Brevet FR2575716A1 — publié le 19860711

La présente invention concerne un bloc de direction de véhicule automobile comportant un coussin central fixe par rapport à la jante mobile d'un volant de direction. Sur ce coussin central sont disposés. par exemple, des organes de commande électrique de type connu, destinés à la commande de différents organes du véhicule à partir du volant de direction. Ainsi, on peut prévoir la commande électrique de projecteurs, d'indicateurs de changement de direction. etc.. à partir du coussin central. Il existe. dans l'état de la technique, différents dispositifs permettant de rendre fixe la partie centrale d'un volant de direction par rapport à la jante mobile. Cependant, la structure de ces dispositifs est telle qu'elle nécessite des pièces de conception et de réalisation complexes, ce qui entraine que la fabrication de tels dispositifs est très délicate et onereuse. En effet la structure des dispositifs connus impose des ajustements précis des différentes pièces utilisées. ce qui a pour effet d'augmenter le prix de revient du dispositif. De plus, il subsiste, dans certains dispositifs de l'état de la technique, des risques de blocage du volant de direction. ce qui peut entrainer des conséquences extrêmement graves pour le véhicule ainsi que pour les passagers. On connait par le brevet publié sous le n 2 541 644 au nom de la Société TOYODA GOSEI Cc.. LTD, un bloc de direction pour véhicules. comprenant un tableau de bord intégré stationnaire. Ce bloc de direction comporte deux pignons planétaires dont l'un est solidaire de la partie fixe du véhicule et l'autre, de la partie centrale du volant, que l'on se propose de rendre stationnaire. Ceci est réalisé au moyen de deux pignons satellites qui sont maintenus en prise avec des pignons planétaires. La transmission des informations issues-des organes de commande électrique montés sur le tableau de bord, est assurée par un câble comportant des spirales constituées chacune de plusieurs spires enroulées lâchement dans des logements prévus sur la partie fixe du véhicule et le tableau de bord intégré. On conçoit qu'un tel dispositif présente certains désavantages déjà mentionnés. De plus. l'augmentation de l'encombrement du volant, par l'adjonction de tels pignons. peut être indésirable à certains égards. Un but de la présente invention est de proposer un bloc de direction permettant d'assurer la transmission des informations issues d'organes de commande montés sur un coussin central fixe par rapport à la jante mobile d'un volant qui soit de conception simple et n'impose pas de précisions de fabrication élevées, de sorte que les couts de fabrication d'un tel bloc de direction soient des plus faibles possibles. Un autre but de la présente invention est de proposer un bloc de direction permettant d'assurer une transmission du mouvement de rotation du volant de direction avec une meilleure précision tout en éliminant les risques de blocage de celui-ci, augmentant ainsi la sécurité du véhicule et des passagers. Un autre but de la présente invention est de proposer un bloc de direction dans lequel l'encombre- ment du volant reste sensiblement le meme que celui d'un volant ne comportant pas de coussin central fixe. Un autre but de la présente invention est de proposer un bloc de direction dont le montage soit facile et adapté à une fabrication en grande série. A cet effet, l'invention a pour objet un bloc de direction, d'un véhicule automobile comprenant une colonne de direction, un volant de direction et un coussin central sur lequel est disposé au moins un organe de commande destiné à la commande de différents organes du véhicule, ladite colonne de direction et ledit coussin central étant fixes, caractérisé en ce que le volant de direction est solidaire d'une pre mièvre partie d'un arbre de direction, creuse et montée à rotation autour d'une piece tubulaire solidaire de la colonne de direction et du coussin central, et dans laquelle est disposé un organe de transmission des informations issues dudit au moins un organe de commande, vers une partie fixe du véhicule et en ce qu'il comprend un dispositif d'accouplement comportant un organe menant solidaire de la premiere partie de l'arbre de direction, un organe de transmission rotatif autour de son axe et fixe en rotation par rapport à l'axe de la colonne de direction, ledit organe de transmission portant des organes d'accouplement intermédiaires coopérant l'un avec ledit organe menant et l'autre, avec un organe mené solidaire d'une deuxième partie de l'arbre de direction, les premières et secondes parties de l'arbre de direction étant séparées d'une distance permettant le passage de l'organe de transmission des informations. D'autres caractéristiques apparaitront au cours de la description qui va suivre faite- en se référant aux dessins annexés,donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la