Brevet FR2491854A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne une colonne de direction télescopable axialement en cas de choc frontal pour empêcher qu'elle saille dans l'habitacle du véhicule et blesse les passagers. Elle concerne en particulier une colonne de direction télescopable de véhicules automobiles comprenant un arbre de transmission constitué par untpremier et un second élément d'arbre alignés longitudinalement et ayant des premitres parties extrêmes respectives reliées l'une à l'autre avec interposition d'un élément de matière élastomère et deux secondes parties extrêmes respectives tournées vers des côtés opposés et formant les deux extrémités de l'arbre de transmission. Une colonne de direction de ce type est décrite dans le brevet britannique NO 1 174 540. Elle est toutefois d'une construction relativement compliquée et coûteuse et exige en outre l'utilisation d'un élément auxiliaire pour maintenir assemblés les deux éléments qui constituent l'arbre de transmission. L'invention a donc pour objet de réaliser une colonne de direction pour véhicules automobiles qui soit particulièrement simple et sûre. A cet effet, dans la colonne de direction selon 1' invention, les deux premières parties extrêmes sont reliées l'une a' l'autre au moyen d'un accouplement prismatique ayant, dans un plan de coupe perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre de transmission, un profil en queue d' aronde, l'élément fait d'une matière élastomère comportant une paroi conformée aussi en queue d'aronde interposée à force entre les faces tournées l'une vers l'autre de l'accouplement prismatique, afin de les rendre solidaires entre elles par frottement par rapport à des forces axiales qui tendent à les séparer et ont une intensité inférieure à une valeur prédéterminée, les dits éléments d'arbre présentant chacun une face incurvée de guidage pour provoquer un désalignement des éléments en cas de séparation des premières parties extrêmes provoquée par l'application d'une force axiale de compression d'une valeur supérieure à la dite valeur prédéterminée. Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, la colonne de direction est caractérisée en outre en ce que: (a) le premier élément d'arbre présente une face munie d' nervure longitudinale centrale qui comporte, dans la zone de la première partie extrême de ce même élément, un tronçon plus épais conformé en queue d'aronde, dont ltépaisseue augmente dans une direction perpendiculaire à la dite face en s'éloignant de celle-ci, cette face présentant un premier tronçon plat adjacent à la pre mi ère partie extrême et un second tronçon incliné et concave vers l'extérieur, qui constitue la face de guidage du premier élément d'arbre, avec le bord, (b) le second élément d'arbre présente une rainure longi tudinale qui comporte, dans la zone de la première partie extrême de cet élément, un tronçon rétréci con formé en queue d'aronde, dont la largeur diminue dans une direction perpendiculaire au fond de la rainure et en s'éloignant de ce fond, lequel présente une première partie plate, adjacente à la première partie extrême ci-dessus, et une seconde partie inclinée et concave vers l'extérieur, qui constitue la face de guidage du second élément d'arbre, (c) la dite paroi de matière élastomère conformée en queue d'aronde est interposée à force entre la surface du tronçon rétréci du second élément d'arbre et celle du tronçon plus épais de la nervure du premier élément d arbre. De préférence, en outre, l'élément de matière élastomère présente une paroi frontale perpendiculaire à celle conformée en queue d'aronde et disposée en contact avec la face en bout libre du tronçon élargi de la nervure du premier élément d'arbre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre 'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette colonne de direction: t Fig. 1 est une vue fortement schématisé d'un mécanisme de direction comportant une colonne selon l'invention, Fig. 2 est une vue de coté de l'arbre de transmission faisant partie de la colonne selon l'invention; Fig. 3 est une vue en perspective éclatée et agrandie de l'arbre de transmission de figure 2. A la figure 1, la référence générale 1 désigne 1' ensemble d'un mécanisme de direction comportant une colonne de direction 24 qui relie le volant 2 à un dispositif 4 pour la commande du mécanisme de direction proprement dit du véhicule automobile. La colonne 2 comprend un arbre de transmission 4, muni de deux