FR2775946A1 - Dispositif d'accouplement d'un mecanisme de direction - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'accouplement (10) d'un mécanisme de direction d'automobile comportant un arbre d'entrée (66) vertical, et d'un arbre de commande, traversant un tablier (24) du véhicule, du type dans lequel l'arbre de commande comporte en son extrémité inférieure un joint d'articulation (12), et du type dans lequel une partie inférieure (16) du joint d'articulation (12) comporte dans une zone inférieure une tête d'assemblage (20) cylindrique qui présente des moyens (66, 70, 84) de liaison en rotation et des moyens (78, 80, 82) de verrouillage automatique en translation avec l'arbre d'entrée (66),caractérisé en ce qu'il comporte un support (22) du tablier (24) qui comporte des moyens (26, 28, 30, 32) amovibles d'immobilisation de la tête d'assemblage (20) par rapport au tablier (24) pour faciliter le montage automatisé de l'arbre d'entrée (66) dans la tête d'assemblage (20) du joint d'articulation (12).
Description
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"Dispositif d'accouplement d'un mécanisme de direction" L'invention concerne un dispositif d'accouplement d'un mécanisme. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'accouplement d'un mécanisme, notamment d'un mécanisme de direction d'un véhicule automobile comportant un arbre d'entrée vertical, avec un arbre de commande, notamment d'une colonne de direction, du type dans lequel l'arbre de commande est monté en rotation au travers d'un tablier du io véhicule et comporte en son extrémité inférieure un joint d'articulation qui comprend une partie supérieure et une partie inférieure articulées l'une par rapport à l'autre, et du type dans lequel la partie inférieure du joint d'articulation comporte dans une zone inférieure une tête d'assemblage sensiblement cylindrique qui présente des moyens de liaison en rotation avec l'arbre d'entrée et des moyens de verrouillage
automatique en translation avec ledit arbre d'entrée.
L'accouplement d'un mécanisme de direction à une colonne de direction est une opération contraignante. Son succès est conditionné par plusieurs contraintes, notamment le respect d'une position angulaire relative de l'arbre d'entrée du mécanisme de direction et de l'arbre de la colonne, qui est inhérente'aux caractéristiques du véhicule, et qui permet de réaliser un bon alignement du volant lorsque les roues du véhicule sont en ligne droite. Le respect de cette position angulaire au montage permet d'éviter les réglages en sortie de
chaîne d'assemblage.
Par ailleurs, il est connu, dans la mesure o la place dévolue dans le compartiment moteur au mécanisme de direction est restreinte, de réaliser des colonnes de direction qui comportent au moins un joint d'articulation, ceci afin de permettre un renvoi angulaire de l'arbre de la colonne de
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direction vers le mécanisme de direction qui est généralement fixé sur un tablier ou une traverse du véhicule. Avant le montage du mécanisme de direction, la colonne de direction n'est pas immobilisée et est donc susceptible d'accepter un débattement angulaire en rotation et des mouvements importants du joint d'articulation dont une extrémité est libre. Il convient donc de réaliser manuellement un bon alignement de l'arbre de la colonne de direction et de l'arbre d'entrée du
mécanisme de direction avant le montage.
On connaît de nombreux dispositifs d'accouplement destinés au montage de mécanismes de direction lors de l'assemblage d'un véhicule, notamment des dispositifs dans lesquels une pièce femelle ou mâle, solidaire en rotation de la colonne de direction, reçoit une pièce complémentaire is solidaire du mécanisme de direction. Ces dispositifs sont généralement munis de moyens de détrompage angulaire de la position angulaire relative des deux pièces, et l'assemblage des deux pièces nécessite l'intervention d'un opérateur qui met en place un moyen de fixation tel qu'une vis ou une goupille
pour immobiliser une pièce relativement à l'autre.
Le document EP-A1-0.445.591 décrit un tel dispositif.
Dans ce dispositif, la position angulaire de la colonne de direction par rapport au mécanisme de direction est définie à l'avance par des moyens de détrompage, mais I'accouplement doit néanmoins être réalisé de façon conventionnelle par un opérateur qui serre une vis réalisant l'immobilisation de la colonne de direction par rapport au mécanisme de direction. De plus, le joint d'articulation de la colonne de direction n'étant pas maintenu, I'opérateur doit aussi réaliser manuellement l'alignement de l'arbre d'entrée du mécanisme de direction et de l'arbre de la colonne de direction.
