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Tre
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Molecule
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DES
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PORTES
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gold
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regla
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Physical
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de 3 mm
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de 6 mm
(2)
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5 mm
(1)
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Organism
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axia
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Disease
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Rale
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515129A1
Family ID 8035725
Probable Assignee Hutchinson
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PERFECTIONNEMENTS AUX ARTICULATIONS POUR COLONNES DE
DIRECTION
EN Title COUPLING FOR VEHICLE STEERING COLUMN - HAS CENTRAL BODY WITH
PLASTICS SEATINGS FOR PINS OF JOINT FORKS
Abstract
_________________________________________________________________
IL S'AGIT D'UNE ARTICULATION POUR RELIER ENTRE EUX LES DEUX TRONCONS
RECTILIGNES NON ALIGNES 1, 2 D'UNE COLONNE DE DIRECTION, ARTICULATION
COMPRENANT RESPECTIVEMENT DEUX TOURILLONS 4 ET 6 PORTES PAR DES
FOURCHES 3, 5 SOLIDAIRES DESDITS TRONCONS ET UN CORPSCENTRAL 7 EVIDE
PAR DEUX LOGEMENTS PRESENTANT DES AXES A ET B PERPENDICULAIRES ENTRE
EUX ET PROPRES A RECEVOIR LES DEUX TOURILLONS PAR L'INTERMEDIAIRE DE
MANCHONS EN MATERIAU ELASTOMERE. CHACUN DES MANCHONS 10, 11 PRESENTE
UN DIAMETRE EXTERIEUR CROISSANT DE SON CENTRE A CHACUNE DE SES
EXTREMITES AXIALES.
The coupling is for the two non-aligned sections (1,2) of a steering
column, and includes a primary pivot bolt (4) having an axis
perpendicular to the first section (x) carried in a fork attached to
the first section. A second pivot bolt (6) is carried by a fork on the
second section. There is a central body (7) carrying, in two recesses
(8,9) with perpendicular axes, two rigid dowels (12,13) in plastics
seating (10,11), to engage the bolts. The exterior dia. of each
seating has a necked section with a corresp. surface on each recess.
Description
_________________________________________________________________
Perfectionnements aux articulations pour colonnes de direction.
L'invention est relative aux articulations du gen-
re des cardans qui, dans les colonnes de direction de
vehicules comportant deux troncons rectilignes non ali-
gnes, relient ces deux troncons entre eux de facon a transmettre les
couples de l'un a l'autre, l'un desdits troncons etant solidarise avec
le volant du vehicule et l'autre avec un organe de commande de
l'orientation horizontale des roues avant de ce vehicule, organe tel
qu'une vis sans fin.
On connait l'interet que presentent au plan de la securite de telles
colonnes de direction constituees de troncons non alignes articules
entre eux: lors d'un choc frontal subi par le vehicule, un
rapprochement longitudinal des deux extremites d'une telle colonne est
en effet rendu possible par la fermeture de l'angle de "cassure" forme
entre ses troncons constitutifs de sorte que le volant peut demeurer
en place au lieu d'etre
repousse brusquement vers l'interieur de l'habitacle.
L'invention vise plus particulierement, parmi les articulations
considerees, celles qui comprennent un
premier tourillon d'axe perpendiculaire a celui du pre-
mier troncon de colonne et porte par une premiere four-
che solidaire de ce premier troncon, un second touril-
lon d'axe perpendiculaire a celui du second troncon de 'colonne et
porte par une seconde fourche solidaire de ce second troncon, et un
corps central portant, dans deux
logements d'axes perpendiculaires entre eux, par l'in-
termediaire de deux manchons en materiau elastomere, deux douilles
rigides propres a recevoir respectivement les deux tourillons, chacun
de ces deux manchons ayant
sa surface interieure solidarisee avec la surface ex-
terne de la douille correspondante et sa surface exte-
rieure solidarisee avec la surface interne du logement correspondant.
Avec de telles articulations, les rotations du volant se traduisent
par des deformations alternatives
des manchons en ce sens que les axes des douilles s'in-
clinent sur les axes des logements correspondants en ecrasant
certaines portions des manchons correspondants l O et au contraire en
sollicitant a l'expansion d'autres
portions de ces manchons.
Dans les modes de realisation connus de ces arti-
culations, les manchons sont limites non seulement in-
terieurement, mais aussi exterieurement, par des sur-
faces cylindriques de revolution, l'epaisseur radiale de chaque
manchon etant donc la meme en tous les points
de ce manchon.
L'amplitude maximum des inclinaisons entre les
douilles et leurs logements, laquelle limite superieu-
rement l'angle de cassure forme entre les deux troncons de la colonne
de direction, est alors elle-meme limitee -par ladite epaisseur des
manchons: au-dela d'un certain degre de deformation de ces manchons
correspondant a un ecrasement local maximum de ceux-ci,on observe en
effet des points durs desagreablement ressentis par l'usager
du volant.
