Brevet FR2861673A1 — publié le 20050506

Dispositif de blocage en rotation à limitation de couple d'une colonne de direction de véhicule automobile La présente invention se rapporte à un dispositif de blocage en rotation à limitation de couple d'une colonne de direction de véhicule automobile. Un volant de direction est monté à une extrémité de la colonne de direction qui est reliée, à l'autre extrémité, à une tige de direction des roues directrices. Il existe des dispositifs de blocage sans limitation de couple, qui comportent un pêne s'engageant dans une gâche solidaire de la colonne. Ces systèmes présentent l'inconvénient de pouvoir être détruits ou détériorés par la rupture ou la torsion du pêne, ce qui entraîne une conduite dangereuse avec la possibilité d'un blocage intempestif dû aux pièces déformées. Il existe également des dispositifs de blocage avec limitation de couple, qui permettent la rotation de l'arbre de direction à partir d'un couple déterminé, afin d'éviter la destruction des pièces du dispositif et d'interdire la conduite normale du véhicule. Dans ce type de dispositifs, il est utilisé des systèmes avec un manchon fendu équipé d'un élément élastique, donnant l'effort de friction à vaincre pour la rotation de l'arbre de direction. Il est aussi connu des systèmes à deux éléments munis de dents radiales, qui sont associées à un élément élastique pour le désengagement de l'arbre de direction à partir d'un certain couple. Il est également appliqué des ensembles avec un 35 manchon, dont la face intérieure circulaire enserre l'arbre de direction, selon une valeur qui permette la rotation dudit arbre de direction au delà d'un couple déterminé. Il est enfin connu des ensembles avec un manchon tubulaire, dont la face externe est munie de déformations axiales en creux, qui sont destinées à recevoir le pêne du dispositif de blocage. Les déformations axiales externes en creux donnent des déformations axiales sur la face interne, qui viennent se serrer sur l'arbre de direction, qui peut ainsi tourner à partir d'un certain couple appliqué au volant de direction. Les différentes applications de ce type de dispositifs à limitation de couple présentent l'inconvénient d'utiliser, soit des ensembles complexes faisant appel à de nombreuses pièces, ce qui augmente le coût et l'encombrement du système, soit à des ensembles à un seul manchon dont le couple est difficile à maîtriser ou dont la structure interne est liée à la structure externe. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de blocage en rotation à limitation de couple d'une colonne de direction de véhicule automobile, qui évite les inconvénients décrits ci-dessus, afin d'avoir un dispositif simple et peu encombrant, qui donne un couple de désengagement précis et fiable, et qui permette une grande souplesse d'adaptation entre l'arbre de direction et l'engagement du pêne. Selon l'invention, le dispositif de blocage en rotation à limitation de couple d'une colonne de direction de véhicule automobile comporte un arbre de direction sur lequel est disposé un manchon, qui coopère avec le pêne d'une serrure de blocage constituant l'antivol dudit véhicule. Ledit manchon est constitué d'un tube d'épaisseur sensiblement constante, dont la section transversale comporte des ondulations, de manière à avoir des formes alvéolées intérieures axiales et des formes alvéolées extérieures axiales. La partie en saillie d'une forme alvéolée intérieure correspond à la partie en creux de la forme alvéolée extérieure correspondante, et la partie en creux d'une forme alvéolée intérieure correspond à la partie en saillie de la forme alvéolée extérieure correspondante. Des dents axiales sont disposées sur les formes alvéolées extérieures, à égale distance les unes des autres. Ceci permet d'avoir, entre chacune de deux dents contiguës, une encoche axiale destinée à recevoir le pêne pour bloquer angulairement la colonne de direction. L'emmanchement du manchon est réalisé avec un serrage prédéterminé des parties en saillie des formes alvéolées intérieures sur l'arbre de direction, ledit serrage étant supérieur au couple maximum appliqué sur l'arbre de direction en conduite normale. Selon un mode d'application particulièrement intéressant de l'invention, le pas des dents axiales est le double du pas des formes alvéolées intérieures axiales. Afin d'avoir une meilleure tenue du manchon aux différentes sollicitations, les deux faces de chaque encoche axiale sont sensiblement parallèles. De plus, chacune des deux faces de chaque encoche axiale est raccordée à la forme alvéolée extérieure axiale correspondante par une face arrondie. Selon une variante de réalisation, le manchon est muni d'encoches axiales, qui sont de forme continue débouchante à chacune des deux extrémités dudit manchon. Dans une autre variante de réalisation, le manchon du dispositif de blocage est muni d'encoches axiales, qui sont de forme continue débouchante à une extrémité du manchon, et fermées par une collerette à l'autre extrémité dudit manchon. Le dispositif de blocage en rotation à limitation de couple selon l'invention présente ainsi l'avantage d'offrir un ensemble particulièrement simple avec un seul manchon. De plus, il est possible d'adapter ce manchon à chaque type de véhicule, puisque la position des ondulations est indépendante de la position des encoches axiales recevant le pêne du système de blocage. Enfin, la conception du tube à ondulations, constituant le manchon, permet de prévoir de façon précise la valeur du couple de rotation, à partir de laquelle l'arbre avec le volant de direction tourne par rapport au manchon. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble du dispositif de blocage en rotation à limitation de couple, selon l'invention, d'une direction de véhicule automobile; - la figure 2 est une vue éclatée en perspective de l'arbre de direction et du manchon représentés sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective correspondant à la figure 2, avec le manchon monté sur l'arbre de direction; - la figure 4 est une vue en perspective du manchon représenté sur les figures 1 à 3; - la figure 5 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation du manchon; - la figure 6 est une vue suivant 6 de la figure 5, représentant la section transversale; - la figure 7 est une vue partielle à grande échelle de la figure 6. L'invention se rapporte à un dispositif de blocage en rotation à limitation de couple d'une colonne de direction de véhicule automobile. La colonne de direction comporte un arbre de direction raccordé à une de ses extrémités à un volant de direction, et à l'autre extrémité à un boîtier de direction relié aux roues directrices du véhicule. Comme cela est représenté sur les figures 1, 2 et 3, un manchon 2 est disposé sur l'arbre de direction 1. Le manchon 2 coopère avec un pêne 4 d'une serrure de blocage 5, qui constitue l'antivol du véhicule. Plus précisément, le manchon 2 est monté sur une portion circulaire 6 de l'arbre de direction 1 tournant autour d'un axe de direction 3. Comme cela est représenté en détail sur les figures 4, 5, 6 et 7, le manchon 2 est constitué essentiellement par un tube 20 et des dents axiales 15. Les dents axiales 15 sont disposées sur la face externe 22 du manchon 2, et elles sont séparées les unes des autres par des encoches axiales 17, afin de pouvoir recevoir le pêne 4 de la serrure de blocage 5. Le tube 20 est d'une épaisseur sensiblement constante entre la face externe 22 et la face interne 21, comme on le voit plus précisément sur la figure 7 où la face externe 22 est représentée en traits mixtes dans la zone de chaque dent axiale 15. Le tube 20 a une section transversale, qui porte des ondulations 7, de manière à avoir des formes alvéolées intérieures axiales 8 et des formes alvéolées extérieures axiales 9. Du fait de l'épaisseur sensiblement constante du tube 20, la partie en saillie 11 d'une forme alvéolée intérieure 8 correspond à la partie en creux 14 de la forme alvéolée extérieure 9 correspondante, et la partie en creux 12 d'une forme alvéolée intérieure 8 correspond à la partie en saillie 13 de la forme alvéolée extérieure 9 correspondante. Les parties en saillie 11 et en creux 12 appartiennent à la face interne 21, tandis que les parties en saillie 13 et en creux 14 appartiennent à la face externe 22. Les dents axiales 15 sont disposées sur les formes alvéolées extérieures 9, à égales distances les unes des autres, de façon à obtenir entre chacune de deux dents axiales 15 contiguës une encoche axiale 17, qui peut recevoir le pêne 4 afin de bloquer angulairement la colonne de direction. Chaque encoche axiale 17 a deux faces 18 et 19, qui sont sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre. De plus, chacune des deux faces 18 et 19 est raccordée à la forme alvéolée extérieure axiale 9 correspondante, c'est-à-dire à la face externe 22, par une face arrondie 24 et 25. La portion circulaire 6 de l'arbre de direction 1 et les parties en saillie 11 des formes alvéolées intérieures 8 sont définies, de manière à ce que l'emmanchement du manchon 2 soit réalisé avec un certain serrage. Les dimensions et les caractéristiques du manchon 2 et de la portion circulaire 6 sont étudiées de façon que le serrage ait une valeur prédéterminée, qui soit supérieure au couple maximum appliqué sur l'arbre de direction 1 en conduite normale. Dans le mode de réalisation du manchon 2 représenté sur la figure 5, les encoches axiales 17 ont une forme continue, qui débouche à chacune des deux extrémités dudit manchon 2. Dans le mode de réalisation du manchon 2 représenté sur les figures 1, 2, 3 et 4, les encoches axiales 17 ont une forme continue, qui débouche à une extrémité du manchon 2, et qui est fermée par une collerette 23 à l'autre extrémité dudit manchon. Un des avantages de l'invention est de dissocier la position des dents axiales 15 par rapport aux ondulations 7. De ce fait, cette position peut être quelconque et adaptée