Brevet FR3023243A1 — publié le 20160108

COLONNE DE DIRECTION POUR VÉHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT DEUX PARTIES COMPRESSIBLES MAINTENUES PAR DES CLAVETTES La présente invention concerne une colonne de direction pour véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une telle colonne de direction. Les véhicules automobiles comportent généralement un volant de direction actionnant par un arbre guidé dans une colonne, un boîtier de direction situé à la base de cet arbre, qui fait pivoter les roues avant du véhicule. Afin de protéger le conducteur en cas de choc frontal important sur le véhicule, qui entraîne en particulier un recul du boîtier de direction, et d'éviter notamment que le volant écrase le conducteur sur son siège en blessant son thorax, on dispose une colonne de direction qui peut s'enfoncer suivant son axe. Un type de colonne de direction connu, présenté notamment par les documents FR-A-1541956 et FR-A-1573096, comporte un tube présentant une succession de bossages annulaires qui permettent un écrasement axial de ce tube programmé en fonction de l'effort s'appliquant dessus. Plusieurs modèles de tubes permettent de régler l'écrasement suivant le niveau de l'effort, afin d'obtenir une certaine progressivité assurant la sécurité. Toutefois les différentes normes mondiales nécessitent des caractéristiques de l'écrasement de la colonne de direction adaptées, en particulier la course en fonction de l'effort, dépendant notamment de la morphologie des habitants des pays. Les constructeurs automobiles doivent alors prévoir différents tubes comprenant des bossages annulaires variés, afin d'adapter la course d'écrasement en fonction de l'effort. Cette variété de composants pour les colonnes de direction entraîne une gestion complexe, et augmente les coûts. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une colonne de direction pour véhicule automobile comprenant un tube supportant le volant de direction qui peut se contracter sous l'effet d'un effort axial, caractérisée en ce que le tube comporte deux parties coulissant l'une dans l'autre, des clavettes engagées dans des perçages des deux parties de tube pour les caler axialement entre elles, provoquant une découpe de la matière de ces parties au-delà d'un niveau d'effort axial s'appliquant entre elles. Un avantage de cette colonne de direction est qu'en prévoyant un nombre de perçages défini autour de chaque partie de tube qui reste standard, permettant de garder un seul type de pièce, on peut ajuster le nombre de clavettes engagées dans ces perçages qui vont entraîner une résistance à la découpe dépendant de ce nombre, ce qui permet de calibrer de manière simple et rapide l'effort axial d'écrasement de la colonne. La colonne de direction selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, l'ensemble des perçages est aligné suivant un 20 même plan transversal. Avantageusement, chaque perçage d'au moins une partie est aligné axialement sur une rainure longitudinale, la matière entre le perçage et sa rainure étant destinée à se découper en cas de choc. Dans ce cas, les deux parties comportant des perçages alignés sur des 25 rainures longitudinales, la découpe de chacune de ces parties lors d'un choc est ajustée pour un niveau d'effort axial différent. Avantageusement, un épaulement circulaire est disposé à une extrémité axiale d'un jeu de rainures, pour former une butée de fin de course des clavettes. Avantageusement, les clavettes présentant une forme globale en « U », comportent leurs deux branches qui sont insérées en même temps dans deux perçages d'une même partie. En particulier, les clavettes peuvent présenter une section carrée qui est 5 ajustée dans une forme correspondante des perçages. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'une colonne supportant un volant de direction, qui comporte l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et 10 avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'un ensemble de direction comportant une colonne selon l'art antérieur ; - les figures 2a, 2b et 2c sont des vues de cette colonne de direction 15 présentée successivement dans la position initiale, dans une position intermédiaire après un premier niveau d'effort, et dans la position finale après un effort élevé ; et - la figure 3 est une vue de détail de la partie supérieure du tube. La figure 1 présente un système de direction comportant un arbre 20 supérieur 2 disposé suivant un axe principal, recevant à son extrémité supérieure, du côté indiqué par la flèche « SUP », le volant de direction non représenté. L'arbre supérieur 2 entraîne en rotation par l'intermédiaire de cannelures longitudinales disposées à sa base un arbre intermédiaire 4, de manière à pouvoir librement coulisser axialement par rapport à cet arbre 25 intermédiaire. Un tube de guidage 14 de l'arbre supérieur 2, est fixé à un support mobile 16 par l'intermédiaire d'un réglage en hauteur commandé par une poignée 12 disposée en dessous de ce système de direction. La base de l'arbre intermédiaire 4 entraîne par un joint de cardan 6 30 guidé en rotation dans un support fixe 10, un arbre inférieur 8 relié à un boîtier de direction qui fait pivoter les roues avant du véhicule. Le support fixe 10 monté sous la planche de bord du véhicule, maintient le support mobile 16 par l'intermédiaire de moyens permettant un coulissement axial de ce support mobile sous l'effet d'une forte charge appliquée sur le volant de direction. En particulier le support mobile 16 est lié au support fixe 10 par des bandes de tôles formant chacune une boucle 18, qui peuvent se déployer sous l'effet d'une pression axiale importante pour permettre l'avancée du volant de direction avec ce support mobile, et protéger le conducteur. Ces moyens permettant un coulissement axial du support mobile 16 sous l'effet d'une charge axiale, comportant des pièces de tôle déformables 18, doivent être modifiés pour chaque adaptation nécessitant un niveau de charge variable entraînant la déformation. Il faut alors prévoir un nombre de composants adapté pour les différents marchés géographiques répondant à des