Brevet FR2785252A1 — publié le 20000505

La présente invention concerne de façon générale les colonnes de direction des véhicules et, plus précisément, un arbre de direction télescopique axialement, destiné à être utilisé dans des colonnes télescopiques de direction. La sécurité du conducteur nécessite que la colonne de direction d'un véhicule puisse s'affaisser sous l'action de la force du choc du conducteur contre le volant en cas de collision. Ainsi, des ensembles à arbre de direction, tout en assurant la transmission positive d'un couple entre différents organes, doivent posséder une caractéristique télescopique lors de leur exposition à une force qui dépasse la force rencontrée lors du fonctionnement normal. De tels arbres de direction télescopiques sont réalisés avec des caractéristiques ou organes de transmission de couple permettant un accouplement positif en rotation entre le tube menant et le tube mené de l'ensemble à arbre de direction. De telles caractéristiques peuvent être données par une forme non cylindrique, des cannelures ou un ensemble à rainure et clavette qui permettent un mouvement axial relatif entre les organes lorsqu'une force de collision est appliquée, tout en assurant un accouplement positif en rotation entre les organes. Le caractère télescopique d'une colonne de direction est couramment assuré par une caractéristique de "panne contrôlée", par exemple une bande d'un matériau qui peut être arrachée ou un ensemble d'accouplement axial qui se déforme par extrusion, étirage ou flexion. Une autre solution comprend l'usinage de trous ou gorges dans les organes menant et/ou mené et l'injection d'une matière plastique par un trou de l'organe menant afin que l'espace compris entre les deux organes soit rempli, de même que les gorges et trous formés dans l'organe mené. L'affaissement de l'ensemble à arbre de direction nécessite alors un cisail- lement du polymère à injecter aux limites de cisaillement entre les organes menant et mené. Cette charge d'affais- sement est réglée par l'espace compris entre les organes menant et mené et par les sections des caractéristiques de -7 T cisaillement déterminées par les dimensions des trous et gorges des organes menant et mene. Des possibilités indésirables de variation existent dans l'ensemble précité, parce que l'injection est réalisée par un seul trou d'un seul côté de l'organe menant. Il existe alors un déplacement latéral de l'organe mené et un défaut correspondant d'uniformité de la couche polymère répartie entre les organes. Il faut aussi que des gorges et trous s'étendent totalement autour de l'organe mené si bien que la rigidité et la résistance mécanique de l'ensemble subissent une réduction. La dispersion résultante des valeurs de résistance à l'écrasement crée des possibilités inacceptables de blessure du conducteur. La description qui précède illustre les restrictions connues présentées par les ensembles actuels à arbre de direction télescopique. Ainsi, il serait avantageux de disposer d'une variante qui permet de supprimer au moins l'une des restrictions indiquées précédemment. L'invention concerne une telle réalisation. Dans un premier aspect, l'invention concerne un ensemble à arbre de direction qui peut s'affaisser suivant son axe et qui est destiné à un véhicule, cet ensemble comprenant un organe menant creux de section non circulaire, un organe mené placé à l'intérieur de l'organe menant et ayant une section non circulaire pratiquement conforme à celle de l'organe menant, l'organe mené ayant en outre au moins deux cavités formées transversalement à l'axe, et au moins deux orifices radiaux opposés formés dans l'organe menant pour l'injection d'un polymère entre les organes menant et mené et dans une ou plusieurs cavités de l'organe mene. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures la, lb et lc sont respectivement une vue partielle en plan d'un organe menant d'un ensemble à arbre de direction, une coupe transversale d'un ensemble à arbre de direction, et une vue partielle en plan d'un organe mene plein d'un ensemble à arbre de direction selon l'invention; les figures 2a, 2b et 2c sont respectivement une vue partielle en élévation latérale de l'organe menant, une coupe transversale et une vue partielle en élévation laté- rale d'un organe creux mené d'un ensemble à arbre de direction; les figures 3a et 3b sont respectivement une coupe transversale et une coupe longitudinale des cavités de l'organe mené pendant l'injection d'un polymère; et les figures 4a et 4b sont respectivement une coupe transversale et une coupe longitudinale partielle de l'ensemble à arbre de direction pendant l'injection d'un polymère. L'ensemble à arbre de direction peut être mieux décrit en