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On connaît aussi d'autres dispositifs qui présentent des moyens de verrouillage automatique du mécanisme de direction par rapport à la colonne de direction de façon à simplifier le montage du mécanisme de direction sur la colonne de direction.
Le document FR-A1-2.618.502 décrit un tel dispositif.
Le dispositif décrit dans ce document comporte des moyens de verrouillage automatique, notamment un anneau élastique, du mécanisme de direction par rapport à la colonne io de direction, ce qui permet de réaliser un assemblage rapide du dispositif, pour peu que le joint d'articulation de la colonne de direction occupe une bonne position. L'intervention de l'opérateur est requise de façon à réaliser avant verrouillage un bon alignement de l'arbre d'entrée du mécanisme de direction et de celui de la colonne de direction. Par ailleurs, ce dispositif ne présente pas de moyens de détrompage angulaire du mécanisme de direction par rapport a la colonne de direction et présente par conséquent des risques de mauvais positionnement angulaire du mécanisme par rapport à la
colonne.
Les inconvénients présentés par ces dispositifs ne permettent pas de recourir à un processus d'assemblage
automatisé dans le cadre d'une production en grande série.
Pour résoudre ces inconvénients, il convient, contrairement aux dispositifs cités précédemment, de disposer d'un dispositif d'accouplement de direction qui réalise simultanément et sans intervention d'un opérateur une immobilisation du joint d'articulation de la colonne de direction, une indexation angulaire de l'arbre d'entrée du mécanisme de direction par rapport à l'arbre de la colonne de direction, et un verrouillage automatique de l'arbre d'entrée du mécanisme de
direction et de l'arbre de la colonne de direction.
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Dans ce but l'invention propose un dispositif du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un support fixé sur le tablier qui comporte des moyens amovibles d'immobilisation de la tête d'assemblage par rapport au tablier pour faciliter le montage automatisé de l'arbre d'entrée dans la
tête d'assemblage de la partie inférieure du joint d'articulation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le support comporte des moyens d'immobilisation en translation verticale de la tête d'assemblage par rapport au o10 tablier, qui comportent deux bras supérieurs et deux bras inférieurs sensiblement horizontaux et venus de matière avec le support, les bras supérieurs prenant appui respectivement sur deux oreilles diamétralement opposées faisant saillie vers l'extérieur de la tête d'assemblage, les bras inférieurs prenant appui sous une face annulaire de l'extrémité libre de la tête d'assemblage, pour immobiliser ladite tête d'assemblage par coincement; - les bras inférieurs comportent à leurs extrémités des touches, de forme sensiblement triangulaire et orientées vers le haut, pour faciliter le montage de la tête d'assemblage dans le support; - le support comporte des moyens d'immobilisation en rotation d'axe vertical de la tête d'assemblage, qui comportent deux doigts venus de matière avec le support et reçus par deux évidements diamétralement opposés de la tête d'assemblage; - les bras supérieurs comportent à leurs extrémités des doigts, de forme sensiblement triangulaire et orientés vers le bas, qui sont reçus dans les évidements des oreilles, les évidements étant disposés en partie médiane des oreilles et débouchant sur des faces supérieures et sur des faces diamétralement opposées des oreilles
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- les bras supérieurs du support comportent chacun une amorce de rupture destinée à provoquer la rupture desdits bras supérieurs, lorsque, par rotation de l'arbre de commande, une face radiale verticale de chaque oreille vient en appui sur une rampe d'une face latérale intérieure de chacun des bras supérieurs; - chaque amorce de rupture comporte une rainure verticale disposée sur une face latérale intérieure du bras supérieur pour provoquer successivement l'écartement et la o0 rupture de chacun des bras supérieurs sous l'effet de deux rotations successives de sens opposés de l'arbre de commande; - un alésage axial de la tête d'assemblage comporte une portée tronconique, dont le plus grand diamètre débouche sur une extrémité libre inférieure de la tête d'assemblage, et qui reçoit en l'immobilisant en translation verticale et en
rotation d'axe vertical un manchon tronconique complé-
