FR2637953A1 - Device for rotational coupling and relative angular setting of two coaxial elements, using a cam, and steering wheel including it - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'accouplement en rotation de deux éléments coaxiaux autour d'un axe commun, adapté a en permettre un ajustement angulaire relatif. The present invention relates to a device for the rotational coupling of two coaxial elements around a common axis, adapted to allow relative angular adjustment thereof.
Un tel ajustement angulaire relatif trouve notamment sa raison d'être dans le cas d'un volant de direction comportant une portion annulaire munie intérieurement de cannelures axiales adaptées a coopérer avec la partie terminale d'une colonne de direction, présentant sur son pourtour des cannelures axiales complémentaires. Such a relative angular adjustment finds in particular its raison d'être in the case of a steering wheel comprising an annular portion provided internally with axial grooves adapted to cooperate with the end part of a steering column, having grooves on its periphery complementary axial.
Le montage d'un tel volant sur une colonne de direction ne peut se faire que dans une position angulaire relative dans laquelle les creux des cannelures de la portion annulaire correspondent aux nervures en saillie de la partie terminale de la colonne de direction, et réciproquement. The mounting of such a steering wheel on a steering column can only be done in a relative angular position in which the hollows of the grooves of the annular portion correspond to the projecting ribs of the end portion of the steering column, and vice versa.
Un tel montage peut se faire dans un grand nombre de configurations angulaires relatives, décalées angulairement de lXécart angulaire entre les creux (ou les nervures) des cannelures (couramment égal a quelques degrés 4 par exemple). Such an assembly can be done in a large number of relative angular configurations, angularly offset by the angular difference between the hollows (or the ribs) of the grooves (usually equal to a few degrees 4 for example).
Or on donne parfois aux volants de direction une géométrie présentant un plan de symétrie dont on souhaite que, en service, il soit rigoureusement vertical lorsque les roues du véhicule équipé de ce volant de direction roulent exactement en ligne droite. Mais l'expérience montre qu'il est très rare que l'une de ces configurations angulaires relatives précitées satisfasse exactement a cette exigence : il subsiste généralement un léger décalage. On cherche en conséquence a intégrer a un tel volant de direction un dispositif de réglage angulaire adapté, après que le volant ait été positionné au mieux sur la colonne de direction, à permettre un ajustement angulaire fin jusqu'a satisfaire la condition précitée. However, the steering wheels are sometimes given a geometry having a plane of symmetry which it is desired that, in service, it is strictly vertical when the wheels of the vehicle equipped with this steering wheel roll exactly in a straight line. However, experience shows that it is very rare for one of these aforementioned relative angular configurations to exactly satisfy this requirement: there is generally a slight offset. We therefore seek to integrate into such a steering wheel a suitable angular adjustment device, after the steering wheel has been positioned as best as possible on the steering column, to allow fine angular adjustment until the above condition is satisfied.
L'amplitude de cet ajustement angulaire fin est en fait très faible puisqu'il suffit qu'elle soit voisine du pas angulaire des cannelures, voire de sa moitié.The amplitude of this fine angular adjustment is in fact very small since it is sufficient for it to be close to the angular pitch of the grooves, or even half of it.
Diverses solutions ont déjà été proposées å cet effet. Various solutions have already been proposed for this purpose.
Ainsi on connait notamment la demande de brevet
FR qui divulgue un dispositif d'accouplement en rotation de deux éléments coaxiaux autour d'un axe commun comportant un moyeu solidaire de l'un des éléments et une pièce intermédiaire pour la liaison en rotation de ce moyeu à l'autre de ces éléments. Le moyeu et la pièce intermédiaire y sont attelés axialement l'un & l'autre ; la pièce intermédiaire est adaptée a être calée en rotation sur ledit autre élément ; et une vis transversale y est prévue, qui est maintenue longitudinalement dans le moyeu, radialement à distance de l'axe commun, tandis qu'un écrou engagé sur cette vis est attelé à la pièce intermédiaire parallèlement à cette vis.So we know in particular the patent application
FR which discloses a device for the rotational coupling of two coaxial elements around a common axis comprising a hub integral with one of the elements and an intermediate piece for the rotational connection of this hub to the other of these elements. The hub and the intermediate piece are axially coupled to each other; the intermediate piece is adapted to be locked in rotation on said other element; and a transverse screw is provided there, which is held longitudinally in the hub, radially away from the common axis, while a nut engaged on this screw is coupled to the intermediate piece parallel to this screw.
Cette solution donne tout à fait satisfaction. This solution is entirely satisfactory.
