Brevet FR2413248A1 — publié le 19790727

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Robert BEAUMONT, concerne un dispositif de réglage de la position axiale d'un volant de direction monté sur un arbre de direction cannelé ou dentelé extérieurement, dispo- sitif du genre de ceux qui comprennent un manchon cannelé ou dentelé intériéurement, propre à coulisser sur l'arbre de direction, le volant étant solidaire de ce manchon, et des moyens de blocage, en position axiale, du manchon par rapport à l'arbre de direction. L'invention concerne tout type de volant de direction, notamment ceux pour véhicules automobiles de tourisme ou ceux pour véhicules industriels, agricoles et de travaux publics. L'invention a pour but, surtout, de rendre les dispositifs du genre en question teD qu'ils répondentmieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et notamment tels qu'ils soient d'une réalisation simple et économique, d'une manoeuvre facile, tout en ayant une robustesse et une longévité satisfaisantes. Selon l'invention, un dispositif de réglage de la position axiale d'un volant de direction, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que les moyens de blo ,cage, en position axiale, du manchon par rapport à l'arbre de direction comprennent - des moyens de butée liés axialement au manchon, mais susceptibles d'être déplacés en rotation par rapport à ce manchon, - et des moyens d'arrêt solidaires de l'arbre de direction propres à coopérer avec les susdits moyens de butée, pour une position angulaire relative donnée entre ces moyens de butée et les moyens d'arrêt, et à être dégagés des susdits moyens de butée, pour une autre position angulaire relative, de telle sorte qu'un déplacement axial du manchon et du volant soit possible pour le réglage jusqu'à une nouvelle position de blocage. Avantageusement, les moyens de butée comprennent une douille montée rotative sur le manchon, tandis que les moyens d'arrêt comprennent un toc radial solidaire de l'arbre de direction et traversant une fente longitudinale, fermée à ses deux extrémités, prévue dans le manchon, la susdite douille comportant une ouverture longitudinale, également fermée à ses deux extrémités axiales, traversée par le toc, cette ouverture étant munie, sur un bord longitudinal, d'encoches décalées axialement les unes par rapport aux autres et propres à recevoir le toc, l'ensemble étant tel que lorsque le toc est engagé dans une encoche, le volant est bloqué axialement par rapport à l'arbre de direction et que, par mouvement de rotation de la douille par rapport au manchon, il est possible de dégager le toc d'une encoche pour l'amener dans l1ou- verture longitudinale et permettre le réglage axial du volant par coulissement du manchon et du volant, le blocage dans une autre position axiale étant assuré par engagement du toc dans une autre encoche. L'invention consiste, en quelque sorte, à exploiter une pluralité d'effets de retenue axiale au niveau d'une série de crantages latéraux répétitifs orientés sensiblement suivant une direction perpendiculaire à celle utilisée pour le réglage axial souhaité. Le dispositif comprend, de préférence, des moyens de rappel élastiques propres à solliciter, en rotation, les moyens de butée pour les rappeler vers une position angulaire de blocage par rapport aux moyens d'arrêt, ces moyens de rappel élastiques comprenant, notamment, un ressort en hélice entourant le manchon. Ce ressort est monté avec une précontrainte axiale et tangentielle. Les extrémités du ressort en hélice sont ancrées, en rotation, respectivement au manchon et à la douille rotative. Les encoches de la douille rotative, destinées à coopérer avec le toc d'arrêt, ont, de préférence des parois convergentes, l'angle de convergence étant choisi de manière à permettre un rattrapage automatique de jeu, sans provoquer un coincement du toc dans les encoches. Les parois de la douille rotative comprises, axialement, entre deux encoches de la douille sont inclinées par rapport à la direction de l'axe de manière à former des rampes qui favorisent le glissement du toc vers une encoche. La douille rotative est bloquée axialement, par rapport au manchon, à l'aide d'une bague