Brevet FR2784724A1 — publié le 20000421

L'invention concerne de façon générale des étriers munis de boulons de serrage destinés à tre fixés sur des arbres et, plus précisément, des étriers de blocage utilisés par exemple dans les colonnes de direction et d'autres dispositifs d'entraînement en rotation, ayant des boulons de serrage qui non seulement serrent l'étrier sur l'arbre, mais aussi positionnent l'arbre dans l'étrier lors du serrage. Des arbres rotatifs sont habituellement raccordés par des étriers à des joints universels pour permettre la compensation des petits défauts variables d'alignement entre des organes couplés. Les étriers ont habituellement des extrémités de logement d'arbres munies de cannelures ou d'autres organes non cylindriques, par exemple des plats opposés, destinés à permettre un entraînement en rotation entre l'arbre et l'étrier. Les étriers de blocage sont souvent utilisés pour ces raccordements. Ils sont formés d'une plaque métallique plate en forme de U destinée à former un logement et ayant des trous dans les parois pour le passage d'un boulon transversal destiné à exercer une force de serrage qui maintient l'étrier sur l'arbre. Pendant le montage, l'arbre est placé dans le logement, comprimé contre le côté fermé du logement et serré en position par serrage d'un boulon introduit dans les trous des parois du logement. L'arbre est aussi habituellement formé avec un tronçon dégagé qui coïncide avec l'emplacement du boulon et destiné à déterminer l'emplacement axial de l'étrier sur l'arbre dans une plage déterminée. Il est nécessaire d'introduire à force l'arbre contre le fond de la partie en U pour aligner convenablement l'étrier et l'arbre. Cette opération est habituellement réalisée à l'aide de l'étrier ou du boulon qui exerce une force radiale contre l'arbre, du côté ouvert de la partie du U de l'étrier, afin que l'arbre soit poussé contre le côté fermé. Une solution pour appliquer à l'arbre cette pression radiale vers le logement est l'utilisation d'organes en forme de coin sur les côtés de l'étrier, en appui contre l'arbre lorsque le boulon est serré afin que le boulon soit chassé contre l'étrier. Un autre procédé met en oeuvre un boulon à came et un écrou, ayant une forme à un seul ou plusieurs lobes le long du centre et qui assure un coincement par un effet de came contre l'arbre lorsqu'un couple est appliqué au boulon. Ces procédés ainsi que d'autres encore plus complexes ont été utilisés de façon satisfaisante pour assurer l'alignement et le serrage nécessaires. Cependant, ils nécessitent tous la manipulation d'un nombre excessif d'éléments lors de l'installation dans des lieux encombrés, ou ils nécessitent des éléments qui ont des caractéristiques coûteuses. La description qui précède montre des restrictions qui existent dans des raccords actuels d'arbres d'entraînement en rotation. En conséquence, il serait avantageux de disposer d'une solution permettant la suppression d'au moins l'une des restrictions précitées. Ainsi, l'invention concerne une telle solution ayant les caractéristiques suivantes. Dans un premier aspect, l'invention concerne un étrier de blocage destiné à tre raccordé à un arbre non cylindrique dans un dispositif d'entraînement en rotation. L'étrier de blocage comporte un logement non cylindrique orienté axialement, destiné à loger l'arbre non cylindrique du côté opposé à l'extrémité du tourillon de l'étrier, le logement ayant deux trous latéralement opposés dans ses parois pour l'installation en direction transversale d'un boulon de serrage. Un boulon fileté de serrage a une tte d'entrainement destinée à tre en appui contre la surface externe d'une paroi du logement non cylindrique, et une gaine cylindrique est montée sur le boulon, la gaine ayant un dispositif longitudinalement centré destiné à provoquer une dilatation radiale de la gaine sous l'action d'une force de compression axiale. Le logement a un dispositif taraudé destiné à coopérer avec le boulon de serrage et à provoquer l'application d'une force axiale de compression à la gaine cylindrique lorsque le boulon de serrage est vissé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : les figures la et lb représentent respectivement une coupe longitudinale schématique partielle et une