Brevet FR2607564A1 — publié le 19880603

L'invention concerne généralement un système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction. Il est connu, notamment par les brevets FR 2 395 425 et 2 413 248, des dispositifs qui assurent le réglage en position axiale de l'arbre du volant d'un véhicule automobile monté sur l'arbre de la colonne de direction. Ces dispositifs comprennent un organe d'accouplement tel qu'un manchon solidaire de l'arbre de la colonne, et des moyens de blocage et de déblocage axial de l'arbre du volant par rapport à ce manchon. La commande des moyens de blocage est assurée par un élément de rappel élastique, tel qu'un ressort et la commande de déblocage, manoeuvrée par le conducteur, agit à l'encontre du ressort pour libérer l'arbre du volant et permettre son réglage axial le long du manchon. Il est connu, notamment par la demande de brevet FR 84 00 170 du Demandeur, un dispositif qui assure le réglage en position angulaire du moyeu d'un volant par rapport à la colonne de direction. Ce dispositif comprend, interposée entre le moyeu et la colonne, une bague associée à un moyen de commande en translation qui permet d'imprimer un mouvement de rotation du moyeu par rapport à la colonne. Enfin, il est connu, notamment par le brevet FR 2 527 156, un système qui assure à la fois les réglages en positions axiale et angulaire du moyeu d'un volant. Ce système comprend un élément tronconique monté au travers d'un alésage de forme complémentaire du moyeu. La grande base de cet élément tronconique est mise en contact avec une bride de liaison raccordée au moyeu par l'intermédiaire de vis. La surface interne de l'élément tronconique et la surface interne de la bride comprennent des cannelures horizontales aptes à s'emboîter sur des cannelures prévues à l'extrémité terminale de la colonne. Le réglage de la position axiale du moyeu est défini par l'intermédiaire d'une cale amovible montée entre le tableau de bord et la face arrière du volant. Ensuite, les vis de liaison étant desserrées pour permettre la rotation du moyeu par rapport à l'élément tronconique calé sur les cannelures de la colonne, le réglage de la position angulaire du moyeu se fait en agissant directement sur le volant. Une fois ce réglage effectué, les vis de liaison reliant le moyeu et la bride sont serrées définitivement pour assurer un serrage élastique du moyeu sur la colonne sous l'effet de la pression exercée par la bride. Ce dernier système présente de nombreux inconvénients . D'une part les deux fonctions de réglage axial et angulaire sont liées l'une à l'autre et bloquées simultanément. Si l'on désire modifier l'une d'elles, on peut par mégarde dérégler l'autre qui était bien positionnée. En outre, les deux réglages se font seulement d'une façon visuelle, sans point de repère précis, et sont par conséquent très aléatoires. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités des dispositifs de réglage axial du moyeu d'un volant en proposant un dispositif de réglage axial précis non influencé par les moyens de blocage qui assurent ensuite la solidarisation axiale du moyeu sur la colonne. D'une façon plus précise, l'invention propose un système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de réglage en position axiale du moyeu comprenant une bague filetée vissée à l'intérieur d'un alésage taraudé du moyeu et réglable en position le long de cet alésage, une butée fixe solidaire de la colonne contre laquelle vient prendre appui une face frontale de ladite bague, et un moyen de blocage axial pour immobiliser la bague sur la colonne. Selon une autre caractéristique de l'invention, le filetage de la bague a un profil dissymétrique en "dents de scie", et plus précisément un filetage dont l'un des flancs de filet est sensiblement droit. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de réglage est fendue pour favoriser son resserrement sur la colonne sous la pression exercée par les moyens de blocage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface de la butée contre laquelle prend appui la bague de réglage, est une surface droite perpendiculaire à l'axe de la colonne, ce qui permet de supprimer avantageusement les portées tronconiques de l'art antérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de réglage axial peut être associé, de façon indépendante, à un dispositif de réglage angulaire du moyeu, en particulier du type décrit dans la demande précitée du Demandeur. Cette indépendance permet de réaliser successivement ces deux réglages de façon précise sans interaction possible entre eux. D'autres avantages, caractéristiques et détails ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode préférentiel de réalisation d'un système conforme à