Brevet FR3004154A1 — publié le 20141010

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CORPS DE COLONNE DE DIRECTION DE VEHICULE, ET CORPS DE COLONNE DE DIRECTION DE VEHICULE OBTENU PAR UN TEL PROCEDE. [0001] L'invention porte sur un procédé de fabrication d'un corps de colonne de direction de véhicule, en particulier de véhicule automobile. Elle porte également sur un corps de colonne de direction de véhicule, en particulier de véhicule automobile, qui est obtenu par un tel procédé. [0002] La colonne de direction est un élément fixé à la structure du véhicule, sous le tableau de bord, qui guide et supporte l'arbre du volant de direction avec un ou plusieurs éléments. La colonne de direction a pour rôle de permettre au conducteur de diriger le véhicule en transmettant la consigne d'entrée (rotation du volant de direction vers la gauche ou vers la droite) jusqu'aux roues par l'intermédiaire de la crémaillère de direction. [0003] Pour le confort de l'utilisateur et pour améliorer l'ergonomie de la zone du poste de conduite, les colonnes de direction actuelles sont équipées d'un système d'ajustement, qui permet de régler le volant de direction en hauteur et/ou en profondeur par l'intermédiaire même de la colonne de direction. De plus, afin de garantir une meilleure sécurité en cas de crash, les colonnes de direction actuelles peuvent comporter un système de rétractation, qui a pour fonction de dégager le volant de direction vers l'avant du véhicule lorsque le conducteur déclenche l'airbag en cas d'accident. [0004] De manière classique, le corps de la colonne de direction est composé d'un tube sur lequel est fixé, de préférence par soudage, un collier support du système de réglage de la colonne. De manière classique également, le tube et le collier peuvent être réalisés à partir de tôles d'acier roulées, puis être ensuite soudés ou agrafés ensemble. Ces corps de colonnes de direction peuvent aussi être réalisés selon des techniques de fonderie d'aluminium, ou bien de fonderie de magnésium. [0005] Un inconvénient des technologies employées dans la réalisation de ces corps de colonne de direction est d'aboutir à des pièces constitutives relativement lourdes, assez difficiles à ajuster entre elles. Il résulte de cela que les corps de colonne obtenus sont relativement coûteux. [0006] On a déjà cherché à modifier les structures et les procédés d'obtention des colonnes de direction pour en diminuer les coûts de fabrication. [0007] A titre d'exemple, le document US 7 188 866 B2 décrit un ensemble de colonne de direction de véhicule, qui comprend un palier support inférieur, un palier support supérieur, un boîtier support de chape, une pluralité de tubes répartis sur une circonférence, dirigés selon l'axe longitudinal de la colonne et reliant rigidement ledit boîtier support de chape et ledit palier support supérieur, et un manchon rigide, tubulaire, obtenu par moulage par injection ou par extrusion, qui est dirigé selon ledit axe longitudinal de la colonne et qui est disposé à l'intérieur desdits tubes répartis en circonférence, ledit manchon rigide étant fixé à l'un des deux paliers supports inférieur et supérieur et étant coulissant par rapport à l'autre des deux paliers selon la direction dudit axe longitudinal de la colonne entre deux positions de coulissement, à savoir une position repliée et une position dépliée de la colonne de direction. [0008] Le but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'un corps de colonne de direction de véhicule, en particulier de véhicule automobile, qui permette un gain en masse sur le corps de colonne de direction obtenu. [0009] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé de fabrication, qui permette de réduire le nombre des pièces constitutives des corps de colonne de direction réalisés. [0010] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel procédé de fabrication, qui soit de conception et de mise en oeuvre simples, et qui soit économique. [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un corps de colonne de direction de véhicule, lequel corps comprend un tube sensiblement cylindrique et un collier du système de réglage de la colonne de direction s'étendant sur une partie seulement de la longueur axiale dudit tube. Ce procédé selon