - la figure 10 est une section transversale faite suivant la ligne X-X de la figure 8 et représentant plus particulièrement les extrémités évasées de l'étrier. En se reportant à la figure 1, et suivant un premier mode de réalisation, un dispositif d'accouplement conforme à cette invention comprend un arbre 1 solidaire d'un élément supérieur 2 d'une colonne de direction 3, qui est ici la partie inférieure 4 d'un cardan 5. Cet arbre 1 est engageable dans une pièce 6 en forme d'étrier solidaire d'un élément inférieur 7 de la colonne de direction 3, qui est ici un pignon 8 représenté de façon simplifiée et engrenant avec une crémaillère, non représentée, d'un véhicule automobile. L'étrier 6 présente des extrémités 6a et 6b évasées disposées dans le prolongement de ses c8tés 11 et 12 permettant un engagement plus facile de l'arbre 1 et visibles sur la figure 2. En se reportant aux figures 3 et 4, on remarque que la pièce en forme d'étrier 6 comporte deux branches 9 et 10 faisant saillie respectivement dans le prolongement des c8tés 11 et 12 qui forment le logement 13 recevant l'arbre 1. Ces branches comportent de façon transversale un boulon 14 destiné à les serrer l'une vers l'autre afin de bloquer l'arbre 1. Ce boulon est constitué d'un premier élément fileté 15 formant vis solidaire de la branche 10 et d'un deuxième élément 16 formant écrou, solidaire de la branche 9. On remarque sur la figure 3, représentant l'élément fileté 15 face à l'élément 16 formant écrou en position d'attente avant engagement, que l'élément fileté coopère avec une bague 17 dans laquelle il est vissé. Cette bague est positivement bloquée sur la branche 10 portant cet élément. Ainsi, l'élément fileté 15 est prêt à coopérer avec l'élément 16 formant écrou maintenu avec l'élément suivant un alignement axial précis. La bague 17 est logée dans une pièce 18 formant pontet de forme extérieure sensiblement cylindrique dans laquelle elle est rendue immobile par l'intermédiaire d'un moyen d'immobilisation 19 qui est, suivant un exemple de réalisation, un ergot en matériau élastique agissant par exemple par contact de pression sur la périphérie de la bague 17. La pièce 18 est rendue solidaire de la face extérieure de la branche 10 par l'intermédiaire d'une liaison soudée 20. Par ailleurs, la bague 17 comporte un frein 21, revêtant, la forme d'un anneau en élastomère, en prise avec le filetage de l'élément 15 formant vis. Ce frein 21 permet de maintenir l'élément fileté 15 formant vis dans la bague 17 dans sa position d'attente, mais aussi d'entraîner en rotation la bague 17 lorsque l'élément 15 formant vis coopère avec l'élément 16 formant écrou. Cette action est renforcée par l'action de la face intérieure 9a de la branche 9 de l'étrier 6 qui comprime le frein 21 contre le filetage de l'élément 15 formant vis. En se reportant à la figure 1, on remarque que la bague 17 est de forme sensiblement ovale en section transversale. Ainsi, lors de la rotation de l'élément fileté dans l'élément 16 formant écrou, la bague 17 est entraînée en rotation comme il a été expliqué ci-dessus et l'une de ses parties protubérantes 17a ou 17b vient en contact contre la partie supérieure la de l'arbre 1 pour le maintenir en fond d'étrier lors de la phase de blocage. L'arbre 1 est alors parfaitement positionné dans l'étrier 6 et les deux éléménts 4 et 8 sont parfaitement coaxiaux. On notera que la partie intérieure 18a du pontet 18 est une rainure droite recevant la bague 17 dans une position o l'axe géométrique 17c des parties protubérantes 17a et 17b est toujours disposé de façon sensiblement parallèle à l'axe géométrique lb de l'arbre 1. Cette Gónfiguration permet le passage de la bague 17 sur la partie supérieure la de l'arbre 1. Cette rainure, ainsi que le profil extérieur de la partie 18 ont été représentés en traits pointillés pour une meilleur compréhenssion des dessins. Le fonctionnement du dispositif d'accouplement selon l'invention est le suivant: l'arbre 1 est engagé dans le logement 13 de l'étrier 6, guidé par les extrémités libres évasées 6a et 6b. L'élément fileté 15 est poussé par le moyen de montage automatique, par exemple un robot, pour venir en contact avec l'élément 16 formant écrou dans lequel il est ensuite vissé par l'intermédiaire de ce même moyen de montage, la bague 17 maintenant l'arbre 1 en position. En se reportant à la figure 5 o un deuxième mode de réalisation selon l'invention