FR2816677A1 - Fork shaft comprises rod forming shaft and fork, rod end mounted in axial hole in fork and connected to fork by resilient tubular damper - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un arbre à fourchette destiné à être utilisé, mais non exclusivement, en tant qu'arbre intermédiaire dans une colonne de direction pour une voiture automobile. The present invention relates to a fork shaft intended to be used, but not exclusively, as an intermediate shaft in a steering column for a motor car.
L'invention concerne également un organe de liaison pour l'assemblage d'un arbre à fourchette. The invention also relates to a connecting member for assembling a fork shaft.
L'arbre à fourchette est un arbre de transmission d'un mouvement de rotation qui dans le cas de la colonne de direction d'une voiture automobile est un mouvement intermittent dans les deux sens de rotation. The fork shaft is a shaft for transmitting a rotational movement which in the case of the steering column of a motor vehicle is an intermittent movement in both directions of rotation.
Cet arbre est composé d'une tige métallique assemblée à une pièce formant fourchette, également métallique. La pièce formant fourchette est pourvue d'un trou axial, qui peut être traversant ou non, dans lequel la tige est emmanchée à force. Afin de faciliter cet assemblage, celle des extrémités de la tige qui doit être introduite dans le trou axial de la pièce formant fourchette est avantageusement pourvue de cannelures. Il s'agit d'une technique bien connue qui ne nécessite pas une description détaillée. This tree is composed of a metal rod assembled to a piece forming a fork, also metallic. The fork-shaped part is provided with an axial hole, which may or may not be through, in which the rod is force-fitted. In order to facilitate this assembly, that of the ends of the rod which must be introduced into the axial hole of the piece forming a fork is advantageously provided with grooves. This is a well known technique which does not require a detailed description.
Les arbres de ce genre sont en général mécaniquement satisfaisants dans leur fonction d'organe de transmission d'un mouvement de rotation. Trees of this kind are generally mechanically satisfactory in their function of organ for transmitting a rotational movement.
Cependant, la liaison entre la tige et la pièce formant fourchette est complètement rigide et par conséquent susceptible de transmettre toute vibration, ce qui peut créer des problèmes du point de vue de l'isolation sonore. Tel est le cas pour l'arbre intermédiaire d'une colonne de direction d'une voiture automobile. Dans cet environnement, des vibrations créées par les pulsations hydrauliques dans le boîtier de direction sont transmises sous forme de bruits gênants dans l'habitacle. However, the connection between the rod and the fork piece is completely rigid and therefore capable of transmitting any vibration, which can create problems from the point of view of sound insulation. This is the case for the intermediate shaft of a steering column of a motor car. In this environment, vibrations created by hydraulic pulsations in the steering box are transmitted in the form of annoying noise in the passenger compartment.
L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un arbre à fourchette apte à absorber les vibrations, également celles causées par les hautes fréquences, afin d'amortir le bruit, tout en maintenant sa faculté de transmettre le moment de torsion requis. The object of the invention is to remedy this drawback by proposing a fork shaft capable of absorbing vibrations, also those caused by high frequencies, in order to dampen noise, while maintaining its ability to transmit the required torque. .
L'invention a également pour but de proposer un organe de liaison pour l'assemblage d'un tel arbre à fourchette, cet organe de liaison présentant l'avantage de pouvoir être fabriqué comme une unité The invention also aims to provide a connecting member for the assembly of such a fork shaft, this connecting member having the advantage of being able to be manufactured as a unit
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prête à être utilisée pour l'assemblage de la tige à la pièce formant fourchette. ready to use for assembling the rod to the fork piece.
