FR2618501A1 - Quick connection between two shafts or the like - Google Patents

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Abstract

This connection includes, on one of the shafts, a hollow socket 1 which is secured with a drive plug 16 whose internal surface forms a truncated pyramid for receiving a pyramidal head 24 secured to the second shaft. Furthermore, the socket 1 has retractable pegs 6 pushed back towards the inside by an elastic system 12, 8 but retained in the outer position by an internal ring 14 moved by the elongate shank of the second shaft when it interlocks. Notches 30 for receiving pegs 65 are provided on the shank 22 and contribute to the axial locking of the two shafts.

Description

Il est bien connu que l'assemblage de deux arbres, ou analogues, qui doivent être solidaires à la fois axialement et en rotation, exige non seulement une grande précision de montage mais également l'absence de tout jeu angulaire ou axial. It is well known that the assembly of two shafts, or the like, which must be integral both axially and in rotation, requires not only great assembly precision but also the absence of any angular or axial play.

Cet assemblage est généralement effectué au moyen d'organes simples tels que des systèmes vis-écrou mais ceux-ci doivent être placés dans des endroits bien déterminés et serrés de manière suffisante, ce qui pose des problèmes lorsque que l'accès à la jonction des deux organes à assembler est peu accessible, par exemple lorsque dans un véhicule autombile, on doit monter une fourchette de cardan à l'extrémité de la queue d'un pignon de boîtier de direction, ou assurer la liaison d'un volant et d'un axe de volant. This assembly is generally carried out by means of simple members such as screw-nut systems, but these must be placed in well-defined locations and sufficiently tightened, which poses problems when access to the junction of the two bodies to be assembled is not very accessible, for example when in a self-propelled vehicle, a gimbal fork must be mounted at the end of the tail of a steering gear sprocket, or ensure the connection of a steering wheel and a steering wheel axle.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une liaison rapide qui permette d'accoupler deux arbres, ou autres pièces analogues, par une simple manoeuvre d'emboîtement ne nécéssitant aucune précision particulière et facile à réaliser dans un minimum de place. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by providing a quick connection which makes it possible to couple two shafts, or other similar parts, by a simple interlocking maneuver requiring no particular precision and easy to perform in a minimum of space. .

Cette invention a en effet pour objet une liaison rapide entre deux arbres dont l'un est terminé par une douille creuse et l'autre par une queue allongée dans laquelle la douille comporte d'une part une noix intérieure fixe, ayant des faces internes inclinées de coopération avec des faces correspondantes d'une tête pyramidale de la queue, et d'autre part des pions de verrouillage axial, traversant la paroi de la douille, qui sont repoussés élastiquement vers l'intérieur de cette dernière, mais sont retenus escamotés dans la paroi tant que la douille est vide, tandis que la queue comporte au voisinage de sa tête pyramidale des moyens de déblocage des pions et des encoches de réception de ces pions dans leur position de verrouillage axial des deux arbres l'un par rapport à l'autre. The object of this invention is in fact a rapid connection between two shafts, one of which is terminated by a hollow socket and the other by an elongated tail in which the socket comprises on the one hand a fixed inner nut, having inclined internal faces. of cooperation with corresponding faces of a pyramidal head of the tail, and on the other hand of the axial locking pins, passing through the wall of the sleeve, which are pushed elastically towards the interior of the latter, but are retained retracted in the wall as long as the socket is empty, while the tail comprises, in the vicinity of its pyramidal head, means for unlocking the pins and notches for receiving these pins in their position of axial locking of the two shafts, one with respect to the 'other.

La coopération des faces internes de la noix d'entrainement avec la tête pyramidale de la queue rend cette dernière totalement solidaire en rotation de la douille. En même temps les deux organes'sont immobilisés axialement l'un par rapport à l'autre par les pions de verrouillage et les encoches dans lesquelles ils ont pénètrés. Or, ces différents moyens d'immobilisation sont immédiatement mis en place par la pénétration de la queue d'un arbre à l'intérieur de la douille de l'autre. The cooperation of the internal faces of the drive nut with the pyramidal head of the tail makes the latter completely integral in rotation with the socket. At the same time the two bodies are immobilized axially with respect to each other by the locking pins and the notches in which they have penetrated. However, these different immobilization means are immediately put in place by the penetration of the tail of a shaft inside the bushing of the other.

Selon une autre caractéristique de l'invention, une bague conique de verrouillage susceptible de coulisser sur la douille sous l'action d'un ressort appuie de manière constante sur l'extrémité extérieure des pions. According to another characteristic of the invention, a conical locking ring capable of sliding on the sleeve under the action of a spring constantly presses on the outer end of the pins.