mentaire solidaire de l'arbre d'entrée; - le manchon coulisse sur l'arbre d'entrée, est lié en rotation à l'arbre d'entrée par des cannelures d'un alésage intérieur du manchon qui coopèrent avec des cannelures extérieures de l'arbre d'entrée, et est rappelé élastiquement vers le haut contre des moyens de butée agencés à l'extrémité libre de l'arbre d'entrée; - les moyens de butée comportent une rondelle de butée fixée à l'extrémité libre de l'arbre d'entrée et en ce que le rappel élastique du manchon est assuré par des rondelles élastiques; - le manchon comporte, sur une surface extérieure, des dents d'orientation axiale qui coopèrent avec des profils complémentaires de la portée tronconique de la tête d'assemblage
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- le manchon comporte sur sa surface extérieure une gorge destinée à recevoir deux branches d'une goupille élastique qui est fixée à la tête d'assemblage et dont chaque branche fait saillie selon une corde dans l'alésage de la tête; - lorsque le mécanisme est élevé en position de montage, les rondelles élastiques sont comprimées entre une face d'épaulement de l'arbre d'entrée et une face annulaire inférieure du manchon tronconique qui transmet un effort de réaction des bras supérieurs du support par l'intermédiaire de io la tête d'assemblage et de la goupille élastique, et la compression des rondelles élastiques provoque l'apparition d'un jeu, appelé jeu de montage, entre la rondelle de butée de l'axe d'entrée et une extrémité supérieure du manchon tronconique lorsque deux couples opposés consécutifs sont transmis à l'arbre de commande et provoquent la rupture consécutive des bras supérieurs du support, les rondelles élastiques repoussent en coulissement sur l'axe d'entrée le manchon tronconique, qui repousse la tête d'assemblage par lI'intermédiaire de la goupille élastique, de sorte que le jeu de
montage s'annule.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit,
pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée des différents éléments d'un dispositif d'accouplement de direction conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue suivant la direction D illustrée figure 1 représentant une tête d'assemblage en cours d'emboîtement dans un support de tablier conformément à l'invention,
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- la figure 3 est une vue suivant la direction D représentant la tête d'assemblage emboîtée dans le support de tablier, - la figure 4 est une vue en coupe suivant un plan 4-4 de la figure 3, représentant le dispositif assemblé avant rupture des bras du support, conformément à l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan 5-5 de la figure 4 représentant l'emboîtement de la goupille élastique sur la tête d'assemblage et sur le manchon conique conformément à l'invention, - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 4, représentant le dispositif assemblé après rupture des bras du support, et - la figure 7 est une vue suivant la direction H illustrée à la figure 1 représentant en traits forts la rupture d'un bras de la tête d'assemblage, une position assemblée initiale étant
représentée en pointillés.
On voit sur la figure 1 I'ensemble des éléments d'un dispositif 10 d'accouplement d'un mécanisme de direction conforme à l'invention, représentés selon une vue éclatée. Un joint d'articulation 12, formant renvoi angulaire de la colonne de direction (non représentée), comporte de manière connue une partie supérieure 14 d'axe A1 coïncidant avec l'axe d'un arbre de commande (non représenté) d'une colonne de direction de véhicule automobile et une partie inférieure 16, d'axe A2 sensiblement vertical. Sur la figure 1, les parties 14
et 16 du joint d'articulation 12 sont représentées respecti-
vement par des fourches supérieure 14 et inférieure 16 d'un joint de cardan. Cette disposition n'est pas limitative et le joint d'articulation pourrait être constitué d'un joint tripode ou d'un joint à billes. Chaque fourche 14, 16 comporte un corps cylindrique respectivement d'axe A1 et d'axe A2, depuis lequel
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s'étendent des pattes 13, 15 qui sont parallèles à l'axe du corps cylindrique correspondant, et qui sont diamétralement opposées par rapport à cet axe A1, A2. Les pattes 13 de la fourche 14 sont reçues entre les pattes 15 de la fourche 16, et les fourches 14 et 16 sont articulées l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un croisillon 18. Les deux fourches 14, 16 sont chacune articulées autour d'un axe, respectivement A3 et A4, sur le croisillon 18, les deux axes A3 et A4 étant
perpendiculaires et concourants.
io Le corps cylindrique de la fourche inférieure 16 du joint
d'articulation forme une tête d'assemblage 20.
En variante, la tête d'assemblage 20 peut être une pièce rapportée fixée sur la partie inférieure 16 du joint
d'articulation 12.
Un support 22, solidaire d'un tablier 24 du véhicule, sensiblement vertical et plan, est destiné à recevoir la tête
d'assemblage 20 comme illustré aux figures 2 et 3.
Le support 22 comporte une plaque d'appui 17 sensiblement verticale, fixée rigidement sur une surface plane du tablier 24 par des moyens de fixation (non représentés), de laquelle s'étendent deux bras supérieurs 26, 28 et deux bras inférieurs 30, 32, tous sensiblement selon une direction longitudinale horizontale et perpendiculaire au plan de la plaque 17 avec laquelle ils sont venus de matière, comme on peut le voir à la figure 1. L'écartement des bras supérieurs 26, 28 est légèrement supérieur à celui des bras inférieurs 30,32, pour permettre, comme on le verra par la suite, l'immobilisation de la tête d'assemblage 20. Des doigts 44, 46 sont situés aux extrémités inférieures des bras supérieurs respectifs 28 et 26
appartenants au support 22.
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La tête d'assemblage 20 est de forme sensiblement tubulaire et d'un diamètre sensiblement égal à l'écartement
des pattes 15 de la fourche inférieure 16.
Dans une partie supérieure 34, visible à la figure 2, située immédiatement en dessous des pattes 15 de la fourche inférieure 16, la tête d'assemblage 20 comporte deux oreilles 36, 38, de forme parallélépipédique, qui sont diamétralement opposées par rapport à l'axe A2 et qui s'étendent radialement vers l'extérieur selon la direction transversale de l'axe A3. Les 0o oreilles 36, 38 comportent des évidements parallélépipédiques symétriques 40, 42 qui débouchent radialement vers l'extérieur
et verticalement vers le haut et vers le bas.
Dans une face cylindrique externe d'une partie inférieure 35, la tête d'assemblage tubulaire 20 comporte deux is rainures longitudinales parallèles 62 et 64, destinées à recevoir une goupille de fixation 58 à deux branches parallèles
,82, dont une description sera donnée ci-dessous.
Sur la figure 2, la tête d'assemblage 20 est amenée entre les bras supérieurs 26, 28 du support 22 par pivotement autour de l'axe A3 qui est alors orienté perpendiculairement à la direction longitudinale des bras du support. Lors de l'introduction de la tête d'assemblage 20 entre les bras supérieurs 26, 28 du support 22, les évidements 40, 42 reçoivent les doigts 44, 46, qui sont de forme sensiblement triangulaire dans un plan vertical et longitudinal et orientés verticalement vers le bas. La base de la forme triangulaire des doigts 44,46 est plus large que la dimension longitudinale des évidements 40,42 de sorte que les doigts 44, 46 reposent par appui de leurs côtés sur les arêtes transversales supérieures
des évidements 40,42.
Comme illustré selon la vue suivant D de la figure 2, lorsque la tête d'assemblage est poussée longitudinalement
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dans la direction de la flèche large par pivotement autour de l'axe A3, le doigt triangulaire 44 pénètre dans l'évidement 40 de l'oreille 38. Les côtés du doigt triangulaire 44 coopèrent avec les arêtes supérieures transversales de l'évidement 40, qui délimitent l'évidement 40 dans une face supérieure 39 de l'oreille 38, pour permettre le pivotement de la tête
d'assemblage 20 autour de l'axe A3 sensiblement transversal.
Le pivotement de la tête d'assemblage 20 permet d'amener une extrémité inférieure libre 48 de la tête d'assemblage 20, io visible aussi figure 1, au contact avec les bras inférieurs 30 et 32 du support 22, pour les écarter vers le bas de sorte qu'ils prennent appui sous une face annulaire 50 de l'extrémité inférieure libre 48 de la tête d'assemblage 20, dont le diamètre correspond à l'écartement des bras 30, 32. Comme le montre la figure 2, le bras inférieur 32 est écarté verticalement vers le bas suivant la flèche fine lors de l'introduction de la tête d'assemblage 20 et une touche 52 de forme sensiblement triangulaire et orientée vers le haut, agencée à l'extrémité longitudinale libre du bras inférieur 32, vient au contact de la
face annulaire 50 de la tête d'assemblage 20.
La vue suivant D représentée à la figure 3 illustre une deuxième phase du montage de la tête d'assemblage 20 dans le support 22 lorsqu'un mouvement longitudinal de rapprochement vers le support 22 a été imprimé à l'extrémité inférieure libre 48 de la tête d'assemblage 20. On voit sur cette vue suivant D le coincement de la tête d'assemblage 20 entre le doigt 44 du bras supérieur 28 et la touche 52 du bras inférieur 32. Dans cette configuration, le bras 32 est remonté verticalement vers le haut, suivant la flèche fine, de la position écartée qu'il présente lors de l'introduction de la tête d'assemblage 20, à une position stable dans laquelle la tête
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Il d'assemblage 20 est immobilisée dans ses mouvements
verticaux et en rotation.
