Brevet FR2468156A1 — publié le 19810430

"Volant de direction pour véhicule." La présente invention concerne un volant de direc- tion pour un véhicule automobile, un aéronef, etc., et elle a trait, plus particulièrement, à une structure perfectionnée de volant de direction d'un poids très faible. Comme il est bien connu de l'homme de l'art, un volant de direction exige une rigidité considérable pour ré- sister au moment de flexion qui lui est appliqué lors d'une opération de direction ou de conduite du véhicule. Pour répon- dre à cette exigence, le volant de direction classique comprend une structure intérieure ou noyau rigide en un matériau à base d'acier comme, par exemple, des barres et/ou des plaques d'acier inoxydable et un élément extérieur souple et tendre recouvrant le noyau. D'une façon générale, l'élément extérieur est en une résine synthétique telle que le polypropylène, la résine de chlorure de vinyle, l'uréthane, etc. pour le confort en ce qui concerne la préhension. De tels volants de direction classiques sont lourds en raison du poids relativement élevé du noyau en acier et peuvent, de plus, engendrer des vibrations pendant une con- duite à des vitesses élevées. Pour empêcher les vibrations du volant, on a proposé divers perfectionnements. En particulier, on détermine la position de support de la colonne de direction de manière qu'elle se trouve aussi près que possible du volant et on réduit le plus possible le poids des pièces autres que le noyau. Toutefois, de tels perfectionnements classiques n'ont pas donné satisfaction et n'ont pas permis d'empêcher la colonne de direction de vibrer. C'est pourquoi, la présente invention a pour objet de procurer un volant de direction perfectionné d'un poids très faible. Un autre objet plus spécifique de la présente inven- tion est de procurer un volant de direction perfectionné com- portant un noyau en résine synthétique. Pour parvenir au résultat recherché par la présente invention, le volant de direction perfectionné pour véhicule automobile ou autre véhicule comprend, selon la présente inven- tion, un noyau en une résine synthétique très rigide et un élément extérieur en une résine souple et tendre qui recouvre le noyau. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, la résine synthétique constituant le noyau présente un module d'élasticité suffisant vis-à-vis de la flexion, c'est-à-dire un module élastique supérieur à 30 000 kg/cm2. D'autres objets et avantages de la présente invention apparaUtront clairement dans la description détaillée donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective partielle du mode de réalisation préféré d'un volant de direction selon la présente invention; la figure 2 est une vue en plan partielle du volant de direction représenté sur la figure 1 et dans lequel le bouton d'avertisseur sonore et l'élément extérieur ont été arrachés pour montrer le noyau se trouvant dans cet élément; la figure 3 est une vue en coupe du volant de direc- tion de la figure 1, cette coupe étant faite par III-III de la figure 2; et la figure 4 est une vue en coupe agrandie du volant de direction de la figure 1, cette coupe étant faite par IV-IV de la figure 3. En se référant maintenant aux dessins, on voit que l'on y a représenté un mode de réalisation préféré d'-un vo- lant de direction pour unvéhicule automobile, etc., selon la présente invention. Le volant de direction est désigné, d'une façon générale, par la référence 10. Le volant de direction comprend une partie circulaire sensiblement annulaire 12, destinée à la préhension, et une partie formant rayon 14. La partie formant rayon 14 comprend une partie centrale 16 qui est destinée à être fixée à un arbre de direction (non repré- senté) s'étendant à travers une colonne de direction (non représentée). La partie formant rayon 14 est pourvue d'un bouton 18 d'avertisseur sonore qui en est légèrement espacé. La partie 12 servant à la préhension comprend un noyau circulaire 20 sensiblement annulaire, et un élément extérieur 22 qui recouvre entièrement le noyau. De même, la partie formant rayon 14 comprend un noyau 24 et un élément extérieur 26 recouvrant entièrement le noyau. Comme on peut le voir sur les figures 2 à 4, le noyau 24 de la partie 12 3- servant à la préhension a une configuration circulaire et le noyau 20 de la partie formant rayon 14 a une configuration en forme de C comportant quelques nervures supplémentaires 21. Les nervures 21 formées sur le noyau 20 en forme de C sont sensiblement parallèles aux sections d'extrémité de la forme en C. En donnant au noyau 20 la configuration mentionnée ci- dessus, on augmente la rigidité de la section de la partie formant rayon et, par conséquent, on accroit la résistance vis- à-vis du moment de flexion qui est appliqué lorsque l'on ac- tionne le volant de direction. Bien que, dans le mode de réalisation représenté, les deux nervures 21 soient formées entre les sections d'extré- mité du noyau 20 en forme de C, le nombre des nervures et la forme de ces dernières ne sont pas limités au mode de réalisa- tion représenté et peuvent être modifiés de diverses façons sans sortir du concept visant à procurer une résistance plus grande vis-à-vis du moment de flexion en rotation appliqué au volant. En outre, bien que dans le mode de réalisation préféré on ait mentionné un noyau circulaire 