extrémités fourchées 4a, 4b, reliées par des cardans aux parties contigües de la colonne 2. Comme le montrent les figures 2 et 3, l'arbre de transmission 4 comprend un premier et un second élément, respectivement 5 et 6, alignés longitudinalement et comportant chacun une première partie extrême respective 5a, 6a, reliée à l'autre, et une seconde partie extrême respective située à l'opposé de l'autre et constituant une des extrémités fourchées 4a, 4b. Le premier élément d'arbre 5 présente, sur une partie importante de sa longueur, près de la première partie extrême 5a, une face 7 munie d'une nervure longitudinale centrale 8. La face 7 comprend un premier tronçon, plat, 7a, adjacent a la partie extrême 5a de l'élément 5, et un second tronçon 7b, incliné et concave vers l'extérieur, raccordé, à son extrémité éloignée du tronçon plat 7a, à la face longitudinale libre 8a de la nervure 8. Cette dernière présente dans la zone de la première partie extrême 5a de l'élément 5 un tronçon élargi 9, conformé en queue d'aronde, dont l'épaisseur augmente dans u ne direction perpendiculaire au tronçon plat 7a de la face 7, en s'éloignant de cette face. Le second élément d'arbre 6 présente une rainure longitudinale 10, qui comporte dans la zone de la première partie extrême 6a de l'élément 6, un tronçon rétréci 11 conformé en queue d'aronde, dont la largeur diminue dans une direction perpendiculaire au fond de la rainure, en s'éloignant de celui-ci. Le fond de la rainure 10, qui est désigné par la ré- férence générale 12, comporte un premier tronçon, plat, 12a, dans la zone de la première partie extrême 6a de lté- lément 6, et un second tronçon 12b, incliné et concave vers l'extérieur. A l'état assemblé de l'arbre 4, représenté à la figure 2, le tronçon 11 de la rainure 10 de l'élément 6 est encastré sur le tronçon 9 de la nervure 8 de l'élément 5, avec interposition d'un élément de matière élastomère désigné par la référence générale 13. Cet élément comprend une paroi 14, conformée aussi en queue d'aronde et comportant un tronçon central plat 15, deux tronçons latéraux 16, qui s'étendent dans le même sens et convergent en s'éloignant du tronçon central 15, et deux tronçons d'extrémité 17, qui s'étendent en sens inverse l'un de l'autre, dans un plan commun parallèle à celui du tronçon central 15. L'élément comprend en outre une paroi frontale 18 perpendiculaire à la paroi 14. La paroi 14 de l'élément en matière élastomère 13 est interposée à force entre les faces tournées l'une vers l'autre du tronçon élargi 9 de la nervure 8 et du tronçon rétréci Il de la rainure 10. La paroi frontale 18 de l'élé- ment ç est en contact avec la face en bout libre 9a de la partie élargie 9 de la nervure 8. A l'état assemblé de l'arbre de transmission 4, 1' élément 6 se trouve, relativement à l'élément 5, dans une position renversée par rapport à celle dans laquelle il est représenté à la figure 3 pour la clarté du dessin. La paroi 14 de l'élément 13 a pour effet de rendre solidaires l'une de l'autre, par friction, les parties extrêmes respectives 5a, 6a des éléments 5 et 6 de l'arbre de transmission 4. Naturellement, l'application aux deux éléments 2, 6 de forces axiales tendant a' provoquer une séparation des dits éléments et ayant une intensité supérieure à une valeur prédéterminée qui est fonction du frottement entre les faces en contact de l'élément élastomère x et des éléments d'arbre 5 et 6 provoque un coulissement longitudinal de ces derniers l'un relativement à l'autre. En conséquence, dans le cas d'une collision frontale du véhicule, qui provoque l'application sur l'arbre de transmission 4 d'une force axiale de compression supérieure à la valeur prédéterminée, les deux extrémités 4a, 4b se rapprochent l'une de l'autre, empêchant la colonne de direction de saillir dans l'habitacle du véhicule automobile. En outre, le contact des deux tronçons d'extrémité li de l'élément élastomère ç avec la portion incurvée 7b de la face 7 de l'élément 5 et le contact de la face externe du tronçon central 1 de ce même élément élastomère 13 avec la portion incurvée 12b du fond 12 de la rainure 10 de l'élément 6 provoquent le désalignement des deux éléments 5, 6.Les deux faces 7b et 12b font donc fonction de faces de guidage qui peuvent provoquer une expulsion réciproque des deux éléments de l'arbre de transmission 4 dans le cas d'un raccourcissement de ce dernier à la suite d'une collision du véhicule. L'arbre de transmission faisant partie de la colonne de direction selon l'invention est donc d'une construction particulièrement simple, n'étant constitué que par deux éléments 2, 6 et par l'élément élastomère u interposé dans l'accouplement prismatique de ces éléments. La conformation particulière des éléments 5, 6 de 1' arbre et surtout la présence des faces de guidage 7b, 12b garantissent en outre le maximum de sécurité en cas de collision, rendant plus rapide le désemboitement réciproque des deux éléments 5 et 6 qui constituent l'arbre de trans mission. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution qui vient d'être décrite à titre d'exemple seulement: elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de ré- alisation. - REVENDICATIONS l 1. - Colonne de direction télescopable pour véhicules automobiles, comprenant un arbre de transmission constitué par un premier et un second élément d'arbre alignés longitudinalement et ayant des premières parties extrêmes respectives reliées l'une à l'autre avec interposition d' un élément fait d'une matière élastomère et des secondes parties extrêmes respectives tournées vers des côtés opposés et formant les deux extrémités de l'arbre de transmission, caractérisée en ce que les deux premières parties extrêmes (5a, 6a) sont reliées l'une à l'autre au moyen d' un accouplement prismatique (9, 11) ayant, dans un plan de coupe perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre de transmission (4) un profil en queue d'aronde, l'élément fait de matière élastomère (13) comportant une paroi (14) conformée aussi en queue d'aronde, interposée à force entre les faces (9,11) tournées l'une vers l'autre de l'accouplement prismatique, afin de les rendre solidaires l'une de l'antre par frottement, par rapport à des forces axiales qui tendent à les séparer, et ont une intensité inférieure à une valeur prédéterminée, les dits éléments d' arbre (5,6) présentant chacun une face incurvée de guidage (7n, 12b) pour provoquer leur désalignement en cas de désengagement des premières parties extrêmes (5a, 6a) provoqué par l'application d'une force axiale de compression d' une valeur supérieure à la dite valeur prédéterminée. 2.- Colonne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les secondes parties extrêmes (4a, 5a) des éléments d'arbre (5, 6) sont conformées en fourche. 3.- Colonne selon la revendication l ou la revendication 2, caractérisée en ce que: (a) le premier élément d'arbre (5) présente une face munie d'une nervure longitudinale centrale (8) qui comporte1 dans la zone de la première partie extrême (5a) de cet élément un tronçon plus épais (9) conformé en queue d'aronde, dont l'épaisseur augmente dans une direction perpendiculaire la dite face (7) en s'éloignant de celle-ci, cette face (7) présentant un premier tronçon plat (7a) adjacent a la pre mière partie extrême (5a) et un second tronçon (7b), incli né et concave vers ltextérieur, qui constitue la première face de guidage du premier élément d'arbre (5), (b) le second élément d'arbre (6) présente une rainure longitudinale (10) qui comporte, dans la zone de la première partie extrême (6a) de ce second élément, un tronçon rétréci (11) conformé en queue d'aronde, dont la largeur diminue dans une direction perpendiculaire au fond de la rainure et en s'éloignant de ce fond (12), lequel présente un premier tronçon (12a), plat et adjacent à la première partie extrê- me (6a) ci-dessus, et un second tronçon (12b), incliné et concave vers l'extérieur, qui constitue la face de guidage du second élément d'arbre, (c) la dite paroi (14) conformée en queue d'aronde de 1' élément fait de matière élastomère est interposée à force entre la surface du tronçon rétréci (9) de la nervure longitudinale et celle du tronçon élargi (11) de larainure longitudinale (8). 4.- Colonne selon la revendication 3, caractérisée en ce que la paroi en queue d'aronde (14) de l'élément fait de matière élastomère (13) comprend un tronçon central plat (15), deux tronçons latéraux (16), qui convergent vers l'op- posé du tronçon central, et deux tronçons d'extrémité (17) disposés dans un plan commun parallèle à celui du tronçon central (15). 5.- Colonne selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément fait de matière élastomère (13) comprend en outre une paroi frontale (18) perpendiculaire à la paroi conformée en queue d'aronde (14) et placée en contact avec la face en bout libre (9a) du tronçon élargi (9) de la nervure longitudinale (8) du premier élément d'arbre (5).