Brevet FR2751932A1 — publié le 19980206

L'invention concerne une colonne de direction pour un véhicule automobile, comportant un tronçon d'arbre de direction déformable, avec conversion d'énergie, lors d'un accident, l'arbre de direction étant monté mobile dans un palier à glissement axial sur un côté susceptible d'être sou- mis à un choc et étant maintenu à l'extrémité opposée dans un palier de butée axiale. Par le document DE 23 16 515 A1, on connaît un arbre de direction, correspondant à la définition générique donnée ci-dessus, qui est capable de fléchir ou de céder et comporte un tronçon d'arbre de direction, conformé dans un but précis, qui est déformable lors d'une collision du véhicule. L'arbre de direction est monté, du côté du volant, dans un palier déformable et, de l'autre côté du tronçon d'arbre déformable, il est maintenu dans un palier de butée, également déformable. Dans ce tronçon d'arbre, semblable à un tube ondulé, se produit, lorsqu'une forte charge axiale est exercée sur le volant, une flexion ou flambement de l'arbre de direction, lequel oppose ensuite une plus faible résistance à l'impact d'un occupant du véhicule avec le volant. Cependant, l'énergie d'impact ainsi dégradée est faible parce que le tronçon d'arbre concerné échappe en grande partie à sa déformation par son écartement. Il est impossible d'obtenir ainsi une dégradation d'énergie sur trajet de déplacement plus long de l'arbre. L'invention vise à obtenir, sur une colonne de direction du type générique indiqué, lors d'une collision, une dégradation d'énergie d'impact qui persiste pendant longtemps et soit régulière. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que, près du tronçon déformable de l'arbre, l'arbre de direction est appuyé radialement dans le véhicule automobile, sur le côté susceptible d'être soumis à un choc, par au moins un palier supplémentaire à glissement. L'appui de l'arbre de direction - comportant le tronçon d'arbre ayant la forme choisie en fonction d'un but précis et déformable de façon ciblée :3 avec conversion d'énergie lors d'une collision - par deux paliers soutenant l'arbre de direction et par un palier à glissement apportant un soutien supplémentaire du tronçon d'arbre déformable, ainsi qu'un guidage lors de la déformation, empêche le flambement de l'arbre de direction sous la forte charge axiale. Le frottement dans le palier à glissement supplémentaire à translation longitudinale est seulement faible en comparaison avec le travail de changement de forme fourni dans le tronçon d'arbre déformable, de sorte qu'une dégradation d'énergie uniforme sur un long trajet de déformation est assurée. Les contraintes auxquelles est soumis un occupant heurtant le volant lors d'une collision du véhicule, peuvent donc être maintenues faibles, grâce à un fonctionnement optimal du tronçon d'arbre déformable, au moyen d'un palier à translation longitudinale, apportant un soutien supplémentaire à l'arbre de direction, qui peut être fabriqué simplement et économiquement. De plus, on peut améliorer la dégradation d'énergie par un tronçon d'arbre déformable de façon ciblée dans la partie inférieure de l'arbre de direction par un montage avantageux correspondant à celui décrit ci- dessus, ce qui permet d'empêcher le déplacement du volant en direction des occupants par suite de l'intrusion dans l'habitacle de l'avant-corps du véhicule lors d'une collision. Une modification dispendieuse de l'arbre de direction proprement dit n'est pas nécessaire pour parvenir à ce résultat. Les paliers à glissement et le palier de butée peuvent être rassemblés dans une bride de fixation en une seule pièce et peuvent être montés collectivement dans le véhicule automobile par cette bride, ce qui rend le montage plus facile. Un tube emboutissable par retournement en tant que tronçon d'arbre déformable, est capable, sous la charge axiale produite pendant une collision du véhicule, grâce à sa possibilité de déformation typique, de dégrader de l'énergie du fait que l'une des extrémités d'un tel tube, située à l'extrémité de début de retournement par l'intérieur, est poussée à travers :5 l'espace intérieur du tube, pendant que la paroi de celui-ci subit une déformation continue. Comme l'arbre de direction reçoit, selon l'invention, un soutien supplémentaire près de cette extrémité de début de retournement du tube, dans le palier à glissement précité, la déformation du tube peut s'effectuer uniformément et se poursuivre pendant une durée prolongée. Afin d'éviter une résistance initiale accrue au commencement de la déformation, le tube emboutissable par retournement peut présenter, à son extrémité de début de retournement, une prédéformation facile à courber en direction du retournement par l'intérieur. En raison de l'amélioration des propriétés de guidage au moyen du palier à glissement supplémentaire, on peut doter l'arbre de direction d'un tronçon déformable de structure simple et qui peut de ce fait être incorporé aussi d'un seul tenant dans cet arbre. Afin que la partie déplaçable longitudinalement en translation de l'arbre de direction reçoive un guidage facilitant cette translation, on peut prévoir une cage à billes déplaçable conjointement avec l'arbre de direction dans un ou plusieurs paliers à glissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé qui est une vue de côté partiellement en coupe axiale d'un arbre de direction. L'arbre de direction 1 représenté relie, dans un véhicule automobile dont les autres parties ne sont pas représentées, un volant 2 à un mécanisme de direction 3, qui est seulement indiqué schématiquement