Aucun risque de recul des pions vers l'ex- térieur ni par suite de séparation des deux organes assemblés n'est donc à craindre. There is therefore no risk of the pins falling back outwards or of the separation of the two assembled members.

La description ci-dessous d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. The description below of an embodiment, given by way of nonlimiting example and shown in the accompanying drawings, will moreover highlight the advantages and characteristics of the invention.

Sur ces dessins
- la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une liaison rapide selon l'invention avant son assemblage complet,
- la Fig. 2 est une vue analogue à la Fig. 1 de la liaison rapide complètement engagée,
la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2,
- la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2.
On these drawings
- Fig. 1 is a view in longitudinal section of a quick connection according to the invention before its complete assembly,
- Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 of the fast link fully engaged,
Fig. 3 is a sectional view along line 3-3 of FIG. 2,
- Fig. 4 is a sectional view along line 4-4 of FIG. 2.

- la Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de l'invention. - Fig. 5 is a view in longitudinal section of another embodiment of the invention.

Les Figs 1 et 2 représentent une liaison rapide reliant deux arbres dont l'un est muni d'une fourchette de cardan, mais il apparaitra clairement que ceci n'est donné qu'à titre d'exemple et que la liaison rapide, objet de l'invention peut servir à relier entre eux deux arbres quelconques ou même d'autres pièces. Figs 1 and 2 show a quick link connecting two shafts, one of which is fitted with a gimbal fork, but it will be clear that this is only given as an example and that the quick link, the object of the invention can be used to interconnect any two trees or even other parts.

L'arbre 1 terminé par une fourchette de cardan 2 est creux et forme une douille sensiblement cylindrique ouverte à son extrémité 3et percée de plusieurs trous 4, trois dans l'exemple de réalisation représenté, qui sont régulièrement espacés sur sa circonférence. Dans chacun de ces trous 4 est monté un pion de verrouillage 6 qui traverse de part en part la paroi de la douille. Les pions 6 sont tous repoussés vers la douille par une bague tronconique 8 dont la grande base appuie sur leur tête 10 tandis que sa petite base repose sur la surface extérieure de la douille 1 et peut coulisser par rapport à celle-ci. Un ressort hélicoïdal 12 est monté entre cette bague 8 et un bossage 13 de la douille 1, qui dans le mode de réalisation représenté est formé par les branches mêmes de la fourchette, et tend à repousser la bague 8 vers l'extrémité opposée de la douille 1.Cet effort du ressort 12 est toutefois contrecarré par une bague interne circulaire 14 qui est montée à l'intérieur de la douille de façon à fermer les orifices 4 et contre laquelle butent les pions 6. The shaft 1 terminated by a gimbal fork 2 is hollow and forms a substantially cylindrical bushing open at its end 3 and pierced with several holes 4, three in the embodiment shown, which are regularly spaced around its circumference. In each of these holes 4 is mounted a locking pin 6 which passes right through the wall of the socket. The pins 6 are all pushed towards the socket by a frustoconical ring 8 whose large base presses on their head 10 while its small base rests on the external surface of the socket 1 and can slide relative to the latter. A helical spring 12 is mounted between this ring 8 and a boss 13 of the sleeve 1, which in the embodiment shown is formed by the same branches of the fork, and tends to push the ring 8 towards the opposite end of the sleeve 1.This spring force 12 is however counteracted by a circular internal ring 14 which is mounted inside the sleeve so as to close the orifices 4 and against which the pins 6 abut.

La douille 1 contient en outre une noix d'entraînement 16 qui dans l'exemple de réalisation représenté est fixée sur elle par l'intermédiaire de cannelures 18 mais pourrait lui être assemblée par tout autre moyen ou même être d'une seule pièce avec elle, comme le montre la Fig. 5. La surface interne de la noix d'entraînement 16 comporte un certain nombre de faces inclinées 20 délimitant sensiblement un tronc de pyramide dont la grande base est située au voisinage de la bague interne 14, tandis que sa petite base est dirigée vers,les branches de la fourche de cardan. The sleeve 1 also contains a drive nut 16 which in the illustrated embodiment is fixed on it by means of grooves 18 but could be assembled to it by any other means or even be in one piece with it , as shown in Fig. 5. The internal surface of the drive nut 16 has a number of inclined faces 20 substantially delimiting a truncated pyramid, the large base of which is located in the vicinity of the internal ring 14, while its small base is directed towards the branches of the gimbal fork.