normes spécifiques. Les figures 2a, 2b, 2c et 3 présentent une partie mobile 20 de tube de direction comprenant un épaulement annulaire supérieur 24, qui reçoit l'arbre supérieur 2 avec un calage axial entre ces deux éléments afin de transmettre la poussée axiale en cas d'accident. La partie mobile du tube 20 a sa base ajustée dans une partie fixe du 20 tube 22, comportant un épaulement annulaire médian 30 qui permet son calage axial dans le support fixe du système de direction, afin de résister à la poussée axiale en cas d'accident. La partie mobile du tube 20 comporte dans sa longueur inférieure, sur environ la moitié de sa hauteur, une succession de rainures longitudinales 28 25 régulièrement espacées. Un perçage de section carrée 26 est disposé dans l'alignement de chaque rainure 28, entre cette rainure et l'extrémité inférieure de la partie mobile 20. La partie fixe du tube 22 comporte au-dessus de l'épaulement médian 30, une succession de rainures longitudinales 34 alignées sur celles de la 30 partie mobile 20. Comme pour la partie mobile 20, un perçage de section carrée 32 est disposé dans l'alignement de chaque rainure 34, entre cette rainure et l'extrémité supérieure de la partie fixe 22. L'ensemble des perçages 32 est disposé dans un même plan transversal. Des clavettes 40 formées dans un profilé métallique de section carrée, présentent une boucle en forme de « U » comportant chacune de ses pattes qui est insérée successivement dans un perçage 32 de la partie fixe 22, puis dans un perçage 26 de la partie mobile 20, afin de solidariser axialement ces deux parties entre elles. On notera que le montage d'une clavette 40 mettant en place ses deux pattes, assure ainsi en même temps deux points de solidarisation entre les deux parties de tube 20, 22. Lors de l'assemblage du système de direction, l'opérateur peut choisir le nombre de clavettes 40 à ajuster dans les perçages 26, 32. Lors d'un choc important sur l'avant du véhicule entraînant une charge axiale sur le volant de direction, la partie mobile du tube 20 transmet cet effort à la partie fixe 22 par l'intermédiaire des clavettes 40. Si cet effort est trop important comme indiqué figure 2b, avec une force élevée F1, on a d'abord des découpes de la matière de la partie fixe du tube 22 en-dessous de chaque perçage 32, par les pattes des clavettes 40. Les clavettes 40 peuvent ensuite coulisser dans les rainures 34 de la partie fixe 22, et arriver en appui au bout de ces rainures sur l'épaulement médian 30. Pour un effort plus important encore avec une force très élevée F2, comme indiqué figure 2c, on a alors des découpes de la matière de la partie mobile 20 au-dessus de chaque perçage 26, par les pattes des clavettes 40. Ces clavettes 40 peuvent ensuite coulisser dans les rainures 28 de la partie mobile 20, et arriver en appui en haut de ces rainures. On obtient ainsi de courses successives répondant chacune à un niveau d'effort F1, F2, qui est réglable facilement et rapidement sans modification des composants avec le nombre de clavettes 40. On notera que ces niveaux d'effort réglables sont prédéterminés en fonction de la section des pattes des clavettes 40, de la distance axiale entre chaque perçage 26, 32 et la rainure 28, 34 correspondant, et de la dureté de la matière. La calibration des efforts prédéterminés peut se faire en particulier pour commencer par des calculs, qui sont ensuite validés par des essais afin d'obtenir les niveaux d'effort prédéterminés correspondant aux différents besoins des normes de sécurité. La course correspondant à chaque niveau d'effort est ajustée par la longueur des rainures 28, 34, qui peuvent comporter plusieurs longueurs différentes suivant les applications des véhicules, avec un minimum de modifications des composants. On peut prévoir en particulier une course totale de la partie mobile 20, qui est au maximum d'environ 100mm. La modularité apportée par la colonne de direction suivant l'invention, permet d'optimiser les masses nécessaires pour cette colonne en ajustant facilement à chaque fois l'effort d'enfoncement suivant les besoins, et de réduire les coûts. REVENDICATIONS1 - Colonne de direction pour véhicule automobile comprenant un tube supportant le volant de direction qui peut se contracter sous l'effet d'un effort axial, caractérisée en ce que le tube comporte deux parties (20, 22) coulissant l'une dans l'autre, des clavettes (40) engagées dans des perçages (26, 32) des deux parties de tube pour les caler axialement entre elles, provoquant une découpe de la matière de ces parties au-delà d'un niveau d'effort axial s'appliquant entre elles (F1, F2). 2 - Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble des perçages (26, 32) est aligné suivant un même plan transversal. 3 - Colonne de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque perçage (26, 32) d'au moins une partie (20, 22) est aligné axialement sur une rainure longitudinale (28, 34), la matière entre le perçage et sa rainure étant destinée à se découper en cas de choc. 4 - Colonne de direction selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux parties (20, 22) comportant des perçages (26, 32) alignés sur des rainures longitudinales (28, 34), la découpe de chacune de ces parties lors d'un choc est ajustée pour un niveau d'effort axial différent (F1, F2). 5 - Colonne de direction selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'un épaulement circulaire (30) est disposé à une extrémité axiale d'un jeu de rainures (34), pour former une butée de fin de course des clavettes (40). 6 - Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les clavettes (40) présentant une forme globale en « U », comportent leurs deux branches qui sont insérées en même temps dans deux perçages (26, 32) d'une même partie (20, 22). 7 - Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les clavettes (40) présentent unesection carrée, qui est ajustée dans une forme correspondante des perçages (26, 32). 8 - Véhicule automobile équipé d'une colonne supportant un volant de direction, caractérisé en ce que cette colonne est réalisée selon l'une quelconque des revendications précédentes.