Brevet FR2276978A1 — publié le 19760130

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Alain CHOMETON, se rapporte à une commande de'direction de véhicule automobile. Elle a pour objet une colonne de direction de sécurité capable d'amortir les chocs, en cas de'collision, en vue de proté ger le conducteur du véhicule. - - On sait que l!un des dangers, lors d'une collision entre véhicules automobiles, est le risque de blessures corporelles no- tamment ail thorax du conducteur, dues à l'impact de'celui-ci contre une colonne de direction rigide et résistant au choc.Ces blessures sont provoqués par le choc secondaire se'produisant après la collision : le corps du conducteur poursuit alors du fai,t de son, énergie cinétique son mouvement en avant, venant heurter brutalement le volant et la colonne de direction qui lé supporte Ces blessures peuvent aussi être provoquées par le fait que la colonne de direction' est projetée, lors du choc'initial ou' primaire vers l'arrière en direction du conducteur. De nombreuses solutions ont été proposées en vue de reduire les blessures précitées. I1 a été proposé, par'exemple, d'interposer entre la partie supérieure et la partie inférieure de là colonne de direction d'un véhicule automobile a un tube télescopique ou compres sible qui sous l1effet d'un choc résultant d'une collision se déforme ou diminue de longueur en absorbant progressivement une partie de l'énergie cinétique du conducteur ; ce type de solution donne satisfaction quand l'axe du volant est situe presque hori zontalement mais est d'un emploi aléatoire quant cet axe est in cliné par rapport à la trajectoire du corps du-conducteur, deS phénomènes dlarc-boutement où des'déformations parasites' lors du choc primaire nuisant alors au fonctionnement correct. On a aussi proposé des colonnes de direction qui, combi nées des axes de volant déboîtables ou coulissants, empêchent la pénétration de ces colonnes de direction dans lrhabitacle lors de la'collision primaire. Mais, soumises à un choc secondaire, ces colonnes entraient des efforts trop importants sur le thorax du conducteur, d'une part , à cause des rigidités'trop importantes des supports de direction devant résister à un couple au volant important et, d'autre part, à cause de la trajectoire du volant contre lequel s'appuie le thorax du conducteur, lors du choc secondaire induisant des accélérations normales' à cette trajectoire, ces accélérations créant des efforts supplémentaires inutiles car elles ne participent pas à l'annulation de l'énergie cinétique du thorax. L'invention a pour objet une commande de direction absorbant lors du choc secondaire l'énergie cinétique du thorax du conducteur suivant une trajectoire sensiblement horizontale, quelle que soit l'inclinaison du volant. L'invention a encore pour objet une commande capable de résister lors de la collision initiale, au choc primaire, à un effort soit de déboîtement, soit de déformation primaire de l'axe du volant. L'invention a encore pour objet' une commande de direction déformable mais capable de résister à un couple important dû au verrouillage antivol de l'axe du volant. Essentiellement, la commande de direction à absorption des chocs selon l'invention comprenant une colonne de direction à liaison intermédiaire susceptible de céder au choc et un support de direction et volant fixé sur une traverse de la structure du véhicule est caractérisée en ce que ledit support comprend une enveloppe assurant le guidage de l'axe du volant et des moyens de liaison de cette enveloppe avec ladite traverse comprenant deux plaques espacées axialement et s'étendant transversalement par rapport à l'axe précité, ces plaques ayant des zones de déformation privilégiée à la flexion au niveau de leur liaison avec 'ladite enveloppe et avec ladite traverse, et ces plaques étant solidarisées avec deux grilles latérales déformables absorbeuses d'énergie. Une forme de réalisation d'une commande de direction selon l'invention est d'ailleurs ci-après décrite, a titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation de cOté d'une commande de direction et de sa fixation dans le véhicule - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'une telle commande la figure 3 est une vue suivant III - III de la figure 1; - la figure 4 est une vue partielle en coupe suivant IV - IV de la figure ; - la figure 5 est une vue de côté de la commande de direction de la figure 1 après un accident l'ayant amenéeà céder - la figure 6 est une vue schématique de côté illustrative d'une disposition géométrique de la commande. La commande de direction de véhicule représentée à la figure 1 comprend, pour actionner un mécanisme de direction qui peut être quelconque, figuré en 1 et ici fixé sur une traverse 2 du véhicule, une colonne de direction 3 comprenant deux parties 3a, 3b réunies par un système à déboitement 4 pouvant être de l'un quelconque des types connus destinés à autoriser un désaccouplement des parties 3a, 3b à partir d'efforts de contrainte ou déformation comme il s'en.trouve mis en jeu en cas d'accident. La partie 3b de la colonne est reliée à l'aide d'un joint tel qu'un joint de cardan 5 à l'extrémité d'un axe 6 dont l'autre extrémité porte le volant de direction 7, cet axe de volant 6 étant monté coulissant dans des paliers de guidage 8, 9 solidaires d'une enveloppe 10. Cette enveloppe 10 est montée sous une traverse Il supportant le tableau de bord, par l'intermédiaire de moyens de liaison comprenant deux plaques 12 et 13 espacées axialement et s'étendant transversalement par rapport à l'axe de volant 6. Ces plaques ont des semelles de fixation 12a, 13a destinées à