ici, en transmettant des couples de braquage. L'arbre de direction 1 est partagé en deux parties d'arbre 4 et 5 qui sont reliées entre elles par un joint de cardan 6. Dans la partie d'arbre supérieure 4 est intégré un tronçon d'arbre 7 déformable qui est formé ici par un tube emboutissable par retournement 8 qui, lors d'une collision et si une forte poussée axiale est exercée sur le volant 2, est retourné vers l'intérieur par une prédéformation 9 prévue à une extrémité, en convertissant de l'énergie d'impact en énergie de déformation. La partie supérieure 4 de l'arbre est supportée, en haut, radialement, par un palier 10 permettant sa translation axiale ou longitudinale et, à l'extrémité inférieure, radialement et axialement, par un palier de butée 11. Dans le but d'obtenir une dégradation d'énergie uniforme sur un long trajet de déformation sans perturbation, on a prévu, près de l'extrémité de début de retournement vers l'intérieur 12 du tube 8, sur le côté 13 susceptible d'être soumis à un choc, au moins un palier à glissement supplémentaire 14 qui soutient l'arbre de direction 1 radialement dans le véhicule et empêche de ce fait également le flambement de cet arbre. Le frottement dans le palier 14 est si faible que le tube emboutissable par retournement 8 peut effectuer son travail de changement de forme pratiquement sans entrave et opérer une forte dégradation d'énergie au bénéfice de l'occupant de véhicule heurtant le volant. Dans le palier à glissement 10 prévu en haut, est montée, dans un manchon de guidage 15, une cage à billes 16 qui est disposée fixe sur la partie d'arbre 4 et déplaçable axialement avec elle; cette cage à billes autorise également un déplacement axial de la partie d'arbre 4 sans rencontrer une grande résistance par frottement. Afin d'obtenir une fixation simple à réaliser et économique des paliers à glissement 10 et 14 et du palier de butée 11, ces paliers sont montés dans une bride de fixation 17 qui est en une seule pièce et par laquelle ils sont fixés collectivement dans le véhicule, par exemple sur une poutre transversale 18. Un tronçon d'arbre déformable 7', fonctionnant de façon comparable, est intégré dans la partie inférieure 5 de l'arbre de direction 1. Ce tronçon 7' est formé par un tube ondulé 19 qui peut être comprimé d'en bas par sa flexibilité lors d'une intrusion de l'avantcorps du véhicule dans l'habitacle au moment d'une collision du véhicule, produisant une charge axiale sur l'arbre de direction 1. La partie inférieure 5 de l'arbre est supportée, du côté du mécanisme de direction 3, dans un palier à glissement 10', possédant une cage à billes 16' à l'intérieur, ainsi que, près 3I5 du joint de cardan 6, dans un palier de butée 11'. Afin d'obtenir également par le tube ondulé 19 une dégradation d'énergie autant que possible uniforme pendant une déformation de longue durée, on a prévu de nouveau, à commencer par son côté 13' susceptible d'être soumis à un choc, un palier à glissement 14', par lequel la partie inférieure 5 de l'arbre reçoit un soutien radial supplémentaire à proximité du tube ondulé 19. Le palier à glissement 14' peut complètement entourer le tube ondulé 19 pour le guidage de celui- ci. Il est ainsi possible d'obtenir une forte dégradation d'énergie et d'empêcher le déplacement axial de l'arbre de direction 1 avec le volant 2 en direction des occupants du véhicule. Les paliers à glissement 10' et 14', permettant la mobilité longitudinale de la partie inférieure 5 de l'arbre de direction, de même que le palier de butée 11' de cette partie d'arbre, sont également montés dans une bride de fixation 17' en une seule pièce, par laquelle ils sont collectivement fixés dans le véhicule, ceci afin d'obtenir un montage facile et économique. REVENDICATIONS 1. Colonne de direction pour un véhicule automobile, comportant un tronçon d'arbre de direction déformable, avec conversion d'énergie, lors d'un accident, l'arbre de direction étant monté mobile dans un palier à glissement axial sur un côté susceptible d'être soumis à un choc et étant maintenu à l'extrémité opposée dans un palier de butée axiale, caractérisée en ce que, près du tronçon déformable (7, 7') de l'arbre, l'arbre de direction (1) est appuyé radialement dans le véhicule automobile, sur le côté (13, 13') susceptible d'être soumis à un choc, par au moins un palier à glissement supplémentaire (14, 14'). 2. Colonne de direction selon la revendScation 1, caractérisée en ce que les paliers à glissement (10 ou 10' et 14 ou 14') et le palier de butée (11 ou 11') sont rassemblés dans une bride de fixation (17, 17') en une seule pièce, par laquelle ils sont fixés collectivement dans le véhicule automobile. 3. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre de direction (1) est partagé par un joint de cardan (6) en deux parties d'arbre (4 et 5) comportant chacune un tronçon d'arbre (7 ou 7') déformable de façon ciblée. 4. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le palier à glissement (14) situé au milieu, supporte l'arbre de direction (1) près de l'extrémité de début de retournement (12) d'un tube emboutissable par retournement (8). 5. Colonne de direction selon la revendication 4, caractérisée en ce :30 que le tube emboutissable par retournement (8) présente, à l'extrémité de début de retournement (12), une zone de pré-déformation (9) facile à courber dans la direction de retournement vers l'intérieur. 6. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une cage à billes (16 ou 16'), autorisant un mouvement de translation axiale est prévue dans un palier à glissement (10, 10').