Brevet FR2595311A1 — publié le 19870911

Cette invention se rapporte à une colonne de di- rection pour un véhicule. Les serrures de blocage de la direction pour co- lonnes de direction de véhicules peuvent comprendre un mécanisme de blocage de direction qui s'engage dans une rainure de blocage longitudinale formée dans la colonne de direction. Jusqu'à présent, il était de pratique habituel- le d'utiliser une barre massive pour la colonne de direc- tion et d'usiner la rainure de blocage dans la barre mas- sive. Toutefois, ceci a ses inconvénients, en ce sens que la barre massive est lourde et qu'elle peut entraî- ner des problèmes de vibrations qui se traduisent par un tremblement du volant de direction. Il a déjà été proposé en conséquence de rempla- cer la barre par un tube mais si, par exemple, le tube est de 3 mm d'épaisseur, ce qui serait une épaisseur nor- malement acceptable, une rainure de blocage pratiquée dans le tube traverserait entièrement la paroi et le tu- be ne répondrait plus dans ce cas aux essais et spécifi- cations d'ingénierie exigés. Une autre spécification qui doit être remplie consiste en ce que le diamètre exté- rieur de la colonne de direction doit être sensiblement constant sur la majeure partie de sa longueur ou en ce que, du moins, il ne devrait pas excéder une certaine va- leur. Selon un aspect de la présente invention, une colonne de direction pour véhicules est tubulaire et com- prend une partie des moyens de blocage de la direction, cette partie comprenant un manchon emmanché sur le tube, autour de la surface externe d'une partie de la longueur du tube et présentant une rainure dans laquelle une au- tre partie des moyens de blocage de la direction peut s'engager, et le diamètre extérieur du manchon et le dia- mètre extérieur des parties du tube situées au-delà des limites du manchon étant sensiblement égaux. Selon un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'une colonne de direction pour véhicules comprend les phases consistant à former la colonne de direction en tube, à emmancher un manchon autour d'une partie de la longueur du tube, à rendre le diamètre extérieur du manchon et le diamètre extérieur des parties du tube situées au-delà des limites du man- chon sensiblement égaux entre eux, et à- former dans le manchon une rainure destinée à constituer une partie des moyens de blocage de la direction. Une ou chacune des deux extrémités du manchon peut être soudée au tube. Avec ou sans soudage, on peut former un molleta- ge ou une striure sur le tube, dans la région qui est destinée à se trouver sous ce manchon. Les diamètres extérieurs du tube et du manchon peuvent être rendus sensiblement égaux par une opération de rétreinte. En variante, ce résultat peut être obtenu en utilisant une machine à former à filière monobloc. Dans un mode de réalisation préféré, la rainure de blocage s'étend dans la direction longitudinale du manchon et traverse entièrement ce dernier. La rainure de blocage peut également pénétrer dans au moins une par- tie de l'épaisseur du tube. La rainure peut être formée par usinage à la fraise. Dans un mode de réalisation préféré, le tube a une épaisseur d'environ 3 mm d'épaisseur et le manchon une épaisseur d'environ 2 mm avant la réduction de son diamètre. Après la réduction, son épaisseur prend une va- leur d'environ 3 mm, ce qui donne une épaisseur totale d'environ 6 mm dans la région qui comprend le manchon et le tube. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre, d'un exemple de réalisation, et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 est une vue de côté, en partie en coupe, d'une partie d'une colonne de direction de véhicu- le; la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la colonne de direction représentée sur la figure 1; et la figure 3 est une vue en plan de la partie re- présentée sur la figure 2. Sur les dessins, la partie de la colonne de di- rection représentée comprend un tube 1 qui possède une extrémité cannelée 2 et est muni d'un joint universel 3 à son autre extrémité. Un manchon extérieur 4 est emmanché sur le tube 1, le diamètre intérieur du manchon 4 étant sensiblement égal au diamètre extérieur hors tout du tube 1. Une ex- trémité du manchon 4 est soudée en 5 sur le tube adja- cent 1, le long de sa circonférence. On utilise ensuite une machine de formage à la filière monobloc pour réduire le diamètre du manchon 4 sur le tube 