Brevet FR2491231A1 — publié le 19820402

Volant de direction comprenant un noyau en résine. La présente invention concerne d'une façon générale un volant de direction pour un véhicule automobile, un bateau à moteur, etc. De façon plus spécifique, la présente Invention a trait à une amélloratlon des volants de direction de faible poids comportant un noyau en résine. Pour empêcher les vibrations des volants de direc- tion, on a proposé et mis au point récemment des volants de direction comportant des noyaux en résine synthétique. Dans un tel volant de direction, on utilise pour fabrlquer le noyau une résine synthétlque à module d'élastlclté élevé, comme par exemple du polybutylène, une résine de nylon, etc. Dans la technique antérieure, le noyau présente unmodule d'élas. ticité de l'ordre de 30 000 kg/cm2 à 70 000 kg/cm2. Dans le cas du volant de direction comportant des rayons s'étendant diamétralement, le module d'élasticité du noyau en résine est suffisant pour résister au moment de flexion. Toutefois, on a proposé diverses conceptions de volant de direction. Par exemple, les figures 1 et 2 montrent des exemples de variante de volant de direction. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, une partie 1 servant à la préhension est support&een porte-à-faux à l'extrémité supérieure de l'arbre de direction 2 par des rayons 3. Sur la figure 1, l'angle e Inclusentre les deux rayons 3 est d'environ 90 , Sur la figure 2, la par- tie 1 pour la préhension est supportée par un seul rayon 3. Dans ces structures, particullrement dans la partie en porte- à-faux par rapport à la partie raccordée P de la figure 1, c'est-à-dire la partie pour la préhension de la figure 2, la résistance à la contrainte provenant du moment de flexion du noyau en résine est insuffisante. Il en résulte une limitation dans les structures de volant de direction en résine. C'est pourquoi, la présente invention a pour objet un volant de direction comportant un noyau en résine synthé- tique muni d'un élément de renforcement. La présente Invention a encore pour objet un perfec- tlonnement apporté au volant de direction à noyau en résine dans lequel un élément de renforcement est Incorporé au rayon ainsi qu'à au moins une section de la partie servant à la préhension afin d'obtenir une résistance suffisante vis-à-vis de la contrainte due au moment de flexion de manière que le volant de direction puisse être réalisé suivant n'importe quelle forme ou dessin. Pour atteindre les objet mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres objets, on a réalisé un volant de direction perfectionné comportant un élément de renforcement s'étendant à travers le noyau en résine. L'élément de renforcement est disposé dans la partie de montage centrak o le volant est O10 assemblé à l'arbre de direction, ainsi que dans une des parties formant rayons s'étendant radialement depuis la partie centrale et dans au moins les sections de la partie servant à la préhen- sion o cette partie se raccorde au rayon. L'élément de renfor- cement est en métale une faible section droite de sorte que son poids ne peut pas nuire sérieusement à l'obtention d'un volant de direction léger. selon la présente invention, on obtient un volant de direction perfectionné comprenant un partie annulaire servant à la préhension et comprenant un noyau intérieur en métal, un noyau extérieur en résine synthétique à module d'élastici- té relativement élevé et entourant la totalité de la pérlphé- rie dudit noyau intérieur, et un élément extérieur en résine synthétique relativement molle et entourant le noyau extérieur, une partie centrale cylindrique formé par un noyau intérieur cylindrique en métal, un noyau extérieur en résine synthétique à module d'élasticité relativement élevé et entourant la tota- lité de la périphérie dudit noyau intérieur cylindrique, et un élément extérieur en résine synthétique relativement molle, ce noyau intérieur comportant un moyen pour son assemblage avec la partie supérieure de la colonne de direction en vue de tourner avec celle-ci, et une partie formant rayon qui s'étend radialement entre la partie servant, la préhension et la partie centrale et qui comprend un noyau intérieur s'étendant entre ledit noyau intérieur de la partie servant à la préhension et la partie centrale et se raccordant avec cette dernière à ses deux extrémités, un noyau extérieur s'étendant entre le noyau extérieur de la partie servant à la préhension et ladite partie centrale et entourant ledit noyau extérieur de la par- tie formant rayon, et un élément extérieur entourant la tota- llté de la périphérie du noyau extérieur, le noyau intérieur étant en métal, le noyau extérieur étant en résine synthétique à module d'élasticité relativement élevée, et l'élément exté- rieur étant formé par une résine synthétique relativement molle. On va décrire la présente Invention en se référant aux dessins annexés qui représentent à titre purement Illustra- tif et nullement limitatif des modes de réalisation préféréset sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues en plan montrant des variantes de conception de volantsde direction; la figure 3 est une vue en perspective partielle du mode de réalisation préféré d'un volant de direction selon la présente Invention; la figure 4 est une coupepar IV-IV de la figure 3,de la partie qui sert à la préhension et