l'invention pour le réglage en position axiale et en position angulaire du moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à une colonne de direction - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1, montrant l'état du système après réglage de la position axiale du moyeu - la figure 3 est une vue semblable à la figure 2, montrant l'état du système après réglage de la position angulaire du moyeu, et - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. En se reportant aux différentes figures, la partie terminale de la colonne de direction 10 d'un véhicule automobile comprend de manière usuelle une série de cannelures rectilignes 10A, par exemple au nombre de 40, régulièrement réparties à sa périphérie. Une butée 9 à surface de contact plane, perpendiculaire à l'axe de la colonne, est définie sous la forme d'un épaulement annulaire entre la partie centrale de la colonne et sa partie d'extrémité de plus faible diamètre. La référence 11 désigne un moyeu de volant raccordé au cercle du volant (non représenté) par l'intermédiaire par exemple de deux branches diamétrales 12,13 partiellement représentées à la figure 4. Ce moyeu Il comprend un premier alésage 15, de forme cylindrique, qui s'étend sur une partie de la longueur du moyeu 11, et un second alésage 16 présentant des cannelures hélicoïdales, qui prolonge le premier alésage 15 jusqu'à l'autre extrémité du moyeu 11. Le système conforme à l'invention, selon un mode préférentiel de réalisation, comprend un dispositif de réglage axial 1 du moyeu 11 associé à un dispositif de réglage angulaire 2 de ce même moyeu. Ces dispositifs sont interposés entre la colonne 10 et le moyeu 11, et respectivement logés dans les alésages 15,16 du moyeu 11. Le dispositif de réglage axial 1 comprend une bague fendue 17 en un matériau métallique présentant des caractéristiques élastiques. La surface interne de la bague possède une série de cannelures rectilignes 1R, également au nombre de 40, aptes à s'emboiter sur les cannelures 10A de la colonne 10. La surface externe de la bague 17 comprend un filetage 19 à profil dissymétrique en "dents de scie", et plus précisément un filetage dont l'un des flancs de filet.est sensiblement droit. L'autre flanc est incliné suivant par exemple un angle de 12 à 15. par rapport à l'axe de la bague 17. L'alésage cylindrique 15 du moyeu 11 est taraudé d'une façon complémentaire au filetage de la bague 17 pour que celle-ci puisse être engagée par rotation à l'intérieur de cet alésage. Le dispositif de réglage 2 de la position angulaire du moyeu 11 est par exemple du même type que celui décrit dans la demande de brevet français précitée et avantageusement celui décrit dans la demande de brevet JP N 85 118/85. Ce dispositif 2 comprend essentiellement une bague 20, d'un diamètre intérieur égal à celui de la bague 17. La surface interne de cette bague 20 est également pourvue d'une série de cannelures rectilignes 20A, au nombre de 40, aptes à s'emboîter sur les cannelures 10A de la colonne 10. La surface externe de la bague 20 présente une section polygonale, de préférence hexagonale avec les six pans qui suivent un tracé hélicoidal. L'alésage 16 du moyeu 11 présente une configuration complémentaire à celle de la surface externe de la bague 20, c'est-à-dire une section hexagonale dont les six pans 21 suivent également un tracé hélicoïdal. Chaque pan 21 présente en plus un taraudage 40A dans sa partie centrale. La bague 20 est associée à un élément de commande annulaire 25 attelé axialement par sa surface interne à la bague 20 et mobile en rotation par rapport à celle-ci. Cet attelage comprend par exemple un talon annulaire 22 qui prolonge axialement la bague 20. Ce talon 22 possède un épaulement périphérique 23 avec plusieurs fentes radiales destinées à lui conférer une possibilité de déformation élastique propre à permettre l'assemblage par encliquetage d'un épaulement complémentaire 26 de l'élément de commande 25. La surface externe de l'élément de commande 25 est pourvue d'un filetage apte à engrener les taraudages 40A des pans 21 de l'alésage 16 du moyeu 11. Il va être décrit maintenant le fonctionnement d'un tel système. Dans un premier temps, il est procédé à l'assemblage de la bague 17 dans l'alésage 15 du moyeu 11, et de la bague 20 associée à son élément de commande 25 dans l'alésage 16 du moyeu 11. La bague 17 est introduite par vissage à l'intérieur de l'alésage 15, au moyen d'une clé appropriée, jusqu'à atteindre par exemple la position représentée à la figure 1. il est prudent de mater au moins le dernier filet du taraudage du fond de l'alésage 15 pour limiter la course de la bague 17 et empêcher ainsi sa pénétration dans le second alésage 16. Le matage de ce dernier filet