élastique d'arrêt, ancrée dans le manchon, et, du coté opposé à cette bague, par le res-sort en hélice comprimé, axialement, entre cette douille rotative et une coupelle solidaire du manchon. Le toc est avantageusement constitué par un boulon vissé-dans un trou radial taraudé de l'arbre de direction un orifice d'accès est prévu dans la douille rotative pour le montage et le démontage de ce toc. Un fourreau, notamment en matière plastique, peut être prévu autour de laXdouille rotative et muni d'un bracelet, équipé d'une flèche indiquant le sens dans lequel la douille doit être tournée, pour permettre le déblocage axial du manchon et du volant, par rapport à l'arbre de direction. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à. propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ci-annexés mais qui n'est nullement limitatif. La fig. 1, de ces dessins, est une coupe axiale d'un dispositif de réglage selon l'invention. La fig. 2 est une vue de la douille rotative suivant la flèche II de la fig. 3. La fig. 3 est une coupe suivant III-III, fig. 1. La fig. 4, enfin, est une vue en perspective du dispositif et d'une partie du volant. En se reportant à la figure 1, on peut voir un dispositif 1.de réglage de la position axiale d'un volant de direction 2 de véhicule automobile monté sur un arbre de direction. 3 cylindrique, dentelé extérieurement. Le dispositif 1 comprend un manchon 4, généralement métallique, dentelé intérieurement de manière à pouvoir être engagé sur l'arbre 3 et à être bloqué en rotation par rapport à cet arbre. Le manchon 4 peut coulisser axialement sur l'arbre 3. Le volant 2 est solidaire du manchon 4 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs bras 5. Le bras 5 comporte une armature métallique Sa solidaire, par soudage ou tout autre moyen, du manchon 4. L'armature Sa est revêtue d'un habillage notamment en matière plastique, qui vient coiffer l'extrémité du manchon 4. Le dispositif 1 comprend, également, des moyens de blocage, en position axiale, du manchon 4 par rapport à l'arbre 3. Ces moyens de blocage comprennent des moyens de butée B liés axialement au manchon 4 mais susceptibles d'entre déplacés en rotation par rapport à ce manchon. Les moyens de blocage comprennent, également, des moyens d'arrêt A solidaires de l'arbre 3 et propres à coopérer, avec les susdits moyens de butée B, pour une position angulaire donnée (Fig. 2) ; pour une autre position angulaire des moyens de butée B par rapport aux moyens d'arrêt A, ces moyens d'arrêt peuvent être dégagés des susdits moyens de butée de telle sorte qutun déplacement axial du manchon o et du volant 2 soit possible le long de l'arbre 3, jusqu'à une nouvelle position de blocage Les moyens de butée B comprennent une douille 6 montée rotative sur le manchon 4. Cette douille est réalisée avantageusement en matière plastique. Elle comporte une ouverture longitudinale 7, orientée suivant la direction des génératrices de cette douille de forme générale cylindrique ; cette ouverture 7 est fermée à ses deux extrémités axiales.L'ouverture 7 est munie sur un bord longitudinal, à savoir, dans le mode de réalisation décrit, le bord droit de cette ouverture 7 quand on regarde la figure 2, d'encoches 8, 8a.... 8d, décalées axialement les unes par rapport aux autres. Ces encoches ont été représentées au nombre de cinq sur le dessin ; il est clair que l'on peut prévoir autant d'encoches qu'on l'estime nécessaire. Chaque encoche est propre à recevoir les moyens d'arrêt A formés par un toc radial 9 solidaire de l'arbre de direction 3. Ce toc 9 est avantageusement formé par un boulon vissé dans un trou radial taraudé 10, borgne, prévu dans l'arbre 3. Seule l'extrémité du boulon 9, vissée dans le trou 10, comporte un filetage. La partie extérieure de ce boulon, par rapport au trou taraudé, présente une paroi cylindrique lisse. Le boulon a une tête 11, par exemple hexagonale. Les encoches 8.... 