La présente invention se rapporte à une cage pour une rotule de direction d'un véhicule ainsi qu'à une rotule de direction d'un véhicule équipée d'une telle cage. Une cage pour une rotule de direction d'un véhicule connue de 5 l'état de la technique, la rotule de direction comportant un boîtier et un pivot muni d'une tête sphérique, comporte : - un fond destiné à être logé dans le boîtier de la rotule de direction, - des languettes de retenue réalisées dans un matériau flexible prédéterminé et s'étendant à partir du fond de manière à former une portion 10 sphérique destinée à recevoir et retenir la tête sphérique du pivot de la rotule de direction, chacune des deux languettes de retenue adjacente étant séparées par une entaille s'étendant de préférence sensiblement suivant une ligne méridienne de la portion sphérique. Il est connu de l'état de la technique d'utiliser comme matériau 15 flexible le polyoxyméthylène (POM). Les propriétés de glissement du POM avec le pivot, généralement réalisé en acier, favorisent notamment le fonctionnement de la rotule de direction avec peu de frottements, une bonne résistance à l'usure, et peu de nuisances sonores. L'inconvénient principal du POM est sa température de fonctionnement limitée à 90°C, température au- 20 delà de laquelle la résistance mécanique des languettes de retenue diminue fortement. Une possibilité suggérée dans le domaine technique des cages pour roulement, notamment dans le document FR 2 792 043, est d'utiliser comme matériau flexible un mélange d'un polymère du groupe des 25 polyphtalamides (PPA) avec un élastomère. Un tel matériau possède une température de fonctionnement supérieure à 140°C. La présence de l'élastomère permet d'assurer un démoulage facile de la cage sans risquer la rupture, le PPA étant un matériau de faible ductilité. Cette solution apparaît donc satisfaisante pour une cage pour roulement. 30 Cependant, les contraintes subies par une cage pour une rotule de direction d'un véhicule sont nettement supérieures à celles subies par une cage pour roulement si bien qu'il serait nécessaire d'ajouter une charge au mélange de PPA et de l'élastomère pour améliorer la résistance mécanique des languettes de retenue, la charge pouvant être des fibres de verre ou des 35 fibres de carbone. Or, l'amélioration de la résistance mécanique par la charge entraîne nécessairement une diminution de la flexibilité des languettes de retenue. Par conséquent, l'introduction de la tête sphérique du pivot dans la portion sphérique, qui occasionne une forte concentration des contraintes à la base des languettes de retenue, peut créer des fissures ou microfissures en raison de la diminution de la flexibilité des languettes de retenue, avec des risques de rupture. La présente invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités et concerne une cage pour une rotule de direction d'un véhicule, la rotule de direction comportant un boîtier et un pivot muni d'une tête sphérique, la cage comportant : - un fond destiné à être logé dans le boîtier de la rotule de direction, - des languettes de retenue réalisées dans un matériau flexible prédéterminé et s'étendant à partir du fond de manière à former une portion sphérique destinée à recevoir et retenir la tête sphérique du pivot de la rotule de direction, chaque languette de retenue étant séparée d'une languette de retenue adjacente par une entaille s'étendant de préférence sensiblement suivant une ligne méridienne de la portion sphérique, la portion sphérique présentant un premier diamètre prédéterminé, les languettes de retenue comportant des portions d'extrémité délimitant une ouverture sensiblement circulaire présentant un second diamètre prédéterminé, la cage étant remarquable en ce que le nombre de languettes de retenue est adapté relativement audit matériau flexible de manière à ce que les entailles réduisent les contraintes de flexion subies par les languettes de retenue sous un seuil prédéterminé au-delà duquel la portion sphérique est susceptible de se rompre lorsque qu'elle reçoit la tête sphérique du pivot de la rotule de direction, et en ce que le rapport entre le premier diamètre et le second diamètre est sensiblement compris entre 1,15 et 1,35, et de préférence est sensiblement égal à 1.32. Ainsi, une telle cage selon l'invention permet d'améliorer significativement la flexibilité des languettes de retenue en créant un nombre suffisant de zones d'affaiblissement, définies par les entailles séparant les languettes de retenue, selon la nature du matériau flexible utilisé. Ces zones d'affaiblissement permettent de réaliser des languettes de retenue à bonne résistance mécanique (par exemple par l'intermédiaire d'un matériau flexible chargé en fibres de verre ou en fibres de carbone) tout en conservant une flexibilité suffisante afin de prévenir l'apparition de fissures ou microfissures à la base des languettes de retenue lors de l'introduction de la tête sphérique du pivot dans la portion sphérique. En outre, un tel rapport entre le premier diamètre et le second diamètre contribue, en conjugaison avec les zones d'affaiblissement, à limiter