l'invention, nouveau, comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : a. on réalise par extrusion un profilé tubulaire dont la section est formée par l'addition de la section transversale du tube et de la section transversale dudit collier de système de réglage, b. on tronçonne le profilé obtenu à une longueur prédéterminée qui est la longueur axiale du tube du corps de colonne de direction souhaité, c. on supprime par usinage la partie de section correspondant au collier du système de serrage dans les zones axiales du corps de colonne obtenu qui sont hors de la partie de la longueur axiale du tube sur laquelle est destiné à s'étendre ledit collier, et d. on réalise enfin sur le corps de colonne ainsi obtenu les différents usinages par enlèvement de matière permettant de réaliser les surfaces et formes destinées à assurer les différentes liaisons fonctionnelles du corps de colonne avec les pièces mécaniques qui lui sont liées. [0012] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le profilé tubulaire est réalisé par une seule opération d'extrusion, la filière d'extrusion ayant une section qui intègre de manière « monobloc » la section transversale du tube et la section transversale dudit collier de système de réglage. [0013] En variante, le profilé tubulaire peut être réalisé par au moins deux opérations d'extrusion, les profils extrudés étant ensuite assemblés entre eux de façon à obtenir un profilé tubulaire dont la section est formée par l'addition de la section du tube et de la section dudit collier de système de réglage. [0014] De préférence, le corps de colonne de direction est réalisé en aluminium, ou en alliage d'aluminium. [0015] Les différents usinages permettant d'assurer la liaison du corps de la colonne de direction avec les pièces mécaniques qui lui sont liées peuvent comprendre l'usinage des logements des roulements de l'axe de la colonne de direction, l'usinage des surfaces permettant de positionner le boîtier des commandes électroniques sous le volant de direction, et l'usinage de la zone de friction serrage du système de réglage. [0016] Ces différents usinages peuvent aussi comprendre l'usinage des glissières de réglage du système de réglage de la colonne de direction et l'usinage de l'axe d'inclinaison de la colonne. [0017] Ils peuvent également comprendre, de plus, l'usinage du logement antivol ou encore l'usinage de la zone de déformation de la colonne en cas de crash du véhicule. [0018] L'invention a également pour objet un corps de colonne de direction d'un véhicule, qui est réalisé selon le procédé décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0019] Enfin, l'invention a pour objet un véhicule, en particulier véhicule automobile, qui comporte une colonne de direction dont le corps est conforme à celui mentionné ci-dessus. [0020] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0021] - la figure 1 est une vue en perspective, schématique, d'un corps de colonne de direction de véhicule, selon l'art antérieur, [0022] - la figure 2 est une vue de la section du profilé en sortie de filière d'extrusion servant à la réalisation du corps de colonne de direction selon la présente invention, [0023] - les figures 3A à 3H illustrent, de manière schématique, un exemple des différents usinages réalisés sur le profilé sorti de filière d'extrusion et tronçonné à la longueur du corps de colonne à réaliser, lesquels usinages permettent d'assurer les liaisons fonctionnelles du corps de colonne obtenu avec les pièces mécaniques qui lui sont liées, et [0024] - la figure 4 représente le corps de colonne de direction selon l'invention en liaison avec son environnement mécanique. [0025] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, très schématiquement, un exemple de corps de colonne de direction de véhicule automobile, selon l'art antérieur. Ce corps, de référence générale 1, est composé, de manière classique, d'une part, d'un tube 2, en tôle d'acier, sensiblement cylindrique, d'axe xx', de longueur axiale « L », et d'autre part, d'une pièce, qui est également en tôle d'acier et qui est rapportée par soudage sur la paroi supérieure du tube 2. Cette pièce, de référence 3, de longueur axiale « LT inférieure à « L », est un collier support du système de réglage de la colonne de direction. [0026] En référence aux dessins des