8d, comme visible sur la figure 2 sont orientées sensiblement suivant une direction perpendiculaire à celle de l'arbre 3. Les parois intérieures des encoches telles que 12, 13, sensiblement perpendiculaires à l'axe de la douille 6, sont convergentes en direction du fond 14 de l'encoche de manière à permettre un rattrapage de jeu automatique et à assurer un contact du boulon avec les parois 12 et 13, en dépit de l'usure de ces parois, sans que le boulon 9 vienne en contact avec le fond 14 de l'encoche.L'angle de convergence des parois 12 et 13 est choisi de manière telle qu'il n'y ait pas coincement du toc 9 dans l'encoche. On obtient, ainsi, un positionnement stable et précis. Les parois telles que 15 comprises, axialement, entre deux encoches de la douille rotative sont inclinées par rapport à la direction de l'axe de l'arbre 3 de manière à former des rampes qui favorisent le glissement du toc 9 vers une encoche. Dans le cas de la réalisation représentée sur la fig. 2, les rampes 15 sont inclinées de manière à favoriser l'entrée du toc 9 dans l'encoche située en avant de la paroi 15. Une inclinaison de ces parois, en sens inverse, pourrait être adoptée. De préférence, les encoches 8 ..... 8d sont équidistantes dans le sens axial, la distance moyenne entre deux encoches étant désignée par e. Les encoches sont séparées les unes des autres par des languettes-de matière telles que 16 (fig.2). Comme visible sur les figures 2 et 3, l'ouverture 7 a une étendue périphérique suffisante pour qu'un espace libre 17 soit formé entre le bord longitudinal de l'ouverture 7 éloigné des encoches, et les extrémités arrondies 16a des languettes 16. Il est ainsi possible, en faisant tourner la douille 6, autour du manchon 4, de dégager le toc 9 d'une encoche pour amener ce toc dans l'espace 17 dont la largeur est supérieure au diamètre du toc 9. On peut alors imprimer un mouvement de coulissement axial dans un sens, ou dans l'autre, à l'ensemble du manchon 4, de la douille 6 et du volant 2 jusqu'à faire entrer le toc 9 dans une autre encoche. Pour cela, le toc 9 traverse une fente longitudinale 18 prévue dans le manchon 4, fente qui est fermée à ses deux extrémités axiales. La douille 6 comporte une partie 6a de plus fort diamètre située du côté du volant 2. Cette partie 6a comporte des évidements intérieurs 19 permettant d'économiser de la matière. La partie 6a est recouverte par une épaisseur 20, soudée, de matière plastique ayant un aspect esthétique agréable. L'ensemble de la partie 6a et de l'épaisseur 20 a une forme extérieure moletée ou cannelée comme visible d'après la figure 4 de manière à faciliter la préhension de la douille 6 et sa mise en rotation pour le réglage de la position axiale du volant. La partie 6b de la douille 6 éloignée du volant 2 présente un diamètre extérieur plus faible que celui de la partie 6a. Elle comporte, également, des évidements 21 s'ouvrant sur la face transversale opposée au volant. Un fourreau 22 de matière plastique dure est soudé sur la surface extérieure de la partie 6b. Un autre fourreau 23 de matière plastique plus souple, par exemple de matière plastique à alvéoles, est soudé sur le fourreau 22 et a une épaisseur telle que le diamètre extérieur au niveau de ce fourreau soit égal au diamètre maximal extérieur de l'ensemble de la partie Gb et de l'épaisseur 20. Le fourreau 23 comporte, dans sa partie médiane suivant le sens axial, sur sa paroi extérieure, une zone 24 en dépression ayant un diamètre inférieur à celui du reste du fourreau. Un trou 25 traverse dans le sens radial cette zone 24 ; un trou 26, prolongeant le trou 25, est prévu dans le fourreau 22. Ces trous 25 et 26 sont destinés à permettre le montage et le démontage du toc 9 et sont prévus en face de l'espace 17 (voir fig. 3) de l'ouverture 7, c'est-à-dire qu'ils ont la même position moyenne angulaire que cet espace. En outre, les trous 25 et 26 ont leurs centres situés, suivant la direction de l'axe de l'arbre 3, dans le plan, perpendiculaire à cet arbre, passant par l'axe du trou taraudé 10. Un bracelet 27, par exemple en métal, notamment en aluminium, est disposé dans la dépression 24 et s'étend suivant toute la périphérie de cette dépression, notamment de manière à masquer les trous 25 et 26. Comme visible sur la figure 4, le bracelet 27 est muni d'une flèche 28 indiquant le sens suivant lequel il convient de faire tourner la douille 6, pour dégager le toc 9 des encoches 8 8d, c'est-à-dire pour déverrouiller, suivant