1 et ceci accroît localement l'épaisseur de l'arbre de direction. En d'autres termes, le manchon soudé 4 et le tu- be 1 sont usinés comme si l'ensemble était massif, le manchon 4 étant maintenu par la soudure, et cette der- nière étant elle aussi rétreinte. Il est également possi- ble de souder les deux extrémités du manchon 4. En remplacement ou en supplément du soudage, on peut moleter ou canneler la surface externe du tube 1, dans la région qui doit se trouver sous le manchon 4. Ce- ci aussi peut contribuer à immobiliser le manchon 4 pen- dant l'opération de réduction. Le manchon 4 peut être à ajustement libre ou serré sur le moletage ou les cannelu- res avant la rétreinte, et le moletage ou les cannelures peuvent s'étendre sur une longueur qui correspond à la longueur réelle du manchon 4. Dans l'exemple représenté, avant l'usinage, le diamètre extérieur hors tout du tube 1 est d'environ 22 mm et le tube a une épaisseur d'environ 3 mm et le manchon 4, avant la réduction, est formé d'un tube d'en- viron 2 mm d'épaisseur. Lorsque le manchon 4 a été refoulé dans le tube 1, le diamètre extérieur du manchon 2 est lui aussi d'en- viron 22 mm, ce qui est identique au diamètre extérieur des oarties du tube 1 situées au-delà des limites du man- chon 4. Dans la région du manchon 4, le tube 1 se rétrac- te et le manchon 4 s'épaissit sous l'effet de l'opéra- tion de formage à la filière ou de rétreinte et le tube prend dans cette région une épaisseur effective totale de 6 mm ou d'environ 6 mm. Ensuite, on forme une rainure 6 orientée longi- tudinalement, dans le produit ainsi obtenu, de préféren- ce en utilisant une fraise. La rainure 6 peut avoir une longueur d'au moins 25 mm et elle peut traverser entière- ment la paroi du manchon 4 et pénétrer au moins partiel- lement dans la paroi adjacente du tube 1, de façon à pré- senter une profondeur maximum d'environ 4 ou 5 mm. Il va de soi que, si le manchon 4 a été fixé sur le tube 1 par soudage ou par d'autres moyens, la ré- duction du manchon 4 sur le tube 1 peut être exécutée en une seule opération. En outre, en formant la rainure de blocage de la façon décrite, on répond aux spécifica- tions d'ingéniérie applicables aux colonnes de direc- tion, tout en réduisant le poids de la colonne de direc- tion et en supprimant les problèmes de vibrations. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D IC AT IONS 1 - Colonne de direction oour véhicule, caracté- risée en ce qu'elle est tubulaire et comprend une partie des moyens de blocage de la direction, cette partie com- prenant un manchon (4) emmanché sur le tube (1) autour de la surface externe d'une partie de la longueur du tu- be et orésentant une rainure (6) dans laquelle une autre partie des moyens de blocage de la direction peut s'enga- ger, le diamètre extérieur du manchon (4) et le diamètre extérieur des parties du tube (1) situées au-delà des li- mites du manchon étant sensiblement égaux. 2 - Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une extrémité du manchon (4) est soudée (en 5) audit tube (1). 3 - Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux extrémités dudit man- chon (4) sont soudées audit tube (1). 4 - Colonne de direction selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que la soudu- re (5) s'étend sur le tour de la circonférence du tube (1). - Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit tube (1) est muni d'un moletage ou de cannelures sur sa surface externe, dans la région qui se trouve sous le manchon (4). 6 - Colonne de direction selon la revendication , caractérisée en ce que ledit moletage ou lesdites can- nelures s'étendent sur une longueur dudit tube (1) qui correspond à la longueur dudit manchon (4). 7 - Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les dia- mètres extérieurs du tube (1) et du manchon (4) ont été rendus sensiblement égaux par une opération de rétrein- te. 8 - Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les dia- mètres extérieurs du tube (1) et du manchon (4) ont été rendus sensiblement égaux par une opération de formage à la filière monobloc. 9 Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite rainure (6) traverse entièrement le manchon (4). - Colonne de direction selon la revendica- tion 9, caractérisée en ce que la rainure (6) pénètre également dans le tube adjacent (1). 