Brevet FR2841522A1 — publié le 20040102

La présente invention concerne une colonne de direction pour véhicule automobile du type comprenant un roulement, un arbre inséré dans le roulement et s'étendant selon un axe, et des moyens de retenue axiale du roulement sur l'arbre. Une telle colonne est montée dans le véhicule automobile par l'intermédiaire d'une structure de support. Le roulement permet à l'arbre de pivoter autour de son axe par rapport à la structure de support. Ainsi, l'arbre peut transmettre un mouvement de rotation, d'un volant de direction relié à l'extrémité arrière de l'arbre, au reste du mécanisme de direction qui est relié à l'extrémité avant de l'arbre. Les moyens de retenue axiale du roulement comprennent généralement un circlips engagé dans une gorge ménagée dans l'arbre. Cette solution permet de retenir le roulement contre des efforts relativement importants mais elle s'avère coteuse et induit en outre un jeu fonctionnel axial relativement important entre le roulement et le circlips. On connaît également une colonne de direction dans laquelle l'arbre est emmanché à force dans le roulement pour assurer la retenue axiale du roulement par rapport à l'arbre. Cette solution ne permet pas de retenir le roulement contre des efforts axiaux importants. En outre, l'emmanchement à force peut induire une dégradation du roulement. Un but de l'invention est de résoudre ces problèmes en fournissant une colonne du type précité qui soit de cot réduit tout en assurant une retenue axiale du roulement en présence d'efforts importants. A cet effet, l'invention a pour objet une colonne du type précité, 25 caractérisée en ce que les moyens de retenue axiale comprennent au moins une saillie radiale formée sur l'arbre d'un côté du roulement par poussée axiale du matériau de la périphérie de l'arbre, après insertion de l'arbre dans le roulement. Selon des modes particuliers de réalisation, la colonne peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les moyens de retenue comprennent plusieurs saillies radiales réparties sur la périphérie de l'arbre d'un même côté du roulement, - la saillie radiale s'étend sensiblement sur toute la périphérie de l'arbre. L'invention a en outre pour objet un procédé de réalisation d'une colonne telle que définie ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: a) insertion de l'arbre dans le roulement, puis b) formation de la ou de chaque saillie radiale par poussée axiale du matériau de la périphérie de l'arbre. Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - dans l'étape b), on forme plusieurs saillies radiales réparties sur la périphérie de l'arbre d'un même côté du roulement, - la saillie radiale s'étend sensiblement sur toute la périphérie de l'arbre. L'invention a en outre pour objet un ensemble de direction, caractérisé en ce qu'il comprend une colonne de direction telle que définie ci-dessus et un volant de direction relié à l'arbre. L'invention a également pour objet un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de direction tel que défini précédemment. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective de l'extrémité arrière d'une colonne de direction selon l'invention, et - la figure 2 est une demi-vue partielle schématique, en coupe longitudinale, de la colonne de la figure1. Dans tout ce qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. Ainsi, les termes " avant " et " arrière " 25 s'entendent par rapport à la position d'un conducteur du véhicule automobile et à son sens de marche. La figure 1 représente schématiquement un ensemble 1 de direction d'un véhicule automobile qui comprend une colonne de direction 2 et un volant de direction 3 dont le moyeu 4 et une partie des branches radiales 5 ont été représentés très schématiquement. Le volant 3 a été représenté éloigné de la colonne 2 pour faciliter la compréhension. La colonne de direction 2 comprend une structure de support 8 destinée à être fixée à la caisse du véhicule automobile, un corps 9 porté par la structure 8, et un arbre de direction 10 monté à rotation dans le corps 9 pour 35 transmettre un mouvement de rotation du volant 3 au reste du mécanisme de direction. L'arbre 10 est par exemple réalisé en acier. De manière classique, le corps 9 peut être mobile par rapport à la structure 8 pour permettre le réglage en profondeur et/ou en hauteur de la position du volant 3, une fois que le volant 3 a été monté à l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10. Comme illustré par les figures 1 et 2 pour l'extrémité arrière 12 de l'arbre de direction 10, l'arbre de direction 10 peut pivoter autour de son axe longitudinal A-A grâce à des roulements 14 interposés entre l'arbre 10 et le corps 9. Un seul roulement 14 est visible sur les figures 1 et 2. Ce roulement 14 est par exemple du type à billes et comprend une bague intérieure 15, une bague extérieure 16 et des billes 17 reçues entre les deux bagues 15 et 16. Le roulement 14 est retenu axialement par rapport à l'arbre 10 grâce à des moyens arrière 20 de retenue, disposés du côté arrière du roulement 14, et 15 grâce à des moyens avant 22 de retenue, disposés du côté avant du roulement 14. Les moyens avant 22 de retenue sont formés par un chanfrein 24 reliant