Comme on le voit sur les figure 1 et 7, I'écartement des faces intérieures 54 et 56 des doigts 44 et 46 correspond sensiblement au plus grand diamètre de la tête d'assemblage 20. La tête d'assemblage 20 est donc immobilisée dans ses
déplacements transversaux.
L'opération de montage de la tête d'assemblage 20 dans les bras du support 22 étant réalisée, la goupille à deux 0o branches 58, visible figure 1, est emboîtée dans les deux rainures longitudinales parallèles 62 et 64 réalisées dans la partie inférieure 35 de la tête d'assemblage 20. Une branche est reçue dans la rainure 62, une branche 82 est reçue dans la rainure 64. Les rainures 62, 64, débouchent à s5 l'intérieur d'un alésage 60 de la tête d'assemblage tubulaire , de sorte que chaque branche 80, 82 de la goupille 58 affleure suivant une corde à l'intérieur de l'alésage 60, comme
on le décrira ultérieurement en référence à la figure 5.
Un arbre d'entrée sensiblement vertical 66 d'un mécanisme de direction est présenté coaxialement sous la tête d'assemblage 20, comme l'illustre la figure 1, pour être remonté verticalement. L'arbre d'entrée 66 comporte des cannelures (représentées sur la figure 4) permettant le coulissement vertical d'un manchon 70, maintenu au contact d'une butée supérieure par des rondelles élastiques 68 qui prennent appui sur sa face inférieure 73. Les rondelles élastiques 68 sont portées par l'arbre d'entrée 66 du mécanisme de direction, et la butée est réalisée par une face supérieure 71 du manchon 70, en appui sur une rondelle 72 fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre d'entrée 66 par l'intermédiaire d'une vis 74. Le manchon 70 est de forme sensiblement tronconique et comporte sur sa périphérie
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extérieure quatre dents en relief 76, visibles sur la figure 1, destinées à coopérer avec quatre profils complémentaires en creux 77 qui sont aménagés dans une portée tronconique 79, visible aux figures 4 et 5, appartenant à l'alésage intérieur 60 de la tête tubulaire d'assemblage 20. On voit sur la figure 4 le manchon 70 solidaire de l'arbre d'entrée 76 assemblé dans la tête d'assemblage 20 après un mouvement vertical vers le haut. Dans cette position, une gorge annulaire 78 du manchon 70, visible figure 1, reçoit les io deux branches 80 et 82 de la goupille 58, qui sont d'écartement comparable au diamètre de la gorge annulaire 78, et qui traversent l'extrémité inférieure libre 48 de la tête d'assemblage 20 au niveau de ses deux rainures longitudinales 62 et 64. Le manchon 70 pénètre donc dans la tête d'assemblage 20 jusqu'à ce que la goupille 58 I'arrête en
s'emboîtant dans la gorge annulaire 78.
On voit plus précisément sur la figure 5 I'emboîtement des branches 80, 82 de la goupille 58 dans la gorge annulaire
78 du manchon 70.
Avantageusement, la goupille 58, les dents 76, et leurs profils complémentaires en creux 77 permettent de réaliser un montage rapide du manchon 70 dans la tête d'assemblage 20 par emboîtement, et de l'immobiliser dans ses déplacements
verticaux et dans ses déplacements en rotation d'axe vertical.
Les dents 76 du manchon 70 étant en nombre réduit, ici au nombre de quatre, la position relative de l'arbre d'entrée 66 du mécanisme de direction par rapport à la tête d'assemblage qui est solidaire du joint d'articulation 12, est définie de manière unique pour peu que l'arbre 66 du mécanisme de Jo direction soit positionné dans une position angulaire correcte
avant montage.
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Ceci évite d'éventuels réglages angulaires, autour de l'axe A1, du volant du véhicule par rapport aux roues en sortie de ligne de montage, et permet d'abaisser les coûts de production. L'assemblage du manchon 70 sur l'axe 66 est aussi particulièrement aisé. L'arbre d'entrée 66 ne comporte que quatre cannelures en relief 84, qui coopèrent avec quatre cannelures en creux 85 intérieures au manchon 70, et qui permettent aussi de définir une position angulaire précise du îo manchon 70 par rapport à l'arbre d'entrée 66. Enfin, l'utilisation de la goupille 58 pour immobiliser le manchon par rapport à la tête d'assemblage 20 permet de se dispenser d'éléments d'assemblage conventionnels tels que des vis, des
goujons, des écrous.