11 - Colonne de direction selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le diamètre extérieur du manchon (4) est sensiblement de 22 mm. 12 - Colonne de direction selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le tube (11 possède une épaisseur sensiblement égale à 3 mm au-delà des limites du manchon (4). 13 - Colonne de direction selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la somme des épaisseurs du manchon (4) et du tube (1) situé au-dessous est sensiblement de 6 mm. 14 - Colonne de direction selon la revendica- tion 13, caractérisée en ce que ladite rainure (6) possè- de une profondeur maximum comprise entre 4 et 5 mm. - Procédé de fabrication d'une colonne de di- rection pour véhicules, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à former la colonne de direction en tube, à monter un manchon autour d'une partie de la longueur du tube, à rendre le diamètre extérieur du man- chon et le diamètre extérieur des parties du tube si- tuées au-delà des limites du manchon sensiblement égaux entre eux, et à former dans le manchon une rainure desti- née à constituer une partie de moyens de blocage de la direction. 16 - Procédé selon la revendication 15, caracté- risé en ce qu'on soude une extrémité du manchon audit tu- be avant de donner au manchon un diamètre extérieur sen- siblement égal à celui des parties du tube situées au-de- là des limites du manchon. 17 - Procédé selon la revendication 16, caracté- risé en ce qu'on soude les deux extrémités du manchon au tube. 18 - Procédé selon l'une des revendications 15, 16 et 17, caractérisé en ce qu'on forme un moletage ou des cannelures sur la surface externe du tube dans la ré- gion qui devra se trouver sous le manchon avant l'emman- chement du manchon. 19 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 18, caractérisé en ce qu'on donne au man- chon un ajustement libre sur le tube avant de donner au manchon sensiblement le même diamètre extérieur que les parties du tube situées au-delà des limites du man- chon. 20 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 18, caractérisé en ce qu'on donne au man- chon un ajustement serré sur le tube avant de donner au manchon sensiblement le même diamètre extérieur que les parties du tube situées au-delà des limites du manchon. 21 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 20, caractérisé en ce que, pour donner au manchon un diamètre extérieur sensiblement égal à celui des parties du tube situées au-delà des limites du man- chon, on rétreint le manchon sur le tube. 22 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 20, caractérisé en ce que, pour donner au manchon un diamètre sensiblement égal à celui des par- ties du tube situées au-delà des limites du manchon on exécute une opération de formage à la filière monobloc sur le manchon et le tube. 23 - Procédé selon l'une des revendications 21 et 22, caractérisé en ce qu'on amène le tube à se rétrac- ter partiellement à l'intérieur du manchon pendant l'opé- ration de rétreinte ou de formage à la filière et en ce que le manchon gagne en épaisseur pendant cette opéra- tion. 24 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 23, caractérisé en ce qu'on usine la rainu- re dans la surface externe du manchon, sur une partie de sa longueur. 25 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 24, caractérisé en ce qu'on pratique la rai- nure de façon qu'elle traverse toute l'épaisseur du man- chon. 26 - Procédé selon la revendication 25, caracté- risé en ce qu'on pratique la rainure de façon qu'elle pé- nétre partiellement dans la matière du tube qui est si- tuée sous le manchon. 27 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 26, caractérisé en ce que, avant les opéra- tions, le tube possède un diamètre sensiblement égal à 22 mm et une épaisseur sensiblement égale à 3 mm, et en ce que, avant les opérations, le manchon possède une épaisseur sensiblement égale à 2 mm, avec un diamètre in- térieur sensiblement égal à 22 mm. 28 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 15 à 27, caractérisé en ce que la somme des épaisseurs du manchon et de la partie du tube située sous le manchon est sensiblement de 6 mm lorsque le dia- mètre extérieur du manchon a été ramené à une valeur éga- le à celle des parties du tube situées au-delà des limi- tes du manchon. 29 - Colonne de direction pour véhicules carac- térisée en ce qu'elle a été fabriquée par le procédé se- lon l'une quelconque des revendications 15 à 28.