figures 2 et 4, selon le principe de la présente invention, notamment pour éviter les opérations de soudage du collier 3 sur le tube 2, le corps de colonne de direction, en aluminium ou en alliage d'aluminium, n'est plus réalisé en deux parties soudées l'une à l'autre mais obtenu par extrusion. Les deux parties du corps extrudé, à savoir le tube 12 et le collier 13 du système de réglage, sont réalisés « monobloc » par l'opération d'extrusion. On a représenté sur le dessin de la figure 2 la section de la pièce tubulaire « T » à la sortie de la filière d'extrusion. La section de cette pièce tubulaire extrudée est désignée « S » et est formée par l'addition de la section transversale « ST » du tube 12 et de la section transversale « Sc » du collier 13 de système de réglage. [0027] Comme représenté sur le dessin de la figure 4, l'environnement mécanique du corps de colonne de direction, à savoir du tube 12 et du collier 13, est composé, de manière classique, d'une bride 50 et d'une platine 60, du boîtier anti-vol 70 sensiblement orthogonal à l'axe xx' du corps de colonne et de l'axe 80 du volant de direction coaxial et interne au corps de la colonne de direction. La référence 85 désigne un des roulements du mouvement de rotation de l'axe 80 du volant de direction et la référence 90 un support de câbles. [0028] En référence aux dessins 3A à 3H, le procédé de réalisation du corps de colonne de direction selon la présente invention comporte, à titre d'exemple, les étapes suivantes, prises en combinaison : [0029] - on réalise par extrusion, comme mentionné précédemment, le profilé tubulaire « T » dont la section « S » (figure 2) est formée par l'addition de la section du tube « ST » et de la section dudit collier « Sc » de système de réglage, que l'on tronçonne à la longueur prédéterminée qui est la longueur axiale « L » du tube 12 du corps de colonne de direction (figure 3A), [0030] - on réalise l'usinage interne des logements référencés 14 (figure 3B) des roulements 85 de l'axe 80 de la colonne de direction, [0031] - on supprime par usinage la partie « Sc » de section correspondant au collier 13 du système de serrage dans les zones axiales LA, LB du corps de colonne obtenu qui sont hors de la partie « LT » de la longueur axiale du tube 12 sur laquelle est destiné à s'étendre ledit collier 13, et on réalise l'usinage des surfaces 15, 16 de réception du boîtier électronique des commandes au volant (figure 3C), [0032] - on réalise l'usinage des glissières oblongues de réglage 18 dudit système de réglage de la colonne de direction, pour le passage de la tige de réglage de la colonne (figure 3D), [0033] - on réalise l'usinage du logement antivol 31 (figure 3E), [0034] - on réalise l'usinage de la zone de friction serrage 19 (figure 3F), et l'usinage de l'axe de rotation 20 pour inclinaison de la colonne de direction (figure 3G), et enfin [0035] - on réalise l'usinage des rainures référencées collectivement 17i, de forme en tronçon d'hélice, de la zone axiale de déformation en cas de crash, désignée 17 (figure 3H). [0036] Il va de soi que la succession des étapes d'usinage décrite ci-dessus est donnée à titre d'exemple et correspond au design particulier de corps de colonne représenté sur les figures. [0037] La dernière opération d'usinage représentée à la figure 3H permettant la rétractation de la colonne de direction lors d'un crash du véhicule est une simple option utilisable ou non en fonction du projet de colonne de direction et de véhicule. [0038] On notera que les surfaces 14 (figure 3B) de centrage des roulements 85 de l'axe 80 de la colonne de direction sont portées par des rainures en assaillie qui ont aussi pour but d'augmenter la rigidité du tube 12. De la même façon, la patte 22 (figure 3F) en saillie du tube permet une meilleure rigidité et le maintien du boîtier anti-vol 70. [0039] En variante du procédé de fabrication décrit ci-dessus, il est possible de réaliser le corps de colonne de direction représenté sur les figures annexées par assemblage de plusieurs profils extrudés et non pas, comme décrit précédemment, à partir d'une seule filière d'extrusion et d'un seul profilé tubulaire d'extrusion. [0040] Bien que l'on ait mentionné précédemment que le corps de colonne était réalisé en aluminium ou en alliage d'aluminium, il va de