]5 Par ailleurs, comme le manchon 70 est monté coulissant sur les cannelures 84 de l'arbre d'entrée 66, son immobilisation par la goupille 58 et la poursuite du mouvement du mécanisme de direction verticalement vers le haut provoquent la compression des rondelles élastiques 68 et l'apparition d'un jeu de montage J1 entre le manchon 70 et la rondelle 72, immobilisée par la vis 74 verticalement par rapport
à l'arbre d'entrée 66.
Les vues des figures 6 et 7 illustrent la mise en service
du dispositif pour son utilisation.
Comme on le voit sur la figure 1, chaque bras du support 22 comporte des amorces de rupture 86 et 88 qui
permettent de fragiliser les bras supérieurs respectifs 28 et 26.
Les amorces de rupture 86 et 88 sont constituées chacune d'une rainure verticale réalisée dans l'épaisseur de chaque bras 26 ou 28, de sorte que l'épaisseur du bras au niveau de l'amorce de rupture est sensiblement égale à la moitié de
l'épaisseur moyenne du bras.
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La vue suivant H de la figure 7 illustre le rôle des amorces de rupture 86 et 88. Dans cette vue, on voit en pointillés la position initiale des bras supérieurs 26 et 28 avant rupture, et en traits forts le bras supérieur 26 déjà rompu tandis qu'un couple est appliqué à la colonne de direction du
véhicule (non représentée) pour rompre le bras supérieur 28.
En effet, les bras supérieurs 28 et 26 comportent sur leurs faces verticales intérieures 54 et 56 des rampes verticales 90 et 92, qui sont inclinées par rapport aux directions îo transversale et longitudinale, et qui sont destinées à coopérer respectivement avec des arêtes extérieures verticales 91 et 93 des oreilles 38 et 36 lorsque des couples de rotation autour de l'axe A2 sont transmis à la tête d'assemblage 20 par
l'intermédiaire de la colonne de direction (non représentée).
i Comme on le voit sur la vue suivant H de la figure 7, lorsqu'un couple est imprimé à la colonne de direction du véhicule (non représentée), I'arête 91 de l'oreille 38 vient en appui sur la rampe 90 du bras supérieur 28. L'amorce de rupture 86 est sollicitée en flexion et provoque la rupture du bras supérieur 28. Les amorces de rupture 86 et 88 sont situées longitudinalement du même côté par rapport au plan médian transversal des oreilles 36,38 de sorte que leur rupture dans deux directions transversales opposées ne peut être provoquée que par l'application de deux couples consécutifs
opposés à la colonne de direction.
Avantageusement, cette disposition permet d'éviter qu'un couple non désiré ne vienne fortuitement briser les deux
bras du support 22.
On voit sur la figure 6 les traces correspondantes 94 correspondant aux zones de rupture du matériau des bras supérieurs 28 et 26. Dans cette configuration, la tête d'assemblage 20 n'est plus immobilisée dans ses
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déplacements verticaux par les bras supérieurs 28 et 26. La tête d'assemblage 20 étant solidaire du manchon 70 par l'intermédiaire des branches 80 et 82 de la goupille 58 illustrée à la figure 1, I'ensemble constitué de la tête d'assemblage 20, de la goupille 58, et du manchon 70 remonte sous l'action des rondelles élastiques 68 qui repoussent l'extrémité supérieure 71 du manchon 70 au contact de la rondelle 72. Le déplacement vertical de la tête d'assemblage 20 est rendu possible par un jeu de fonctionnement inhérent au bon 0o fonctionnement de la colonne de direction (non représentée) qui comporte le joint d'articulation 12 dont la tête d'assemblage 20 fait partie. Les bras supérieurs 26 et 28 étant rompus, la tête d'assemblage 20 n'est plus immobilisée en rotation et le mécanisme de direction est couplé à la colonne i de direction. Le déplacement du manchon 70 vers le haut dans le sens d'une annulation du jeu J1 précédemment défini à la figure 4 provoque l'apparition d'un jeu fonctionnel J2, égal à J1, et qui sépare l'extrémité inférieure libre 48, appartenant à la tête d'assemblage 20, des bras inférieurs 30 et 32 du support 22, permettant ainsi une rotation sans frottement du joint d'articulation 12 lorsqu'un utilisateur tourne le volant (non représenté) et entraîne la colonne de direction (non
représentée) en rotation.
