Brevet FR2528001A1 — publié le 19831209

Z 528 04 Arbre de direction télescopique notamment pour véhicules auto- mobiles. L'invention concerne un arbre de direction télescopique pour véhicules automobiles qui comprend un élément extérieur et un élément intérieur, ce dernier étant partiellement engagé dans l'élément extérieur, coaxialement à celui-ci, l'élément intérieur présentant des faces espacées circonférentiellement qui s'étendent suivant la longueur dudit élément et parallèlement à l'axe de l'arbre, ces faces s'ajustant avec un serrage prédéterminé contre les faces correspondantes de l'élément extérieur de sorte que l'arbre est capable de transmettre un couple dans les deux sens et est capable de se contracter sous l'effet d'un effort axial prédéterminé. On connait déjà des arbres de direction capables de se raccourcir télescopiquement et qui sont maintenus dans une position de fonc- tionnement allongée par des goupilles de cisaillement en matière thermoplastique moulée par injection L'inconvénient de ces arbres est qu'ils nécessitent des usinages préalables à l'injec- tion de la matière thermoplastique et que les caractéristiques de cette dernière doivent rester constantes dans le temps Finale- ment, les goupilles de cisaillement sont sujettes à subir des détériorations pendant le transport et au cours du montage de l'arbre sur le véhicule. Le principal but de l'invention est de réaliser un arbre de direction perfectionné du type indiqué ci-dessus qui se contracte sous un effort déterminé ou dans une plage d'effort déterminée. Un autre but de l'invention est d'apporter un procédé de fabrica- tion particulièrement simple et économique de l'arbre de direc- tion qui garantit les conditions optimales d'assemblage sans nécessiter de machines d'usinage ni d'injection. Selon l'invention, l'un des côtés de l'élément intérieur de l'arbre est en prise constante avec des bossages formés sur la paroi 493 " t 2- interne de l'une des faces de la paroi de l'élément extérieur et la répartition desdits bossages assure la retenue axiale et le guidage de l'élément intérieur dans l'élément extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description d'un mode de réalisation de l'arbre de direction en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un arbre de direction assemblé; la figure 2 est une vue de détail de la répartition des bos- sages sur la face de l'élément extérieur; la figure 3 est une coupe transversale de l'arbre de direc- tion au niveau des bossages: la figure 4 est une courbe de déformation angulaire de l'arbre de direction sous l'action d'un couple de commande. La déformation correspond à la flexion des éléments de l'arbre et à un début de glissement angulaire relatif entre lesdits éléments. Suivant l'invention, l'arbre de direction perfectionné pour véhicules automobiles comprend un élément extérieur 2 et un élé- ment intérieur 3 lequel est logé à l'intérieur de l'élément extérieur et dans l'alignement de celui-ci Des moyens sont pré- vus selon l'invention pour établir avec un effort axial déter- miné un coulissement relatif, avec friction entre ces deux éléments. La section transversale connue en soi de ces éléments à surface d'entraînement est telle qu'elle assure une transmission effi- cace du couple de rotation En outre, ces moyens sont adaptés pour céder et permettre un déplacement télescopique limité entre ces deux éléments emboîtés, qui réduit la longueur effective de l'arbre de direction dans le cas o la contrainte axiale exercée 493 U i i -3 sur l'arbre devient supérieure à une valeur de tarage des moyens de retenue Une longue suite d'expériences, répondant au souci d'obtenir une retenue axiale suffisante des éléments de l'arbre lorsque 1 'ef fort axial est exercé dans le sens de la pénétration plus grande de l'élément intérieur dans l'élément extérieur, a permis de définir une disposition rationnelle de bossages 4 à partir du bord extrême de l'élément extérieur dans lequel est engagé l'élément intérieur sur une longueur de pénétration " 11 ". La répartition axiale des bossages 4 assure donc le déplacement relatif des éléments de l'arbre sous l'action d'n charge axiale déterminée par le cahier de charges et un guidage correct de l'élément intérieur au cours de ce déplacements La figure 2 montre certaines répartitions expérimentées de bos- sages 4 repérées en 2 A, 2 B, 2 e, 2 D et le tableau ci-dessous montre les charges axiales appliquées pour obtenir un début de déplacement de l'élément intérieur 3 dans l'élément extérieur 2. REPARTITION n O d'éprouvette 2 A 2 B 2 C 2 D 1 120 95 260 170 2 150 105 190 2 ( O 3 -95 100 220 190 4 170 90 210 210 La dispersion des efforts dans la répartition 2 D correspond sen- siblement aux exigences du cahier de charges et répond de ce fait à la réalisation préférentielle de l'invention. La figure 3 représente une section agrandie de la colonne au niveau des bossages 4, réalisés sur la paroi interne 5 de l'élé- ment extérieur 2 Ces bossages 4 sont réalisés par poinçonnage -4 4 sous une charge de 206 da N d'une face 6 ou 6 ', formée parallèle- ment à l'axe de l'arbre, au travers de la paroi de l'élément extérieur 2 dont l'épaisseur est 2 mm environ Cette face 6 est tournée vers l'une des faces 7, 7 ' de l'élément intérieur 3,espa- cées circonférentiellement. Selon la répartition 2 D, les poinçonnages sont respectivement formés sur la paroi extérieure de l'une des faces 6 ou 6 ' en trois groupes (abc) dont les groupes extrêmes (a, b) assurent la retenue axiale des éléments 2, 3 tandis que le groupe médian (c) assure le guidage des éléments au cours de leur déplacement relatif. Les faces telles que 6, 6 ' de l'élément extérieur 2 sont tournées vers les faces correspondantes 7, 7 ' de l'élément intérieur 3 dans le but d'assurer la transmission d'un couple dans les deux sens mais il est entendu que la répartition 2 D des bossages n'est qu'une répartition intéressante mais non limitative, du fait que l'on peut utiliser plusieurs groupes de bossages répartis sur les deux faces 6 et 6 ' de l'élément extérieur 2. 4939 1 1670 - REVENDICATIONS 1 Arbre de direction télescopique pour véhicules automobiles qui comprend un élément extérieur ( 2) et un élément intérieur ( 3), ce dernier étant partiellement engagé dans l'élément exté- rieur, coaxialement à celui-ci, l'élément intérieur présentant des faces ( 7, 7 ') espacers circonférentiellement qui s'étendent suivant la longueur dudit élément et parallèlement à l'axe de l'arbre, ces faces ( 7, 7 ') s'ajustant avec un serrage prédéter- miné contre les faces correspondantes ( 6, 6 ') de l'élément exté- rieur de sorte que l'arbre est capable de transmettre un couple dans les deux sens et est capable de se contracter sous l'effet d'un effort axial prédéterminé, caractérisé parle fait que l'une aumoinsdes faces ( 7) de l'élément intérieur ( 3) est en prise constante avec des bossages ( 4) formés sur la paroi interne ( 5) de l'une des faces ( 6) de la paroi de l'élément extérieur ( 2) et que la répartition desdits bossages ( 4) assure la retenue axiale et le guidage de l'élément intérieur ( 3) dans l'élément extérieur ( 2). 2 o Arbre de direction selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bossages sont réalisés par poinçonnage d'une face ( 6, 6 ') de la paroi de l'élément extérieur ( 2) et sont répartis au moins en trois groupes dont les deux groupes (a, b) extrêmes assurent la retenue axiale de l'élément intérieur ( 3) dans l'élément extérieur ( 2) tandis que le groupe médian (c) assure le guidage desdits éléments ( 2, 3)au cours de leur déplacement relatif. 49398 1