Le second arbre à assembler comporte lui une queue allongée 22 de forme sensiblement cylindrique ou prismatique qui est terminée par une tête pyramidale 24 ayant le même nombre de faces que le tronc de pyramide de la noix 16. La tête pyramidale 24 est reliée au corps de la queue 22 par l'intermédiaire d'une portion rectiligne 26 formant avec le corps 22 un épaulement extérieur 28. The second shaft to be assembled has an elongated tail 22 of substantially cylindrical or prismatic shape which ends in a pyramidal head 24 having the same number of faces as the pyramid trunk of the nut 16. The pyramidal head 24 is connected to the body of the tail 22 by means of a rectilinear portion 26 forming with the body 22 an external shoulder 28.

Au delà de cet épaulement 28 le corps 22 comporte plusieurs encoches 30 occupant chacune une portion de sa circonférence. Ces encoches sont délimitées axialement par des flancs 31 et 32 inclinés en sens inverse de sorte qu'elles s'évasent vers l'extérieur. Beyond this shoulder 28, the body 22 has several notches 30 each occupying a portion of its circumference. These notches are delimited axially by flanks 31 and 32 inclined in opposite directions so that they flare outwards.

Lorsque l'on veut assembler entre elles les arbres ou pièces let 22, il suffit d'introduire la tête 24 de la queue 22 à l'intérieur de la douille 1.  When the trees or parts let 22 are to be joined together, it suffices to introduce the head 24 of the tail 22 inside the socket 1.

Comme le montre la Fig. 1 la portion cylindrique 26 de cette tête passe à l'intérieur de la bague 14, mais l'épaulement 28 vient buter contre cette bague et l'entraîne en direction de la noix 16. Ce déplacement ouvre les orifices 4 de la douille et amène les encoches 30 en regard des pions 6 qui sont immédiatement poussés à l'intérieur de ces encoches par la bague tronconique 8 qui est repoussée le long de la douille 1 par le ressort 12. Les pions 6 sont ainsi rigoureusement immobilisés par rapport à la queue 22 par l'action conjugée de la bague conique 8, repoussée vers l'extrémité ouverte de la douille 1 par le ressort 12, et de la paroi latérale 31 des encoches. Aucun déplacement axial relatif de ces deux organes n'est donc possible.As shown in Fig. 1 the cylindrical portion 26 of this head passes inside the ring 14, but the shoulder 28 abuts against this ring and drives it in the direction of the nut 16. This movement opens the orifices 4 of the sleeve and brings the notches 30 facing the pins 6 which are immediately pushed inside these notches by the frustoconical ring 8 which is pushed along the sleeve 1 by the spring 12. The pins 6 are thus rigorously immobilized relative to the tail 22 by the combined action of the conical ring 8, pushed towards the open end of the sleeve 1 by the spring 12, and of the side wall 31 of the notches. No relative axial displacement of these two members is therefore possible.

Pendant que l'épaulement 28 entraînait la bague sterne de retenue 14, la tête 24 a pénétré à
t I'inté~eur de la noix 16, chacune de ses faces venant s'appliquer contre l'une des faces 20 de cette noix.
While the shoulder 28 was driving the tern retaining ring 14, the head 24 entered
t I'inté ~ eur of the nut 16, each of its faces coming to rest against one of the faces 20 of this nut.

La tête 24 et la noix d'entraînement 16 sont donc rigoureusement solidaires en rotation. Par suite, lorsqu'ils sont dans la position complètement engagée représentée sur la Fig. 2, les arbres 1 et 22 sont rigoureusement solidaires à la fois en rotation et axialement, sans jeu angulaire ni axial. En effet, les pions 6 poussent fermement la queue 22 contre les faces 20 au fond de la noix 16 par l'intermédiaire des pentes 31 et rattrapent ainsi les jeux.The head 24 and the drive nut 16 are therefore rigorously integral in rotation. As a result, when in the fully engaged position shown in FIG. 2, the shafts 1 and 22 are strictly secured both in rotation and axially, without angular or axial play. Indeed, the pins 6 firmly push the tail 22 against the faces 20 at the bottom of the nut 16 via the slopes 31 and thus make up for the clearances.