Une telle conception est particulièrement avantageuse, car elle permet de réaliser l'assemblage d'un mécanisme de direction sur une colonne de direction par l'emploi exclusif de dispositifs fonctionnant par emboîtement. Aucun élément de fixation conventionnel, tel que vis, tirant, écrou, n'est requis si ce n'est la vis 74 fixant la rondelle 72 à l'arbre d'entrée 66 du mécanisme de direction. Cette vis étant nécessairement fixée à l'arbre d'entrée 66 avant l'introduction de ce dernier dans la tête d'assemblage 20, toutes les opérations d'accouplement du
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mécanisme de direction à la colonne de direction peuvent être entièrement automatisées. Ainsi, le mécanisme de direction déjà équipé des rondelles 68 et 72, du manchon 70, et de la vis 74 peut être présenté sous le véhicule tandis qu'un dispositif robotisé prépare la tête d'assemblage 20 en l'insérant dans le support 22 par coincement, puis un second dispositif robotisé élève le mécanisme de direction jusqu'à son introduction et son emboîtement par l'intermédiaire de la goupille 58 dans la têted'assemblage 20. Le mécanisme de io direction peut alors être fixé sur le tablier du véhicule considéré par un troisième dispositif robotisé. Au moment de la sortie du véhicule de la chaîne d'assemblage, un opérateur imprime deux couples opposés de rotation à la colonne de direction suivant l'axe A1 pour provoquer la rupture des bras supérieurs 28 et 26 du support 22 et réalise ainsi l'accouplement définitif du mécanisme de direction à la
colonne de direction du véhicule.
Une automatisation complète de cette opération de montage jusqu'ici longue et fastidieuse, usuellement dévolue à un ou plusieurs opérateurs, agit favorablement dans le sens
d'une diminution des coûts de production.
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Claims (14)
1. Dispositif d'accouplement (10) d'un mécanisme, notamment d'un mécanisme de direction d'un véhicule automobile comportant un arbre d'entrée (66) vertical, avec un arbre de commande, notamment d'une colonne de direction, monté en rotation au travers d'un tablier (24) du véhicule, du type dans lequel l'arbre de commande comporte en son extrémité inférieure un joint d'articulation (12) qui comprend une partie supérieure (14) et une partie inférieure (16) articulées l'une par rapport à l'autre, et du type dans lequel la partie inférieure (16) du joint d'articulation (12) comporte dans une zone inférieure une tête d'assemblage (20) sensiblement cylindrique qui présente des moyens (66, 70, 84) de liaison en rotation avec l'arbre d'entrée (66) et des moyens (78, 80, 82) de verrouillage automatique en translation avec ledit arbre d'entrée (66), caractérisé en ce qu'il comporte un support (22) fixé sur le tablier (24) qui comporte des moyens (26, 28, 30, 32) amovibles d'immobilisation de la tête d'assemblage (20) par rapport au tablier (24) pour faciliter le montage automatisé de l'arbre d'entrée (66) dans la tête d'assemblage (20) de la
partie inférieure (16) du joint d'articulation (12).
2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (22) comporte des moyens (26, 28, 30, 32) d'immobilisation en translation verticale de la tête d'assemblage (20) par rapport au tablier (24), qui comportent deux bras supérieurs (26, 28) et deux bras inférieurs (30, 32) sensiblement horizontaux et venus de matière avec le support (22), les bras supérieurs (26, 28) prenant appui respectivement sur deux oreilles (36, 38) diamétralement opposées faisant saillie vers l'extérieur de la
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tête d'assemblage(20), et les bras inférieurs (30, 32) prenant appui sous une face annulaire (50) de l'extrémité inférieure libre (48) de la tête d'assemblage (20), pour immobiliser ladite
tête d'assemblage (20) par coincement.
3. Dispositif d'accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bras inférieurs (30, 32) comportent à leurs extrémités des touches (52), de forme sensiblement triangulaire et orientées vers le haut, pour faciliter le montage
de la tête d'assemblage (20) dans le support (22).
4. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (22) comporte des moyens (40, 42, 44, 46) d'immobilisation en rotation d'axe vertical de la tête d'assemblage (20), qui comportent deux doigts (44, 46) venus de matière avec le support et reçus par deux évidements (40, 42), diamétralement opposés de la tête
d'assemblage (20).