est représenté, les positions de l'arbre 1 et de l'étrier 6 ont été interverties. Ainsi, l'arbre 1 est rendu solidaire de l'élément inférieur 7 tandis que l'étrier 6 est rendu solidaire de l'élément supérieur 5, notamment de la partie inférieure 4 du cardan 5. En se reportant maintenant à la figure 8, il est représenté un troisième mode de réalisation du dispositif d'accouplement selon l'invention. Les positions de l'étrier 6 de l'arbre 1 ont encore été modifiées. En effet, l'étrier 6 est ici solidaire d'une partie supérieure 4b du cardan 5 formant désormais l'élément inférieur 7 de la colonne de direction 3 tandis que l'arbre i est rendu solidaire de l'arbre 3a, formant désormais l'élément supérieur de la colonne de direction 3. On remarquera de même que les extrémités libres évasées 6a et 6b ont été disposées respectivement dans le prolongement des branches 10 et 9. D'autre part, le pontet 18 est réalisé sous la forme d'une feuille rectangulaire, façonnée puis soudée sur la branche 9, dans laquelle est disposée la bague 17. Aussi, l'élément fileté 15 est rendu solidaire de la branche 9 tandis que l'élément 16 formant écrou est rendu solidaire de la branche 10. On précisera encore ici que la liaison de l'élément 16 formant écrou sur les branches 9 ou 10 peut être une liaison soudée, collée ou analogue, ou être une partie intégrante de l'une des branches de l'étrier. Par ailleurs, le pontet 18 peut être fixé sur la branche qui le porte par l'intermédiaire d'une liaison soudée, collée, ou analogue, ou être vissé sur la branche qui le porte lorsqu'il est de forme extérieure sensiblement cylindrique comme dans le premier mode de réalisation de cette invention, visible sur les figures 1 à 4. On peut de même remarquer que l'élément formant écrou ainsi que le pontet 18 peuvent être disposés sur les faces intérieures des branches qui les portent si celles-ci présentent un décrochement vers l'extérieur augmentant ainsi la largeur des branches. De même, le moyen d'immobilisation -19 peut être formé d'un matériau rigide, disposé dans un logement situé à la périphérie de la bague 17, et pouvant être brisé lors du déplacement de cette bague. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés et qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif d'accouplement de deux éléments d'une colonne de direction (3) par exemple, et comprenant un arbre (1) engageable dans une pièce en forme d'étrier (6) dont les branches (9, 10) peuvent être serrées contre l'arbre (1) à l'aide d'un boulon (14) comportant un élément fileté (15) formant vis solidaire de l'une des branches de l'étrier et un élément (16) formant écrou solidaire de l'autre branche de l'étrier, caractérisé en ce que ledit élément fileté (15) coopère avec une bague (17) vissée sur cet élément et positivement bloquée sur la branche qui porte l'élément fileté pour le mettre ainsi en position d'attente avant engagement de l'arbre dans l'étrier (6) au moyen d'un robot qui assure ensuite le déblocage de l'élément fileté par poussée ainsi que son vissage dans l'écrou. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (17) précitée est logée dans une pièce (18) formant pontet solidaire de la branche de l'étrier portant l'élément fileté (15), et munie d'un moyen d'immobilisation (19) de ladite bague. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'immobilisation (19) est constitué par un ergot en matériau élastique agissant par exemple par contact de pression sur la périphérie de la bague (17). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague (17) précitée est munie d'un frein (21) en prise avec le filetage de l'élément fileté (15). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague (17) précitée présente une forme sensiblement ovale en section transversale pour prendre appui sous l'effet de la rotation de l'élément fileté (15), contre l'arbre (1) engagé dans l'étrier (6). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les extrémités libres (6a, 6b) de l'étrier (6) sont évasées pour faciliter l'engagement de l'arbre (1). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'arbre (1) précité est solidaire de l'élément supérieur de la colonne de direction tandis que l'étrier (6) précité est solidaire de l'élément inférieur de la colonne de direction ou inversement. 8. Véhicule automobile dont la colonne de direction comporte un dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 7.