L'invention vise toutefois un niveau encore meilleur de performances, tant du point simplicité de réalisation et de mise en oeuvre, que du point de vue économique (faible coût de revient), sans nécessiter l'emploi d'outils autres que ceux du commerce, tout en évitant que le désaccouplage des éléments à accoupler soit nécessaire ou meme possible pendant l'opération de ce réglage. The invention however aims for an even better level of performance, both from the point of simplicity of implementation and implementation, than from the economic point of view (low cost), without requiring the use of tools other than those of the trade , while avoiding that uncoupling of the elements to be coupled is necessary or even possible during the operation of this adjustment.
L'invention vise en outre une tenue mécanique accrue en torsion et de flexion du volant vis-à-vis de la colonne de direction. The invention further relates to increased mechanical resistance in torsion and bending of the steering wheel vis-à-vis the steering column.
De maniere générale l'invention propose à cet effet, un dispositif d'accouplement en rotation l'un à l'autre, et de réglage angulaire relatif, de deux éléments coaxiaux autour d'un axe commun comportant une premiere bague formant un moyeu solidaire de l'un des éléments et, attelée axialement à cette première bague une seconde bague formant pièce intermédiaire adaptée à être calée en rotation sur l'autre élément et à lui atteler le moyeu en rotation, caractérisé en ce que l'une des bagues porte une vis de manoeuvre orientée axialement, qui lui est attelée axialement, quoique libre en rotation sur elle-même, tandis que dans l'autre bague est ménagée une saignée sensiblement hélicoïdale bordée par des flancs parallèles formant rampes, présentant un angle d'inclinaison non nul par rapport audit axe commun, un écrou formant came étant à la fois vissé sur la vis de manoeuvre et engagé avec jeu latéral entre lesdits flancs en sorte d'être bloque en rotation par ces flancs vis-à-vis de la vis de manoeuvre, avec possibilité de glissement le long de la saigne. In general, the invention proposes for this purpose, a device for coupling in rotation to each other, and for relative angular adjustment, of two coaxial elements around a common axis comprising a first ring forming a solid hub of one of the elements and, axially coupled to this first ring, a second ring forming an intermediate part adapted to be locked in rotation on the other element and to couple the rotating hub to it, characterized in that one of the rings carries an axially oriented actuating screw, which is axially coupled to it, although free to rotate on itself, while in the other ring is formed a substantially helical groove bordered by parallel sides forming ramps, having a non-tilting angle zero with respect to said common axis, a nut forming a cam being both screwed onto the maneuvering screw and engaged with lateral clearance between said sides so as to be blocked in ro tation by these flanks vis-à-vis the maneuvering screw, with the possibility of sliding along the groove.
Selon des dispositions accessoires préférées de l'invention, alternatives ou combinées
- l'une des bagues comporte un évidement cylindrique dans lequel pénètre une projection cylindrique de l'autre bague, des gorges étant ménagées en regard radialement sur les parois de cet évidement et de cette projection pour recevoir un jonc de maintien axial
- des portées tronconiques complémentaires de centrage sont ménagées auprès de cet évidement et de cette projection
- l'évidement est ménagé dans la bague formant moyeu
- la vis de manoeuvre comporte une portion lisse de section réduite raccordée par un épaulement à une portion filetée coopérant avec l'écrou formant came et comporte auprès de son extrémité libre une gorge recevant un circlips assurant conjointement avec l'épaulement la retenue axiale de la vis de manoeuvre vis-a-vis de ladite bague.According to preferred accessory arrangements of the invention, alternative or combined
- one of the rings has a cylindrical recess into which penetrates a cylindrical projection of the other ring, grooves being formed facing radially on the walls of this recess and this projection to receive an axial retaining ring
- additional frustoconical centering surfaces are provided near this recess and this projection
- the recess is formed in the ring forming the hub
the maneuvering screw comprises a smooth portion of reduced section connected by a shoulder to a threaded portion cooperating with the nut forming a cam and comprises at its free end a groove receiving a circlip ensuring jointly with the shoulder the axial retention of the maneuvering screw with respect to said ring.
- la vis de manoeuvre est portée par la bague formant moyeu
- dans l'une des bagues est vissée une vis de préserrage, diamétralement opposée à la vis de manoeuvre, traversant axialement l'autre bague à la faveur d'un canal oblong å la paroi lisse autorisant un débattement angulaire entre cette vis de préserrage et cette autre bague, cette vis comportant une tête élargie adaptée à porter axialement contre cette autre bague en sorte de la presser axialement contre ladite une des bagues.- the operating screw is carried by the ring forming the hub
- in one of the rings is screwed a pre-tightening screw, diametrically opposite to the maneuvering screw, passing axially through the other ring thanks to an oblong channel å the smooth wall allowing an angular movement between this pre-tightening screw and this other ring, this screw comprising an enlarged head adapted to bear axially against this other ring so as to press it axially against said one of the rings.
