Brevet FR2649375A1 — publié le 19910111

La présente invention concerne un étrier de joint de cardan, destiné à être utilisé par exemple dans une direc- tion d'automobile, pour la transmission du mouvement de la colonne à la direction, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel étrier. La direction d'une automobile est réalisée par exemple comme représenté sur la figure 5. Le-mouvement d'un volant 1 est transmis par un arbre 2 et une bielle 3 de liaison à des mécanismes 4 qui dirigent les roues de l'automobile. Cependant, l'arbre 2 de direction et l'arbre d'entrée 5 des mécanismes 4 ne sont pas alignés en général. Pour cette raison, une bielle 3 de liaison est habituel- lement placée-entre les arbres 2, 5, et les extrémités de la bielle 3 sont raccordées à celles des arbres 2; 5 par des joints de cardan 6, si bien que la transmission du mouvement est possible entre les arbres 2 et 5 qui ne sont pas alignés. Le joint de cardan 6 incorporé à un tel mécanisme de transmission comporte habituellement, comme représenté sur la figure 6, un premier et un second étrier 7, 8, en forme de fourche, et un croisillon 9 destiné à faire coopérer les étriers 7, 8 en permettant leur déplacement. Cependant, dans le-joint de cardan représenté sur la figure 6, comme chaque étrier est fabriqué par emboutissage d'une plaque métallique comme décrit dans la demande de brevet japonais n 63-185 222, les positions relatives des bras d'accouplement qui supportent le croisillon 9 et de la bride qui doit être serrée par un boulon, permettant le raccordement de l'étrier par exemple à l'extrémité de la bielle de liaison 3, ne sont pas réglables mais sont tou- jours fixes si bien que la fixation du boulon sur la bride devient difficile dans certaines conditions d'utilisation. On connaît déjà une structure destinée à éviter cet inconvénient, comme représenté sur les figures 7 et 8, comprenant en combinaison un tube 10 d'accouplement, des bras 11 d'accouplement et un organe 12 de serrage. Le tube 10 est formé par étirage d'un tube métal- lique et a une fente 13 en direction radiale et des gorges formant une dentelure 14 à la périphérie interne, ces éléments étant formés au cours d'opérations mécaniques convenables. Les bras 11 d'accouplement sont formés par emboutis- sage d'une plaque métallique afin qu'elle prenne une forme en U, et comportent un trou 15 dans la partie de base et des trous circulaires coaxiaux 16 aux deux extrémités. L'organe 12 de serrage est formé par forgeage puis travail mécanique d'un matériau métallique, et comporte un trou 17 de vissage à une extrémité et un trou 18 à l'autre extrémité, pour le passage d'un boulon (non représenté) qui est destiné à être vissé dans le trou 17. Les organes précités 10, 11, 12 sont combinés par montage de l'organe 12 de serrage à une extrémité du tube d'accouplement, par disposition du trou 15 sur la partie de base des bras 11 d'accouplement à l'autre extrémité du tube , et par soudage des parties ainsi montées, si bien que l'étrier 7 (ou 8) du joint de cardan est terminé. Lorsque l'étrier 7 (ou 8) est raccordé à l'extrémité par exemple de la bielle de liaison 3 (figure 5), une partie dentelée formée à l'extrémité de la bielle de liaison pénètre dans le tube 10 d'accouplement alors que le boulon placé dans la pince est desserré, et le boulon est ensuite serré. L'étrier 7 (ou 8) est ainsi fermement accouplé à l'extrémité de la bielle de connexion 3. Cependant, l'étrier précité du joint de cardan classique présente des inconvénients car il nécessite un nombre important d'éléments constituants (trois) et des procédés différents de préparation des différents éléments (étirage pour le tube 10.d'accouplement, emboutissage pour les bras 11 et forgeage pour l'organe de'serrage 12), avec un grand nombre d'étapes d'usinage, si bien que le coût de fabrication est obligatoirement élevé. L'invention a pour objet la réalisation d'un étrier pour joint de cardan, formé d'un nombre réduit d'éléments constituants qui peuvent tous être préparés par emboutissage. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabri- cation d'un étrier pour joint de cardan, au cours d'un nombre réduit d'étapes de fabrication. L'étrier selon l'invention, destiné à un joint de cardan, est composé d'un tube cylindrique d'accouplement formé par emboutissage d'une plaque métallique et ayant une fente en direction radiale et des gorges formant une dente- lure à la périphérie interne, deux flasques formés en une seule pièce avec le.tube d'accouplement, à une extrémité de celui-ci, de part et d'autre de la fente, un trou de vis- sage formé dans l'un des flasques, un trou formé dans l'autre des flasques concentriquement au trou de vissage et destiné au passage d'un boulon lui-même destiné à se visser dans le trou de vissage, un bras d'accouplement-ayant une configuration en U, de préférence à angles nets,. formé par emboutissage d'une plaque métallique, un trou formé dans la partie de base du bras d'accouplement, et