Brevet FR2901332A1 — publié le 20071123

avec un deuxième arbre dans lequel le jeu entre les arbres est supprimé de façon optimale lorsque le système est en position de verrouillage, ce système ne nécessitant pas d'outils de serrage pour assurer le verrouillage. A cet effet et selon un premier aspect, l'invention concerne un système de verrouillage en rotation et en translation de la coopération d'un premier arbre avec un deuxième arbre, ledit premier arbre étant sensiblement coaxial au deuxième arbre, une partie dudit premier arbre étant disposée dans un alésage axial dudit deuxième arbre, ledit système comprenant un dispositif de io verrouillage mobile entre une position de verrouillage, dans laquelle le premier arbre est solidaire en rotation et en translation du deuxième arbre, et une position de déverrouillage, dans laquelle le premier arbre ne coopère pas avec le deuxième arbre, le premier arbre présentant une partie extrême comprenant deux parois inclinées l'une vers l'autre selon une direction transversale, 15 l'alésage axial comprenant deux parois correspondantes s'étendant dans la même direction que les parois inclinées du premier arbre en regard de celles-ci, le passage en position de verrouillage du dispositif de verrouillage entraînant un déplacement transversal de la partie extrême du premier arbre de sorte à mettre les parois inclinées de ladite partie extrême en appui contre les parois 20 correspondantes de l'alésage axial afin de supprimer sensiblement le jeu entre le premier et le deuxième arbre en position verrouillée. Ainsi, le premier arbre est introduit dans le deuxième arbre avec un certain jeu avant le verrouillage de ces arbres l'un par rapport à l'autre. Lors du passage en 25 position de verrouillage du dispositif de verrouillage entraîne le déplacement de la partie extrême du premier arbre contre les parois correspondantes du deuxième arbre, ce qui permet de bloquer complètement le premier arbre par rapport au deuxième arbre et de supprimer le jeu entre ces arbres. Les efforts sont du premier arbre ou du deuxième arbre sont alors transmis de façon 30 optimale sur l'autre arbre. Le premier arbre peut présenter une zone de forme sensiblement tronconique selon la direction axiale, ladite zone étant disposée en regard du bord libre de l'alésage axial, ledit bord présentant une forme sensiblement complémentaire de ladite zone tronconique, le passage en position de verrouillage du dispositif de verrouillage entraînant un déplacement axial de la zone tronconique contre le bord de l'alésage, ce déplacement entraînant le déplacement transversal de la partie extrême du premier arbre. La mise en appui de la zone tronconique contre le bord de l'alésage permet donc le déplacement transversal de la partie extrême du premier arbre. De plus, la zone tronconique du premier arbre permet un guidage de la partie extrême de cet arbre dans l'alésage du deuxième arbre lorsque le premier arbre est introduit io dans cet alésage. Selon une réalisation, le premier arbre comprend au moins un logement, le deuxième arbre comprenant au moins un orifice disposé en regard dudit logement en position de verrouillage, le dispositif de verrouillage comprenant is une bague disposée autour du premier et du deuxième arbre, ladite bague étant mobile en translation axiale entre la position de déverrouillage et la position de verrouillage et un organe de verrouillage actionné en translation radiale par la bague entre une position de déverrouillage, dans laquelle l'organe de verrouillage est disposé en dehors du logement, et une position de verrouillage, 20 dans laquelle l'organe traverse l'orifice du deuxième arbre et est disposé dans le logement de sorte à bloquer le premier arbre par rapport au deuxième arbre. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne l'utilisation d'un système de verrouillage tel que décrit ci-dessus pour la connexion d'une colonne de 25 direction sur un pignon de crémaillère d'un véhicule automobile, le premier arbre étant formé par ledit pignon de crémaillère, le deuxième arbre étant formé par une mâchoire comprenant des moyens d'association à la colonne de direction. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la 30 description qui suit, faite en référence aux figures annexées. La figure 1 est une représentation schématique en coupe transversale d'un système de verrouillage selon l'invention. La figure 2 est une représentation schématique en coupe du système selon l'axe II-II de la figure 1. La figure 3 est une représentation schématique en coupe du système selon l'axe III-III de la figure 1. La figure 4 est une représentation schématique en perspective éclatée du système selon un mode de réalisation. ro Dans la description, le terme axial est défini selon la direction dans laquelle s'étendent le premier et le deuxième arbre, le terme transversal est défini par rapport à un plan perpendiculaire à la direction axiale. En référence à la figure 1, on décrit un système de verrouillage 1 en rotation et 15 en translation de la coopération d'un premier arbre 2 avec un deuxième arbre 3. Le premier arbre 2 est sensiblement coaxial au deuxième arbre 3 et une partie du premier arbre 2 est disposée dans un alésage axial 4 du deuxième arbre 3. Le système de verrouillage 1 comprend un dispositif de verrouillage 5 mobile 20 entre une position de verrouillage, dans laquelle le premier arbre 2 est solidaire en rotation et en translation du deuxième arbre 3, et une position de déverrouillage, dans laquelle le premier arbre 2 ne coopère pas avec le deuxième arbre 3. 25 Selon la réalisation représentée sur les figures, le dispositif de verrouillage 5 comprend au moins un logement 6 prévu dans le premier arbre 2, au moins un orifice 7 prévu dans le deuxième arbre 3 et disposé en regard du logement 5 en position de verrouillage. Le dispositif de verrouillage 5 comprend en outre une bague 8 disposée autour du premier et du deuxième arbres 2 et 3, mobile en 30 translation axiale entre la position de déverrouillage et la position de verrouillage, et un organe de verrouillage 9 actionné en translation transversale par la bague 8 entre une position de déverrouillage, dans laquelle l'organe de verrouillage 9 est disposé en dehors du logement 6 (figure 1), et une position de verrouillage, dans laquelle l'organe 9 traverse l'orifice 7 du deuxième arbre 3 et est disposé dans le logement 6 de sorte à bloquer le premier arbre 2 par rapport au deuxième arbre 3 (figure 3). Afin de permettre l'actionnement en translation transversale de l'organe de verrouillage 9, la bague 8 présente une paroi interne 10 de forme sensiblement tronconique, ladite paroi étant en appui contre l'organe de verrouillage 9, comme représenté sur la figure 1. Ainsi, le déplacement en translation axiale de la bague 8 entraîne une réduction du diamètre de la paroi interne en regard de l'organe de verrouillage 9, ce qui entraîne le déplacement en translation transversale de l'organe de verrouillage 9 lors du passage de la position de déverrouillage à la position de verrouillage. L'organe de verrouillage 9 peut être un pion ou une bille. Selon la réalisation représentée sur les figures, l'organe 9 comprend une paroi de forme sensiblement complémentaire de la paroi interne 10 de la bague 8. Le logement 6 du premier arbre 2 présente deux parois 11 inclinées de sorte à présenter une forme évasée permettant le guidage de l'organe de verrouillage 9 vers le fond du logement 6 lors du passage en position de verrouillage. A cet effet, l'organe de verrouillage 9 peut comprendre une paroi 12 de forme sensiblement complémentaire à l'une des parois 11 du logement 6. Selon diverses réalisations, l'organe de verrouillage 9 peut être orienté sensiblement perpendiculairement aux premier et deuxième arbres ou peut former un angle par rapport à cette direction perpendiculaire. Cet angle est par exemple compris entre 20 et 30 . Un ressort 13 est disposé entre la bague 8 et une surface de butée 14, solidaire du deuxième arbre 3 et s'étendant sensiblement transversalement. Le ressort 13 est agencé pour pousser la bague 8 vers sa position de verrouillage, le passage à la position de déverrouillage comprimant le ressort 13. Le ressort 13 est par exemple introduit dans un alésage 15 de la bague 8 prévu autour du deuxième arbre 3 et prendre appui contre une paroi transversale de la bague formant un bord de l'alésage 15. Une fois que le ressort 13 a été introduit dans l'alésage 15, la surface de butée 14 peut être sertie autour du deuxième arbre 3. La course de la bague en translation axiale est par exemple sensiblement égale à 2,5 mm. La bague 8 est mobile en rotation selon une plage déterminée