Brevet FR2523061A1 — publié le 19830916

1. La présente invention est relative aux disposi- tifs de fixation pour porter une enveloppe tubulaire d'une colonne de direction de façon réglable par rapport à une partie de la caisse d'un véhicule. Dans un agencement classique d'une colonne de direction d'un véhicule, un arbre de direction qui trans- met l'effort de direction du volant du véhicule à un méca- nisme de direction est entouré par une enveloppe tubulaire. Le mécanisme de direction qui comprend habituellement un accouplement universel (joint Cardan), constitue en fait un accouplement articulé pour l'extrémité inférieure de la colonne, et un dispositif supérieur de fixation est néces- saire pour coopérer avec l'enveloppe tubulaire de façon à fournir un support à la partie supérieure de la colonne. Dans la pratique, le dispositif de fixation à la partie supérieure de la colonne peut assurer à l'enveloppe de la colonne des propriétés utiles d'anti-rotation et d'anti- pénétration; en outre, il peut être nécessaire que le dis- positif de fixation permette un réglage de la position de l'enveloppe de la colonne. L'invention fournit une dispositif de fixation pour porter une enveloppe tubulaire d'une colonne de direc- tion de façon réglable par rapport à une partie de la car- rosserie d'un véhicule, comprenant un support en U, adapté pour être fixé sur la carrosserie du véhicule et comprenant deux éléments latéraux espacés reliés entre eux par une partie de liaison, un manchon élastique adapté pour être disposé en contact autour d'une partie de l'enveloppe tubu- laire, une bride de serrage de section en U, en tôle reçue entre les éléments latéraux du support et comprenant des mâchoires opposées qui reçoivent le manchon et sont reliées entre elles par une partie élastique formant pont, des moyens de centrage qui agissent pour maintenir la position de la bride de serrage en tôle par rapport au support, et un dispositif d'actionnement pouvant être actionné sélec- tivement et présentant un état desserré pour permettre un réglage de la position de l'enveloppe tubulaire, et un état verrouillé dans lequel les éléments latéraux espacés du support, et de ce fait les mâchoires opposées de la bride 2. de serrage en tôle, sont déplacées en se rapprochant l'une de l'autre pour verrouiller l'enveloppe tubulaire dans sa position réglée. Le dispositif de fixation suivant l'invention comprend des parties qui peuvent être fabriquées de ma- nière à être relativement légères et peu coûteuses Un tel dispositif de fixation assure également au moins une base pour satisfaire aux autres impératifs précités. Suivant un mode de réalisation préféré du dispo- sitif de fixation suivant l'invention, les éléments laté- raux du support en U comportent respectivement des fentes qui peuvent avoir une forme incurvée peu profonde, de ma- nière que dans l'état desserré du-dispositif d'actionne- ment, le mouvement de réglage de l'enveloppe tubulaire puisse s'effectuer dans un plan vertical afin de modifier l'inclinaison de la colonne pour satisfaire au désir du conducteur. La bride de serrage en tale de section en U est, de façon commode, fabriquée par emboutissage ou estampage d'un flan d'une seule pièce et, de préférence, comprend deux pattes espacées recourbées vers le haut qui sont per- cées de façon à recevoir une tige qui s'étend à travers les deux fentes des éléments latéraux du support et cons- titue une partie du dispositif d'actionnement La bride de serrage en tale constitue ce que l'on peut désigner par l'expression "charnière métallique" qui utilise les pro- priétés d'élasticité inhérentes de l'acier (qui est la ma- tière préférée pour la fabrication de la bride),principale- ment dans la région de la partie de la bride formant pont, pour réaliser ce qui constitue effectivement un étrier élastique assurant une action de serrage tout-à-fait appro- priée au moyen d'un organe qui est relativement léger et peu coûteux à fabriquer. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annéxés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective d'un mode 2523 06 1 3. de réalisation d'un dispositif de fixation suivant l'inven- tion portant, de façon réglable, une enveloppe tubulaire d'une colonne de direction; la Fig 2 est une vue partielle en élévation du dispositif de fixation représenté à la Fig 1; la Fig 3 est une vue enoection du dispositif de fixation de la Fig 1, certaines parties étant repré- sentées en élévation, la Fig 4 est une vue partielle en plan de dessous du dispositif de fixation représenté à la Fig 1; la Fig 5 est une vue en perspective d'une bride de serrage en tôle de métal, de section en U, consti- tuant une "charnière métallique" dans le dispositif de fixation représenté aux Fig 1 à 4. Comme on l'a représenté au dessin, le dispositif de fixation ( 10) destiné à porter une enveloppe tubulaire ( 12) d'une colonne de direction de façon réglable par rap- port à une partie de la carrosserie d'un véhicule, comprend un support ( 14) de forme en U adapté pour être fixé sur la carrosserie du véhicule (non représentée) Le support ( 14) comprend deux branches constituant des éléments latéraux espacés ( 16 et 18) reliés entre eux par une partie de liai- son ( 20) du support, qui s'étend transversalement. Un manchon ( 22) ayant en section une forme en gouttière et fendu axialement en une matière plastique à faible coefficient de friction (en résine acétate suivant le présent mode de réalisation), est disposé en contact autour d'une partie de l'enveloppe tubulaire ( 12) et est luimême reçu dans des mâchoires opposées ( 24 et 26) d'une bride de serrage ( 28) en tôle de métal ayant une section en U qui est reçue entre les éléments latéraux ( 16 et 18) du support ( 14) Le manchon ( 22) pourrait en variante être réalisé en nylon (résine polyamide) ou encore pourrait être remplacé dans certaines applications par un manchon fendu en acier ou autre métal L'élasticité naturelle du manchon fendu ( 22) retient celui-ci en position contre des surfaces incurvées de façon correspondante et se faisant face des mâchoires ( 24 et 26), les parties latérales de la 4. section en gouttière du manchon formant des rebords de retenue empêchant un déplacement relatif du manchon ( 22) et de la bride ( 28) dans le sens longitudinal de l'enve- loppe ( 12) de la colonne. La bride de serrage ( 28 > de section en U en tôle est représentée de façon plus détaillée à la Fig 5 Dans ce mode de réalisation, la bride ( 28) est emboutie à par- tir d'un flan en acier en une seule pièce ayant une épais- seur d'environ 2 mm, afin de former des première et secon- de parties planes ( 30 et 32) qui s'étendent parallèlement l'une à l'autre et sont reliées entre elles par une par- tie pliée ( 34) Deux pattes espacées ( 36 et 38) sont re- pliées vers le haut à partir des régions d'extrémité se faisant face de la partie repliée ( 34) et comportent des ouvertures alignées ( 40 et 42) respectivement Les sur- faces incurvées des mâchoires opposées ( 24 et 26) qui se font face, de la bride ( 28), forment des sièges partiel- lement circulaires pour le manchon ( 22), les paires de sièges sur chacune des parties planes ( 30 et 32) étant séparées par une échancrure ( 44) et par un intervalle ( 46) diamétralement opposé à ces échancrures. En raison de la présence de l'échancrure ( 44), la partie ( 48) qui relie les mâchoires ( 24 et 26) de cha- cune des parties planes ( 30 et 32) est relativement étroite En raison de l'élasticité naturelle de la tôle de métal constituant la bride ( 28), cette partie ( 48) reliant les mâchoires entre elles constitue une partie formant poàt qui est élastique La bride ( 28) d'une seule pièce dans son ensemble constitue une "charnière métallique". (par opposition à une charnière mécanique qui nécessite un axe pour articuler deux parties ensemble), cette char- nière utilisant les propriétés d'élasticité inhérentes de l'acier, principalement dans la région de la partie ( 48) de la bride formant pont, et l'élasticité qui en résulte de la bride en forme d'étrier est fondamentale pour assu- rer l'action de serrage sélective désirée. 5. Pour certaines applications la bride de serrage ( 28) pourrait en variante être constituée par un embouti en laiton. Le bride ( 28) comporte des bords latéraux oppo- sés ( 50 et 52) adaptés pour venir en contexte avec des surfaces dirigées l'une vers l'autre des éléments latéraux espacés ( 16 et 18) du support ( 14) lorsque la bride est reçue entre les éléments latéraux dans la position montée représentée à la Fig 1 Un dispositif d'actionnement ( 54) pouvant être actionné sélectivement pour assurer l'action de serrage comprend un boitier cylindrique ( 56) adjacent àaune surface de l'élément latéral ( 18) du support qui est dirigée vers l'extérieur et une tige ( 58) qui comporte une partie coudée ( 60) formant poignée, une partie princi- pale qui s'étend depuis le boitier ( 56) à travers une fente incurvée ( 64) de réglage ménagée dans l'élément latéral ( 18) et à travers les ouvertures alignées ( 42 et 40) des pattes( 38 et 36) de façon à s'étendre à travers une fente incurvée ( 62) de réglage analogue ménagée dans l'élément latéral ( 16) Un