vue éclatée en perspective d'un ensemble à étrier de blocage et à arbre ayant un boulon à came selon la technique antérieure ; la figure 2 est une coupe partiellement schématique de bout de l'ensemble de la figure 1 ; les figures 3a et 3b sont respectivement une coupe longitudinale schématique partielle et une vue éclatée en perspective d'un mode de réalisation d'ensemble selon l'invention ; la figure 4 est une coupe partielle de bout de l'ensemble de la figure 3 ; les figures 5a, 5b, 5c et 5d sont des coupes longitudinales schématiques de quatre modes de réalisation de manchons selon l'invention ; et la figure 6 est une coupe longitudinale d'une variante de réalisation du boulon de serrage selon l'invention. Les figures la, lb et 2 représentent un ensemble à étrier de blocage et boulon comprenant un boulon à came de la technique antérieure. Il comporte un arbre 10, un étrier de blocage 30 et un boulon de serrage 50. L'arbre 10 représenté est du type dit"double D"destiné à assurer l'entraî- nement en rotation entre l'étrier 30 et l'arbre. Il comporte une partie dégagée 12, qui établit les limites des positions axiales d'ajustement de l'arbre 10 par rapport à l'étrier 30 lors de l'installation par exemple d'une colonne de direction d'un véhicule. Le boulon à came 50 a une tte et un épaulement 53. L'épaulement 53 a un diamètre pratiquement égal à la plus grande dimension de la came 52 et a une dimension telle qu'il correspond au premier des deux trous opposés des parois du logement formé dans l'étrier 30. Lors du montage, l'arbre 10 est placé dans le logement de l'étrier 30, et le boulon à came 50 est inséré dans le premier trou, son extrémité filetée atteignant le second trou opposé pour coopérer avec l'écrou 55, qui peut avoir du jeu mais qui est de préférence maintenu en rotation sur l'étrier 30. L'écrou 55 est alors serré sur le boulon 50, et la force de frottement sur les filets provoque la rotation du boulon si bien que la came exerce une pression contre l'arbre 10 et repousse celui-ci contre le côté fermé du logement. Un serrage supplémentaire provoque l'application d'une pression par les parois de l'étrier 30 contre les côtés de l'arbre 10 si bien que 1'ensemble est serré. Le boulon de serrage est libre de tourner sous l'action de la force de frottement due au serrage pendant l'assemblage parce que l'épaulement 53 est cylindrique. Cette disposition donne une séquence convenable des différentes actions, c'est-a-dire l'action de la came qui repousse l'arbre 10 contre le logement de l'étrier 30, puis la pression exercée par les parois pour le serrage de l'arbre dans l'étrier. L'ensemble à étrier de blocage selon l'invention est représenté sur les figures 3a, 3b et 4. L'arbre 10 et 1'étrier 30 sont les mmes que précédemment sauf que, dans ce cas, l'écrou 45 est fixé à l'étrier afin qu'il ne puisse pas tourner. Ce résultat peut tre obtenu par soudage ou blocage ou par tout autre procédé bien connu. Une autre solution (non représentée) permet l'élimination de l'écrou 45 et son remplacement par un taraudage du second trou opposé de l'étrier 30. Le boulon 40 a une tte d'entrainement et est couvert d'une gaine cylindrique 60. La gaine 60 a des fentes longitudinales axialement centrées 62 et son diamètre externe est pratiquement égal à celui du premier trou opposé par lequel il est inséré dans 1'ensemble. Il faut noter que les fentes 62 sont centrées axialement sur la partie de la gaine 60 qui est placée entre les parois du logement. Sa longueur est telle qu'elle s'étend depuis la paroi externe du logement de l'étrier 30 vers la paroi interne pour tre au contact de la tte du boulon 40. Comme le diamètre du second trou opposé est inférieur à celui de la gaine 60, la gaine est en appui contre la tte du boulon 40 et la paroi de l'étrier 30 dans laquelle le boulon est vissé. Lorsque le boulon 40 est serré, il provoque l'application d'une contrainte axiale de compression à la gaine 60 si bien que la gaine se bombe au niveau des fentes 62 et exerce une pression contre l'arbre 10 comme indiqué sur la figure 4. Un serrage supplémentaire rapproche les parois et serre l'arbre 10 dans l'étrier 30. Cette opération donne la mme séquence de serrage qu'avec le boulon à came de la technique antérieure mais avec des