référence aux figures la à 2c. Il comprend un organe menant creux 10 ayant une section non circulaire, de préfé- rence de configuration analogue à la lettre grecque "d)" formée par une partie circulaire ayant deux parties opposées en saillie. Cette configuration géométrique donne un ensemble de plus grand diamètre et plus rigide que celui qui peut être obtenu avec deux organes en forme de "D" couramment utilisés. L'organe menant 10 est un tube ayant des bombements circulaires opposés 17 et des tronçons opposés 16 en forme de D. Il est combiné à un organe mene plein 30 ou creux 35 pour la formation de l'ensemble à arbre de direction télescopique. L'organe mené 30, 35 a des parties circulaires opposées 47 et des parties opposées en forme de D 46, et il a une surface externe résultante qui est pratiquement conforme à la surface interne de l'organe menant 10. Un jeu suffisant existe entre les organes menant et mené afin qu'il puissent coulisser axialement l'un sur l'autre. Les figures 3a à 4b représentent d'autres détails de l'ensemble à arbre, en particulier les orifices 12 d'injec- tion et les orifices 13 de ventilation de l'organe menant et les cavités 50 de l'organe mené pour l'injection du polymère 60. Le polymère 60 est injecté simultanément dans les orifices opposés 12 d'injection et s'écoule axialement le long des cavités opposées 50 depuis les orifices 12 d'injec- tion jusqu'à ce qu'il remplisse totalement les cavités et s'écoule dans les orifices 13 de ventilation. Il forme aussi une bavure 61 dans l'espace compris entre l'organe menant 10 et l'organe mené 30, 35. Cette disposition stabilise l'ensemble en empêchant un fouettement et un cognement en rotation (oscillation autour d'un axe transversal à l'axe longitudinal de l'ensemble) lors du fonctionnement, tout en laissant un jeu suffisant pour faciliter le glissement lors de l'assemblage. La cavité 50 peut être formée facilement et avec précision sur l'organe mené 30, 35 par usinage ou emboutissage, et elle est donc très reproductible. Comme le polymère est injecté simultanément par les deux orifices opposés 12 d'injection, l'arbre mené n'a pas tendance à être déplacé dans cette opération. L'ensemble réalisé n'a donc pas d'excentricité et présente une résistance très reproductible à l'affaissement. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux ensembles qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. -. 77T REVENDICATIONS 1. Ensemble à arbre de direction qui peut s'affaisser suivant son axe et destiné à un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un organe menant creux (10) ayant une section non circulaire, un organe mené (30, 35) placé dans l'organe menant (10) et ayant une section non circulaire pratiquement conforme à celle de l'organe menant (10), l'organe mené (30, 35) ayant en outre au moins deux cavités formées transversalement à l'axe, et au moins deux orifices radiaux opposés (12) formés dans l'organe menant (10) pour l'injection d'un polymère entre les organes menant (10) et mené (30, 35) et au moins dans deux cavités de l'organe mene. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section non circulaire correspond approximati- vement à la lettre grecque "(i" et comprend une partie ayant deux extrémités en forme de "D" séparées par un bombement circulaire, de manière que la rigidité à la flexion des organes soit maximale. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux cavités (50) au moins comprennent une partie de l'organe mené (30, 35) entre les orifices radiaux formés dans l'organe menant (10) et ayant des côtés plats formés sans bombement circulaire. 4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins deux orifices radiaux opposés (13) de ventilation formés dans l'organe menant (10) et destinés à évacuer l'air lors de l'injection d'un poly- mère et à former des saillies supplémentaires de polymère assurant l'accrochage entre les organes. 5. Procédé de fabrication d'un ensemble à arbre de direction qui peut s'affaisser suivant son axe et qui est destiné à un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la réalisation d'un organe menant creux (10) ayant une section non circulaire et au moins deux orifices radiaux opposés (12), la réalisation d'un organe mené (30, 35) ayant une section non circulaire pratiquement conforme a celle de l'organe menant et destinée à être placée dans l'organe menant (10), et la réalisation en outre dans l'organe mene (30, 35) d'au moins deux cavités (50) formées sur celui-ci transversalement à l'axe, et l'injection simultanée d'une matière polymère par les deux orifices opposés (12) au moins entre l'organe menant (10) et l'organe mené (30, 35) et dans les deux cavités au moins de l'organe mené (30, 35).