Brevet FR2555537A1 — publié le 19850531

Le roulement des véhicules sur des sols comportant des aspérités transmet dans tout l'ensemble du système de direction des vibrations parasites diverses. Ces vibra- tions sont, soit circulaires c'est-à-dire alternatives en torsion, soit longitudinales c'est-à-dire de bas en haut de la colonne de direction. Elles sont par ailleurs trans- mises au volant par l'intermédiaire de cette dernière. La présente invention a donc pour but de réaliser un axe de colonne de direction qui permette d'amortir ces vibrations, de sorte qu'elles ne soient pas ressen- ties dans le volant. Cette invention a pour objet un axe de colonne de direction qui comporte deux tubes coaxiaux terminés par des portions de section aplatie, qui sont emboîtées l'une dans l'autre, la plus grande dimension du tube interne étant supérieure à la plus petite dimension du tube exté- rieur, de sorte que la rotation relative des deux tubes est très limitée, et un manchon élastique amortisseur, interposé entre les deux portions aplaties. Grâce à cette disposition, les vibrations longitu- dinales de même que les vibrations circulaires sont ab- sorbées par le manchon et ne sont pas transmises d'un tube à l'autre. Les colonnes de direction étant généralement réali- sées en deux parties articulées entre elles et consti- tuées par un axe de volant reliant le volant à un joint du type cardan, et un axe de direction allant de ce joint de cardan au boîtier de direction des roues avant, et les vibrations devant être amorties le plus près possible du boîtier de direction, l'axe de colonne suivant l'inven- tion est tout particulièrement adapté à être utilisé comme axe de direction relié au bottier. Selon un mode de réalisation, le tube intérieur est épanoui latéralement à son extrémité, tandis que le tube extérieur est recourbé vers l'intérieur de façon à retenir axialement le manchon élastique. De préférence, les portions de section aplatie ont une section ovale formée par déformation du tube. La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avan- tages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins: - la fig. 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'une colonne de direction; - la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif amortisseur formé sur l'axe de colonne; - la fig. 3 est une vue de côté du dispositif amor- tisseur de la figure 2; - la fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2; - la fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de l'axe de colonne; - la fig. 6 est une vue de côté de l'axe de la figure 5; - la fig. 7 est une vue en bout,selon la flèche P, de l'axe de la figure 5. Comme le montrent les dessins, une colonne de di- rection comporte généralement deux axes, respectivement 1 et 2, réunis par un joint de cardan 3. Dans ce but l'axe supérieur 1 est muni à l'une de ses extrémités de cannelures 4 de fixation du volant, tandis que son extré- mité opposée est solidaire d'une fourche 6 réunie par un croisillon 7 à une seconde fourche 8 de l'articulation du type cardan 3. Le second axe 2 comporte, comme le premier, à une extrémité des cannelures 10 de fixation sur la fourche 8 et, à son autre extrémité, une fourche 12 destinée à coo- pérer avec une seconde fourche 14 à laquelle elle est re- liée par un croisillon 15. La fourche 14 est, comme la fourche 8, munie de cannelures internes 16 destinées à coopérer avec des cannelures correspondantes 17 portées par un axe solidaire du boîtier de direction 18. Selon l'invention, l'axe de direction 2 est inter- rompu et est formé par deux tubes, respectivement 20 et 22, dont les extrémités en regard sont aplaties. Ainsi, le tube supérieur 20 est terminé, à son extrémité oppo- sée aux cannelures 10, par une portion aplatie 24 ayant une section ovale ou analogue, et le tube 22 comporte également une portion 26 de section sensiblement ovale. Le tube supérieur 20 a un diamètre inférieur à celui du tube 22, de sorte que la portion ovale 24 est emboîtée dans la portion ovale 26, tandis qu'un manchon élastique 28 est interposé entre les deux tubes, comme le montrent les figures 2 et 4. Le manchon 28 a également une forme cylindrique de section ovale et remplit l'espace entre les deux tubes. Il est retenu axialement à la partie inférieure du tube interne 24 par des pattes 30 formées par épanouissement de la paroi de ce tube. A sa partie supérieure, le man- chon 28 est également retenu par un rebord 32, rabattu vers l'intérieur, de l'extrémité du tube extérieur 26. Les deux parties ovales 24 et 26 ont une longueur supérieure à celle du manchon 28, ce qui permet aux deux tubes de se déplacer axialement l'un par rapport à l'au- tre sur une certaine distance. Le