- la tête élargie porte axialement sur un épaulement bordant la canal oblong en retrait de la surface libre de cette autre bague
- la vis de préserrage est vissée dans la bague formant moyeu
- l'écrou formant came comporte des flancs parallèles adaptés à longer intérieurement les flancs parallèles de la saignée
- la pièce intermédiaire comporte intérieurement des cannelures longitudinales.- the enlarged head carries axially on a shoulder bordering the oblong channel set back from the free surface of this other ring
- the pre-tightening screw is screwed into the hub ring
the cam nut comprises parallel flanks adapted to internally follow the parallel flanks of the groove
- The intermediate piece internally has longitudinal grooves.
L'invention propose également un volant de direction integrant un dispositif du type précité. The invention also provides a steering wheel incorporating a device of the aforementioned type.
Des objets, caractéristiques et avantages de 1'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif d'accouplement conforme à l'invention
- la figure 2 en est une vue frontale selon la flêche II de la figure 1,
- la figure 3 en est une vue latérale selon la flêche III des figures 1 et 2
- la figure 4 en est une vue transversale selon les lignes IV des figures 1 et 3 ; et
- la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un autre dispositif d'accouplement conforme & l'invention.Objects, characteristics and advantages of the invention appear from the following description, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 is a cross-sectional view of a coupling device according to the invention
FIG. 2 is a front view thereof according to the arrow II in FIG. 1,
- Figure 3 is a side view along arrow III of Figures 1 and 2
- Figure 4 is a transverse view along lines IV of Figures 1 and 3; and
- Figure 5 is a cross-sectional view of another coupling device according to the invention.
Les figures 1 à 4 illustrent un dispositif 1 assurant l'accouplement en rotation d'un volant de direction å une colonne de direction 2 terminée par une portion terminale 3 de diamètre réduit, raccordée au reste de la colonne de direction par une portée tronconique 4, munie de cannelure longitudinales 5 et terminée après une seconde portée 6, par une partie filetée 7 recevant un écrou de serrage 8. Figures 1 to 4 illustrate a device 1 ensuring the rotational coupling of a steering wheel to a steering column 2 terminated by an end portion 3 of reduced diameter, connected to the rest of the steering column by a frustoconical bearing 4 , provided with longitudinal grooves 5 and finished after a second bearing 6, by a threaded part 7 receiving a tightening nut 8.
Le volant de direction comporte une première bague appelée moyeu auquel est rapportée, par exemple par soudure, une barre 10 de liaison à un cercle de manipulation (non représenté). Cette barre est ici fixee à la faveur d'une réduction de section extérieure de la bague 9. The steering wheel comprises a first ring called a hub to which is attached, for example by welding, a bar 10 connecting to a handling circle (not shown). This bar is here fixed by means of a reduction in the external section of the ring 9.
Le moyeu 9 est attelé axialement & une seconde bague 11, ou pièce intermédiaire, calée en rotation sur la portion terminale cannelée 3 de la colonne de direction par des cannelures 12 complémentaires des cannelures 5. The hub 9 is axially coupled to a second ring 11, or intermediate piece, locked in rotation on the splined end portion 3 of the steering column by splines 12 complementary to the splines 5.
Les premieres et seconde bagues 9 et 11 sont affrontées par des surfaces tranversales 13 et 14. La première bague 9 est par ailleurs en butée axiale sur la partie tronconique 6 par une portée tronconique complementaire de centrage 15, tandis que la seconde bague 11 présente une surface libre transversale 16 sur laquelle vient porter l'écrou de serrage 8. De la sorte, le vissage de l'écrou 8 sur la partie terminale filetée 7 de la colonne de direction 2 provoque avec la portée tronconique 4 un maintien axial ferme des bagues 9 et 11 l'une contre l'autre. The first and second rings 9 and 11 are faced by transverse surfaces 13 and 14. The first ring 9 is moreover in axial abutment on the frustoconical part 6 by a complementary frustoconical bearing for centering 15, while the second ring 11 has a transverse free surface 16 on which the tightening nut comes to bear. In this way, the screwing of the nut 8 on the threaded end part 7 of the steering column 2 causes, with the frustoconical bearing 4, a firm axial retention of the rings 9 and 11 against each other.