le sens axial, le volant 2 par rapport à l'arbre 3. La douille 6 est bloquée,dans le sens axial, à son extrémité éloignée du volant 2, relativement au manchon 4, par une bague élastique d'arrêt 29 ancrée dans une gorge prévue à la périphérie du manchon 4. Alors que le diamètre intérieur de la partie 6b, de la douille 6, est égal au diamètre extérieur du manchon 4, au jeu de fonctionnement près, le diamètre intérieur de'la partie 6a, voisine du volant, est supérieur au diamètre extérieur du manchon 4, de telle sorte qu'un espace annulaire 30 existe entre la paroi extérieure du manchon 4 et la paroi intérieure de la partie 6a. Des moyens de rappel élastiques E sont disposés dans cet espace 30, pour solliciter en rotation les moyens de butée B et pour les rappeler dans une position de blocage par rapport aux moyens d'arrêt A. Ces moyens de rappel E sont avantageusement formés par un ressort en hélice 31 entourant le manchon 4, et monté avec une précontrainte tangentielle et une précontrainte axiale. La précontrainte tangentielle du ressort 31 est établie de manière que le ressort ait tendance à faire tourner la douille 6, par rapport au manchon 4,dans le sens qui provoque l'entrée du toc 9 dans les encoches 8,..... 8d. La précontrainte axiale du ressort 31 est telle que ce ressort 31 pousse la douille 6 contre la bague élastique d'arrêt 29. Les extrémités 32, 33, des deux spires terminales du ressort 31 sont recourbées suivant la direction axiale et sont ancrées, en rotation, respectivement, à la douille 6 pour l'extrémite 32 et au manchon 4 pour l'extrémité 33. L'extrémité 32 est engagée dans un logement parallèle à la direction axiale prévue dans la douille 6. L'extrémité 33 est bloquée dans un trou ou dans une. fente prévue dans une coupelle 34 solidaire, notamment par soudage, du manchon 4. Cette coupelle sert également de butée axiale au ressort 31. Ceci étant, le fonctionnement du dispositif de réglage selon l'invention est le suivant. On part d'une position pour laquelle le volant 2 est bloqué, suivant le sens axial par rapport à l'arbre 3, c'est-à-dire d'une position pour laquelle le toc 9 est engagé dans une encoche, par exemple l'encoche 8b, comme montré sur la figure 2, qui correspond à la position moyenne Pour déplacer axialement le volant 2, par exemple pour le reculer, il faut amener le toc 9 dans une des encoches 8 ou 8a, par exemple dans l'encoche Ba. Pour cela, on saisit l'épaisseur 20 cannelée, solidaire de la douille 6, et par action sur cette partie, on fait tourner la douille 6 suivant le sens indiqué par la flèche 28, sens qui correspond, sur la figure 3, au sens contraire des aiguilles d'une montre désigné par une flèche F. Ce mouvement de rotation dégage le toc 9 de l'encoche pour l'amener dans l'espace 17. Le volant 2 est alors déverrouillé, suivant le sens axial, par rapport à l'arbre 3 et il suffit d'exercer une légère traction sur le volant 2 pour le faire reculer, dans l'hypothèse envisagée. On relâche alors l'épaisseur 20 de telle sorte que, sous l'effet du ressort de rappel 31, la douille 6 est sollicitée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, ce qui amène le toc 9 en appui contre la rampe 15 située en avant de l'encoche 8b ; le toc va glisser contre cette rampe jusqu'à pénétrer dans l'encoche 8a. Le blocage est assuré dans la nouvelle position. On comprend immédiatement que le toc 9 peut être amené, à volonté, dans l'une quelconque des encoches 8, 8d. Le dispositif de l'invention permet donc de positionner et de verrouiller, de manière simple, rapide et précise, le volant en fonction des exigences professionnelles, de la inorphologie des manipulateurs et de leur goût particulier. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de la position axiale d'un volant de direction monté sur un arbre de direction cannelé ou dentelé extérieurement, comprenant un manchon cannelé ou dentelé intérieurement, propre à coulisser sur l'arbre de direction, le volant étant solidaire de ce manchon, et des moyens de blocage en position axiale du manchon par rapport à l'arbre de direction, caractérisé par le fait que les moyens de blocage comprennent -- des moyens de butée liés axialement au manchon, mais susceptibles d'être déplacés en rotation par rapport à ce manchon, - et des moyens d'arrêt solidaires de l'arbre de direction propres à coopérer avec les susdits moyens de butée pour une position angulaire relative donnée entre ces moyens de butée et les moyens d'arrêt, et à être dégagés des susdits moyens de butée, pour une autre position angulaire relative, de telle sorte qu'un déplacement-axial du manchon et du volant soit possible pour le réglage jusqu'à une nouvelle position de blocage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de butée comprennent une douille montée rotative sur le manchon, tandis que les moyens d'arrêt comprennent un toc radial solidaire de l'arbre de direction et traversant une fente longitudinale, fermée à ses deux extrémités, prévue dans le manchon, la susdite douille comportant une ouverture longitudinale, également fermée à ses deux extrémités axiales, traversée par le toc, cette ouverture étant munie sur un bord longitudinal, d'encoches décalées axialement les unes par rapport aux autres et propres à recevoir le toc, l'ensemble étant tel que lorsque le toc est engagé dans une encoche, le volant est bloqué axialement par rapport à l'arbre de direction et que, par mouvement de rotation de la douille par rapport au manchon, il est possible de dégager le toc d'une encoche pour l'amener dans l'ouverture longitudinale et permettre le réglage axial du volant par coulissement du manchon et du volant, le blocage dans une autre position axiale étant assuré par engagement du toc dans une autre encoche. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de rappel élastiques propres à solliciter, en rotation, les moyens de butée pour les rappeler vers une position angulaire de blocage par rapport aux moyens d'arrêt, ces moyens de rappel élastiques comprenant, notamment, un ressort en hélice entourant le manchon. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le ressort en hélice est monté avec une précontrainte tangentielle et axiale. 5. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 4, caractérisé par le fait que les extrémités du ressort en hélice sont ancrées, en rotation, respectivement à la douille rotative et au manchon, notamment par l'intermédiaire-- d'une coupelle solidaire de ce manchon. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la douille rotative est bloquée, axialement, par rapport au manchon à l'aide d'une bague élastique d'arrêt, ancrée dans le manchon du côté éloigné du volant, le ressort en hélice étant situé, du coté du volant, de manière à pousser la douille contre la susdite bague élastique, ce ressort étant en appui axial contre une coupelle solidaire du manchon. 7. Dispositif selon la revendication 2 ou selon l'en- semble de la revendication 2 et de l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que les encoches de la douille rotative ont des parois convergentes en direction du fond des encoches, l'angle de convergence étant choisi de telle sorte qu'il n'y ait pas coincement du toc dans ces encoches. 8. Dispositif selon la revendication 2 ou selon l'ensemble de la revendication 2 et de l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que les parois comprises axialement entre deux encoches de la douille rotative sont inclinées par rapport à la direction de l'axe de manière à fermer des rampes qui favorisent le glissement du toc vers une encoche. 9. Dispositif selon la revendication 2 ou selon l'ensemble de la revendication 2 et de l'une quelconque des revendicaticns 3 à 8, caractérisé par le fait que le toc est constitué par un boulon vissé dans un trou radial taraudé de l'arbre de direction, un trou d'accès étant prévu dans la douille rotative pour ce toc. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la douille rotative comporte une partie dont la forme extérieure est moletée ou cannelée de manière à faciliter la préhension de la douille et sa mise en rotation pour le réglage de la position axiale du volant et qu'un bracelet, muni d'une bague indiquant le sens dans lequel il faut faire tourner la douille pour assurer le déverrouillage du volant dans le sens axial, entoure cette douille de manière à masquer les trous d'accès au toc.