Fig. 1 représente une coupe d'un bloc de direction selon la présente invention; et - la Fig. 2 représente une coupe d'un dispositif de fixation d'un coussin central et d'un volant de direction. entrant dans la constitution d'un bloc de direction selon l'invention. Sur la Fig.1, on a représenté un bloc de direction comportant un volant de direction 1 qui est rendu solidaire d'une première partie creuse 2 d'un arbre de direction, d'une manièrequi sera décrite ciapres. La première partie 2 de l'arbre de direction est montée à rotation dans des paliers 3 et 4 solidaires d'une colonne de direction fixe 5. Un organe menant 6, qui peut avantageusement être un pignon hélicoidal, est fixé, par tout-moyen approprié, à l'extrémité inférieure de la partie 2 de l'arbre de façon a entre solidaire en rotation. Une pièce tubulaire 7. comportant à son ex trémité supérieure des organes de retenue élastiques est disposée à l'intérieur de la partie 2 de l arbre,avec un jeu fonctionnel, de sorte que cette partie 2 d'arbre peut tourner autour de la pièce tubulaire 7, qui est rendue solidaire de la colonne de direction 5 en un point A par une goupille ou tout autre moyen approprié. Un cible électrique 8 comportant des fils dont l'une des extrémités est reliée à des organes de commande 9 montés sur un coussin central 10, est disposé à l'intérieur de la pièce tubulaire 7. Ce cable sort obliquement à l'extrémité inférieure de la piece tubulaire T et débouche de la colonne de direction fixe 5, par une ouverture ménagée en B. La colonne de direction 5 présente deux rebords 5a et 5b faisant saillie, à angle droit, vers l'extérieur et disposés en regard l'un de l'autre. Des trous sont percés dans ces rebords 5a et 5b de manière à recevoir un organe de transmission 11 se présentant sous la forme d'un arbre cylindrique. Cet organe de transmission 11 est monté à rotation de manière connue en soi entre les rebords 5a et Sb. Selon le mode de réalisation représenté, l'axe aa' de l'organe de transmission 11 est parallèle à l'axe ss - g de la première partie 2 de l'arbre de direction. Cet organe de transmission 11 peut donc tourner autour de son axe a-a' mais est fixe en rotation par rapport à l'axe de la colonne de direction. Un organe d'accouplement 12, qui peut avantageusement se présenter sous la forme de deux pignons hélicoidaux 12a et 12b, est disposé à l'une des extrémités de 1 organe de transmission 11, en regard de l'organe menant 6 de façon à coopérer avec celuici. Les pignons hélicoïdaux 12a et 12b sont rendus solidaires en rotation de l'organe de transmission 11 par une clavette 12c ou tout autre moyen approprié, autorisant un déplacement parallèle à l'axe a-a' de l'organe 11, du pignon 12a par rapport au pignon 12b. Un organe d'accouplement 13, qui peut avantageusement se presenter sous la même forme que l'organe d'accouplement 12, c'est-à-dire sous la forme de deux pignons hélicoidaux 13a et 13b est disposé à l'autre extrémité de l'organe de transmission 11 de façon à coopérer avec un organe mené 14 solidaire d'une seconde partie 15 de l'arbre de direction. Cette seconde partie 15 de l'arbre est montée à rotation dans des paliers 16 et 17 solidaires de la colonne de direction 5. Une clavette 13c rend les pignons hélicoidaux 13a et 13b solidaires en rotation de l'organe de transmission 11, mais les pignons 13a et 13b peuvent également se déplacer l'un par rapport à l'autre de la meme manière que les pignons 12a et 12b. Les pignons 12a, 12b, 13a. 13b constituant les organes d'accouplement intermédiaires 12 et 13, comportent sur leurs surfaces en regard. un évidement annulaire formant un logement pour des organes élastiques tels que des ressorts 18 et 19 respectivement, conformés pour écarter les pignons de chaque organe d'accouplement. Ce montage constitue un dispositif de rattrapage de jeu, comme nous le verrons ci-après. Dans le mode de réalisation représenté, la seconde partie 15 de l'arbre de direction est alignée avec la première partie 2 de l'arbre de direction, cependant, d'autres configurations sont envisageables. Il est à noter que le rapport de transmission entre la première partie et la seconde partie de l'arbre de direction peut avantageusement être égal à 1. Sur la Figure 2, on a représenté un dispositif de fixation du volant de direction 1 sur la première partie 2 de l'arbre de direction. La première partie 2 de l'arbre de direction se présente sous la forme d'une pièce tubulaire 2a dont l'extrémité est ~constituée par une section de forme extérieure tronconique 2b surmontée d'une section cylindrique 2c. La paroi interne de la partie 2 de l'arbre présente, au niveau de sa partie tronconique 2b, un évidement annulaire 2d. Le volant 1 présente un évidement central dont les surfaces viennent coopérer avec les surfaces extérieures de la partie 2 de l'arbre, lorsque le volant est placé sur cette partie 2 de l'arbre. Un certain jeu