éléments moins coûteux. Il faut noter que la force nécessaire pour que l'arbre 10 soit convenablement appliqué contre le côté fermé du logement de l'étrier 30 avant serrage est très petite. En conséquence, la gaine n'a pas à tre très robuste pour appliquer la force nécessaire, et elle peut tre réalisée, en métal ou en polymère, avec différentes formes. Les figures 5a, 5b, 5c et 5d représentent quatre modes de réalisation possibles de la gaine selon l'invention. La gaine 60 est telle que décrite précédemment. La gaine 70 peut tre formée par un cylindre moulé par injection et bombé au centre. Une autre réalisation comporte une gaine 80 ayant deux pièces cylindriques tronconiques 82 et 83 dont la conicité permet une dilatation radiale lorsque la gaine est comprimée axialement. Une autre gaine 90 a une ou plusieurs ondulations circonférentielles qui provoquent une dilatation radiale en forme de soufflet lors d'une compression axiale. L'amplitude de dilatation radiale nécessaire dépend de l'espace compris entre le boulon 40 et la partie dégagée 12 de l'arbre 10. Comme cette distance est de préférence maintenue à une valeur très faible, la dilatation radiale et la compression radiale nécessaires sont aussi très petites. Le boulon 20 de la figure 6 a un épaulement 22 et une tte 21 d'entraînement. L'épaulement 22 a une dimension telle qu'il se loge dans le premier des trous opposés et la tte du boulon 40 assure le support axial de la gaine. L'épaulement 22 donne un jeu légèrement plus faible dans le premier trou que la combinaison gaine-boulon. Bien entendu, diverses modifications peuvent tre apportées par l'homme de l'art aux étriers qui viennent d'tre décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Etrier de blocage, destiné au raccordement d'un arbre non cylindrique dans un dispositif d'entraînement en rotation, l'étrier de blocage étant caractérisé en ce qu'il comprend : un logement non cylindrique disposé axialement à une extrémité de l'étrier (30) opposée à celle qui a un tourillon, pour le logement de l'arbre non cylindrique (10), le logement ayant deux trous latéralement opposés dans ses parois pour l'installation en direction transversale d'un boulon (40) de serrage, un boulon fileté (40) de serrage ayant une tte d'entrainement destinée à tre en appui contre la surface externe d'une première paroi du logement non cylindrique, une gaine cylindrique (60,70,80,90) montée sur le boulon (40), la gaine (60,70,80,90) ayant un dispositif longitudinalement centré destiné à provoquer une dilatation radiale de la gaine (60,70,80,90) sous l'action d'une force de compression axiale, et un dispositif fileté (45) destiné à coopérer avec le boulon de serrage et à provoquer l'application d'une force axiale de compression à la gaine cylindrique lorsque le boulon de serrage est vissé dans le dispositif taraudé. 2. Etrier de blocage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le dispositif centré destiné à provoquer une dilatation radiale de la gaine (60) comprend plusieurs fentes longitudinales (62) placées au centre de la gaine. 3. Etrier de blocage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le dispositif centré destiné à provoquer une dilatation radiale de la gaine (70) comporte au moins une partie légèrement bombée radialement dans la paroi de la gaine (70) au centre de celle-ci. 4. Etrier de blocage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le dispositif taraudé destiné à coopérer avec le boulon de serrage (40) comprend un taraudage formé dans l'un des trous latéralement opposés. 5. Etrier de blocage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le dispositif taraudé destiné à loger le boulon de serrage (40) comprend un écrou (45) fixé à l'étrier (30) dans l'alignement de l'un des trous latéralement opposés. 6. Etrier de blocage selon la revendication 1, carac térisé en ce que la gaine cylindrique (60,70,80,90) est formée d'un matériau polymère. 7. Etrier de blocage selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'il comporte en outre un épaulement formé à l'extrémité de boulon de serrage ayant la tte, l'épaulement ayant un diamètre pratiquement égal au diamètre externe de la gaine cylindrique (60,70,80,90) et au diamètre du trou latéralement opposé non fileté.