les contraintes de flexion subies par les languettes de retenue. Dans un mode de réalisation, le matériau flexible est sélectionné dans le groupe comportant les polyphtalamides, le polyétheréthercétone, le polybutylène téréphtalate et le polyéthylène téréphtalate, et le nombre de languettes de retenue est supérieur ou égal à 5, et de préférence est compris entre 5 et 15. Ainsi, de tels matériaux flexibles sont sélectionnés pour leur résistance mécanique satisfaisante au-delà de 90°C, température de fonctionnement limite du POM. Avantageusement, une cage selon l'invention présente une hauteur 15 prédéterminée, et chaque entaille présente une profondeur maximale sensiblement égale à 95% de ladite hauteur. Ainsi, une telle profondeur d'entaille permet d'améliorer la flexibilité des languettes de retenue. Selon une forme d'exécution, chaque languette de retenue 20 présente une épaisseur sensiblement comprise entre 0,4 et 0,95 mm, et de préférence sensiblement égale à 0,9 mm. Ainsi, une telle épaisseur des languettes de retenue permet d'améliorer la flexibilité des languettes de retenue. Selon une réalisation particulière, le matériau flexible comporte au 25 moins une charge sélectionnée dans le groupe comportant les fibres de verres et les fibres de carbone. Ainsi, une telle charge permet d'améliorer la résistance mécanique du matériau flexible. Selon une caractéristique avantageuse, le matériau flexible 30 présente une résistance à la traction supérieure ou égale à 250 N/mm2. Ainsi, de telles languettes de retenue possèdent une résistance à la traction supérieure aux languettes de retenue réalisées en POM, qui sont inférieures à 75 N/mm2. La présente invention se rapporte également à une rotule de 35 direction d'un véhicule, remarquable en ce qu'elle comporte : - un boîtier, - un pivot muni d'une tête sphérique, - une cage conforme à l'invention, le fond étant conformé pour être logé dans le boîtier, la portion sphérique étant conformée pour recevoir et retenir la tête sphérique du pivot. The present invention relates to a cage for a steering ball joint of a vehicle and to a steering ball joint of a vehicle equipped with such a cage. A cage for a steering head of a vehicle known in the state of the art, the steering head comprising a housing and a pivot provided with a spherical head, comprises: a bottom intended to be housed in the housing of the steering head, - retaining tabs made of a predetermined flexible material and extending from the bottom so as to form a spherical portion for receiving and retaining the spherical head of the pivot of the steering head, each two adjacent retaining tabs being separated by a notch extending preferably substantially along a meridian line of the spherical portion. It is known from the state of the art to use polyoxymethylene (POM) as a flexible material. The sliding properties of the POM with the pivot, generally made of steel, particularly promote the operation of the steering ball joint with little friction, good resistance to wear, and little noise. The main disadvantage of the POM is its operating temperature limited to 90 ° C, the temperature above which the mechanical strength of the retaining tabs decreases sharply. A suggested possibility in the technical field of bearing cages, in particular in document FR 2 792 043, is to use as a flexible material a mixture of a polymer of the polyphthalamide group (PPA) with an elastomer. Such a material has an operating temperature greater than 140 ° C. The presence of the elastomer makes it possible to easily demold the cage without risking breaking, the PPA being a material of low ductility. This solution therefore appears satisfactory for a rolling cage. However, the stresses experienced by a cage for a steering ball of a vehicle are significantly greater than those experienced by a rolling cage so that it would be necessary to add a load to the mixture of PPA and the elastomer. in order to improve the mechanical strength of the retaining tongues, the load may be glass fibers or carbon fibers. However, the improvement of the mechanical resistance by the load necessarily leads to a reduction in the flexibility of the retaining tabs. Therefore, the introduction of the spherical head of the pivot in the spherical portion, which causes a high concentration of stresses at the base of the retaining tabs, can create cracks or cracks due to the decrease of the flexibility of the retaining tabs. , with risks of rupture. The present invention aims to overcome all or part of the aforementioned drawbacks and concerns a cage for a steering ball joint of a vehicle, the steering ball comprising a housing and a pivot provided with a spherical head, the cage comprising: - a bottom intended to be housed in the housing of the steering head, - retaining tongues made of a predetermined flexible material and extending from the bottom so as to form a spherical portion for receiving and retaining the spherical head of the pivot of the steering ball joint, each retaining tab being separated from an adjacent retaining tab by a notch preferably extending substantially along a