Comme l'epaisseur en question est elle-meme limi-
tee superieurement par le fait que les articulations ne doivent pas
etre trop souples, l'angle de cassure de ces
articulations est limite a une valeur faible, generale-
ment inferieure a 10.
L'invention a pour but, surtout, d'augmenter l'am-
plitude maximum envisageable pour les angles d'inclinai-
son entre les douilles et leurs logements et donc l'an-
gle de cassure susceptible d'etre forme entre les deux
troncons de la colonne de direction.
A cet effet, les articulations du genre en ques-
tion sont, selon l'invention, essentiellement caracteri-
sees en ce que le diametre exterieur de chacun de leurs manchons en
elastomere croit entre le centre de ce manchon et chacune de ses deux
extremites axiales, la surface interne de chaque logement de leur
corps central etant etranglee en correspon-
dance.
Dans des modes de realisation preferes, on a re-
l O cours en outre a l'une et/ou a l'autre des dispositions suivantes:
l'epaisseur radiale de chaque manchon demeure cons-
tante dans une zone centrale de ce manchon, la dimension axiale de la
zone centrale a epaisseur constante est de l'ordre du tiers de la
longueur axiale du manchon, chacune des deux extremites axiales du
manchon est delimitee exterieurement par une surface tronconique,
le demi-angle au sommet de chaque surface tronconi-
que est compris entre 10 et 250, etant de preference de l'ordre de 15
a 200,
chacun des deux manchons est delimite exterieure-
ment par une surface a courbure continue du genre hyperbololde de
revolution,
l'epaisseur radiale de chaque manchon est de gold-
dre de 3 mm au centre de celui-ci et de l'ordre de 6 mm
a chacune de ses extremites axiales.
L'invention comprend, mises a part ces disposi-
tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de
preference en meme temps et dont il sera
plus explicitement question ci-apres.
Dans ce qui suit, l'on va decrire des modes de realisation preferes de
l'invention en se referant au
dessin ci-annexe d'une maniere bien entendu non limita-
tive.
La figure 1, de ce dessin, montre en vue late-
rale, parties arrachees, une articulation de colonne
de direction etablie conformement a l'invention.
La figure 2 montre, en coupe axiale par rapport a l'un des deux
manchons et en coupe transversale par rapport a l'autre manchon, le
corps central d'une telle articulation. La figure 3 montre
semblablement a la figure 2 une variante du corps central egalement
conforme a
l'invention.
L'articulation consideree est destinee a relier entre eux les deux
troncons rectilignes constitutifs d'une colonne de direction, savoir
un premier troncon 1 d'axe geometrique X et un second troncon 2 d'axe
geometrique Y. Cette liaison doit etre telle que, d'une part, les axes
X et Y forment entre eux un certain angle de "cassure" non nul, et
que, d'autre part, les couples exerces sur l'un des deux troncons
autour de son axe soient transmis a
l'autre troncon et inversement.
Le troncon 1 de la colonne est solidarise a son
extremite axiale superieure, lwplus eloignee de l'ar-
ticulation consideree, avec un volant de commande de
direction de vehicule.
Le troncon 2 est solidarise, quant a lui, a son
extremite axiale inferieure, la plus eloignee de l'ar-
ticulation, avec une piece de commande de l'orientation horizontale
des roues avant du vehicule, piece telle
qu'une vis sans fin.
Chacun des deux troncons 1 et 2 est supporte, directement ou non, par
le chassis du vehicule en une
zone eloignee de l'articulation, de sorte que celle-
ci est flottante dans l'espace et prend automatiquement la position
correspondant a une repartition homogene
des efforts de deformation sur ses constituants.
Le troncon 1 porte, par l'intermediaire d'une chape ou fourche 3, un
tourillon 4 d'axe A perpendiculaire a
l'axe X-.
Le troncon 2 porte,par l'intermediaire d'une chape ou fourche 5, un
tourillon 6 d'axe B perpendiculaire a l'axe Y. Un corps metallique
central 7 est evide de part en part par deux logements 8 et 9 d'axes
perpendiculaires entre eux dans lesquels sont logees
respectivement,avec interposition de manchons en caoutchouc ou
elastomere 10 et 11, deux douilles cylindriques metalliques 12 et 13
propres a recevoir elles-memes jointivement respective-
ment les deux tourillons 4 et 6.
Chaque douille 12,13 est solidarisee par vissage avec le tourillon
qu'elle contient et avec la fourche
qui supporte ce tourillon.
A cet effet, chaque tourillon 4,6 est constitue par un boulon sur
l'extremite filetee duquel est visse un
ecrou tel que celui visible en 14 sur la figure 1.