sera fait de telle sorte qu'il maintiendra la bague 17 à une distance supérieure au léger recul qu'elle aura lors du blocage final sans pour autant gêner son effet de coincement sur la colonne 10 ou venir en contact avec la bague 20.Une fois la bague 17 ainsi positionnée, il est procédé au matage du premier filet du taraudage à l'entrée de l'alésage 15 pour emprisonner ainsi la bague entre deux positions extrêmes. La bague 20 et son élément de commande 2', associé sont introduits librement dans l'alésage 16 du moyeu 11, jusqu'à ce que l'élément de commande 25 vienne engrèner les taraudages 40A de l'alésage. Ensuite par rotation de l'élément de commande 25, la bague 20 est engagée dans l'alésage 16 -jusqu'à la position représentée à la figure 1. il est ensuite procédé au -matage du premier filet de l'alésage 16 pour rendre le système indémontable. Dans un second temps, le moyeu 11 avec la bague 17 et la bague 20 associée à son élément de commande 25 ainsi assemblées, est engagé par sa face arrière, correspondant à celle où débouche l'alésage 15, sur la partie terminale de la colonne 10, les cannelures des bagues 17,20 s'emboîtant dans les cannelures 10A de la colonne. Le moyeu 11 est avancé sur la colonne 10 jusqu'à ce que la face frontale de la bague 17 vienne en appui contre l'épaulement 9 de la colonne 10. Cette position définit une position axiale initiale du moyeu 11 par rapport à la colonne 10, en fait la position la plus éloignée du tableau de bord. Si cette position n'est pas celle désirée, en référence notamment au tableau de bord du véhicule, il est procédé au réglage de cette position comme décrit ci-après. Le moyeu 11 est désengagé de la colonne 10 et, au moyen d'une clé introduite dans les cannelures 18, la bague 17 est entraînée en rotation pour régler sa position à l'intérieur de l'alésage 15. Ensuite, le moyeu 11 est à nouveau engagé sur la colonne 10 pour se trouver dans la position représentée à la figure 2 qui est supposée correspondre à la position de réglage axial souhaitée. Chaque tour de rotation de la bague 17 dans l'alésage 15 dans un sens ou dans l'autre aura pour effet de modifier la position axiale du moyeu d'une valeur correspondant au pas du filetage 19, par exemple de 2 millimètres, soit dans le sens d'un rapprochement par rapport au tableau de bord, soit dans le sens contraire il est à noter que la position de la butée 9 sur la colonne 10 est déterminée de manière à ce que, dans les deux positions extrèmes de la bague 17 dans l'alésage 15, l'extrémité terminale de la colonne 10 ne fasse jamais saillie au delà de la face avant du moyeu 11. Dans un troisième temps, il est procédé au réglage de la position angulaire du moyeu 11 par rapport à la colonne 10, afin de positionner les branches latérales 12,13 dans un plan horizontal. Ce réglage s'effectue en entraînant en rotation l'élément de commande 25 au moyen d'une clé appropriée introduite dans les cannelures 25A, le moyeu 11 restant dans la position représentée à la figure 2. Cette commande en rotation a pour effet d'entraîner la bague 20 suivant un mouvement de translation, cette dernière étant bloquée en rotation par son emboîtement avec les cannelures 10A de la colonne 10. Ce mouvement de translation de la bague 20 imprime un mouvement de rotation au moyeu 11 compte-tenu de la coopération entre les pans hélicoïdaux de la bague 20 et de l'alésage 16. La figure 3 représente l'état du système, une fois le réglage angulaire terminé. On notera que.ces deux réglages de la position axiale d'une part, et de la position angulaire, d'autre part, sont tout à fait indépendants l'un de l'autre. Enfin, dans un quatrième temps, il est procédé au blocage du système, notamment à un blocage axial destiné à immobiliser la bague 17 sur la colonne 10. Le dispositif de blocage 30 est essentiellement constitué par une vis 31 qui, au travers d'une rondelle 32, vient se visser dans la partie terminale creuse taraudée 33 de la colonne 10. La rondelle 32 vient en appui contre la surface frontale externe du moyeu 11, le serrage de la vis 31 entraînant un serrage radial de la bague 17 sur les cannelures 10A de la colonne 10, et un serrage axial de cette même bague 17 contre la butée 9. Lors de l'opération de serrage, l'élasticité de la bague fendue 17 et l'effet d'appui produit par les surfaces coniques formées par les flancs inclinés du filetage 19, assurent un resserrement de la bague sur les cannelures 10A de la colonne 10, avec notamment pour effet de limiter la pression de contact de la bague 17 sur la butée 9. En outre, l'élasticité de la bague 17 permet d'obtenir une surface de contact circonférentielle continue entre l'ensemble des filets du filetage 19 et les filets correspondants du taraudage