être fixées par vis sur traverse 11, et des semelles de fixation en demi-collier 12b, 13b destinées à être assemblées par boulons avec des demi-colliers inférieurs sur l'enveloppe 10. Ces plaques présentent chacune une zone de déformation privilégiée à la flexion au niveau de leur liaison avec l'enveloppe 10 et avec la traverse 11. Ces zones-sont ici définies par le fait que les parties latérales des plaques présentent dans l'intervalle de leurs semelles de fixation 12a, 13a avec la traverse il et 12b, 13b avec l'enveloppe 10, des bords latéraux rabattus 12c et 13c, qui servent en outre d'éléments de fixation de deux grilles latérales déformables 14 absorbeuses d'énergie, soudées sur ces bords. Les plaques 12 et 13 se trouvent donc rigidifiées en compression et tendront à se déformer en flexion autour des lignes indiquées en trait mixte à la figure 3 en 15, 16 pour la plaque 12, ou analogues dans le cas de la plaque 13.Les grilles 14 présentent quant à elles des fentes 14a allongées à peu près perpendiculairement à la diagonale 17 indiquée en trait mixte aux figures 1, 2 et 5, qui relie la zone 12a à la zone 13b, et qui constitue, dans le parallélogramme approché de contour défini par les grilles 14, la diagonale destinée à s'allonger à la déformation dudit parallélogramme. Ces fentes 14 sont déterminées en dimension de façon à pouvoir subir une déformation continue sans déchirure dans la limite de la déformation envisagée. Les plaques 12, 13 ont de préférence une forme trapézoïdale telle que celle apparaissant à la figure 3, qui permet d'assurer une bonne rigidité transversale à la colonne de direction, tout en tenant compte que l'angle de flexion de ces plaques lors de la déformation de l'ensemble est plus important dans les zones 12b, 13b que dans les zones 12a, 13a. Dans le cas d'un choc appelé à mettre en jeu les facultés d'absorption de la direction, le choc primaire, au sens précédemment défini, entraine le débottement du système 4, et donc le désaccouplement des parties 3a, 3b de la colonne de direction, de sorte que lors du choc secondaire au cours duquel le thorax du conducteur viendra heurter le volant 7, celui-ci se déplace initialement avec son axe 6'd'un seul bloc jusqu'à venir en butée contre l'enveloppe 10, cette course étant à prévoir aussi réduite que possible. A partir du moment où le contact est assuré entre le volant et l'enveloppe 10, les plaques 12, 13 et les grilles 14 se déforment comme prévu par construction ainsi que cela a déjà été dit, et de la façon illustrée à la figure 5.Ce phénomène se traduit donc ici par une d'iminution de l'intensité du choc entre thorax du conducteur et volant d'autant plus grande que la course possible du volant permet de l'amortir, étant à noter que cette course peut être essentiellement maintenue horizontale. La figure 6 illustre à cet égard des conditions géométriques favorables à l'obtention d'une telle course, suivant lesquelles les plans des plaques 12 et 13 se recoupent en A dans un plan vertical 18 passant par le centre du volant, en dessous de celui-ci. A est le centre instantané de rotation de l'axe du volant 7, avec vitesse horizontale au départ. En outre, l'obtention de la déformation envisagée peut être prévue en deux temps en prévoyant suivant les bords 12c de la plaque 12 au voisinage de sa semelle de fixation 12a, des rebords de butée 12d destinés à venir en butée après une certaine course contre la traverse 11, et à favoriser alors après flexion initiale des plaques 12, 13, le déploiement des grilles 14 suivant la diagonale 17. Les rebords 12d, venant au contact de la traverse Il avec un léger retard, assurent le maintien d'un niveau constant de l'effort exercé par le volant contre la traverse. REYENDICATIONS 1. Commande de direction de véhicule automobile à absorption des chocs, comprenant une colonne de direction à liaison intermédiaire susceptible de céder au choc et un support de direction et volant fixé sur une traverse de la structure du véhicule, caractérisée en ce que ledit support comprend une enveloppe 10 assurant le guidage de l'axe du volant et des moyens de liaison de cette enveloppe avec ladite traverse il comprenant deux plaques 12 et 13 espacées axialement et s'étendant transversalement par rapport à l'axe précité, ces plaques ayant des zones de déformation privilégiée à la flexion au niveau de leur liaison avec ladite enveloppe 10 et avec ladite traverse 11, et ces plaques étant solidarisées avec deux grilles latérales déformables 14 absorbeuses d'énergie. 2. Commande de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que les plaques 12 et 13 sont inclinées dans le sens descendant vers l'arrière du véhicule, de sorte que les diagonales du quadrilatère qu'elles forment étant vues de côté, sont voisines de la verticale et de l'horizontale. 3. Commande de direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque 12 proche du volant présente des butées 12d destinées à venir en appui sur la traverse 11 après une certaine déformation de flexion. 4. Commande de direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les grilles 14 en forme de quadrilatère présentent des fentes allongées 14a dans un sens à peu près perpendiculaire à la diagonale du quadrilatère appelée a s'allonger en cas de choc déformant. 5. Commande de direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites plaques 12 et 13 présentent des rebords latéraux rabattus 12c et 13c sur lesquels sont soudées les grilles. 6. Commande de direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites plaques 12 et 13 ont une forme de trapèze à base rétrécie vers leur liaison avec ladite enveloppe 10.