écrou ( 65) de retenue (Fig 3) pourvu d'une rondelle est monté sur une extrémité libre filetée de la tige de façon à coopérer avec l'élément latéral ( 16) du support. Le dispositif d'actionnement ( 54) comprend une rampe de came annulaire ( 66) qui peut être soit constituée par une pièce rapportée maintenue par des saillies de cen- trage du boitier ( 56) comme représenté à la Fig 1, soit en variante une partie solidaire du bottier du dispositif d'actionnement Une broche transversale ( 68) portée par la tige ( 58) constitue une contre-came, et un ressort héli- coïdal ( 70) logé dans le bottier du dispositif est en con- tact avec la broche transversale pour assurer une fonction de sollicitation et s'opposer au cliquetis. Pour maintenir la position de la bride ( 28) par rapport au support ( 14), il est prévu des moyens de cen- trage constitués par une cale ( 72) en t 6 le comportant une première et une seconde extrémité ( 74 et 76) reliées entre elles par une partie intermédiaire ( 78) rétrécie et reçue à coulissement dans la fente ( 64) de réglage de l'élément 6. latéral ( 18) du support La première extrémité ( 74) s'étend entre les première et seconde parties planes ( 30 et 32) de la bride ( 28) jusqu'à la région de l'enveloppe tubulaire ( 12) et comporte des bords latéraux parallèles en contact avec les parties planes respectives La seconde extrémité ( 76) est adjacente à la surface de l'élément latéral ( 18) dirigé vers l'extérieur est est percée d'une ouverture afin de recevoir la tige ( 58) du dispositif d'actionnement, afin de retenir la cale ( 72) en place. Le boîtier ( 56) du dispositif d'actionnement ( 54) est soudé (ou fixé de toute autre façon appropriée) sur la seconde extrémité ( 76) de la cale ( 72) et est ainsi retenu dans la direction axiale de la tige ( 58) du dispo- sitif d'actionnement par l'élément latéral ( 18) du support mais peut coulisser en montant et en descendant avec la tige. En variante, il est possible de réaliser le boîtier du dispositif d'actionnement et la cale séparé- ment, et disposés sur la tige du dispositif d'actionnement sur les côtés opposés du support ( 14) en U. Suivant une autre variante, le dispositif d'ac- tionnement comprend un bouton de réglage manuel monté sur une extrémité filetée de la tige du dispositif d'actionne- ment, la cale étant disposée à l'extrémité opposée de la tige, entre l'écrou de retenue et l'élément latéral du support. L'enveloppe tubulaire ( 12) comporte un organe de guidage en saillie constitué par une bande ( 80) en tôle qui s'étend longitudinalement par rapport à l'enveloppe tubulaire et est fixé à cette dernière au moyen de rivets (en variante, on peut utiliser des vis, ou une liaison soudée, ou des rivets creux conformés de façon à résister à une force minimale prédéterminée de cisaillement) Les bandes ( 80) de guidage comprennent un corps plat ( 82) et des extrémités ( 84) repliées vers le haut qui constituent des butées d'extrémités La bande ( 80) de guidage est reçue dans l'échancrure ( 44) des deux parties planes ( 30 et 32) de la bride reçues de façon coulissante dans les fentes respectives. îO Les ferrures ( 90) de liaison comportent des ouvertures res- pectives ( 92) pour recevoir des boulons de fixation ou un étrier de fixation pour fixer le support à une partie de la carrosserie (non présentée) du véhicule, habituellement dans la région du capot du véhicule au-dessous du pare-brise. Les ferrures de liaison ( 90) sont reliées à la partie de liaison ( 20) du support ( 14) au moyen d'organes de liaison ( 94), par exemple des broches en matière plastique moulées par injection in situ, permettant au support ( 14) de se séparer des ferrures ( 90)pir rupture à la suite d'un choc possible du véhicule sous une force prédéterminée de cisail- lement. En fonctionnement, le dispositif d'actionnement ( 54) se trouve normalement dans un état de verrouillage em- pêchant un mouvement de réglage de l'enveloppe tubulaire ( 12) Dans l'état de verrouillage, la broche ( 68) formant contre-came se trouve dans une position"haute", astreignant le boltier ( 56) du dispositif d'actionnement et l'écrou de retenue ( 65) à se placer de telle sorte que les éléments la- téraux ( 16 et 18) du support ( 14) sont déplacés l'un vers l'autre suffisamment pour que les surfaces incurvées en re- gard des mâchoires opposées ( 24 et 26) de la bride ( 28) agissant par l'intermédiaire du manchon fendu ( 22) exercent une action de serrage efficace empêchant un mouvement à la fois longitudinal et circonférentiel de l'enveloppe tubulaire ( 12). Pour libérer la force de serrage, pour