en position de déverrouillage, un dégagement 16 étant prévu dans la paroi interne 10, comme représenté sur la figure 3. Ce dégagement est en regard de l'organe de verrouillage 9 lorsque la bague 8 a subi une rotation sur la plage prédéterminée de sorte que la paroi interne 10 n'est plus en appui contre l'organe de verrouillage 9 et que celui-ci peut passer de sa position de verrouillage à sa ~o position de déverrouillage lorsque l'on retire le premier arbre 2 de l'alésage 4. A cet effet, la surface de butée 14 présente une lumière 17 dont la largeur défini la plage de rotation de la bague 8. La bague 8 présente une butée 18 introduite dans la lumière 17 lorsque la bague 8 est en position de déverrouillage de sorte 15 à arrêter la rotation de la bague 8 lorsque la butée 18 arrive contre un bord de la lumière 17, comme représenté sur la figure 2. Selon une réalisation, la lumière 17 présente une largeur agencée pour que la bague puisse subir une rotation d'environ 25 entre la position de verrouillage et la position de déverrouillage. 20 La bague 8 est pourvue de butées 19 venant en appui contre le deuxième arbre 3 lorsque la bague 8 est en position de verrouillage, de sorte à empêcher la rotation de ladite bague en position de verrouillage. Afin de positionner correctement la lumière 17 par rapport à la bague 8 et à la 25 butée 18, un détrompeur de position 20 peut être prévu sur le deuxième arbre 3 et sur la surface de butée 14, comme représenté sur la figure 2. Ainsi, pour faire passer le système de verrouillage en position de déverrouillage, on fait subir une translation axiale à la bague 8 vers sa position de 30 déverrouillage et à l'encontre de l'effort du ressort 13 de sorte à dégager les butées 19. On fait ensuite subir une rotation à la bague 8 de sorte à placer le dégagement 16 en regard de l'organe de verrouillage. Dans cette position, le premier arbre 2 peut être retiré de l'alésage 4, ce qui a pour effet de faire passer l'organe de verrouillage 9 en position de déverrouillage. 7 Une simple rotation de la bague 8 afin de remettre l'organe de verrouillage 9 en appui contre la paroi interne 10 de la bague 8 permet de faire passer le système en position de verrouillage lorsque le premier arbre 2 est introduit dans l'alésage 4 sous l'effet du ressort 13. Cependant, lorsque la paroi interne 10 est mise en appui contre l'organe de verrouillage 9 afin de passer en position de verrouillage, il faut s'assurer que le deuxième arbre 3 est bien positionné par rapport au premier arbre 2 afin de ne io pas risquer la perte de coopération entre ces deux arbres. Le montage du système se faisant en aveugle, l'invention prévoit l'utilisation d'une bague de sûreté 27 permettant de s'assurer que le passage en position verrouillée ne peut se faire que si les arbres sont bien positionnés l'un par rapport à l'autre. Ce mode de réalisation est représenté sur la figure 4. La bague de sûreté 27 est 15 disposée autour du premier arbre 2 et est solidaire en rotation de la bague 8 par l'intermédiaire d'au moins un tenon 30 solidaire de la bague 27 et introduit dans une gorge correspondante prévue sur la bague 8. La bague de sûreté 27 comprend au moins un décrochement 28 saillant vers l'intérieur d'un orifice de passage 31 du premier arbre 2 dans la bague 27. Le premier arbre 2 est 20 pourvue d'une gorge 29 qui se positionne en regard du décrochement 28 lorsque les arbres 2 et 3 sont correctement positionnés l'un par rapport à l'autre. Ainsi, lorsque les arbres sont correctement positionnés, le décrochement 28 peut s'engager dans la gorge 29 lors de la rotation de la bague 8. On comprend donc que si les arbres 2 et 3 ne sont pas correctement positionnés l'un par 25 rapport à l'autre, c'est-à-dire si le décrochement n'est pas disposé en regard de la gorge 29, la rotation de la bague 8 est empêchée, le décrochement 28 venant en butée contre le premier arbre 2 et on ne peut pas mettre la paroi interne 10 de la bague 8 en appui contre l'organe de verrouillage 9. On assure ainsi que le passage en position de verrouillage ne peut se faire que si les arbres 2 et 3 sont 30 correctement positionnés l'un par rapport à l'autre. On décrit à présent la façon dont l'invention permet de supprimer tous les jeux entre le premier et le deuxième arbre 2 et 3 lors du passage du système de verrouillage 1 