de l'alésage 15 du moyeu 11. Le mode de réalisation préférentiel tel que décrit précédemment ou tout autre mode de réalisation équivalent, peut présenter certaines caractéristiques complémentaires. Le moyeu 11 peut avoir une surface externe de forme polygonale et de préférence hexagonale pour faciliter la soudure des branches 12,13 du volant dans toutes les positions éventuellement nécessaires, comme indiqué en traits mixtes sur la figure 4. Les taraudages des alésages 15,16 du moyeu 11 peuvent avantageusement avoir le même pas, de 2 mm par exemple, pour permettre leur réalisation, avec une concentricité parfaite, en une seule opération à l'aide d'un outil approprié. l'élément de commande annulaire 25 associé à la bague 20 peut être réalisé en matière plastique, et posséder sur sa surface interne des cannelures 25a pour faciliter le centrage de la clé qui permet de régler la position de la bague 20 dans l'alésage 16 du moyeu 11. Enfin, le moyeu 11 peut être avantageusement réalisé en aluminium avec le profil hexagonal suivant un tracé hélicoïdal de son alésage 16 réalisé au cours de l'opération de moulage du moyeu. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit, le dispositif de réglage axial pouvant être utilisé seul et être appliqué d'une manière très générale à tout arbre accouplé en rotation à un second arbre dans des domaines autres que celui de l'industrie automobile. REVENDICATIONS 1) Système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu (11) d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction (10), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (1) de réglage en position axiale du moyeu (11) comprenant une bague filetée (17) vissée à l'intérieur d'un alésage taraudé (15) du moyeu et réglable en position le long de cet alésage, une butée fixe (9) solidaire de la colonne contre laquelle vient prendre appui une face frontale de ladite bague, et un moyen de blocage axial (30) pour immobiliser la bague sur la colonne. 2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filetage (19) de ladite bague (17) présente un profil dissymétrique en "dents de scie". 3) Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des flancs de filet du filetage (19) est sensiblement droit. 4) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite bague est fendue. 5) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite butée est constituée par une surface plane perpendiculaire à l'axe de la colonne. 6) Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite butée (9) est déterminée par un épaulement annulaire de la colonne. 7) Système. selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit épaulement (9) est situé entre la partie centrale de la colonne (10) et sa partie terminale libre de plus faible diamètre, équipée de cannelures longitudinales (10A) aptes à s'emboîter sur des cannelures (18) prévues à la surface interne de ladite bague (17). 8) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce. que ladite bague (17) est montée dans l'alésage (15) dudit moyeu (11) avant l'assemblage du moyeu sur la colonne (10). 9) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit moyen de blocage axial (30) comprend une rondelle de serrage (32) en appui contre la surface frontale du moyeu (11) non engagée sur la colonne (10), et un élément de serrage (31), en particulier une vis, qui est engagé dans l'extrémité creuse de la colonne (10). 10) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif (1) de réglage axial est combiné avec un dispositif (2) de réglage angulaire comprenant entre moyeu (11) et colonne (10) une pièce annulaire (20) d'entraînement en rotation sous l'effet d'un déplacement axial par un moyen de commande (25), ladite pièce annulaire (20) étant logée avec son moyen de commande dans un second alésage (16) du moyeu (11) prolongeant ledit premier alésage (15). 11) Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite pièce d'entraînement (20) a une surface externe de forme polygonale dont les pans suivent un tracé hélicoïdal. 12) Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite pièce d'entraînement (20) a une surface externe de forme hexagonale. 13) Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le moyeu (11) est de forme polygonale. 14) Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que ledit moyen de commande (25) de la pièce annulaire d'entraînement (20) est en matière plastique. 15) Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit moyen de commande (25) est une vis annulaire dont la surface interne est pourvue de cannelures (25A). 16) Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que les taraudages des deux alésages (15,16) du moyeu (11) ont le même pas, de l'ordre de 2 mm par exemple.