Brevet FR2694257A1 — publié le 19940204

MECANISME D'ABSORPTION DE L'ENERGIE DE COLLISION D'UN VEHICULE La présente invention se rapporte à un mécanisme d'absorption de l'énergie de collision d'un véhicule automobile. Lors d'une collision, un mécanisme approprié est nécessaire pour répondre aux règlements concernant la force appliquée sur un conducteur d'un véhicule lorsqu'il est en contact avec le volant de direction du véhicule Il existe différents mécanismes à cet usage. Selon la présente invention, il est prévu un mécanisme d'absorption de l'énergie de collision d'un véhicule comportant une structure de colonne de direction pouvant être montée sur un support de rupture, la structure comprenant un arbre de direction interne et un arbre externe relié pour entraînement à l'arbre interne et pouvant coulisser axialement sur et par rapport à l'arbre interne, et des moyens d'absorption d'énergie destinés à absorber l'énergie des forces induites par la collision sur la structure de colonne de direction, les moyens d'absorption d'énergie étant montés sur l'arbre de direction interne, les moyens d'absorption d'énergie comportant un tube monté sur l'arbre de direction interne et une goupille s'étendant vers l'extérieur de l'arbre de direction interne, la goupille ayant une longueur permettant de réaliser un ajustement serré dans au moins une partie initiale du tube. La goupille est de préférence montée de façon diamétrale à travers l'arbre interne La partie initiale du tube peut avoir des fentes diamétralement opposées s'étendant dans la direction axiale sur 10 mm environ depuis l'extrémité externe du tube. Un avantage de ce mécanisme est le faible coût et la facilité avec laquelle il peut être adapté afin de répondre aux exigences particulières du véhicule. Le diamètre et/ou la longueur de goupille, l'épaisseur du tube et l'ajustement peuvent être modifiés Un autre avantage est que, au moment de la fabrication, le mécanisme assemblé peut être totalement vérifié en mesurant la force d'insertion de la goupille dans l'embouchure du tube. D'autres formes de réalisation et variantes peuvent être construites en ayant plus d'une goupille transversale. Pour une meilleure compréhension de l'invention et afin de montrer comment celle-ci peut être mise en oeuvre, il va maintenant être fait référence, à titre d'exemple, aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue de face générale d'une structure de colonne de direction ayant une forme de mécanisme d'absorption d'énergie; La figure 2 est une vue en coupe axiale agrandie du mécanisme de la figure 1; La figure 2 A est une vue en coupe diamétrale le long de la ligne A-A de la figure 2 représentant la construction de goupille et de tube; La figure 3 est une vue similaire à la figure 2 d'une autre forme de mécanisme d'absorption d'énergie; La figure 3 A est une vue en coupe diamétrale le long de la ligne A-A de la figure 3 représentant la construction de goupille et de manchon; La figure 3 B est une vue en coupe diamétrale le long de la ligne imaginaire B-B de la figure 3 illustrant la déformation par la goupille après le déplacement dû à la collision de la colonne de direction; et La figure 4 est un schéma de la force sur l'arbre de colonne de direction en fonction du déplacement du tube par rapport à l'arbre externe représenté sur la figure 1. Sur la figure 1 est représentée une structure de colonne de direction 10 avec un volant de direction 13 et un support 12 relié par des éléments de rupture 11 à un élément transversal 14, ayant un arbre de direction interne 15, qui est monté au moyen de cannelures 8 (voir la figure 2) sur un arbre de colonne de direction externe 16, de sorte que l'arbre externe peut se déplacer axialement sur et par rapport à l'arbre interne. Autour de l'arbre interne 15 est monté un élément d'absorption d'énergie tubulaire 17 ayant une partie en forme de bride de butée interne 2 et une embouchure externe 3 dans laquelle se trouvent et s'étendent vers l'intérieur depuis l'extrémité extérieure de l'embouchure deux rainures alignées axialement 4 qui sont diamétralement opposées et qui reçoivent, au moyen d'un ajustement serré, les extrémités 5 d'une goupille transversale 18. Lorsqu'une collision se produit, l'impact du conducteur sur le volant de direction 13 force le support 12 à se séparer de l'élément transversal 14. L'extrémité externe 7 de l'arbre 16 se déplace alors sur une distance Ll afin de buter sur la partie de butée 2 de l'élément 17 Le déplacement de la goupille transversale 18 sur la longueur L 2 à l'intérieur de l'élément 17 avec un ajustement contrôlé réalise l'absorption d'énergie requise. Avec la modification illustrée sur les figures 3, 3 A et 3 B, l'élément d'absorption d'énergie tubulaire 17 est remplacé par l'arbre de colonne de direction externe cannelé 16 lui-même Dans ce cas, la goupille 18 est maintenue en place dans l'arbre interne par un manchon 19 qui est positionné avec un ajustement serré sur l'arbre interne 15. L'extrémité des cannelures 8 adjacente à l'extrémité externe 7 du tube 16 a une entrée chanfreinée 8 A Lorsqu'une collision se produit, l'extrémité externe 7 du tube 16 se déplace sur la distance Li, qui est un déplacement libre afin de venir toucher l'extrémité opposée du manchon 19 qui est poussée à l'écart de la goupille transversale 18. L'entrée chanfreinée 8 A des cannelures 8 reçoit les extrémités opposées de la goupille transversale 18, qui déforment alors les cannelures 8 dans le tube 16, l'énergie étant absorbée sur la longueur L 2 (voir les figures 3 et 3 B). L'énergie d'absorption est représentée graphiquement sur la figure 4 par la zone hachurée, le déplacement étant représenté en abscisses et la force sur l'arbre en ordonnées. REVENDICATIONS 1 Mécanisme d'absorption de l'énergie de collision d'un véhicule comportant une structure de colonne de direction pouvant être montée sur un support de rupture ( 14), la structure comprenant un arbre de direction interne ( 15) et un arbre externe ( 16) relié pour entraînement à l'arbre interne et pouvant coulisser axialement sur et par rapport à l'arbre interne, et des moyens d'absorption d'énergie destinés à absorber l'énergie des forces induites par la collision sur la structure de colonne de direction, les moyens d'absorption d'énergie étant montés sur l'arbre de direction interne, caractérisé en ce que les moyens d'absorption d'énergie comportent un tube ( 17) monté sur l'arbre de direction interne et une goupille ( 18) s'étendant vers l'extérieur de l'arbre de direction interne, la goupille ayant une longueur permettant de réaliser un ajustement serré dans au moins une partie initiale du tube ( 17). 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie initiale du tube possède des rainures diamétralement opposées ( 4) s'étendant dans la direction axiale depuis l'extrémité externe ( 3) du tube. 3 Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit arbre de direction interne et ledit arbre externe sont reliés pour entraînement l'un à l'autre au moyen de cannelures ( 8). 4 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit tube est constitué par ledit arbre externe ( 16) et une force induite par la collision sur la structure de colonne amène la goupille à déformer lesdites cannelures ( 8). Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite goupille est maintenue en place avant tout force induite par une collision au moyen d'un manchon ( 19), qui est poussé à l'écart de la goupille par ledit arbre externe lorsqu'il est forcé en direction de la goupille. 6 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la goupille est montée de façon diamétrale à travers ledit arbre interne ( 15). 7 Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que une longueur de déplacement libre dudit arbre est prévue avant que la goupille soit rencontrée. 8 Véhicule incorporant un mécanisme d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes.