Brevet FR2604129A1 — publié le 19880325

La présente invention concerne une bague de transmission électrique destinée à être montée entre la colonne de direction et le volant d'un véhicule automobile, en vue d'assurer la liaison électrique en rotation entre le commutateur de commande de différentes fonctions,placé sur le volant, et les récepteurs des organes à commander. Dans les véhicules automobiles actuels, le conducteur dispose d'un nombre de plus en plus grand d'appareils électriques ou électroniques (ordinateurs de bord, auto-radio, limiteur de vitesse etc.) dont les commandes, s'ajoutant aux dispositifs classiques, (indicateur de direction, éclairage, essuie-glace...) sont disposées sur le tableau de bord et autour du volant. La manoeuvre de l'ensemble de ces commandes n'est pas toujours aisée, notamment pendant la marche du véhicule et peut même alors se révéler dangereuse. Afin de rassembler l'ensemble des fonctions précitées sur le volant, à proximité de la main du conducteur, on a proposé la mise en oeuvre de bagues de transmission composées d'une première série d'anneaux conducteurs solidaires d'une douille fixée sur la colonne de direction, ces anneaux coopérant avec une deuxième série d'anneaux également conducteurs solidaires d'une embase elle-mme rendue solidaire en rotation du volant, chaque paire de contact formée par un anneau de chacune des deux séries étant séparée des paires voisines au moyen d'un élément isolant. Pour une description plus détaillée de la bague de transmission précédemment décrite, on pourra se reporter à la demande de brevet français n" 83 20519 au nom de la Demanderesse. Bien que la-bague de transmission telle que décrite précédemment permette d'améliorer sensiblement le fonctionnement des systèmes de transmission connus et utilisés jusqu'alors, il s'est avéré que,en raison de la multiplication importante du nombre de voies de transmission, la réalisation des connexions des fils conducteurs aux pistes de conduction présentait à terme des problèmes de tenue mécanique des pistes de conduction précitées en raison des contraintes mécaniques exercées par les conducteurs électriques reliant les organes récepteurs ou effecteurs à l'un ou l'autre des anneaux de première ou deuxième série, du fait du grand nombre de rotation alternées exercées par le conducteur à l'utilisation. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'une bague de transmission dans laquelle les fonctions de connexion et de contact de chaque anneau conducteur, tant de la première que de la deuxième série, sont sensibement découplées. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une bague de transmission présentant par rapport aux systèmes de l'art antérieur une fiabilité tant mécanique qu'électrique hautement améliorée. Un autre objet de la présente invention est également, du fait de la seule conception des anneaux conducteurs tant du premier que du deuxième type, une simplification de mise en oeuvre d'une bague de transmission conformément à l'objet de l'invention. La bague de transmission électrique montée entre la colonne de direction et le volant d'un véhicule automobile pour assurer la liaison en rotation entre un commutateur de commande monté sur le volant et les récepteurs des organes à commander, objet de l'invention, est composée d'une première série de n anneaux conducteurs solidaires d'une douille fixée sur la colonne de direction, qui coopèrent électriquement avec une deuxième série de n anneaux, également conducteurs, solidaires en rotation d'une embase fixée sur le volant, chaque paire de contact formée par un anneau de chacune des deux séries étant isolée électriquement de la paire voisine. Elle est remarquable en ce que chaque anneau conducteur de la première, respectivement deuxième série, est constitué par deux couronnes concentriques rendues solidaires mécaniquement et électriquement en au moins deux points de liaison disposés selon un de leur diamètre commun, de façon à découpler, au niveau de chaque anneau, les fonctions de connexion et d'entraînement ou de maintien mécanique d'une part et de contact électrique d'autre part. L'invention trouve application au domaine technique de l'automobile, de manière non exclusive, ainsi que dans les domaines de l'aéronautique ou de la construction électromécanique en général. Elle sera mieux comprise à la lecture de la descriPtion et à l'observation des dessins ci-aDrès dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d'une bague de transmission conforme à la présente invention montée sur le volant d'une automobile, - la figure 2 représente une vue en plan d'une bague de transmission selon l'invention, - la figure 3a représente une vue en coupe selon un plan de coupe BB de la figure 2 d'une bague de transmission conforme à la présente invention, - la figure 3b représente une vue en plan d'un anneau conducteur destiné à constituer, dans la bague de transmission selon l'invention, la première série d'anneaux, - la figure 3c représente une vue en plan d'un anneau conducteur destiné à constituer, dans la bague de transmission selon l'invention, la deuxième série d'anneaux, - la figure 3d