24 comme noyau de la par- tie servant à la préhension, il est plus avantageux de donner au noyau une forme qui corresponde à celle qui facilite le moulage de l'élément extérieur de la partie servant à la pré- hension. Le noyau 24 comporte une partie centrale cylindrique 28 pourvue, sur sa périphérie intérieure, de dents ou canne- lures 30. Les dents ou cannelures 30 sont en prise avec des dents ou cannelures 32 formées sur la périphérie extérieure d'une pièce rapportée métallique 34. La pièce rapportée 34 comporte des dents 36 destinées à se trouver en prise avec des dents 38 formées sur la périphérie extérieure d'un arbre de direction 40. La prise entre les dents 30, 32 et 36, 38 transmet à l'arbre de direction 40 la force de rotation appli- quée au volant lors d'une opération de direction ou conduite de véhicule. De plus, il convient de remarquer que la forme géné- rale de chaque élément constituant le volant de direction n'est pas très importante pour la présente invention. Par con- séquent, la description donnée dans le présent exposé doit gtre considérée comme étant simplement illustrative et non limitative de la structure du volant. Les noyaux 20 et 24 sont tous deux constitués de la même résine synthétique et il est préférable qu'ils ne forment qu'une seule pièce. De cette façon le noyau du volant de di- rection peut être formé d'une façon simple dans un moule, ce qui permet d'éviter les opérations qui consistent à mettre en forme des barres d'acier et à souder les noyaux de la partie formant rayon et de la partie servant à la préhension pour réaliser le noyau du volant de direction, grâce à quoi on sim- plifie considérablement l'opération de fabrication et l'on abaisse le prix de revient. De plus, en moulant le noyau com- plet du volant de direction, on peut obtenir diverses formes de sections droites de la partie formant rayon etde la partie servant à la préhension pour renforcer encore davantage le noyau tout en maintenant le poids à un minimum. La résine synthétique constituant les noyaux 20 et 24 présente un module d'élasticité suffisant, c'est-à-dire un module supérieur à 30 000 kg/cm2, vis-à-vis de la flexion. Pour cela, on choisit la résine synthétique du noyau parmi l'acétate de polyvinyle ou le téréphtalate de polyvinyle, le polybutylène, la résine de nylon, ou encore la résine de nylon renforcée par des fibres de verre. Par exemple, la résine de nylon renforcée par des fibres de verre est vendue sur le mar- ché par Duportde Nemours and Co. sous la marque déposée de "Zitel". Comme dans les volants de direction classiques,les 1léments extérieurs 22 et 26 sont en polypropylène,en résine de chlorure de vinyle, en uréthane, etc. Le volant de direction ainsi construit est suffisam- ment solide pour résister aux moments de flexion auxquels il est soumislors d'une opération de conduite ou de direction de véhicule, en ce qui concerne l'effort de flexion en fonc- tion des moments de flexions parallèles. On a effectué un essai de flexion en appliquant un poids de 100 kg sur les deux côtés de la partie servant à la préhension. On a constaté que la valeur de la déformation du volant était inférieure à mm et que la valeur de la déformation plastique après en- lèvement du poids était inférieure à 3 mm. En ce qui concerne l'effort de flexion en fonction d'une charge appliquée à l'un des côtés du volant, on a effectué un essai de flexion en appliquant un poids de 40 kg à l'un des côtés du volant. On a constaté que la valeur de la déformation était inférieure à 45 mm et que la valeur de la déformation plastique après enlèvement du poids était inférieure à 7 mm. Ceci satisfait les exigences relatives à l'effort de flexion en ce qui con- cerne le volant de direction. Par conséquent, grâce à la présente invention, on obtient un volant de direction perfectionné qui a un poids très faible mais présente une résistance suffisante à la flexion. Le volant de direction selon la présente invention ne vibre pas même lorsque le véhicule est entralné à des vi- tesses notablement élevées. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limita- tif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Volant de direction pour véhicule caractérisé par le fait qu'il comprend: une structure intérieure ou noyau en une résine synthétique présentant un module d'élasticité suffisant pour donnerau volant une résistance suffisante à la flexion; et un élément extérieur entourant ledit noyau et cons- titué par une résine synthétique notablement tendre et souple. 2. Volant de direction suivant la revendication 1, O10 caractérisé par le fait que ledit noyau est en une résine syn- thétique présentant un module élastique supérieur à 30 00Okg/ cme. 3. Volant de direction suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit volant présente une résis- tance à l'effort de flexion telle que, d'une part, la valeur de sa déformation est inférieure à 20 mm et que la valeur de sa déformation plastique est inférieure à 3 mm quand un poids de 100 kg est appliqué aux deux cotés du volant et, d'autre part, la valeur de sa déformation est inférieure à 45 mm et la valeur de sa déformation plastique est inférieure à 7 mm quand un poids de 45 kg est appliqué à l'un des c'tés du vo- lant. 4. Volant de direction caractérisé par le fait qu'il comprend: une structure intérieure ou noyau formé d'une résine synthétique de module élastique suffisant et comprenant une partie sensiblement annulaire et circulaire destinée à la préhension et une partie sensiblement plane formant rayon et dont la configuration de section droite est, dans son ensemble, celle d'un C en vue de donner au volant une résistance suffi- sante à la flexion; et un élément extérieur entourant ledit noyau et cons- titué par une résine synthétique sensiblement tendre et souple. 