en position de verrouillage, en référence aux figures 1 et 3. Au moins la partie extrême 21 du premier arbre 2, s'étendant au-delà du logement 6, comprend deux parois 22 inclinées l'une vers l'autre selon une direction transversale comme représenté sur la figure 3. Ainsi, la partie extrême 21 du premier arbre 2 présente une section de forme sensiblement trapézoïdale. L'alésage axial 4 comprend deux parois 23 correspondantes s'étendant dans la même direction que les parois inclinées 22 en regard de celles-ci. De plus, l'alésage 4 comprencl un espace 24 permettant d'introduire le premier arbre 2 dans l'alésage 4 avec un certain jeu. Une fois que le premier arbre 2 a été io introduit avec le jeu dans l'alésage 4, le passage en position de verrouillage du dispositif de verrouillage 5 entraîne un déplacement transversal de la partie extrême 21 du premier arbre 2 de sorte à mettre les parois inclinées 22 en appui contre les parois correspondantes 23 afin de supprimer sensiblement le jeu entre le premier et le deuxième arbre en position verrouillée. 15 A cet effet, le premier arbre 2 présente en outre une zone 25 de forme sensiblement tronconique selon la direction axiale, comme représenté sur la figure 1. Cette zone 25 est disposée en regard du bord libre 26 de l'alésage axial 4 lorsque l'arbre 2 est introduit dans l'alésage 4. Ce bord 26 présente une 20 forme sensiblement complémentaire de la zone tronconique 25 de sorte que le passage en position de verrouillage du dispositif de verrouillage 5 entraîne un déplacement axial de la zone tronconique 25 contre le bord 26 de l'alésage 4, ce déplacement entraînant le déplacement transversal de la partie extrême 21 du premier arbre 2. En effet, selon la réalisation représentée sur les figures, 25 lorsque l'organe de verrouillage 9 pénètre dans le logement 6, il entraîne un déplacement axial de l'arbre 2 vers le fond de l'alésage 4 ce qui place la zone tronconique 25 contre le bord 26 qui entraîne à son tour le déplacement transversal de la partie extrême 21 de l'arbre 2. On supprime ainsi tous les jeux entre le premier et le deuxième arbre 2 et 3. 30 En outre, la zone tronconique 25 permet un guidage de la partie extrême 21 dans l'alésage 4. Le système de verrouillage 1 décrit ci-dessus peut s'appliquer tout particulièrement à la connexion d'une colonne de direction sur un pignon de crémaillère d'un véhicule automobile, le premier arbre étant formé par ledit pignon de crémaillère, le deuxième arbre étant formé par une mâchoire comprenant des moyens d'association à la colonne de direction. REVENDICATIONS 1. Système de verrouillage en rotation et en translation de la coopération d'un premier arbre (2) avec un deuxième arbre (3), ledit premier arbre étant sensiblement coaxial au deuxième arbre (3), une partie dudit premier arbre étant disposée dans un alésage axial (4) dudit deuxième arbre, ledit système comprenant un dispositif de verrouillage (5) mobile entre une position de verrouillage, dans laquelle le premier arbre (2) est solidaire en rotation et en translation du deuxième arbre (3), et une position de io déverrouillage, dans laquelle le premier arbre (2) ne coopère pas avec le deuxième arbre (3), ledit système étant caractérisé en ce que le premier arbre (2) présente une partie extrême (21) comprenant deux parois inclinées (22) l'une vers l'autre selon une direction transversale, l'alésage axial (4) comprenant deux parois correspondantes (23) s'étendant dans la même is direction que les parois inclinées (22) du premier arbre (2) en regard de celles-ci, le passage en position de verrouillage du dispositif de verrouillage (5) entraînant un déplacement transversal de la partie extrême (21) du premier arbre (2) de sorte à mettre les parois inclinées (22) de ladite partie extrême en appui contre les parois correspondantes (23) de l'alésage axial 20 (4) afin de supprimer sensiblement le jeu entre le premier et le deuxième arbre (2, 3) en position verrouillée. 2. Système de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier arbre (2) présente une zone (25) de forme sensiblement 25 tronconique selon la direction axiale, ladite zone étant disposée en regard du bord libre (26) de l'alésage axial (4), ledit bord présentant une forme sensiblement complémentaire de ladite zone tronconique, le passage en position de verrouillage du dispositif de verrouillage (5) entraînant un déplacement axial de la zone tronconique (25) contre le bord (26) de 30 l'alésage (4), ce déplacement entraînant le déplacement transversal de la partie extrême (21) du premier arbre (2). 