La première bague 9 comporte par ailleurs un évidement cylindrique 9A dans lequel est engagée une projection cylindrique liA de la seconde bague. Sur la paroi interne de cet évidement 9A et sur la paroi extérieure de cette projection 1IA sont prévues des gorges adaptées & venir radialement en regard en configuration d'affrontement des surfaces 13 et 14. Dans ces gorges est prévue un jonc de maintien 17 adapté & assurer un attelage axial entre ces bagues. The first ring 9 also comprises a cylindrical recess 9A in which is engaged a cylindrical projection liA of the second ring. On the internal wall of this recess 9A and on the external wall of this projection 1IA are provided adapted grooves & come radially opposite in configuration of confrontation of surfaces 13 and 14. In these grooves is provided a retaining ring 17 adapted & ensure an axial coupling between these rings.
Dans la première bague 9 ou moyeu sont ménagés axialement.deux alésages 18 et 19 diamétralement opposés dans lesquels sont engagés deux vis 20 et 21. In the first ring 9 or hub are arranged axially. Two diametrically opposite bores 18 and 19 in which two screws 20 and 21 are engaged.
Le premier alèsage 18 est fileté et coopère par vissage avec la vis 20 tandis que le second 19, de paroi lisse, reçoit une portion également lisse 21A de la vis 21. The first bore 18 is threaded and cooperates by screwing with the screw 20 while the second 19, of smooth wall, receives an equally smooth portion 21A of the screw 21.
Cette vis 21 comporte un épaulement 22 tandis qu'auprès de 1'extrêmité libre de la portion lisse 21A, de section réduite, est prévue une gorge dans laquelle pénètre un circlips de retenue 23. La combinaison de cet épaulement et de ce circlips assure une retenue axiale de la vis dans le moyeu 9, laquelle vis peut tourner librement sur ellemême. This screw 21 has a shoulder 22 while near the free end of the smooth portion 21A, of reduced section, is provided a groove in which penetrates a retaining circlip 23. The combination of this shoulder and this circlip provides axial retention of the screw in the hub 9, which screw can rotate freely on itself.
Ces vis 20 et 21 se prolongent axialement au travers de la piece intermédiaire 11. These screws 20 and 21 extend axially through the intermediate piece 11.
Cette dernière comporte ainsi un canal oblong 24 en arc de cercle autorisant un débattement angulaire de la vis 20 par rapport à cette pièce intermédiaire grâce à quoi cette vis peut tourner librement par rapport à cette pièce 11. The latter thus comprises an oblong channel 24 in an arc of a circle authorizing an angular movement of the screw 20 relative to this intermediate part by virtue of which this screw can rotate freely relative to this part 11.
Cette vis 20 comporte une tête élargie 25 adaptée à porter axialement contre la bague 11, ici contre un épaulement transversal bordant le canal oblong 24 en retrait de la surface libre 16 de cette bague 11. This screw 20 has an enlarged head 25 adapted to bear axially against the ring 11, here against a transverse shoulder bordering the oblong channel 24 set back from the free surface 16 of this ring 11.
De la sorte, un vissage de cette vis 20 dans l'alésage filetage 18 du moyeu 9 provoque un serrage axial des bagues 9 et 11 l'une contre l'autre. In this way, a screwing of this screw 20 in the thread bore 18 of the hub 9 causes the rings 9 and 11 to be axially tightened against one another.
La bague intermédiaire 11 comporte par ailleurs une saignée sensiblement hélicoïdale bordée par des flancs parallèles 27 et 28 présentant un angle d'inclinaison non nul (par exemple compris entre 30 et 45') par rapport å l'axe commun X - X des bagues 9 et 11. The intermediate ring 11 also comprises a substantially helical groove bordered by parallel sides 27 and 28 having a non-zero angle of inclination (for example between 30 and 45 ') relative to the common axis X - X of the rings 9 and 11.
Cette saignée 20 s'étend ici jusqu'à la surface transversale 16 et débouche radialement vers l'intérieur. This groove 20 here extends to the transverse surface 16 and opens radially inward.
Entre ces flancs paralleles 27 et 28 est engagé avec faible jeu un écrou formant came 29, vissé sur la vis 21. Between these parallel sides 27 and 28 is engaged with little play a nut forming a cam 29, screwed onto the screw 21.
Cet écrou 29 a ici des flancs inclinés parallèles longeant les flancs parallèles de la saignée et a une section en parallélogramme. This nut 29 here has parallel inclined sides flanking the parallel sides of the groove and has a parallelogram section.