que comporte le volant de direction de la figure 3; -la figure 5 est une coupe transversale,par V-V de la figure 3,de la partie formant rayon du volant de direction de la figure 3; et la figure 6 est une vue en perspective d'un élément de renforcement utilisé dans un autre mode de réalisation du volant de direction selon la présente Invention. En se référant maintenant aux figures 3 à 5, on volt que l'on y a représenté un mode de réalisation préféré d'un volant de direction de faible poids destiné à un véhicule auto- mobile, un bateau à moteur, etc. et réalisé conformément à la présente Invention. Le volant de direction comprend une partie annulaire 10 servant à la préhension, une partie de montage centrale 20 o le volant de direction est assemblé à un arbre de direction (non représenté), et une ou plusieurs parties formant rayons s'étendant radlalement depuis la partie centrale jusqu'à la partie servant à la préhension. Entre la partie centrale et l'extrémité supérieure de l'arbre de dlrec- tlon, on a disposé un moyen d'assemblage pour accoupler le volant de direction à l'arbre de direction qui s'étend de façon tournante à travers une coulonne de direction (non représentée). Le moyen pour assembler le volant de direction et l'arbre de direction à n'importe quelle structure appropriée. Dans le mode de réalisation représenté, un mécanisme d'avertisseur comprenant un bloc 40 d'avertisseur est disposé dans la partie 30 formant rayon. Bien que le mécanisme aver- tisseur avec le bloc d'actinnnement 40 soit disposé dans la partie formant rayon dans le cas du présent mode de réalisa- tion, il pourrait être placé dans n'importe quel endroit et de n'importe quelle manière appropriée. Par exemple, comme il est bien connu en soi, le mécanisme d'avertisseur et le bloc d'actionnement 40 peuvent être placés dans la partie centrale 20. Comme représenté sur les figures 3 et 4, la partie servant à la préhension comprend des noyaux intérieur et extérieur 12 et 14 ainsi qu'un élément extérieur 16. Le noyau intérieur 12 est en métal relativement rigide, comme par exdmple l'acier inoxydable ou autre métal analogue. Le noyau extérieur 14 est formé par une résine synthétique ayant un t module d'élasticité supérieur à 30 000 kg/cm2, de préférence supérieur à 70 000 kg/cm2. La résine synthétique utilisée pour le noyau extérieur est choisie parmi les matières dispo- nibles sur le marché, par exemple un acétate de polyvinyle comme le téréphtalate de polyvinyle, le polybutylène, une résine de nylon, ou une résine de nylon avec des fibres de verre, etc. Par exemple, la résine de nylon avec des fibres de verre pour la réalisation du noyau peut être celle vendue par Du pont de Nemours, E.I., and CO. sous la marque déposée "Z7intel". Par ailleurs, l'élément extérieur 16 est formé par une résine synthétique relativement molle,comme par exemple le polypropylène, la résine de chlorure de polyvinyle, le polyuréthane, etc. Dans le mode de réalisation représenté, le diamètre DD du noyau intérieur 12 est d'environ 6 mm, le diamètre D2 du noyau extérieur 14 est d'environ 18 mm et le diamètre D1 de l'élément extérieur 16 est de 24 mm. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 5, la partie 30 formant rayon, comme pour la partie 10 servant à la préhen- sion, comprend des noyaux intérieur et extérieur 32 et 34 et un élément extérieur 36. Comme représenté sur la figure 5, le noyau extérieur 34 comporte une section principale horizon- tale 33 et des sections verticales 35 s'étendant verticalement vers le bas à partir des deux côtés de la section horizontale. Une nervure 38 est prévue sur la partie centrale inférieure de la section principale 33 du noyau extérieur 34 et s'étend longitudinalement parallèlement aux sections verticales 35. Le noyau intérieur 32 s'étend à travers la nervure 38. L'extré- mité extérieure du noyau intérieur 32 est raccordée au noyau intérieur 12 de la partie 10 servant à la préhension. Comme Pour la partie 10 servant à la préhension, le noyau intérieur est en métal et le noyau extérieur est constitué par la m8me résine synthétique que celle formant le noyau extérieur 14 de la par- tle 10 servant à la préhension. L'élément extérieur 36 entoure le noyau extérieur 34 et a une configuration rectangulaire. Il convient de remarquer que la partie 30 formant rayon peut avoir n'importe quelle forme appropriée et ne doit pas être limitée à la configuration représentée. On comprendra également que le noyau Intérieur 72. de la partie 30 formant rayon a le m9me diamètre que celui du noyau Intérieur 12 de la partie servant à la préhension. Les extrémités Intérieures des noyaux Intérieur et extérieur 32 et34 sont raccordées respectivement auxnoyaux cylindriques intérieur et extérieur 22 et 24 de la partie centrale 20, comme on peut le voir sur la figure 3. Les noyaux Intérieur et extérieur 22 et 24 sont disposés coaxiale- ment l'un par rapport à l'autre. Le noyau intérieur 22 s'étend à travers le noyau extérieur 24 et, de ce fait, ces noyaux Intérieur et extérieur 22 et 24 se trouvent assemblés en vue d'une rotation mutuelle. Par ailleurs, le-noyau Intérieur 22 est rendu solidaire de l'arbre de direction en vue de coopérer avec celui-ci par exemple par un assemblage à l'aide de cannelures et de languettes. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le volant de direction peut présenter une résistance suffisante vib-&-Vis Au moment de flexion auquel il est soumis pendant l'opération de direction et ceci permet diverses conceptions qui, sans cela,seralent Impossibles. A ce sujet, du fait que le noyau en métal a un diamètre relativement faible par rapport à celui de la réalisation classique comportant un noyau métallique massif et par rapport au diamètre du noyau extérieur en résine et de l'élément extérieur, le volant de direction du présent mode de réalisation est encore suffisamment léger pour ne par vibrer. En outre, par suite du noyau intérieur en métal, le volant de direction est suffisamment robuste pour ne pas se rompre. On va se référer maintenant à la figure 6 o on a représenté un noyau intérieur d'un autre mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, les noyaux intérieurs 22 et 32 de la partie centrale 20 et la partie 30 formant rayon sont sensiblement identiques à celle;du mode de réalisation précédent. Les noyaux Intérieurs 52 de la partie 10 servant à la préhension ne s'étendent pas le long de la totalité de cette partie. Chacun des noyaux intérieurs 52 comporte une section longue 54 et une section courte 56, comme on peut le voir sur la figure 6. La section longue 54 est placée le long de la partie en porte-à- faux plus longue que la partie restante. Bien que le noyau inté- rieur 52 ne s'étende pas complètement le long de la partie servant à la préhension, il peut assurer une résistance suf- fisante vis-à-vis du moment de flexion appliqué à la partie servant à la préhension. Dans ce mode de réalisation, on peut réduire le poids du volant de direction par rapport à celui du-premier mode de réalisation et ce volant peut encore présenter une rigl- dité suffisante. Bien que le volant comporte des rayons disposés suivant un angle de 90 , l'invention n'est pas limitée dans ce mode de construction spécifique. Le perfectionnement apporté par la présente Invention peutêtre appliqué à n'importe quelle conception de volant de direction. Il est bien entendu que des variantes ou modifications de configuration et de struc- ture peuvent être apportées aux modes de réalisation décrit sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Volant de direction caractérisé par le fait qu'il comprend une partie servant à la préhension et formée par un noyau intérieur en métal, un noyau extérieur en résine synthé- tique ayant un module d'élasticité relativement élevé et entourant ledit noyau intérieur, et un élément extérieur en résine synthétique relativement molle et entourant ledit noyau extérieur; une partie centrale cylindrique formée par un noyau Intérieur cylindrique en métal, un noyau extérieur en résine synthétique ayant un module d'élasticité relativement élevée et entourant ledit noyau intérieur cylindrique, et un élément extérieur en résine synthétique relativement molle, ledit noyau Intérieur comportant un moyen pour un assemblage avec l'extrémité supérieure d'un arbre de direction en vue d'une rotation avec cet arbre; et une partie formant rayon qui s'étend entre ladite partie servant à la préhension et ladite partie centrale et qui est formée par un noyau Intérieur s'étendant entre lesdits noyaux intérieurs de la partie servant à la préhen- sion et la partie centrale et relié avec cette dernière à ses deux extrémités, un noyau extérieur s'étendant entre lesdits noyaux extérieurs de ladite partie servant à la pré- hension et ladite partie centrale et entourant ledit noyau intérieur de ladite partie formant rayon, et un élément extérieur entourant ledit noyau extérieur, ledit noyau Intérieur étant en métal, ledit noyau extérieur étant en résine synthétique ayant un module d'élasticité relativement élevé et ledit élément extérieur étant en résine synthéti- que relativement molle. 2. Volant de direction suivant la revendication s, caractérisé par le fait que ledit noyau intérieur de ladite partie servant à la préhension a une configuration annulaire et s'étend sur la totalité de la longueur de ladite partie servant à la préhension. 3. Volant de direction suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit noyau intérieur de ladite partiellement partie servant à la préhension s'étend/le long de ladite partie servant à i préhension, ledit noyau intérieur de ladite partie servant à la préhension comprenant une section longue et une section courte se raccordant à l'endroit d'une partie o ledit noyau intérieur de ladite partie servant à la préhension se raccorde audit noyau intérieur de ladite partie formant rayon et que ladite section longue du noyau intérieur s'étend le long de la partie de ladite partie servant à la préhension qui a une longueur plus grande que le restant. 4. Volant de direction suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdits noyaux intérieurs de ladite partie servant à la préhension, de ladite partie centrale et de ladite partie formant noyau ont une superficie de section droite telle que leur poids com- biné est faible par rapport au poids du volant de direction. 5. Volant de direction suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits noyaux extérieurs sont en une matière ayant un module élastique supérieur à 30 000 kg/cm2. 6. Volant de manoeuvre suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits noyaux extérieurs sont en une matière ayant un module d'élasticité supérieur à 70 000 kg/ cm2