3. Système de verrouillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier arbre (2) comprend au moins un logement (6), le deuxième arbre 2901332 Il (3) comprenant au moins un orifice (7) disposé en regard dudit logement en position de verrouillage, le dispositif de verrouillage (5) comprenant une bague (8) disposée autour du premier et du deuxième arbre (2, 3), ladite bague étant mobile en translation axiale entre la position de déverrouillage 5 et la position de verrouillage, et un organe de verrouillage (9) actionné en translation transversale par la bague (8) entre une position de déverrouillage, dans laquelle l'organe de verrouillage (9) est disposé en dehors du logement (6), et une position de verrouillage, dans laquelle l'organe (9) traverse l'orifice (7) du deuxième arbre (3) et est disposé dans le io logement (6) de sorte à bloquer le premier arbre (2) par rapport au deuxième arbre (3). 4. Système de verrouillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bague (8) présente une paroi interne (10) de forme sensiblement 15 tronconique, ladite paroi étant en appui contre l'organe de verrouillage (9) de sorte que le déplacement en translation axiale de la bague (8) entraîne le déplacement en translation transversale de l'organe de verrouillage (9) lors du passage de la position de déverrouillage à la position de verrouillage. 20 5. Système de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague (8) est mobile en rotation selon une plage déterminée en position de déverrouillage, un dégagement (16) étant prévu dans la paroi interne (10), ledit dégagement étant en regard de l'organe de verrouillage (9) lorsque la bague (8) a subi une rotation sur ladite plage de sorte que la paroi interne 25 (10) n'est plus en appui contre l'organe de verrouillage (9) et que celui-ci peut passer de sa position de verrouillage à sa position de déverrouillage. 6. Système de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en qu'un ressort (13) est disposé entre la bague (8) et une 30 surface de butée (14) solidaire du deuxième arbre (3), ledit ressort étant agencé pour pousser la bague (8) vers sa position de verrouillage, le passage à la position de déverrouillage comprimant ledit ressort. 12 7. Système de verrouillage selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de butée (14) présente une lumière (17) dont la largeur défini la plage de rotation de la bague (8), ladite bague présentant une butée (18) introduite dans ladite lumière lorsque la bague (8) est en position de déverrouillage de sorte à arrêter la rotation de ladite bague lorsque la butée (18) arrive contre un bord de la lumière (17). 8. Système de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (5) comprend une bague io de sûreté (27) solidaire en rotation de la bague (8), ladite bague de sûreté entourant le premier arbre (2) et comprenant au moins un décrochement (28), le premier arbre (2) étant pourvu d'une gorge (29) dans laquelle ledit décrochement peut s'engager, ladite bague de sûreté empêchant la rotation de la bague (8) si le décrochement (28) n'est pas disposé en regard de la 15 gorge (29). 9. Système de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la bague (8) est pourvue de butées (19) venant en appui contre le deuxième arbre (3) lorsque la bague (8) est en position de 20 verrouillage, de sorte à empêcher la rotation de ladite bague en position de verrouillage. 10. Système de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le logement (6) du premier arbre (2) présente deux 25 parois (11) inclinées de sorte à présenter une forme évasée permettant le guidage de l'organe de verrouillage (9) vers le fond du logement (6) lors du passage en position de verrouillage. 11 Utilisation d'un système de verrouillage (1) selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 10 pour la connexion d'une colonne de direction sur un pignon de crémaillère d'un véhicule automobile, le premier arbre (2) étant formé par ledit pignon de crémaillère, le deuxième arbre (3) étant formé par une mâchoire comprenant des moyens d'association à la colonne de direction.