Ce vissage a pour effet de serrer les deux ailes de fourche traversees
par le boulon en question contre les
extremites axiales de la douille correspondante,lesquel-
les extremites debordent en general axialement par rap-
port au manchon correspondant.
La face interieure de chaque manchon 10 est elle-
mome solidarisee avec la face externe de la douille 12,13 que ce
manchon entoure et la face exterieure dudit manchon
est solidarisee avec la face interne de son logement 8,9.
Cette solidarisation peut etre effectuee de toute facon desirable, par
exemple par adherisation,par collage et/ou par emmanchement a force,le
manchon etant,dans ce dernier cas,comprime au moins localement,
radialement
et/ou axialement, lors de son montage, et demeurant en-
suite dans cet etat comprime.
Le mode de solidarisation adopte pour la face inte-
rieure du manchon peut differer de celui adopte pour la
face exterieure.
L'invention reside essentiellement dans la forme de
cette face exterieure du manchon, laquelle est une re-
plique exacte de la face interne du logement correspon-
dant, au moins apres le montage dudit manchon dans l'ar-
ticulation, vu que celui-ci peut subir une deformation
par compression lors de ce montage.
Cette forme n'est plus ici cylindrique de revolu-
tion comme dans les realisations connues.
Elle est encore ici de revolution, mais presente un col central
retreci C raccorde axialement, de facon continue ou non, a des
embouchures evasees E. Dans le mode de realisation illustre sur la
figure 1, le col C est cylindrique en ce sens qu'il conserve le meme
diametre minimum sur une certaine longueur axiale: cette longueur est
ici de l'ordre du tiers de la longueur axiale du manchon, mais elle
pourrait etre plus courte, voire nulle, ou au contraire plus longue et
atteindre par exemple la moitie de cette longueur
axiale du manchon.
Le col central C est ici raccorde le long de ses deux extremites
axiales circulaires a deux surfaces tronconiques constituant les
embouchures evasees E. Le demi-angle au sommet de chacune de ces deux
surfaces tronconiques est compris entre 10 et 250, etant
de preference de l'ordre de 15 a 20.
L'epaisseur radiale de la zone centrale de chaque manchon une fois
monte est du meme ordre de grandeur
que celle des manchons cylindriques connus, etant no-
tamment de l'ordre de 3 a 5 mm, et cette epaisseur
atteint sensiblement le double de cette valeur a cha-
que extremite axiale du manchon une fois monte.
Du fait de la compression possible du manchon lors de son montage, sa
surface exterieure peut presenter a l'etat libre des embouchures E
plus evasees qu'apres
montage: c'est ainsi qu'une valeur de 120 du demi-
angle au sommet d'une telle embouchure E apres montage du manchon avec
compression peut correspondre a une valeur de 15 ou 16 de ce
demi-angle pour l'etat libre
du manchon.
Dans le mode de realisation illustre sur la fi-
gure 3, la courbure de la surface consideree definis-
sant l'exterieur du manchon monte est continue tout le long de cette
surface, sa forme generale etant celle
d'un hyperboloide de revolution ou analogue.
Dans tous les cas, chaque manchon evase presen-
te approximativement la forme generale d'un diabolo
etire axialement.
Avec de tels manchons evases ou diabolos, on peut atteindre pour
l'angle d'inclinaison entre l'axe de chaque douille et celui de son
logement evide dans le corps central une valeur maximum tres
superieure a celle susceptible d'etre atteinte avec les manchons
cylindriques connus presentant une souplesse compara-
ble, c'est-a-dire une epaisseur comparable en leur
zone centrale.
C'est ainsi que cette valeur maximum est prati-
quement doublee par rapport aux constructions a man-
chons cylindriques, passant d'environ 50 a environ 10
si l'on donne au demi-angle d'evasement de chaque em-
bouchure E une valeur de 150.
On peut ainsi doubler l'angle de cassure entre les axes X et Y des
deux troncons l et 2 constituant la colonne de direction, cet angle
pouvant atteindre
une valeur de 20 pour l'exemple numerique donne ci-
dessus: en effet, chacun des deux diabolos assume a chaque instant a
peu pres la moitie de l'effort de
deformation global impose a l'ensemble de l'articula-
tion lors des rotations du volant, l'un de ces diabolos travaillant a
la torsion quand l'autre se deforme en
"cone" et inversement.
Cette possibilite de donner a l'angle de cassu-
re une valeur elevee constitue un avantage important pour certaines
colonnes de direction, en particulier
lorsque l'espace disponible au voisinage de cette colon-
ne doit etre occupe par d'autres accessoires.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de
realisation adopte, on dispose finalement d'articula-
tions pour colonnes de direction dont la constitution et les avantages
(notamment la possibilite de donner a l'angle de cassure une valeur
relativement elevee)
resultent suffisamment de ce qui precede.