l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10 à un tronçon intermédiaire 26 de diamètre plus important. Ce chanfrein 24 a par exemple été formé par tréfilage 20 lors de la réalisation de l'arbre de direction 10. Le chanfrein 24 s'étend continment sur toute la périphérie de l'arbre 10. Les moyens arrière 20 de retenue comprennent des saillies radiales 28 réalisées sur l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10 par déformation plastique du matériau de la périphérie de l'arbre 10. Plus spécifiquement, les saillies 28 sont réparties angulairement autour de l'axe longitudinal A-A, par exemple régulièrement sur toute la périphérie de l'arbre 10. Les saillies 28 ont été formées par poussée axiale vers l'avant du matériau de la périphérie de l'arbre 10. Cette déformation de l'arbre 10 laisse derrière chaque saillie 28 une rainure axiale 30 de faible profondeur. Pour réaliser la colonne 2 de la figure 1, on vient tout d'abord insérer l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10 dans le roulement 14 jusqu'à ce que le roulement 14 vienne prendre appui sur l'épaulement 24. Ensuite, on vient pousser axialement vers l'avant le matériau de la 35 périphérie de l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10 pour former les saillies 28. Cette poussée est par exemple assurée grâce à un ou plusieurs poinçons. Pour faciliter la poussée du matériau, l'extrémité 12 peut présenter un léger épaulement ou chanfrein 34 en arrière de la région o les saillies 28 doivent être formées. Cet épaulement 34 permet alors aux poinçons de pouvoir attaquer le matériau de la périphérie de l'arbre 10. On pousse le matériau de l'extrémité 12 de l'arbre 10 jusqu'à ce que les saillies 28 viennent prendre sensiblement appui axialement sur la bague intérieure 15 du roulement 14. Ainsi, le jeu axial entre le roulement 14 et les moyens 20 et 22 de retenue peut être réduit. Pour autant, les risques d'endommagement du roulement 15 sont faibles. Le volant 3 est fixé ultérieurement à l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10. Les moyens arrière 20 de retenue offrent une résistance à des efforts axiaux importants, et notamment supérieurs à 15000N. On conçoit que la résistance axiale offerte par les moyens avant 22 de retenue est supérieure. En outre, les moyens arrière 20 de retenue ne nécessitent pas de pièce supplémentaire rapportée sur l'arbre 10 et sont formés en utilisant le 15 matériau de l'extrémité arrière 12 de l'arbre 10. Ainsi, les cots associés à la réalisation des moyens 20 de retenue sont réduits. Dans une variante non-représentée, les saillies 28 peuvent être remplacées par une seule couronne 28 qui s'étend continment ou sensiblement continment sur toute la périphérie de l'arbre 10. Cette couronne est également formée par poussée axiale du matériau de la périphérie de l'arbre 10. Entre cette variante et celle représentée aux figures 1 et 2, toutes les configurations intermédiaires sont possibles, c'est à dire avec un nombre de saillies 28 différent de celui décrit ci-dessus, les saillies 28 ayant des étendues angulaires plus ou moins importantes selon les variantes. Dans encore une autre variante non-représentée, les moyens avant 22 de retenue ont une structure analogue à celle des moyens 20 de retenue et ont été formés de la même manière, c'est à dire par poussée axiale vers l'arrière du matériau de la périphérie de l'arbre 10. Dans ce cas, ces moyens 22 de retenue peuvent être formés avant insertion de l'arbre 10 dans le roulement 14 ou après. REVENDICATIONS 1. Colonne de direction (2) pour véhicule automobile du type comprenant un roulement (14), un arbre (10) inséré dans le roulement et s'étendant selon un axe (A-A), et des moyens (20, 22) de retenue axiale du roulement sur l'arbre, caractérisée en ce que les moyens (20, 22) de retenue axiale comprennent au moins une saillie radiale (28) formée sur l'arbre d'un côté du roulement (14) par poussée axiale du matériau de la périphérie de l'arbre, après insertion de l'arbre (10) dans le roulement (14). 2. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (20, 22) de retenue comprennent plusieurs saillies radiales (28) réparties sur la périphérie de l'arbre (10) d'un même côté du roulement (14). 3. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la saillie radiale (28) s'étend sensiblement sur toute la périphérie de l'arbre (10). 4. Procédé de réalisation d'une colonne de direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: a) insertion de l'arbre (10) dans le roulement (14), puis b) formation de la ou de chaque saillie radiale (28) par poussée axiale du matériau de la périphérie de l'arbre (10). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans l'étape b), on forme plusieurs saillies radiales (28) réparties sur la périphérie de l'arbre (10) d'un même côté du roulement (14). 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la saillie radiale (28) s'étend sensiblement sur toute la périphérie de l'arbre (10). 7. Ensemble de direction (1) pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une colonne de direction selon l'une des revendications 1 à 3 et un volant de direction (3) relié à l'arbre (10). 8. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de direction selon la revendication 7.