La liaison entre ces deux arbres a été obtenue par une simple manoeuvre d'emboîtement de la queue 22 dans la douille 1 sans qu'il soit nécessaire de présenter l'un à l'autre ces organes dans une position précise déterminée. En effet, la longueur périphérique des encoches 30 est telle que la pénétration des pions 6 dans ces encoches s'éffectue de manière sûre et risque tout au plus d'exiger un très léger déplacement angulaire dans un sens ou dans l'autre. D'une façon générale ce déplacement angulaire est d'ailleurs provoqué par le centrage des faces 24 de la tête pyramidale à l'intérieur de la noix 16, centrage qui s'effectue automatiquement lors de l'emboîtement de ces deux organes,
La liaison rapide ci-dessus peut donc être établie sans aucune précision, par une main d'oeuvre non qualifiée et même au moyen d'un système automatique tel qu'un robot, et est particulièrement adaptée pour l'assemblage d'arbres ou analogues en des points où ils sont difficilement accessibles.
The connection between these two shafts was obtained by a simple operation of fitting the tail 22 into the socket 1 without it being necessary to present these members to one another in a precise determined position. Indeed, the peripheral length of the notches 30 is such that the penetration of the pins 6 in these notches is effected in a safe manner and risks at most requiring a very slight angular displacement in one direction or the other. In general, this angular displacement is moreover caused by the centering of the faces 24 of the pyramidal head inside the nut 16, centering which takes place automatically when these two members fit together,
The above rapid connection can therefore be established without any precision, by an unskilled workforce and even by means of an automatic system such as a robot, and is particularly suitable for the assembly of shafts or the like. at points where they are difficult to access.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Liaison rapide entre deux arbres, ou analogues, dont l'un est terminé par une douille creuse cylindrique (1) et l'autre par une queue allongée (22) cylindrique, caractérisée en ce que la douille (1) comporte ,d'une part, une noix intérieure (16), fixe, ayant des faces internes (20) inclinées de coopération avec des faces correspondantes d'une tête pyramidale (24) d'extrémité de la queue (22), et d'autre part, des pions de verrouillage axial (6), traversant la paroi de la douille, qui sont repoussés élastiquement vers l'intérieur de cette dernière, mais sont retenus dans cette paroi tant que la douille est vide, et en ce que la queue (22) comporte au voisinage de sa tête pyramidale (24) des moyens (28) de déblocage des pions et des encoches (30) de réception de ces pions dans leur position de verrouillage axial des deux arbres l'un par rapport à l'autre pour assurer une liaison sans jeu angulaire ni axial. 1. Quick connection between two shafts, or the like, one of which is terminated by a cylindrical hollow bush (1) and the other by an elongated cylindrical tail (22), characterized in that the bush (1) comprises, d firstly, an inner nut (16), fixed, having internal faces (20) inclined to cooperate with corresponding faces of a pyramidal head (24) end of the tail (22), and secondly , axial locking pins (6), passing through the wall of the sleeve, which are pushed elastically towards the inside of the latter, but are retained in this wall as long as the sleeve is empty, and in that the tail (22 ) comprises in the vicinity of its pyramidal head (24) means (28) for unlocking the pins and notches (30) for receiving these pins in their position of axial locking of the two shafts relative to each other for ensure a connection without angular or axial play. 2. Liaison rapide suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une bague tronconique (8) coulisse sur la douille sous l'action d'un ressort (12) et appuie sur l'extrémité extérieure des pions (6). 2. Quick connection according to claim 1, characterized in that a frustoconical ring (8) slides on the sleeve under the action of a spring (12) and presses on the outer end of the pins (6). 3. Liaison rapide suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une bague interne (14) de retenue des pions en position extérieure qui est susceptible de coulisser à l'intérieur de la douille (2). 3. Quick connection according to one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises an internal ring (14) for retaining the pins in the external position which is capable of sliding inside the sleeve (2). 4. Liaison interne suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la queue (22) comporte un épaulement externe (28) de butée et d'entraînement de la bague interne coulissante (14). 4. Internal connection according to claim 3, characterized in that the tail (22) has an external shoulder (28) for abutment and for driving the internal sliding ring (14). 5. Liaison interne suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la queue allongée (22) comporte un certain nombre d'encoches circonférentielles (30) de réception chacune de l'un des pions (6) en position de blocage et de rattrapage de jeu axial et angulaire. 5. Internal connection according to one of the preceding claims, characterized in that the elongated tail (22) comprises a certain number of circumferential notches (30) for receiving each of one of the pins (6) in the locked position and for taking up axial and angular play. 6. Liaison rapide suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la noix d'entraînement (16) est rendue solidaire de la doUille (1) par des cannelures (18). 6. Quick connection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive nut (16) is made integral with the doUille (1) by grooves (18). 7. Liaison rapide suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la noix (16) est d'une seule pièce avec la douille (2). 7. Quick connection according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nut (16) is in one piece with the sleeve (2). 8. Liaison rapide suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les faces internes inclinées (20) de la noix d'entraînement (16) forment un tronc de pyramide à base triangulaire, la tête pyramidale (24) de la queue (22) ayant également une base sensiblement triangulaire.  8. Quick connection according to one of the preceding claims, characterized in that the inclined internal faces (20) of the drive nut (16) form a pyramid trunk with a triangular base, the pyramidal head (24) of the tail (22) also having a substantially triangular base.
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