L'objet de l'invention est un arbre à fourchette composé d'une tige constituant l'arbre proprement dit, et d'une pièce formant fourchette, l'une des extrémités de la tige étant montée dans un trou axial effectué dans ladite pièce formant fourchette de manière à rendre cette dernière solidaire en rotation avec ladite tige autour d'un axe commun, caractérisé par le fait que ladite extrémité de tige est reliée à ladite pièce formant fourchette par l'intermédiaire d'un élément élastique tubulaire constituant un amortisseur de vibrations. The object of the invention is a fork shaft composed of a rod constituting the shaft itself, and of a part forming a fork, one of the ends of the rod being mounted in an axial hole made in said part. forming a fork so as to make the latter integral in rotation with said rod about a common axis, characterized in that said end of rod is connected to said piece forming a fork by means of a tubular elastic element constituting a shock absorber vibrations.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - ladite extrémité de tige est montée dans ledit trou axial de la pièce formant fourchette avec un léger jeu angulaire défini par des organes de butée angulaire disposés entre ladite extrémité de tige et ladite pièce formant fourchette ; - ledit jeu angulaire est de l'ordre de 3 ; - lesdits organes de butée sont constitués d'une part par la forme non circulaire sur une partie de la longueur dudit trou axial de la pièce formant fourchette, et d'autre part par la forme non circulaire de ladite extrémité de tige ; - lesdites formes non circulaires comportent chacune deux côtés parallèles reliés l'un à l'autre par deux côtés opposés en arc de cercle ; - ladite extrémité de tige est emmanchée à force dans un manchon à forme globalement complémentaire sur lequel est fixé ledit élément élastique tubulaire ; - ledit élément élastique tubulaire est entouré par une bague emmanchée à force dans ledit trou axial de ladite pièce formant fourchette ; - ladite bague est en métal ; - ladite bague est en une matière plastique ; - ledit élément élastique tubulaire est comprimé entre ledit manchon et ladite bague ; - ledit élément élastique tubulaire est en caoutchouc ; - ledit élément élastique tubulaire est en une matière plastique compressible ; According to other characteristics of the invention: - said rod end is mounted in said axial hole in the piece forming a fork with a slight angular play defined by angular stop members arranged between said rod end and said piece forming a fork; - Said angular play is of the order of 3; - Said abutment members are formed on the one hand by the non-circular shape over part of the length of said axial hole of the fork-forming part, and on the other hand by the non-circular shape of said rod end; - Said non-circular shapes each have two parallel sides connected to one another by two opposite sides in an arc; - Said rod end is force fitted into a sleeve with a generally complementary shape on which said tubular elastic element is fixed; - Said tubular elastic element is surrounded by a ring force fitted into said axial hole of said fork-forming part; - said ring is made of metal; - Said ring is made of a plastic material; - said tubular elastic element is compressed between said sleeve and said ring; - said tubular elastic element is made of rubber; - Said tubular elastic element is made of a compressible plastic material;
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- ledit élément élastique tubulaire est en une matière plastique injectée dans un espace annulaire formé entre ladite tige et la paroi dudit trou de la pièce formant fourchette ; - ledit trou axial de ladite pièce formant fourchette est un trou traversant en dehors duquel ladite extrémité de tige fait saillie, et ladite tige est bloquée axialement par rapport à la pièce formant fourchette, d'une part par un sertissage effectué sur le bout saillant de ladite extrémité de tige et d'autre part par une saillie sur le pourtour de la tige. - Said tubular elastic element is made of a plastic material injected into an annular space formed between said rod and the wall of said hole in the piece forming a fork; - Said axial hole of said fork-forming part is a through hole outside which said rod end protrudes, and said rod is locked axially with respect to the fork-forming part, on the one hand by a crimping carried out on the projecting end of said rod end and on the other hand by a projection on the periphery of the rod.
Un autre objet de l'invention est un organe de liaison pour l'assemblage d'un arbre à fourchette, apte à relier une tige constituant l'arbre proprement dit, à une pièce formant fourchette, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément élastique tubulaire constituant un amortisseur de vibrations apte à être fixé dans un trou axial de ladite pièce formant fourchette, et en ce que ledit élément tubulaire est fixé sur un manchon apte à être emmanché à force sur ladite tige. Another object of the invention is a connecting member for assembling a fork shaft, capable of connecting a rod constituting the shaft itself, to a piece forming a fork, characterized in that it comprises a tubular elastic element constituting a vibration damper capable of being fixed in an axial hole of said fork-forming part, and in that said tubular element is fixed on a sleeve capable of being force-fitted onto said rod.