subsiste entre le volant 1 et la partie 2 de l'arbre de direction au niveau de la partie cylindrique 2c. Une clavette 20 est disposée entre la partie d'a-rbre 2 et le volant 1 au niveau de la partie cylindrique 2c, de façon à rendre solidaire en rotation ces deux organes. Un premier manchon 21 comporte à l'une de ses estrémités une collerette 21a faisant saillie vers l'extérieur et s'étendant au-dessus de l'extrémité de la partie d'arbre 2 et d'une partie du voltant 1. Ce manchon 21 comporte à son autre extrémité un bossage annulaire 21b dont les surfaces viennent coopérer avec les surfaces correspondantes de l'évidement annulaire 2d. Cette pièce est donc emmanchée à force dans la partie d'arbre 2 de façon à s-olidariser en translation le volant 1 et la partie d'arbre de direction 2. Un second manchon 22, comportant à l'une de ses extrémités une collerette 22a faisant saillie vers l'extérieur, est disposée autour de la pièce tubulaire 7 de façon à presser le manchon 21 contre l'intérieur de la première partie 2 de l'arbre de direction. Lors du montage, le volant de direction 1 est emmanché sur la première partie 2 de l'arbre de direction de façon que la clavette 20 rende solidaire en rotation ledit volant et ladite partie de l'arbre. Les manchons 21 et 22, respectivement, sont ensuite disposés à force en position de maniére à prévenir tout déplacement en translation du volant de direction 1 par rapport à ladite première partie 2 de 1' arbre. Enfin, le coussin central 10 est glissé sur la pièce tubulaire 7 de manière que les organes de retenue élastiques 7a maintiennent en position le coussin central, Ainsi, lorsque l'on tourne le volant de direction 1, la première partie 2 de l'arbre de direction est entrainée en rotation au moyen de la clavette 20, tandis que la pièce tubulaire 7 reste fixe car elle est solidaire de la colonne de direction 5 comme on l'a déjà indique. Le mouvement de rotation est transmis à 1 organe de transmission 11 par l'intermédiaire de l'organe menant 6 qui coopère a l'organe d'accouplement respectif 12. L'organe de transmission 11 transmet par l'intermédiaire de l'organe d'accouplement t3, le mouvement de rotation, à l'organe mené 14 solidaire de la deuxième partie 15 de l'arbre de direction. La pièce tubulaire 7 étant maintenue fixe par rapport à la colonne de direction, le coussin central 10 et les organes de commande 9 qui en sont solidaires sont donc stationnaires par rapport au volant de direction 1. On peut noter que si les pignons 6, 12a, 12b, 13a, 13b et 14 sont des pignons droits, les jeux angulaires de denture se répercutent deux fois (6-12a, 12b + 13a, 13b-143, ce qui peut amener une gêne de conduite car il est impensable de construire economiquement en grande série. des trains d'engrenages à jeux reduits. De plus, l'utilisation de tels pignons peut être dangereuse car la présence d'une particule de corps étranger, si petite soit elle, dans le train d'engrenages peut provoquer le blocage de la direction. Selon un mode avantageux de réalisation de la presente invention, les pignons 6, 12a, 12b et 13a, 13b, 14 sont calculés de sorte qu'un jeu normal d'en gréement existe pour un entraxe aa'- ss pouvant varier dans des tolérances normales, ce qui permet de travailler avec des tolérances que l'on peut qualifier de larges. Ainsi, les prix de revient sont minimisés. Selon ce mode avantageux de réalisation, tous les pignons 6, 12a,12b, 13a,13b et 14 sont hélicoidaux. Les pignons 12a, 12b et 13a, 13b sont liés en rotation à l'organe de transmission 11 par un dispositif permettant un déplacement parallèle à l'axe aa' de l'organe de transmission 11, des pignons 12a et 12b l'un à l'autre et des pignons 13a et 13b l'un par rapport à l'autre. Ce déplacement est en fait un écartement des pignons de l'un par raport à l'autre, provoqué par l'interposition entre chaque paire de pignons d'un ressort semblable 18 et 19. Cet écartement forcé des pignons sous l'action des ressorts crée automatiquement un rattrapage de jeu et permet ainsi une conduite précise et agréable. Les trains d'engrenages sont calculés de fa çon classique pour obtenir le meilleur fonctionnement cinématique, en général par l'égalisation des vitesses de glissement en pied de dents et d'autres procédés connus. Ainsi, le module n'est pas inférieur à 2 mm pour obtenir un coefficient de sécurité élevé necessaire dans une direction de véhicule automobile. Pour limiter l'encombrement des pignons, ceux-ci sont en général à petit nombre de dents, inférieur qu voisin du nombre limite provoquant l'interférence de taillage. Par exemple M 2; angle de pression 20-; angle d'hélice 20"; les pignons 12a, 12b. 13a, 13b possèdent 17 ou 18 dents; les pignons 11 et 14 possèdent 23 dents; L'entraxe théorique 31, 925 ou 32, 723 est augmenté à 32, 85 ou 32, 05 avec un entraxe de fonctionnement calculé de 32,8 ou 32. Afin d'apporter une sécurité supplémentaire