manchon 28 est toute- fois réalisé en un matériau élastique et amortisseur pour absorber les amplitudes vibratoires longitudinales d'un tube par rapport à l'autre. Par suite, ces vibrations transmises par le boîtier de direction 18 à l'axe de di- rection 2 n'atteignent pas le tube 20. De préference, le manchon 28 est cannelé intérieu- rement et/ou extérieurement en 29 dans l'une au moins de ses surfaces en contact avec les tubes 26 et 24, ce qui accroit la souplesse longitudinale des deux tubes l'un par rapport à l'autre. La plus grande dimension du tube intérieur 24 est de préférence supérieure à la plus petite dimension du tube extérieur 26, comme le montre plus particulièrement la figure 4. Par suite, lors d'un déplacement angulaire de l'un des tubes par rapport à l'autre, le manchon 28 se trouve écrasé puis les deux tubes sont solidaires en ro- tation. Le jeu relatif entre les deux tubes est suffisant pour absorber des vibrations circulaires éventuelles, mais suffisamment faible pour que les déplacements com- mandés par le volant soient quasi immédiatement transmis au tube inférieur 22. En outre, en cas de détérioration du manchon 28, le tube intérieur 24 viendrait buter con- tre le tube extérieur 26 et entraînerait automatiquement celui-ci. Il faut même remarquer que la présence du bord recourbé 32 s'étendant sur tout le pourtour du tube 26 réduit encore la dimension du déplacement relatif angu- laire entre les deux tubes. Bien entendu, la dimension longitudinale des tubes et 22 peut varier selon les utilisations et selon la position préférée pour le dispositif amortisseur de vi- brations. Il est toutefois important que ce dispositif soit le plus près possible du boîtier de direction, de sorte que la longueur du tube 22 est de préférence ré- duite par rapport à celle du tube 20. Il peut même être avantageux de réaliser le tube inférieur de l'axe de direction 2 de la manière repré- sentée sur les figures 5 à 7. Dans ce cas, l'ensemble amortisseur constitué par les portions ovales 24, 26 as- sociées au manchon 28, est directement voisin de la four- che de l'articulation sur le boîtier de direction. En effet, une fourche solidaire du tube inférieur 22 est formée par déformation de la partie ovale de ce tube, qui présente une partie plus large 34 découpée en 36 pour constituer les deux branches 38, 40 de la fourche. Cha- cune de ces branches est ensuite, de préférence, traitée par fluoperçage de façon à former un orifice 41 entouré par un canon 42 prêt à recevoir le croisillon 15 de liai- son à la fourche 14 de fixation sur le boîtier de direc- tion. Dans un tel mode de réalisation, le tube inférieur 32 de l'axe 2 est d'une seule pièce avec la fourche de cardan 34 et présente ainsi une résistance importante. Il est bien entendu que l'axe de colonne muni d'un système amortisseur pourrait également constituer un axe de volant, ou que les deux axes 1 et 2 pourraient compor- ter chacun un dispositif amortisseur, selon les nécessi- tés. - REVENDICATIONS - 1 - Axe de colonne de direction, caractérisé en ce qu'il comporte deux tubes coaxiaux (20, 22) terminés par des portions de section aplatie (24, 26) qui sont emboî- tées l'une dans l'autre, la plus grande dimension du tube interne (24) étant supérieure à la plus petite dimension du tube extérieur (26) de sorte que la rotation des deux tubes est garantie, et un manchon élastique amortisseur (28) interposé entre les deux portions de section aplatie. 2 - Axe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux tubes coaxiaux sont terminés par des por- tions de section ovale (24, 26). 3 - Axe suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (26) comporte un bord recourbé vers l'intérieur (32), tandis que le tube intérieur est épanoui (en 30) à sa partie inférieure pour assurer la retenue axiale du manchon (28). 4 - Axe suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon (28) permet un déplacement axial entre les tubes intérieur et extérieur. 5 - Axe suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bord recourbé (32) du tube exté- rieur s'étend sur toute sa périphérie et limite ainsi la rotation relative des deux tubes. 6 - Axe suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le manchon (28) comporte des cannelures (29) sur au moins l'une de ses faces en contact avec les tubes (24, 26). 7 - Axe suivant l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il porte une fourche de car- dan (12, 34) à l'une de ses extrémités et des cannelures (10) à son extrémité opposée. 8 - Axe suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la fourche de cardan (34) est d'une seule pièce avec le tube extérieur (22) et est réalisée par déforma- tion du tube, découpage et fluoperçage.