5. Volant de direction suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit noyau est formé d'une résine synthétique présentant un module élastique supérieur à 30 000 kg/cm2. 6. Volant suivant les revendications 4 ou 5, carac- térisé par le fait que la partie formant rayon et dont la forme de la section droite est celle d'un C comprend des nervures supplémentaires sensiblement parallèles aux sections d'extré- mité de ladite forme en C en vue d'un renforcement vis-à-vis de la force de flexion appliquée dans la direction latérale par rapport au plan supérieur de la partie formant rayon. 7. Volant de direction suivant les revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que ledit volant présente une résistance à l'effort de flexion telle que, d'une part, la valeur de sa déformation est inférieure à 20 mm et la valeur de sa déformation plastique est inférieure à 5 mm quand un poids de 100 kg est appliqué aux deux cStés du volant et, d'autre part, la valeur de sa déformation est inférieure à mm et la valeur de sa déformation plastique est inférieure à 7 mm quand un poids de 45 kg est appliqué à l'un des côtés du volant. 8. Volant de direction suivant la caractérisé par le fait que ledit noyau est vinyle ou en téréphtalate de polyvinyle. 9. Volant de direction suivant la caractérisé par le fait que ledit 10. Volant de direction caractérisé par le fait que ledit 11. Volant de direction caractérisé par le fait que ledit renforcé par les fibres de verre. 12. Volant de direction qu'il comprend: une partie servant à la figuration sensiblement annulaire revendication 5, en acétal de poly- revendication 5, noyau est en polybutylène. suivant la revendication 5, noyau est en résine de nylon. suivant la revendication 5, noyau est en résine de nylon caractérisé par le fait préhension et ayant une con- et circulaire, cette partie comprenant un premier noyau en résine synthétique présentant un module élastique suffiant et un élément extérieur recouvrant entièrement ledit premier noyau, le premier noyau précité s'étendant sur la totalité de la longueur de ladite partie servant à la préhension; une partie centrale destinée à être assemblée à un arbre de direction et à transmettre une force de direction audit arbre de direction, cette partie comprenant un second 2468 1 56 noyau constitué par une résine synthétique présentant un mo- dule élastique suffisant et ayant une configuration cylindri- que s'étendant verticalement, et une pièce rapportée métalli- que en prise avec l'arbre de direction et le second noyau cylindrique pour assurer la transmission de la force de direc- tion; et des parties formant rayon interposées entre ladite partie servant à la préhension et ladite partie centrale, les parties formant rayon comprenant un troisième noyau ayant, dans son ensemble, une configuration en C comportant deux sections d'extrémité sensiblement parallèles l'une à l'autre et une partie intermédiaire sensiblement plane notablement plus longue que lesdites sections d'extrémité et formée d'une résine synthétique présentant un module d'élasticité suffisant pour donner audit troisième noyau une résistance suffisante vis-à-vis de la flexion due à une rotation. 13. Volant de direction suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que desdits premier, second et troi- sième noyaux sont constitués par la même résine et sont formés d'une seule pièce dans un moule. 14. Volant de direction suivant les revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que lesdits premier, second et troisième noyaux sont en une résine synthétique présentant *2 un module élastique supérieur à 30 000 kg/cm2. 15. Volant de direction suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que ladite partie formant rayon et comprenant un noyau à section droite en forme de C comporte des nervures supplémentaires sensiblement parallèles aux sec- tions d'extrémité de ladite forme en C en vue d'un renforce- ment vis-à-vis de la force de flexion appliquée dans la direc- tion latérale par rapport au plan supérieur de cette partie formant rayon. 16. Volant de direction suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que ledit volant de direction présente une résistance à l'effort de flexion telle que, d'une part, la valeur de sa déformation est inférieure à 20 mm et la valeur de sa déformation plastique est inférieure à 3 mm quand un poids de 100 kg est appliqué aux deux cotés du volant et, d'autre part, la valeur de sa déformation est inférieure à mm et la valeur de sa déformation plastique est inférieure à 7 mm quand un poids de 45 kg est appliqué à un des cstés du volant. 17. Volant de direction suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que ladite résine devant former les- dits noyaux est choisie parmi l'acétal de polyvinyle ou de téréphtalate de polyvinyle, le polybutylène, la résine de nylon, et la résine de nylon avec des fibres de verre.