et de permettre une meilleure accumulation par rejet dans les vides d'engrènement des corps étrangers, la saillie est réduite à 85 ou 90X de la saillie theorique au plus, tant que le rapport de conduite additionné au rapport de recouvrement est compris entre 1,3 minimum et 1,95 maximum. Le mode de réalisation décrit est le cas où les premières et secondes parties de l'arbre de direction sont alignées Cependant, on peut, en utilisant un dispositif analogue, placer la seconde partie de l'arbre de direction dans une autre position. Les axes des pignons 6 et 14 restent paral lèles, mais on peut les décaler d'un angle D( autour de l'axe aa', ce qui permet des zmplantations plus faciles, tant du volant par rapport au conducteur du véhicule que du pignon 14 par rapport au volant de direction 1. REVENDICATIONS 1. Bloc de direction d'un véhicule automobile, comprenant une colonne de direction (5), un volant (1) de direction et un coussin central (10) sur lequel est disposé au moins un organe de commande t9) destiné à la commande de différents organes du véhicule, ladite colonne de direction et ledit coussin central étant fixes, caractérisé en ce que le volant de direction est solidaire d'une première partie (2) d'un arbre de direction, creuse et montée à rotation autour d'une pièce tubulaire (7) solidaire de la colonne de direction et du coussin central, et dans laquelle est disposée un organe de transmission des informations (8) issues dudit au moins un organe de commande (9i, vers une partie fixe du véhicule, et en ce qu'il comprend un dispositif d'accouplement comprenant un organe menant (6)- solidaire de la première partie (2) de l'arbre de direction, un organe de transmission (11) rotatif autour de son axe et et fixe en rotation par rapport à l'axe de'la colonne de direction (5), ledit organe de transmission portant des organes d'accouplement intermédiaires (12,13) coopérant l'un (12) avec ledit organe-menant (6) et l'autre (13). avec un organe mené (94) solidaire d'une deuxième partie (15) de 1 arbre de direction, les première et seconde parties de l'arbre de direction étant séparées d'une distance permettant le passage de l'organe de transmission des informations (81. 2. Bloc de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe a-a' de l'organe dé transmission (11) est parallèle à l'axe D-a(de la première partie (2) de l'arbre de transmission. 3. Bloc de direction selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les axes des organes menant (6) et mené (14) sont parallèles. 4. Bloc de direction selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que 1 organe de transmission des informations (8) issues dudit au moins un organe de commande (9) est constitué par un câble électrique. 5. Bloc de direction selon 1 une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que les première et seconde parties (2,15) de l'arbre de direction sont alignées. 6. Bloc de direction selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes menant et mené (6,14) sont constitués par des pignons hélicoïdaux. 7. Bloc de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes d'accouplement intermédiaires (12,13) sont constitués chacun par deux pignons hélicoïdaux (12a,12b,13a,Ï3b) dont les surfaces en regard sont pourvues d'un évidement annulaire dans lequel est disposé un moyen élastique (18.19) et en ce que lesdits pignons hélicoïdaux de chaque organe d'accouplement intermédiaire sont libres de se déplacer parallèlement à l'axe a-a' de l'organe de transmission (11), l'un par rapport à l'autre. 8. Bloc de direction selon 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volant de direction (1) étant claveté sur la première partie (2) de l'arbre de direction, des moyens sont prévus pour coopérer avec la pièce tubulaire (7) afin de rendre le volant de direction (1) solidaire en translation de ladite première partie 12) de l'arbre de transmission. 9. Bloc de direction selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens destinés à rendre solidaire en translation le volant de direction (1) et la première partie (2) de l'arbre de direction sont constitués par un premier manchon (21) comportant à l'une de ses extrémités, une collerette (21a) faisant saillie vers l'extérieur et s'étendant au-dessus d'une partie du volant de direction 10. Bloc de direction selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un second manchon (22) comportant à l'une de ses extrémités une collerette (22a) faisant saillie vers l'extérieur est disposé entre le premier manchon (21) et la pièce tubulaire (7) de façon à coopérer avec celle-ci pour presser ledit premier manchon contre la surface interne de ladite première partie d'arbre. 11. Bloc de direction selon la revendication 10. caractérisé en ce que la pièce tubulaire (7) comporte à son extrémité supérieure des organes élastiques (7a) destinés à retenir en position le coussin central (10).