De la sorte, une rotation de la vis 21 autour de son axe provoque un déplacement axial de l'écrou 24 lequel, par effet de came, induit une rotation angulaire relative entre les bagues 9 et 11. In this way, a rotation of the screw 21 about its axis causes an axial displacement of the nut 24 which, by cam effect, induces a relative angular rotation between the rings 9 and 11.
La combinaison de ces vis 20 et 21 permet d'assurer un ajustement fin de la position angulaire relative des deux bagues. The combination of these screws 20 and 21 allows fine adjustment of the relative angular position of the two rings.
En effet, après avoir desserré l'écrou de serrage 7, on desserre la vis de préserrage 20 en sorte de donner du jeu axial entre les bague 9 et 11. In fact, after having loosened the tightening nut 7, the pre-tightening screw 20 is loosened so as to give axial play between the ring 9 and 11.
On fait alors tourner la vis de manoeuvre 21 autour de son axe de maniere & amener, par effet de came, les deux bagues 9 et ll dans la position angulaire relative souhaitée. On serre alors la vis de préserrage 20 puis l'écrou de serrage. The maneuvering screw 21 is then rotated about its axis so as to bring, by cam effect, the two rings 9 and 11 to the desired relative angular position. The pre-tightening screw 20 is then tightened, then the tightening nut.
La présence de la vis de préserrage, selon une disposition préférée de l'invention, a pour effet, par son serrage, d'induire des frottements suffissants entre les surfaces d'affrontement 13 et 14 des bagues pour éviter que les frottement de torsion apparaissant entre l'écrou de serrage 7 et la surface 16 ne puissent induire une rotation relative parasite entre les bagues 9 et 11. The presence of the pre-tightening screw, according to a preferred arrangement of the invention, has the effect, by its tightening, of inducing sufficient friction between the facing surfaces 13 and 14 of the rings to prevent the torsional friction appearing between the tightening nut 7 and the surface 16 cannot induce a parasitic relative rotation between the rings 9 and 11.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 5 ou l'on retrouve les mêmes composants qu'aux figures 1 à 4, avec des signes de références affectés d'un indice "prime", des portées tronconiques de raccordement 9 B et 11 B sont ménagées auprès de l'évidement 9A' et de la projection liA', en sorte d'obtenir un centrage relatif amélioré entre les bagues 9' et 11'. In the exemplary embodiment of FIG. 5 where we find the same components as in FIGS. 1 to 4, with reference signs assigned a "prime" index, frustoconical bearing surfaces 9 B and 11 B are provided near the recess 9A 'and the projection liA', so as to obtain an improved relative centering between the rings 9 'and 11'.
La manoeuvre des vis 20 et 21, 20' et 21', peut être obtenue de toute manière usuelle connue Dans les exemples représentés où de maniere préférée ces vis comportent des creux hexaginaux, il suffit d'un simple clé à 6 pans. The operation of the screws 20 and 21, 20 ′ and 21 ′ can be obtained in any usual known manner. In the examples shown, where these screws preferably have hexagonal recesses, a simple hexagon wrench is sufficient.
Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that the foregoing description has been offered only by way of nonlimiting example and that numerous variants can be proposed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Ainsi, notamment, les rôles des bagues 9 et 11 et (9' et 11') peuvent être inversés, les vis 20 et 21 (20' et 21') étant engagées dans la bague 11 (11') ou, en variante, l'une des vis étant retenue dans l'une des bagues tandis que l'autre vis est retenue dans l'autre bague. Thus, in particular, the roles of the rings 9 and 11 and (9 'and 11') can be reversed, the screws 20 and 21 (20 'and 21') being engaged in the ring 11 (11 ') or, as a variant, one of the screws being retained in one of the rings while the other screw is retained in the other ring.
L'invention peut bien sûr se généraliser à l'accouplement d'éléments autres qu'un volant de direction et une colonne de direction. The invention can of course be generalized to the coupling of elements other than a steering wheel and a steering column.
Claims (12)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8813645A FR2637953A1 (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Device for rotational coupling and relative angular setting of two coaxial elements, using a cam, and steering wheel including it |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8813645A FR2637953A1 (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Device for rotational coupling and relative angular setting of two coaxial elements, using a cam, and steering wheel including it |
Publications (1)
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| FR2637953A1 true FR2637953A1 (en) | 1990-04-20 |
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ID=9371094
Family Applications (1)
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| FR8813645A Withdrawn FR2637953A1 (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Device for rotational coupling and relative angular setting of two coaxial elements, using a cam, and steering wheel including it |
Country Status (1)
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