Comme il va de soi, et comme il resulte d'ail-
leurs deja de ce qui precede, l'invention ne se limite
nullement a ceux de ses modes d'application et de rea-
lisation qui ont ete plus specialement envisages; elle en embrasse, au
contraire, toutes les variantes, notamment celles o l'une au moins des
deux douilles serait supprimee, le role de cette douille pouvant alors
etre directement assume par le tourillon qu'elle
recoit et ces deux pieces (douille et tourillon) pou-
vant alors etre considereescomme fusionnees en une seule: c'est le cas
lorsque la solidarisation du manchon avec le tourillon qui le traverse
est assuree par compression axiale, ce tourillon etant par exemple
constitue par un boulon approprie a epaulement regla-
ble en position axiale.
Il est a noter que l'invention vise non seule-
ment les articulations decrites ci-dessus, mais aussi les corps
centraux de ces articulations, equipes ou non de leurs diabolos et de
leurs douilles, ainsi que
les diabolos propres a equiper ces corps centraux.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Articulation pour relier entre eux les deux troncons rectilignes non
alignes ( 1, 2) d'une colonne de direction, comprenant un premier
tourillon ( 4) d'axe {A) perpendiculaire a celui (X) du premier
troncon de colonne ( 1) et porte par une premiere fourche ( 3) soli-
daire de ce premier troncon, un second tourillon ( 6) d'axe (B)
perpendiculaire a celui (Y) du second troncon- de la colonne ( 2) et
porte par une seconde fourche ( 5) solidaire de ce second troncon, et
un corps central ( 7) portant, dans deux logements ( 8, 9) d'axes
perpendicu- laires entre eux, par l'intermediaire de deux manchons (
10, 11) en materiau elastomere, deux douilles rigides ( 12, 13)
propres a recevoir respectivement les deux tourillons, la surface
interieure de chacun de ces deux manchons etant solidarisee avec la
surface exter- ne de la douille correspondante et sa surface exterieu-
re etant solidarisee avec la surface interne du loge- ment
correspondant, caracterisee en ce que le diametre exterieur de chacun
de ses manchons ( 10, 11) croit en- tre le centre de ce manchon et
chacune-de ses deux extremites axiales, la surface interne de chaque
loge- ment ( 8, 9) etant etranglee en correspondance.
2 Articulation selon la revendication 1, carac- terisee en ce que
l'epaisseur radiale de chaque man- chon ( 10, 11) demeure constante
dans une zone centrale ( 6) de ce manchon.
3 Articulation selon la revendication 2, carac- terisee en ce que la
dimension axiale de la zone cen- trale (C) a epaisseur constante est
de l'ordre du tiers de la longueur axiale du manchon ( 10, 11).
4 Articulation selon l'une quelconque des pre- cedentes
revendications, caracterisee en ce que chacune des deux extremites
axiales du manchon ( 10, 11) est delimitee exterieurement par une
surface tronconique (E).
5 Articulation selon la revendication 4, carac- terisee en ce que le
demiangle au sommet de chaque surface tronconique est compris entre 10
et 25.
6 Articulation selon la revendication 5, carac- terisee en ce que le
demi-angle au sommet de chaque surface tronconique (E) est de l'ordre
de 15.
7 Articulation selon la revendication 1, carac- terisee en ce que
chacun des deux manchons ( 10, 11) est delimite exterieurement par une
surface a courbure continue du genre hyperbololde de revolution.
8 Articulation selon l'une quelconque des pre- cedentes
revendications, caracterisee en ce que l'epais- seur de chaque manchon
( 10, 11) est de l'ordre de 3 mm au centre de celui-ci et de l'ordre
de 6 mm a chacune de ses extremites axiales.
9 Articulation selon l'une quelconque des pre- cedentes
revendications, caracterisee en ce que l'un au moins des manchons (
10, 11) est, en son etat monte, comprime au moins localement,
radialement et/ou axia- lement.
10 Articulation selon la revendication 9, carac- terisee en ce que
l'une au moins des douilles ( 12, 13) est supprimee, son role etant
joue par le tourillon ( 4, 6) correspondant.
11 Corps central d'une articulation selon l'une quelconque des
precedentes revendications, caracterise en ce que chacun des deux
logements ( 8, 9) d'axes per- pendiculaires entre eux qui l'evident de
part en part est delimite par une surface de revolution presentant un
col retreci (C) et deux embouchures evasees (E).
12 Manchon de revolution propre A equiper un logement d'un corps
central selon la revendication 11, et presentant une surface interne
cylindrique, carac- terise en ce que son diametre exterieur est
croissant en- tre son centre et chacune de ses extremites axiales.
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