meridian line of the spherical portion, the spherical portion having a first predetermined diameter, the retaining tabs having end portions delimiting a substantially circular opening having a second diameter be predetermined, the cage being remarkable in that the number of retaining tabs is adapted relative to said flexible material so that the notches reduce the bending stresses experienced by the retaining tabs under a predetermined threshold beyond which the portion spherical is likely to break when it receives the spherical head of the pivot of the steering ball joint, and in that the ratio between the first diameter and the second diameter is substantially between 1.15 and 1.35, and preferably is substantially equal to 1.32. Thus, such a cage according to the invention significantly improves the flexibility of the retaining tabs by creating a sufficient number of weakening zones, defined by the notches separating the retaining tabs, depending on the nature of the flexible material used. These weakening zones make it possible to form retaining tongues with good mechanical strength (for example by means of a flexible material loaded with glass fibers or carbon fibers) while maintaining sufficient flexibility in order to prevent the appearance of cracks or microcracks at the base of the retaining tongues during the introduction of the spherical head of the pivot in the spherical portion. In addition, such a ratio between the first diameter and the second diameter contributes, in conjunction with the weakening zones, to limit the bending stresses experienced by the retaining tongues. In one embodiment, the flexible material is selected from the group consisting of polyphthalamides, polyetheretherketone, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate, and the number of retaining tabs is greater than or equal to 5, and preferably is between and 15. Thus, such flexible materials are selected for satisfactory mechanical strength above 90 ° C, the limit operating temperature of the POM. Advantageously, a cage according to the invention has a predetermined height, and each notch has a maximum depth substantially equal to 95% of said height. Thus, such a notch depth improves the flexibility of the retaining tabs. According to one embodiment, each retaining tongue 20 has a thickness substantially between 0.4 and 0.95 mm, and preferably substantially equal to 0.9 mm. Thus, such a thickness of the retaining tabs improves the flexibility of the retaining tabs. In a particular embodiment, the flexible material comprises at least one filler selected from the group consisting of glass fibers and carbon fibers. Thus, such a load makes it possible to improve the mechanical strength of the flexible material. According to an advantageous characteristic, the flexible material 30 has a tensile strength greater than or equal to 250 N / mm 2. Thus, such retaining tabs have a higher tensile strength than the retaining tabs made of POM, which are less than 75 N / mm 2. The present invention also relates to a steering ball of a vehicle, remarkable in that it comprises: - a housing, - a pivot provided with a spherical head, - a cage according to the invention, the bottom being shaped to be housed in the housing, the spherical portion being shaped to receive and retain the spherical head of the pivot.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une rotule de direction d'un véhicule selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'une rotule de direction selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe à l'échelle agrandie d'une cage selon l'invention équipant la rotule de direction illustré à la figure 1. La rotule de direction 1 d'un véhicule illustrée à la figure 1 comporte : - un boîtier 10, pouvant être réalisé dans un matériau métallique tel que l'acier, le boîtier 10 étant destiné à être relié à une extrémité d'une crémaillère (non représentée), - un pivot 11 muni d'une tête sphérique 110, et s'étendant suivant un axe X'-X, le pivot 11 pouvant être réalisé en acier, - une cage 2. La cage 2 comporte : - un fond 20 logé dans le boîtier 10 de la rotule de direction 1, - des languettes de retenue 21 réalisé dans un matériau flexible s'étendant à partir du fond 20 de manière à former une portion sphérique 22 conformée pour recevoir et retenir la tête sphérique 110 du pivot 11 de la rotule de direction 1. Le matériau flexible est de préférence sélectionné dans le groupe comportant les polyphtalamides, le polyétheréthercétone, le polybutylène téréphtalate et le polyéthylène téréphtalate. La cage 2 peut être fabriquée par moulage par injection. Le matériau flexible peut comporter au moins une charge sélectionnée dans le groupe comportant les fibres de verres et les fibres de carbone. Le matériau flexible peut présenter une résistance à la traction 35 supérieure ou égale à 250 N/mm2. Other features and advantages will appear in the following description of an embodiment of a steering ball joint of a vehicle according to the invention, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which FIG. 1 is a sectional view of a steering