Selon d'autres caractéristiques de cet organe de liaison : - l'élément élastique tubulaire est entouré par une bague ; - ladite bague est en métal ; - ladite bague est en une matière plastique ; - ledit élément élastique tubulaire est comprimé entre ledit manchon et ladite bague. According to other characteristics of this connecting member: - the tubular elastic element is surrounded by a ring; - said ring is made of metal; - Said ring is made of a plastic material; - Said tubular elastic element is compressed between said sleeve and said ring.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - La figure 1 montre un arbre à fourchette selon l'invention, après assemblage ;
- La figure 2 est une coupe longitudinale partielle de l'arbre de la figure 1 ; - La figure 3 est une coupe longitudinale partielle correspondant à la figure 2, après une rotation d'un quart de tour de l'arbre ; - La figure 4 est une coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; - La figure 5 est une coupe transversale selon la ligne V-V de la figure 3 ; Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows of a nonlimiting embodiment of the invention, with reference to the appended figures in which: - Figure 1 shows a fork shaft according to the invention, after assembly;
- Figure 2 is a partial longitudinal section of the tree of Figure 1; - Figure 3 is a partial longitudinal section corresponding to Figure 2, after a quarter-turn rotation of the shaft; - Figure 4 is a cross section along the line IV-IV of Figure 3; - Figure 5 is a cross section along the line VV of Figure 3;
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- La figure 6 est une vue en perspective du manchon faisant partie de l'organe de liaison selon l'invention ; - La figure 7 est une vue en perspective de la bague faisant partie de l'organe de liaison selon l'invention ;
- La figure 8 est une vue en perspective de l'organe de liaison selon l'invention, après assemblage de cet organe ; - La figure 9 est une vue en perspective de l'extrémité de la tige devant être reliée à la pièce formant fourchette de la figure 11 ; - La figure 10 est une vue en perspective de la tige de la figure 9 pourvue de l'organe de liaison de la figure 8 ; -La figure 11 est une vue en perspective de la pièce formant fourchette ; et - La figure 12 est une vue en perspective correspondant à l'axe assemblé représenté aux figures 2 et 3. - Figure 6 is a perspective view of the sleeve forming part of the connecting member according to the invention; - Figure 7 is a perspective view of the ring forming part of the connecting member according to the invention;
- Figure 8 is a perspective view of the connecting member according to the invention, after assembly of this member; - Figure 9 is a perspective view of the end of the rod to be connected to the fork part of Figure 11; - Figure 10 is a perspective view of the rod of Figure 9 provided with the connecting member of Figure 8; FIG. 11 is a perspective view of the piece forming a fork; and - Figure 12 is a perspective view corresponding to the assembled axis shown in Figures 2 and 3.
Les figures 1,2, 3 et 12 montrent l'aspect de l'arbre à fourchette 1 après son assemblage. Il est composé d'une tige 2 constituant l'arbre proprement dit, et d'une pièce formant fourchette 3 reliée à la tige. La tige est une tige métallique tubulaire comportant une extrémité cannelée 4 par laquelle elle est reliée à la pièce formant fourchette 3. Figures 1,2, 3 and 12 show the appearance of the fork shaft 1 after its assembly. It is composed of a rod 2 constituting the shaft proper, and of a piece forming a fork 3 connected to the rod. The rod is a tubular metal rod having a grooved end 4 by which it is connected to the piece forming a fork 3.
L'extrémité opposée de la tige est pourvue de deux gorges parallèles 5 pour sa liaison à par exemple la colonne de direction d'une voiture automobile. The opposite end of the rod is provided with two parallel grooves 5 for its connection to for example the steering column of a motor car.
La pièce formant fourchette 3 comporte de manière classique un corps cylindrique 6 pourvu de deux protubérances 7 parallèles et diamétralement opposées qui forment la fourchette. Chaque protubérance est pourvue d'un trou circulaire 8 destiné à recevoir un axe de liaison (non représenté) reliant les deux protubérances 7. La pièce formant fourchette 3 est pourvue d'un trou traversant axial 9 recevant l'extrémité cannelée 4 de la tige 2. The piece forming a fork 3 conventionally comprises a cylindrical body 6 provided with two parallel and diametrically opposite protuberances 7 which form the fork. Each protrusion is provided with a circular hole 8 intended to receive a connecting pin (not shown) connecting the two protrusions 7. The piece forming a fork 3 is provided with an axial through hole 9 receiving the grooved end 4 of the rod 2.