régler la position de l'enveloppe tubulaire ( 12), la partie ( 60) du dispositif d'actionnement ( 54) formant poignée est tournée 8. de façon à déplacer la broche ( 68) formant contre-came jusqu'à une position"basse", permettant ainsi un écarte- ment plus large du boîtier ( 56) et de l'écrou ( 65), par exemple un espacement plus large de 2 mm Dans cet état desserré, les caractéristiques inhérentes d'élasticité de l'acier de la bride ( 28) de serrage en tôle de section en U, principalement dans la région de la partie ( 48) de la bride formant pont, provoque un retour élastique des mâchoires opposées ( 24 et 26) d'une distance d'environ 1 mm jusqu'à la limite permise par l'espacement du boîtier ( 56) de l'écrou de retenue ( 65), pour réduire la force de contact à frotte- ment du manchon fendu ( 22) sur l'enveloppe tubulaire ( 12) jusqu'à une valeur permettant un déplacement longitudinal de réglage de l'enveloppe tubulaire Les butées d'extrémité ( 84) peuvent agir pour limiter un tel déplacement longitu- dinal en réglage, par butée contre la partie ( 48) de la bride, formant pont. Dans l'état desserré du dispositif d'actionnement ( 54), le réglage de l'inclinaison de la colonne est égale- ment possible par un déplacement de l'enveloppe tubulaire dans un plan vertical, de telle sorte que la tige ( 58) se déplace le long des fentes de réglage incurvées ( 62 et 64) avec la colonne oscillant autour de son extrémité inférieure au niveau du mécanisme de direction. L'état de verrouillage est rétabli en tournant la poignée ( 60) pour ramener la contre-came ( 68) dans la position "haute", serrant ainsi fermement l'enveloppe tubu- laire ( 12) dans sa position réglée. Dans le dispositif de fixation qui a été décrit ci-dessus, la cale ( 72) en tôle, tout en portant le boîtier ( 56), empêche la bride ( 28) de serrage entôle de tourner autour de la tige ( 58) La cale ( 72) fournit également un support à la bride ( 28) dans le sens longitudinal de l'en- veloppe ( 12) dans des conditions de choc possible du véhi- cule La cale peut, si on le désire, être réalisée d'une seule pièce avec le boîtier du dispositif d'actionnement (comme il a déjà été fait référence à la possibilité de 9. réaliser la rampe de came en tant que partie solidaire du boitier du dispositif d'actionnement. Le manchon fendu ( 22) assure un fonctionnement régulier en cours de réglage, empêche les mâchoires de la bride de griffer l'enveloppe tubulaire et évite les char- ges d'affaissement erratiques dans des conditions possibles de choc du véhicule. La bande ( 80) de guidage, tout en limitant le degré du déplacement longitudinal de réglage de l'enveloppe tubulaire dans l'état desserré, fournit également une pro- priété anti-rotation de l'enveloppe tubulaire, potentielle- ment capable de satisfaire à des impératifs éventuels pour un anti-vol, du fait que toute tentative pour provoquer un déplacement circonférentiel forcé de l'enveloppe tubulaire dans l'un ou l'autre sens rencontrerait la résistance four- nie par la butée de la bande de guidage avec les épaule- ments de la bride de serrage de section en U En outre, dans des conditions éventuelles de choc, la coopération de l'une des butées d'extrémité de la bande de guidage avec la partie correspondante formant pont de la bride pourrait assurer une propriété importante d'anti- pénétration, l'échancrure empêchant une augmentation de type brusque de la force d'absorption orientée axialement. Le dispositif d'actionnement ( 54), au lieu d'être du type à came à desserrage rapide ou à bouton de réglage monté à vis comme décrit pourrait en principe être un dis- positif quelconque pour attirer l'une vers l'autres les mâchoires de la bride de serrage et ainsi dans certaines applications, un dispositif d'entralnement à moteur ou en variante, d'attraction magnétique, peut être utilisé de façon appropriée. 10. REVENDICATIONS 1 Dispositif de fixation pour soutenir une enve- loppe tubulaire d'une colonne de direction de façon régla- ble par rapport à une partie de la carrosserie d'un véhi- cule, caractérisé en ce qu'il comprend un support ( 14) en forme de U, adapté pour être fixé sur la carrosserie du véhicule et comprenant deux éléments latéraux espacés ( 16, - 18), reliés entre eux par une partie ( 20) de liaison, un manchon élastique ( 22) adapté pour être en contact autour d'une partie de l'enveloppe tubulaire, une bride ( 28) de serrage en tale, de section en U, reçue entre les éléments latéraux du support ( 14) et comprenant des mâchoires oppo- sées ( 24, 26) qui reçoivent le manchon et sont reliées entre elles par une partie élastique ( 48) formant pont, un organe de centrage ( 72) agissant pour maintenir la position de la bride de serrage ( 28) par rapport au support ( 14), et un dispositif d'actionnement ( 54) pouvant être actionné sélectivement et pouvant prendre un état desserré pour permettre un réglage de la position de l'enveloppe tubulaire ( 12), et une position verrouillée dans laquelle les éléments latéraux espacés du support ( 14), et ainsi les mâchoires op- posées ( 24, 26) de la bride de serrage, sont déplacés l'un vers l'autre pour verrouiller l'enveloppe tubulaire dans sa position réglée. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les éléments latéraux ( 16, 18) du support ( 14) comportent des fentes respectives ( 64) pour permettre un mouvement de réglage de l'enveloppe tubulaire dans un plan vertical, dans l'état desserré du dispositif d'action- nement ( 54). 3 Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que le dispositif d'actionnement ( 54) comprend une partie ( 60) pouvant être actionnée manuellement et qui coopère avec une surface ( 18) des éléments latéraux du sup- port qui est dirigée vers l'extérieur, une tige ( 58) s'éten- dant depuis ladite partie ( 60) pouvant être actionnée ma- nuellement et à travers les deux fentes ( 64), et un organe de retenue ( 65) monté sur l'extrémité libre de la tige afin il de coopérer avec l'autre élément latéral ( 16) du support, dans l'état verrouillé du dispositif d'actionnement. 4 Dispositif suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que la bride de serrage ( 28) est réalisée par emboutissage ou estampage dans un flan d'une seule pièce et comprend deux pattes ( 36, 38) repliées vers le haut et percées pour recevoir la tige ( 58) du dispositif d'action- nement. Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la partie ( 60) pouvant être actionnée manuellement comprend une rampe de came ( 66) et une contre-came ( 68), dont l'une est montée sur la tige ( 58) du dispositif d'actionnement ( 54) et dont l'autre est retenue par ledit autre élément latéral ( 18) du support. 6 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la partie ( 60) pouvant être actionnée manuellement comprend un bouton de réglage manuel vissé sur la tige ( 58) du dispositif d'ac- tionnement ( 54). 7 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de centrage constitués par une cale ( 72) ayant -une première extrémité ( 76) reçue dans la section en U de la bride de serrage ( 28), une partie intermédiaire ( 78) reçue à coulissement dans la fente ( 64) de l'un des éléments la- téraux du support, et une seconde extrémité ( 76) adjacente à une surface de l'un ( 18) des éléments latéraux du sup- port, dirigée vers l'extérieur et retenue par la tige ( 58) du dispositif d'actionnement. 8 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 3 à 7, caractérisé en ce que le manchon ( 22) est un manchon fendu dé section en gouttière en une matière plastique à faible coefficient de frottement. 9 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 3 à 8, caractérisé en ce que le ladite-enve- loppe tubulaire ( 12) comporte un élément de guidage ( 80) en saillie qui coopère sélectivement avec des épaulements ( 86) disposés de part et d'autre de la partie ( 48) formant pont 12. de la bride de serrage en tôle afin de limiter le mouve- ment de rotation de l'enveloppe tubulaire ( 12) par rapport à la bride ( 28). Dispositif suivant la revendication 9, ca- ractérisé en ce que l'élément de guidage ( 80) comporte des butées d'extrémité ( 84) qui limitent le déplacement longitudinal de l'enveloppe tubulaire ( 12) par rapport a la bride de serrage ( 28). 11 Dispositif suivant la revendication 10, ca- ractérisé en ce que l'élément de guidage ( 80) est constitué par une bande de tôle rivée ou fixée de toute autre façon sur l'enveloppe tubulaire ( 12) et présentant des extrémités dirigées vers le haut et constituant les butées d'extrémité ( 84). 12 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les éléments latéraux espacés ( 16, 18) du support ( 14) en U sont constitués par deux bras s'étendant vers le bas, la partie de liaison ( 20) du support en U présentant des paires de fentes ( 88) ouvertes vers l'arrière et disposées symétriquement, et deux ferrures de liaison ( 90) qui sont percées de façon à recevoir des organes de fixation ( 94) respectifs, lesdites ferrures étant reçues à coulissement dans les fentes ( 88) et étant reliées à la partie de liaison ( 20) du support par des organes de liaison cassants permettant une sépara- tion par rupture dans des conditions de choc.