ball joint according to the invention; FIG. 2 is a sectional view on an enlarged scale of a cage according to the invention equipping the steering ball joint illustrated in FIG. FIG. 1. The steering ball joint 1 of a vehicle illustrated in FIG. 1 comprises: a housing 10, which can be made of a metallic material such as steel, the housing being intended to be connected to an end of a rack (not shown), a pivot 11 provided with a spherical head 110, and extending along an axis X'-X, the pivot 11 can be made of steel, a cage 2. The cage 2 comprises a bottom 20 housed in the casing 10 of the steering ball joint 1, retaining tongues 21 made of a flexible material extending from the bottom 20 so as to form a spherical portion 22 shaped to receive and retain the spherical head 110 of the pivot 11 of the steering ball joint 1. The flexible material is of preferably selected from the group consisting of polyphthalamides, polyetheretherketone, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate. The cage 2 can be manufactured by injection molding. The flexible material may comprise at least one filler selected from the group consisting of glass fibers and carbon fibers. The flexible material may have a tensile strength greater than or equal to 250 N / mm 2.
Comme illustré à la figure 2, la portion sphérique 22 présente un premier diamètre Dl prédéterminé. Les languettes de retenue 21 comportent des portions d'extrémité 210 délimitant une ouverture sensiblement circulaire présentant un second diamètre D2 prédéterminé. Le rapport entre le premier diamètre Dl et le second diamètre D2 est sensiblement compris entre 1,15 et 1,35, et est de préférence sensiblement égal à 1,32. Comme illustré à la figure 2, chaque languette de retenue 21 adjacente est séparée d'une languette de retenue 21 adjacente par une entaille 23 s'étendant sensiblement suivant une ligne méridienne de la portion sphérique 22. Le nombre de languettes de retenue 21 est adapté relativement au matériau flexible de manière à ce que les entailles 23 réduisent les contraintes de flexion subies par les languettes de retenue 21 sous un seuil prédéterminé au-delà duquel la portion sphérique 22 est susceptible de se rompre lorsque qu'elle reçoit la tête sphérique 110 du pivot 11 de la rotule de direction 1. Lorsque le matériau flexible est sélectionné dans le groupe comportant les polyphtalamides, le polyétheréthercétone, le polybutylène téréphtalate et le polyéthylène téréphtalate, le nombre de languettes de retenue 21 est supérieur ou égal à 5 (5 languettes de retenue 21 sont illustrées à la figure 2). La cage 2 présente une hauteur H prédéterminée. Chaque entaille 23 présente une profondeur maximale sensiblement égale à 95% de ladite hauteur H. Chaque languette de retenue 21 présente une épaisseur e 25 sensiblement comprise entre 0,4 mm et 0,95 mm, et de préférence sensiblement égale à 0,9 mm. Après avoir introduit dans la cage 2 un lubrifiant tel que graisse, puis la tête sphérique 110 du pivot 11, le boîtier 10 est serti sur la tête sphérique 110, comme illustré à la figure 1.As illustrated in FIG. 2, the spherical portion 22 has a predetermined first diameter D1. The retaining tabs 21 comprise end portions 210 delimiting a substantially circular opening having a second predetermined diameter D2. The ratio between the first diameter D1 and the second diameter D2 is substantially between 1.15 and 1.35, and is preferably substantially equal to 1.32. As illustrated in FIG. 2, each adjacent retaining tongue 21 is separated from an adjacent retaining tongue 21 by a notch 23 extending substantially along a meridian line of the spherical portion 22. The number of retaining tongues 21 is adapted relatively to the flexible material so that the notches 23 reduce the bending stresses experienced by the retaining tongues 21 under a predetermined threshold beyond which the spherical portion 22 is likely to break when it receives the spherical head 110 of the swivel 11 of the steering ball 1. When the flexible material is selected from the group comprising polyphthalamides, polyetheretherketone, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate, the number of retaining tongues 21 is greater than or equal to 5 (5 tabs retainers 21 are illustrated in Figure 2). The cage 2 has a predetermined height H. Each notch 23 has a maximum depth substantially equal to 95% of said height H. Each retaining tongue 21 has a thickness e substantially between 0.4 mm and 0.95 mm, and preferably substantially equal to 0.9 mm. . After introducing into the cage 2 a lubricant such as grease, then the spherical head 110 of the pivot 11, the housing 10 is crimped on the spherical head 110, as shown in Figure 1.
30 Bien entendu, le mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif. Des détails et améliorations peuvent y être apportés dans d'autres variantes d'exécution sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Of course, the embodiment of the invention described above is not limiting in nature. Details and improvements can be made in other embodiments without departing from the scope of the invention.