des trous circulaires concentriques formés aux deux extrémités du bras d'accou- plement, l'étrier étant monté par introduction de l'autre extrémité du tube d'accouplement dans le trou du bras d'accouplement et par combinaison de l'autre extrémité du tube à la partie de base du bras d'accouplement par sou- dage, par fixation par emboitement de pièces dentelées ou par fixation par coopération de sections différentes. Le procédé selon l'invention utilisé pour la fabri- cation d'un étrier de joint de cardan comprend la formation par emboutissage d'une plaque métallique afin qu'elle constitue un tube cylindrique d'accouplement ayant une fente en direction radiale, deux flasques solidaires du tube, à une extrémité de celui-ci et de part et d'autre 'de la fente, et une dentelure formée à la périphérie interne, le procédé comprenant aussi la formation d'un trou de vissage dans l'un des flasques et d'un trou dans l'autre des flasques, concentriquement au trou de vissage, afin qu'un boulon puisse y passer et venir coopérer avec le trou de vissage, le montage de l'autre extrémité du tube d'accouplement dans un trou formé dans une partie de base d'un bras d'accouplement ayant une forme en U, de préférence à angles nets, formé par emboutissage d'une plaque métallique et ayant des trous circulaires concentriques dans les deux extrémités, et la combinaison de l'autre extrémité du tube d'accouplement à la partie de base du bras d'accouplement par soudage par coopération par des dentelures ou par coopération par des parties de sections différentes. L'étrier de joint de cardan selon l'invention, fabriqué par le procédé précité, ne nécessite que deux éléments constituants qui peuvent être tous deux préparés par des opérations mécaniques, et le coût du produit peut donc être réduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 1 étant une vue en élévation latérale avec des parties arrachées et la figure 2 une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1; les figures 3 et 4 sont analogues aux figures 1 et 2 mais représentent un second mode de réalisation d'étrier selon l'invention; la figure 5 est une perspective d'un ensemble de direction comprenant des joints de cardan; la figure 6 est une vue agrandie d'un joint de cardan de la figure 5, dans le sens de la flèche B; et les figures 7 et 8 sont des vue analogues aux figures 1 et 2 mais représentant un étrier d'un joint classique de cardan. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode -de réalisation de l'invention, la figure 1 étant une vue en élévation latérale avec des parties arrachées et la figure 2 une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1. L'étrier 19 est formé par mise en coopération et soudage de deux éléments constituants, un tube d'accou- plement 20 et un bras d'accouplement 21. Le tube d'accouplement a une forme cylindrique obtenue par emboutissage d'une plaque métallique de rigi- dité suffisante, par exemple une plaque d'acier au carbone, et il a une fente 22 disposée en direction radiale et des gorges de dentelure 23, à la périphérie interne. Deuk flasques 24, 25 placés de part et d'autre de la fente 22 sont disposés à une extrémité (extrémité gauche sur la figure 1) du tube précité 20 d'accouplement dont ils sont solidaires. Ces flasques 24, 25 ont une épaisseur augmentée par épaississement de la partie de plaque métal- lique constituant le tube 20 d'accouplement. Un flasque 24 (à gauche sur la figure 2) a un trou 26 de vissage alors que l'autre flasque 25 (à droite sur la figure 2) a un trou lisse 27. Le trou 26 de vissage et le trou lisse 27 sont concentriques, et le diamètre interne du trou 27 est suffi- samment supérieur à celui du trou 26 mais est plus petit que la tête d'un boulon décrit dans la suite, afin que l'extrémité antérieure d'un boulon (non représenté) intro- duit dans le trou lisse puisse être vissée dans le trou 26. Le bras 21 d'accouplement a une forme en U et est réalisé par emboutissage d'une plaque métallique de rigi- dité suffisante, par exemple d'une plaque d'acier au carbone. Le bras 21 d'accouplement a un trou 15 dans sa partie de base, et des trous circulaires concentriques 16 à ses deux extrémités. L'étrier 19 de joint de cardan est réalisé par montage de l'autre extrémité.