Selon l'invention, l'extrémité cannelée 4 de la tige 2 est reliée à la pièce formant fourchette 3 par l'intermédiaire d'un élément élastique tubulaire 10 constituant un amortisseur de vibrations. Dans l'exemple illustré sur les figures, cet élément élastique tubulaire 10 est fixé sur un manchon métallique 11 qui est emmanché sur la tige 2. Le manchon 11 a par conséquent une forme globalement complémentaire avec celle de la tige 2. According to the invention, the grooved end 4 of the rod 2 is connected to the piece forming a fork 3 by means of a tubular elastic element 10 constituting a vibration damper. In the example illustrated in the figures, this tubular elastic element 10 is fixed to a metal sleeve 11 which is fitted onto the rod 2. The sleeve 11 consequently has a shape which is generally complementary to that of the rod 2.
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L'élément élastique tubulaire est de préférence en caoutchouc, mais il peut également être en une matière plastique compressible. Il est avantageusement fixé sur le manchon 11 par surmoulage. En alternative, il peut y être fixé par collage. The tubular elastic element is preferably made of rubber, but it can also be made of a compressible plastic. It is advantageously fixed to the sleeve 11 by overmolding. Alternatively, it can be attached to it by gluing.
Le manchon 11 fixé sur l'extrémité de tige 4 est monté dans le trou axial 9 de la pièce formant fourchette 3 avec un léger jeu angulaire défini par des organes de butée angulaire qui de préférence sont constitués d'une part par la forme non circulaire 12 sur une partie de la longueur du trou axial 9 de la pièce formant fourchette, et d'autre part par la forme non circulaire 13 de l'extrémité de tige 4 ou, dans l'exemple illustré, du manchon 11 qui est emmanché sur celle-ci. The sleeve 11 fixed to the end of the rod 4 is mounted in the axial hole 9 of the piece forming the fork 3 with a slight angular play defined by angular stop members which preferably consist on the one hand of the non-circular shape. 12 over part of the length of the axial hole 9 of the fork-forming part, and on the other hand by the non-circular shape 13 of the end of the rod 4 or, in the example illustrated, of the sleeve 11 which is fitted on it.
Un organe de liaison entre l'extrémité de tige 4 et la pièce formant fourchette 3 est ainsi obtenu par l'élément élastique tubulaire 10 fixé sur le manchon 11. A connecting member between the rod end 4 and the fork-forming part 3 is thus obtained by the tubular elastic element 10 fixed on the sleeve 11.
Ces formes non circulaires 12,13 comportent chacune deux côtés parallèles 14 reliés l'un à l'autre par deux côtés opposés en arc de cercle 15. These non-circular shapes 12, 13 each have two parallel sides 14 connected to one another by two opposite sides in an arc of a circle 15.
Ce jeu angulaire est de l'ordre de 3 , c'est-à-dire de l'ordre de 1, 5 dans chaque sens de rotation de l'arbre 1 à partir d'une position non sollicitée correspondant à 0"de cette rotation relative tout à fait limitée entre la tige 2 et la pièce formant fourchette 3. This angular play is of the order of 3, that is to say of the order of 1.5 in each direction of rotation of the shaft 1 from an unsolicited position corresponding to 0 "of this quite limited relative rotation between the rod 2 and the fork part 3.
Lors de l'utilisation et après l'application d'une force modérée entraînant la rotation de l'arbre dans un sens ou dans l'autre, l'élément tubulaire élastique 10 transmettra le moment de rotation et fonctionnera comme un ressort qui tend à ramener l'arbre dans la position correspondant à 00. Cependant, si la force appliquée est importante, les butées vont rapidement arrêter la rotation relative entre la tige 2 et la pièce formant fourchette 3. A partir de cet instant, ces deux éléments sont solidaires en rotation pendant l'application de cette force. When using and after applying a moderate force causing the shaft to rotate in one direction or the other, the elastic tubular element 10 will transmit the moment of rotation and will function as a spring which tends to return the shaft to the position corresponding to 00. However, if the applied force is large, the stops will quickly stop the relative rotation between the rod 2 and the piece forming a fork 3. From this instant, these two elements are integral in rotation during the application of this force.