représente une vue en plan d'un anneau conducteur destiné à constituer, dans la bague de transmission selon l'invention,une troisième série d'anneaux, - la figure 3e représente, en coupe selon un plan de coupe AC de la figure 2, l'agencement particulier des anneaux conducteurs des premiere,deu- xième et troisième séries. La bague de transmission électrique objet de l'invention sera tout d'abord décrite en liaison avec la figure 1. Conformément à la figure précitée, la bague de transmission électrique selon l'invention est montée entre la colonne de direction notée 110 sur la figure 1 et le volant noté 120d'un véhicule automobile pour assurer la liaison en rotation entre un commutateur de commande noté 140 monté sur le volant, à proximité des mains du conducteur , et les récepteurs des organes à commander. La connexion électrique entre le commutateur de commande 140 et la bague de transmission électrique montée sur une embase 6 est assurée par l'intermédiaire d'une nappe de fils notée 91, la bague de transmission étant enoutre reliée par une nappe de fils 90 aux récepteurs des organes à commander. Pour une description plus détaillée du montage de la bague de transmission électrique objet de l'invention entre la colonne de direction 110 et le volant 120 d'un véhicule autombile, on pourra se reporter à la demande de brevet français nO 83 20519 au nom de la Den-nderesse précédemment citée. Une description plus détaillée de la bague de transmission objet de l'invention sera donnée en liaison avec les figures 2 et 3a. Conformément aux figures précitées, la bague de transmission selon l'invention est composée d'une première série de n anneaux, notés 2 sur la figure 3a, conducteurs de l'électricité solidaire d'une douille 5 fixée sur la colonne de direction 110. Les anneaux 2 coopèrent électriquement avec une deuxième série de n anneaux notés 1, également conducteurs de l'électricité, solidaires en rotation d'une embase 6, mécaniquement solidaire du volant ainsi que représentée en figures 1 et 3a. Chaque paire de contacts formée par un anneau de chacune des deux séries, anneaux 2 de la première série et anneaux 1 de la deuxième série, est isolée électriquement de la paire voisine. Ainsi qu'il apparaît clairement en figures 3b et 3c, conformément à l'invention, chaque anneau conducteur 1 et 2 de la première, respectivement deuxième série d'anneaux, est constitué par deux couronnes concentriques notées 20 et 21, respectivement 10 et 11 sur les figures 3b et 3c précitées. Les couronnes concentriques 20 21, et 10, 11, sont respectivement rendues électriquement et mécaniquement solidaires en au moins deux points de liaison 22, 23 et 12, 13 disposés selon un de leur diamètre commun. La structure telle que définie des anneaux 2 et 1 précédemment décrite, permet de séparer, au niveau de chaque anneau, les fonctions de connexion et d'entraînementmaintien mécanique d'une part et de contact électrique d'autre part.Ainsi, les anneaux 2 et 1 constituant les anneaux de la première et de la deuxième série, peuvent au cours de leur utilisation conserver une souplesse sensiblement constante, selon la direction axiale, et homogène sur toute leur périphérie sensiblement. Ainsi qu'il sera décrit, de manière particulièrement détaillée dans la description ci-après, l'une des couronnes, relativement rigide dans le sens axial, peut être destinée avantageusement à réaliser la fonction de contact électrique, alors que l'autre couronne, plus souple, est plus particulièrement destinée à réaliser la fonction de connexion et d'entraînement-maintien pour chaque anneau considéré. De manière avantageuse, les couronnes concentriques 20, 21 respectivement 10,11 ont une dimension différente, la couronne 21 respectivement 11 de chaque anneau ayant une dimension radiale faible, inférieure à 1/3 de la dimension radiale de la couronne 20,10 correspondante, afin de leur conférer la qualité de souplesse axiale relative précitée. Selon une caractéristique avantageuse de la bague de transmission objet de l'invention, chaque anneau peut comporter avantageusement sur une face une couche notée 201, 101, de matériau isolant tel qu'un verni ou une laque. Les couches de matériau isolant sont représentées en vue agrandie selon une coupe selon un plan radial DD des figures 3b et 3c sur ces mêmes figures. Un mode d'agencement non limitatif des anneaux 2 de la première série et des anneaux 1 de la deuxième série, pour former la bague de transmission objet de l'invention, sera décrit plus en détail en relation avec la figure 3e, laquelle représente une vue en coupe de la figure 2. L'agencement représenté en figure 3e est donné à titre d'exemple non limitatif. Selon la figure 3e précitée, la couche 101,201 de matériau isolant de chaque anneau 1, 2, est contenue alternativement entre deux anneaux 1 solidaires en rotation du'volant, puis entre deux anneaux 2 solidaires de la colonne de direction. Ainsi, une paire d'anneaux est constituée par un anneau 2 de la première série, en contact électrique avec un anneau 1 de la deuxième série, mais deux paires consécutives sont bien entendu électriquement isolées par deux couches d'isolant respectives 101,201, mises ainsi en contact. Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 3e, la bague de transmission peut de manière avantageuse comporter au moins un anneau 3 d'une troisième série. Cet anneau comprend deux pistes de contact opposées destinées à assurer le contact électrique entre deux anneaux 1 successifs de la deuxième série, empilés symétriquement par rapport au plan médian de l'anneau 3. Le montage particulier des anneaux 3 de la troisième série, entre deux anneaux consécutifs ou successif de la deuxième série par exemple, permet d'obtenir ainsi un contact en parallèle sur deux anneaux successifs de la deuxième série précitée. L'utilisation d'anneaux de la troisième série,d'un ou plusieurs de ces anneaux, permet bien entendu d'obtenir ainsi des contacts dits de sécurité, pour lesquels les deux contacts en parallèles permettent une redondance de contacts électriques capables d'assurer une meilleure sécurité. Une description plus détaillée de la structure des anneaux de la première, respectivement deu xème ou troisième série, sera donnée en liaison avec les figures 3b, 3c et 3d. Conformément à la figure 3b, l'anneau conducteur 2 destiné à réaliser une bague de transmission conformément à l'invention, l'anneau 2 constituant la première série d'anneaux, celui-ci comprend une première couronne circulaire 20, destinée à former piste de contact avec la piste de contact correspondante d'un anneau 1 de la deuxième série d'anneaux. L'anneau 2 comporte en outre une deuxième couronne circulaire 21 intérieure à la première, formant piste de connexion. La deuxième couronne 21 est rendue solidaire mécaniquement et électriquement de la première couronne circulaire par deux points d'attache diamétraux 22, 23. La deuxième couronne circulaire 21 comporte en outre à sa périphérie interne au moins un ergot de positionnement 24 et une languette de connexion 25. La première couronne circulaire 20 formant piste de contact comporte une surface plane 200, formant la piste de contact précitée. L'anneau 2 formant première série d'anneaux est,de manière avantageuse,constitué en un matériau tel que le laiton. L'anneau conducteur 1 destiné à constituer à la deuxième série d'anneaux tel que représenté en figure 3c, comprend, avantageusement, une première couronne circulaire.10 destinée à former piste de contact avec la piste de contact correspondante d'un anneau de la première série d'anneaux, anneau 2. L'anneau 1 comprend en outre une deuxième couronne circulaire 11, extérieure à la première, formant piste de connexion. La deuxième couronne est rendue solidaire, mécaniquement et électriquement de la première couronne circulaire , par deux points d'attache 12, 13, diamétraux. Elle comporte à sa périphérie externe deux ergots de positionnement 14 et 15 disposés selon un diamètre et une languette de connexion. Bien entendu, les ergots de positionnement peuvent ître prévus en un nombre supérieur à deux. En outre, la couronne circulaire 11, comporte également, une languette de connexion notée 16, disposée à sa périphérie externe. Ainsi qu'on le remarquera sur la figure 3c, la première couronne circulaire 10 comporte une face 100, formant piste de contact, présentant des bossages 1000 régulièrement répartis. Les bossages 1000 permettent d'assurer un meilleur contact électrique entre piste de contact des anneaux de la première, respectivement deuxième série d'anneaux , en augmentant localement la pression de contact sous toutefois augmenter de façon importante le couple d'entraînement en rotation. L'anneau 1 peut avantageusement être constitué en un matériau tel que du cuivre au béryllium. On a pu remarquer en effet que les meilleures conditions de fonctionnement de la bague de transmission objet de l'invention étaient obtenues avec une usure minimale, lorsque l'anneau 1 destiné à constituer la deuxième série d'anneaux était formé en un matériau tel que du cuivre au béryllium, alors que le ou les anneaux 2 destinés à former la deuxième série d'anneaux étaient constitués en laiton. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'anneau 1, destiné à constituer la deuxième série d'anneaux, la languette de contact 16 est disposée à la périphérie externe de la deuxième couronne circulaire 11, cette languette étant décalée d'un angle au centrez de valeur déterminée par rapport à l'un des ergots de positionnement 14, de façon à obtenir, lors de l'empilement successif des anneaux, formant première et deuxième série d'anneaux, par seul retournement alternatif des anneaux formant première et deuxième série d'anneaux, une distibution en épis alternée des languettes de connexion 16 de la deuxième couronne circulaire 11, formant piste de connexion des anneaux de la deuxième série d'anneaux.Sur la figure 3c, la languette de connexion 16 d'un anneau 1, formant la deuxième série d'anneaux, empilés sous ou sur l'anneau représenté sur cette figure, est également représentée en trait pointillé. Ainsi, par empilement successif des différents anneaux et retournement de ceux-ci, la distribution en épis des languettes de connexion est ainsi obtenue. On comprendra bien entendu que, de cette