5. Dispositif d'accouplement selon la revendication 2 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que les bras supérieurs (26, 28) comportent à leurs extrémités des doigts (44, 46), de forme sensiblement triangulaire et orientés vers le bas, qui sont reçus dans les évidements (40, 42) des oreilles (36, 38), les évidements (40, 42) étant disposés en partie médiane des oreilles (38, 36) et débouchant sur des faces supérieures (39) et sur des faces
(41) diamétralement opposées des oreilles (38, 36).
6. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des
revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les bras supérieurs
(26, 28) du support (22) comportent chacun une amorce de rupture destinée à provoquer la rupture desdits bras supérieurs (26, 28), lorsque, par rotation de l'arbre de commande, une face radiale verticale (91, 93) de chaque oreille (38, 36) vient en appui sur une rampe (90, 92) d'une
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face latérale intérieure de chacun des bras supérieurs (26, 28).
7. Dispositif d'accouplement selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque amorce de rupture comporte une rainure verticale (86, 88) disposée sur une face latérale intérieure du bras supérieur (38, 36) pour provoquer successivement l'écartement et la rupture de chacun des bras supérieurs (38, 36) sous l'effet de deux rotations successives
de sens opposés de l'arbre de commande (non représenté).
8. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un alésage
(60) axial de la tête d'assemblage comporte une portée tronconique (79), dont le plus grand diamètre débouche sur une extrémité inférieure libre (48) de la tête d'assemblage, et qui reçoit en l'immobilisant en translation verticale et en rotation d'axe vertical un manchon tronconique (70)
complémentaire solidaire de l'arbre d'entrée (66).
9. Dispositif d'accouplement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le manchon coulisse sur l'arbre d'entrée, en ce qu'il est lié en rotation à l'arbre d'entrée par des cannelures (84) d'un alésage intérieur du manchon qui coopèrent avec des cannelures extérieures (85) de l'arbre d'entrée, et en ce qu'il est rappelé élastiquement vers le haut contre des moyens de butée (72, 74) agencés à l'extrémité
libre de l'arbre d'entrée (66).
10. Dispositif d'accouplement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de butée comportent une rondelle de butée (72) fixée à l'extrémité libre de l'arbre d'entrée (66) et en ce que le rappel élastique du manchon est
assuré par des rondelles élastiques (68).
11. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque
des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le manchon
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(70) comporte, sur une surface extérieure, des dents (76) d'orientation axiale qui coopèrent avec des profils (77) complémentaires de la portée tronconique (79) de la tête
d'assemblage (20).
12. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque
des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le manchon
comporte sur sa surface extérieure une gorge annulaire (78), destinée à recevoir deux branches (80, 82) d'une goupille élastique (58) qui est fixée à la tête d'assemblage (20) et dont io chaque branche (80, 82) fait saillie selon une corde dans
l'alésage (60) de la tête (20).
13. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 12, caractérisé en ce que, lorsque le mécanisme est élevé en position de montage, les rondelles élastiques (68) sont comprimées entre une face d'épaulement de l'arbre d'entrée (66) et une face annulaire inférieure du manchon tronconique (70) qui transmet un effort de réaction des bras supérieurs (26, 28) du support par l'intermédiaire de la tête d'assemblage (20) et de la goupille élastique (58), et en ce que la compression des rondelles élastiques (68) provoque l'apparition d'un jeu (J1), appelé jeu de montage, entre la rondelle (72) de butée de l'axe d'entrée et une extrémité supérieure (71) du manchon
tronconique (70).
14. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 13, caractérisé en ce que lorsque deux couples opposés consécutifs sont transmis à l'arbre de commande et provoquent la rupture consécutive des bras supérieurs (26, 28) du support (22), les rondelles élastiques (68) repoussent en coulissement sur l'axe d'entrée (66) le manchon tronconique (70), qui repousse la tête d'assemblage (20) par l'intermédiaire de la goupille élastique (58), de sorte que le jeu de montage
(J1) s'annule.
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| FR9803114A FR2775946B1 (fr) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Dispositif d'accouplement d'un mecanisme de direction |
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|---|---|---|---|---|
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| FR3009536A1 (fr) * | 2013-08-06 | 2015-02-13 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de montage robotise de deux parties de vehicule automobile, et partie de vehicule automobile pour la mise en œuvre de ce procede |
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1998
- 1998-03-13 FR FR9803114A patent/FR2775946B1/fr not_active Expired - Fee Related
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