(extrémité droite sur la figure 1) du tube 20 d'accouplement dans le trou 15 formé dans la partie de base du bras 21 et par soudage de la périphérie externe de cette autre extrémité du tube 20 à la périphérie du trou 15 de la partie de base du bras 21 d'accouplement. La position du bras 21 d'accouplement et celle des flasques 24, 25 formés sur le tube 20 sont réglées de manière convenable, lors du soudage du tube 20 sur le bras 21, de manière que le boulon placé entre les flasques 24, puisse être facilement serré lors de l'association à l'extrémité d'une bielle de liaison 3 (figure 5) ou ana- logue à l'étrier 19. Lorsque l'étrier précité selon l'invention est raccordé, après montage dans un joint de cardan, à l'extré- mité de la bielle de liaison 3 (figure 5), une partie dentelée formée sur l'extrémité de la bielle de liaison 3 est introduite dans le tube 20 d'accouplement et un boulon est introduit dans le trou 27 du flasque 25, depuis la droite sur la figure 2, et vissé dans le trou 26 du flasque 24 puis serré. Ainsi, l'étrier 19 et l'extrémité de la bielle de liaison 3 ou analogue sont fermement combinés. L'étrier selon l'invention, destiné à un joint de cardan, ayant la construction indiquée précédemment et utilisé comme décrit précédemment, ne nécessite que deux éléments constituants, tous deux pouvant être préparés par un travail d'emboutissage, si bien que le coût du produit peut être réduit. Les figures 3 et 4 représentent un second mode de réalisation de l'invention. Contrairement au premier mode de réalisation précité dans lequel les flasques 24, 25 sont rendus plus épais par épaississement d'une partie de la plaque métallique consti- tuant le tube 20, les flasques 24, 25 de ce mode de réali- sation sont rendus plus épais par pliage à 1800 d'une partie de la plaque métallique constituant le tube 20 d'accouplement. Les autres caractéristiques de structure et de fonctionnement sont les mêmes que celles du premier mode de réalisation précité. En conséquence, les éléments équiva- lents sont désignés par des références identiques et ne sont pas décrits à nouveau. Le raccordement du bras 21 et du tube 20 d'accouple- ment n'est pas obligatoirement réalisé par soudage comme décrit précédemment, mais peut aussi être assuré par mise en coopération mutuelle de dentelures formées à la péri- phérie interne du trou 15 et à la périphérie externe de l'extrémité du tube 20, ou par formation de la périphérie interne du trou 15 et de la périphérie externe de l'extré- mité du tube 20 avec des configurations différentes, avant leur mise en coopération par emboitement. Dans ce cas, l'extrémité du tube 20 peut être évasée après montage afin qu'il n'existe pas de jeu entre les parties montées et que le raccordement réalisé soit suffisamment robuste. L'étrier selon l'invention, destiné à un joint de cardan, et son procédé de fabrication, ne nécessitent qu'un nombre réduit d'éléments constituants et permettent la réalisation de tous ces éléments constituants par emboutis- sage, si bien que la fabrication et la gestion des éléments constituants sont facilitées et le cot du produit peut être réduit. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux étriers et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS - 1. Etrier pour joint de cardan, caractérisé en ce qu'il comprend: un tube cylindrique d'accouplement (20) formé par emboutissage d'une plaque métallique et ayant une fente (22) en direction radiale et une dentelure (23) à laperiphérie interne, une paire de flasques (24, 25) formés en une seule pièce à une extrémité du tube d'accouplement et des deux côtés de la fente, et un bras d'accouplement (21.) formé par emboutissage d'une plaque métallique selon une configuration en U, un trou de vissage (26) étant formé dans l'un des flasques et un trou (27) concentrique au trou de vissage étant formé dans l'autre des flasques afin qu'un boulon qui doit être vissé dans le trou de vissage puisse y passer, le bras d'accouplement ayant un trou (15) formé dans sa partie de base et des trous circulaires concentriques (16) formés à ses parties d'extrémité, et l'autre extrémité du tube d'accouplement (10) étant montée dans le trou (15) de la partie de base et étant raccordée à celle-ci. 2. Etrier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flasques (24, 25) ont une épaisseur augmentée par épaississement d'une partie de la plaque métallique. 3. Etrier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flasques (24, 25) sont rende plus épais par pliage à 180 d'une partie de la plaque métallique. 4. Procédé de fabrication d'un étrier pour joint de cardan, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: l'emboutissage d'une plaque métallique afin qu'elle forme un tube cylindrique d'accouplement (20) ayant une fente (22) en direction radiale et deux flasques (24, 25) à une première extrémité du tube et des deux côtés de la fente, des gorges de dentelure étant formées à la péri- phérie interne du tube, la formation d'un trou de vissage (26) dans;l'un des flasques et d'un trou (27) concentrique au trou de vissage dans l'autre des flasques afin qu'un boulon destiné à se visser dans le trou de vissage puisse passer dans ce trou, l'emboutissage d'une plaque métallique selon une configuration en U afin qu'elle forme un bras d'accouple- ment (21), un trou (15) étant réalisé dans la partie de base du bras d'accouplement et des trous concentriques circulaires (16) étant formés aux deux extrémités du bras d'accouplement, et le montage de l'autre extrémité du tube d'accouple- ment (20) dans le trou (15) de la partie de base, et le raccordement de l'autre extrémité du tube d'accouplement et de la partie de base du bras d'accouplement.