Ainsi, grâce à l'invention, on évite tout contact direct entre le métal de l'extrémité de tige 4 et de la pièce formant fourchette 3, ce qui fait que toute vibration dans cette dernière est absorbée par l'élément élastique tubulaire 11 ou au moins fortement amortie par celui-ci. Thus, thanks to the invention, any direct contact between the metal of the rod end 4 and the piece forming a fork 3 is avoided, which means that any vibration in the latter is absorbed by the elastic tubular element 11 or at least strongly amortized by it.
Afin d'améliorer les caractéristiques de transmission du moment de rotation par l'élément élastique 11, celui-ci est avantageusement entouré par une bague 16 qui est serrée sur l'élément élastique pour le In order to improve the characteristics of transmission of the moment of rotation by the elastic element 11, the latter is advantageously surrounded by a ring 16 which is tightened on the elastic element for the
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comprimer. Cette bague peut être en métal ou en une matière plastique convenable permettant la compression de l'élément élastique par sa propre déformation définitive. compress. This ring may be made of metal or of a suitable plastic material allowing the compression of the elastic element by its own final deformation.
Selon ce mode de réalisation, on obtient ainsi l'organe de liaison illustré à la figure 8 et comprenant le manchon 11, l'élément élastique tubulaire 10 et la bague 16. Cet organe de liaison offre l'avantage de pouvoir être fabriqué séparément pour ensuite être fourni à l'atelier d'assemblage de l'arbre à fourchette selon l'invention. According to this embodiment, the connecting member illustrated in FIG. 8 is thus obtained and comprising the sleeve 11, the tubular elastic element 10 and the ring 16. This connecting member offers the advantage of being able to be manufactured separately for then be supplied to the workshop for assembling the fork shaft according to the invention.
Selon un autre mode de réalisation non illustré de l'élément élastique tubulaire, l'élément élastique tubulaire est relié directement à l'extrémité de tige pour ensuite être comprimé à l'aide d'un outil conique permettant d'emmancher l'élément élastique dans la pièce formant fourchette. According to another embodiment, not illustrated, of the elastic tubular element, the elastic tubular element is connected directly to the end of the rod and then is compressed using a conical tool enabling the elastic element to be fitted in the fork piece.
Selon encore un autre mode de réalisation non illustré de l'élément élastique tubulaire, celui-ci est fabriqué en une matière plastique qui est tout simplement injectée dans un espace annulaire formé entre l'extrémité de tige 4 et la paroi du trou axial 9 de la pièce formant fourchette 3. According to yet another embodiment, not illustrated, of the tubular elastic element, this is made of a plastic material which is simply injected into an annular space formed between the end of the rod 4 and the wall of the axial hole 9 of the piece forming a fork 3.
Comme illustré sur les figures 2 et 12, le trou axial 9 de la pièce formant fourchette 3 est un trou traversant en dehors duquel l'extrémité de tige 4 fait saillie. Avantageusement, la tige se trouve bloquée axialement par rapport à la pièce formant fourchette 3, d'une part par un sertissage 17 effectué sur le bout saillant de l'extrémité de tige, et d'autre part par un collier 18 formant une saillie sur le pourtour de la tige. As illustrated in FIGS. 2 and 12, the axial hole 9 of the piece forming a fork 3 is a through hole outside which the rod end 4 projects. Advantageously, the rod is locked axially with respect to the piece forming a fork 3, on the one hand by a crimping 17 carried out on the projecting end of the rod end, and on the other hand by a collar 18 forming a projection on around the stem.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple illustré et décrit, mais peut être appliquée à des arbres à fourchette d'utilisations différentes, à rotation constante ou intermittente, dans un sens ou dans les deux sens de rotation, et de n'importe quelle taille à partir du moment où l'on souhaite obtenir un effet d'amortissement entre les éléments constitutifs de l'arbre. Of course, the invention is not limited to the example illustrated and described, but can be applied to shafts with a range of different uses, with constant or intermittent rotation, in one direction or in both directions of rotation, and of any size from the moment one wishes to obtain a damping effect between the constituent elements of the tree.
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