exactement à l'architecture du véhicule automobile. Dans les modes de réalisation du manchon 2 représenté sur les figures, l'agencement est caractérisé en ce que le pas angulaire 16 des dents axiales 15 est le double du pas angulaire 10 des formes alvéolées intérieures axiales 8. De plus, le plan axial d'une dent axiale 15 est le même que le plan axial de la partie en saillie 13 correspondante de la forme alvéolée extérieure axiale 9. Ainsi l'invention concerne un système qui est destiné à perturber la rotation de la colonne de direction d'un véhicule par le volant, dans le but d'interdire le vol du véhicule. Ce dispositif a la particularité et l'avantage de ne disposer que de deux éléments, contrairement à la plupart des systèmes existants qui utilisent au moins trois éléments. En condition normale de conduite du véhicule, la pression du dispositif permet d'assurer une liaison solidaire entre l'arbre de direction 1 et le manchon 2. Le manchon 2 est astucieusement aménagé de formes alvéolées intérieures axiales 8, dont les parties en saillie 11 sont situées en regard des parties en creux 14 des formes alvéolées extérieures axiales 9, qui appartiennent à la face externe 22 du tube 20. Cette structure originale permet au manchon 2 de se déformer élastiquement et plastiquement afin de maintenir une pression parfaitement maîtrisée sur l'arbre de direction 1. Ainsi tout couple de rotation appliqué sur l'arbre de direction, par le volant, est intégralement transmis au manchon 2, par l'intermédiaire du serrage sous pression qui est lié à la déformation élastique et plastique du manchon 2. Ce serrage entraîne un blocage mécanique angulaire de la colonne de direction, lorsque le pêne 4 de l'antivol est enclenché dans une des encoches axiales 17 du manchon 2. Cependant, sous l'effet d'un couple de rotation, dont la valeur est supérieure à une valeur maîtrisée et prédéterminée, l'effort donné par le volant arrive à vaincre la pression de contact entre le manchon 2 et l'arbre de direction 1, qui peut glisser par rapport au manchon 2 en position bloqué. Il n'y a alors plus de liaison purement mécanique entre ces deux éléments, tant que le couple de rotation est maintenu sur le volant. De ce fait, la conduite du véhicule est rendue inaccessible, car il est impossible de maîtriser la conduite du véhicule en maintenant un niveau d'effort important et continu sur le volant. Puis, lorsque le couple de rotation appliqué au s volant est relâché ou revenu en dessous d'un certain niveau, la liaison entre l'arbre de direction 1 et le manchon 2 redevient mécaniquement rigide. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de blocage en rotation à limitation de couple d'une colonne de direction de véhicule automobile comportant un arbre de direction (1) sur lequel est disposé un manchon (2) qui coopère avec le pêne (4) d'une serrure de blocage (5) constituant l'antivol dudit véhicule, caractérisé en ce que le manchon (2) est constitué : - d'un tube (20) d'épaisseur sensiblement constante dont la section transversale comporte des ondulations (7), de manière à avoir des formes alvéolées intérieures axiales (8) et des formes alvéolées extérieures axiales (9), la partie en saillie (11) d'une forme alvéolée intérieure (8) correspondant à la partie en creux (14) de la forme alvéolée extérieure (9) correspondante, et la partie en creux (12) d'une forme alvéolée intérieure (8) correspondant à la partie en saillie (13) de la forme alvéolée extérieure (9) correspondante, - de dents axiales (15) disposées sur les formes alvéolées extérieures (9) , à égale distance les unes des autres de manière à avoir entre chacune de deux dents (15) contiguës une encoche axiale (17) destinée à recevoir le pêne (4) pour bloquer angulairement la colonne de direction, - l'emmanchement du manchon (2) étant réalisé avec un serrage prédéterminé des parties en saillie (11) des formes alvéolées intérieures (8) sur l'arbre de direction (1), ledit serrage étant supérieur au couple maximum appliqué sur l'arbre de direction (1) en conduite normale. 2 - Dispositif de blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pas (16) des dents axiales (15) est le double du pas (10) des formes alvéolées intérieures axiales (8). 3 - Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux faces (18, 19) de chaque encoche axiale (17) sont sensiblement parallèles. 4 - Dispositif de blocage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune de deux faces (18, 19) de chaque encoche axiale (17) est raccordée à la forme alvéolée extérieure axiale (9) correspondante par une face arrondie (24, 25). 5 - Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches axiales (17) sont de forme continue débouchante à chacune des extrémités du manchon (2). 6 - Dispositif de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les encoches axiales (17) sont de forme continue débouchante à une extrémité du manchon (2), et fermée par une collerette (23) à l'autre extrémité dudit manchon (2).