soi que toutes les matières compatibles avec les procédés d'extrusion sont utilisables pour réaliser ledit corps de colonne. [0041] Le procédé décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0042] - il permet de réaliser un gain de masse sur le corps de colonne de direction obtenu, grâce à l'utilisation de matériaux constitutifs plus légers, [0043] - il permet de réduire le nombre des pièces constitutives du corps de colonne obtenu, et [0044] - il est économique. [0045] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.5 REVENDICATIONS: 1. Procédé de fabrication d'un corps de colonne de direction de véhicule, qui comprend un tube sensiblement cylindrique (12) et un collier (13) du système de réglage de la colonne de direction s'étendant sur une partie (« LT ») seulement de la longueur axiale (« L ») dudit tube (12), caractérisé par les étapes suivantes : on réalise par extrusion un profilé tubulaire (« T ») dont la section transversale (« S ») est formée par l'addition de la section transversale (« ST ») du tube (12) et de la section transversale (« Sc ») dudit collier (13) de système de réglage, on tronçonne ledit profilé tubulaire à une longueur prédéterminée qui est la longueur axiale (« L ») du tube (12) du corps de colonne de direction souhaité, on supprime par usinage la partie de section correspondant au collier (13) du système de serrage dans les zones axiales (LA, LB) du corps de colonne obtenu qui sont hors de la partie (« LT ») de la longueur axiale (« L ») du tube (12) sur laquelle est destiné à s'étendre ledit collier (13), et on réalise enfin sur le corps de colonne ainsi obtenu les différents usinages par enlèvement de matière permettant de réaliser les surfaces et formes destinées à assurer les différentes liaisons fonctionnelles du corps de colonne avec les pièces mécaniques qui lui sont liées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé tubulaire (« T ») est réalisé par une seule opération d'extrusion, la filière d'extrusion ayant une section (« S ») qui intègre de manière « monobloc » la section transversale (« ST ») du tube (12) et la section transversale (« Sc ») du collier (13) de système de réglage. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé tubulaire (« T ») est réalisé par au moins deux opérations d'extrusion, les profils extrudés étant ensuite assemblés entre eux de façon à obtenir un profilé tubulaire dont la section est formée par l'addition de la section (« ST ») du tube (12) et de la section (« Sc ») dudit collier (13) de système de réglage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de colonne de direction est réalisé en aluminium. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les différents usinages permettant d'assurer la liaison du corps de la colonne de direction avec les pièces mécaniques qui lui sont liées comprennent l'usinage des logements (14) des roulements (85) de l'axe (80) de la colonne de direction, l'usinage des surfaces (15, 16) de réception du boîtier électronique des commandes au volant, et l'usinage de la zone de friction serrage (19) du système de réglage de la colonne de direction. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les différents usinages permettant d'assurer la liaison du corps de la colonne de direction avec les pièces mécaniques qui lui sont liées comprennent, de plus, l'usinage des glissières de réglage (18) dudit système de réglage de la colonne de direction et de l'axe d'inclinaison (20) de ladite colonne. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les différents usinages permettant d'assurer la liaison du corps de colonne avec les pièces mécaniques qui lui sont liées comprennent, de plus, l'usinage du logement antivol (31). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les différents usinages permettant d'assurer la liaison du corps de colonne avec les pièces mécaniques qui lui sont liées comprennent, de plus, l'usinage des rainures (17i) de la zone axiale (17) de déformation en cas de crash du véhicule. 9. Corps de colonne de direction d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il est réalisé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Véhicule, en particulier véhicule automobile, qui comporte une colonne de direction dont le corps est conforme à la revendication précédente.