manière, la connexion électrique des fils électriques ou conducteurs électriques constituant les nappes de fils 90 et 91 précédemment décrites, peut ainsi être effectuée facilement, le point de connexion pour des anneaux de la même série étant ainsi subdivisé selon deux génératrices distinctes de l'empilement d'anneaux constitué par une même série d'anneaux. On comprendra également que de cette façon, les anneaux d'une même série, bien que permettant de réaliser des points de connexion selon des génératrices de l'empilement d'anneaux diffsrentes, peuvent être obtenus par découpage, à partir d'un seul et même outil, le mode de réalisation précédent n'impliquant donc, aucune difficulté particulière de réalisation des anneaux de l'uneou l'autre série. On conprendra enfin, que les anneaux de la première ou de la deuxième série peuvent bien entendu être obtenus par découpage ou estampage, à partir d'une feuille de matériau conducteur, en un matériau tel que précédemment décrit, comportant sur une seule de ses faces une couche de matériau isolant tel qu'une laque ou un verni. Ainsi qu'il apparaît en outre en figure 3d, l'anneau 3 destiné à constituer la troisième série d'anneaux, comprend avantageusement une première couronne circulaire 30 destinée à former deux pistes de contact opposées 300 et 301 avec la piste de contact correspondante d'un anneau de la première série d'anneaux, anneau noté .2 notamment sur la figure 3e. L'anneau 3 comporte en outre une deuxième couronne circulaire 31, extérieure à la première, et formant piste de connexion. La deuxième couronne circulaire 31 est rendue solidaire mécaniquement et électriquement de la première couronne circulaire, par deux points d'attache 32,33 diamétraux. Cette couronne ou deuxième couronne circulaire 31 comporte, à sa périphérie externe, deux ergots de positionnement, notés 34 et 35 sur la figure 3d, disposés selon un diamètre et une languette de connexion 36. Les ergots de positionnement-entraînement 14, 15, 24 et 34, 35, ainsi que la languette de connexion 24 peuvent alors avantageusement être disposés au point de circonférence de la piste de connexion correspondante le plus éloigné des points de liaison respectifs 12,13, 22, 23 et 32, 33 afin d'obtenir la souplesse axiale maximale de la piste de connexion précitée. Contrairement aux anneaux des première et deuxième séries, anneaux 2 et 1 respectivement, l'anneau 3 destiné à former anneau de la troisième série ne comporte pas de couche de matériau isolant. Au contraire, les pistes de contact opposées 300 et 301, sont munies avantageusement de bossages 3000, régulièrement répartis sur la circonférence de la couronne, alternés et opposés. Sur la figure 3d, on a représenté en coupe selon un plan radial DD, une vue agrandie de la section correspondante de l'anneau 3. On notera également que les premières couronnes circulaires notées respectivement 20, 10 et 30 et destinées à former pistes de contact des anneaux de la première, deuxième, respectivement troisième série d'anneaux, ont bien entendu mêmes dimensions radiales, de façon à rendre cellesci superposables par simple retournement. On comprendra en particulier que dans un empilement destiné à constituer une bague conformément à l'objet de l'invention, les anneaux du deuxième type notés 1, peuvent être remplacés, en nombre quelconque, par des anneaux du troisième type, anneaux 3, de façon à constituer des circuits ou contacts de sécurité dans le cas où ceux-ci sont destinés à commander les organes essentiels du véhicule. En particulier, le ou les contacts doubles en parallèle ainsi obtenus peuvent avantageusement être utilisés pour la commande d'organes de sécurité du véhicule, tels que par exemple le ballon gonflable de sécurité. Les anneaux d'un même type ou les anneaux 1 formant deuxième série d'anneaux et anneaux 3 formant troisième série d'anneaux, sont empilés alternativement dans un sens puis dans l'autre de telle sorte que les pattes de connexion 16 sont orientées alternativement à droite puis à gauche du diamètre passant par les deux ergots diamétraux 14, 15, respectivement 34, 35 précédemment décrits. Les bagues ou languettes de connexion 16 d'un même type d'anneaux sont ainsi disposées suivant les deux génératrices de l'empilement constituant la bague. En outre, les faces isolantes en regard des différents anneaux sont fixes par rapport à l'autre, ce qui permet de réduire les forces de frottement et par là le couple d'entraînement d'une part, en augmentant la fiabilité par suppression de l'usure des isolants d'autre part. On a ainsi décrit une bague de transmission électrique montée entre la colonne de direction et le volant d'un véhicule automobile, permettant d'assurer la liaison en rotation entre un commutateur de commande monté sur le volant et les récepteurs des organes à commander, permettant d'obtenir une très grande sécurité et une très grande fiabilité de fonctionnement. La grande sécurité et la grande fiabilité de fonctionnement précitées sont dues à la structure particulière des anneaux constituant la bague de transmission objet de l'invention, anneaux dans lesquels les fonctions de connexion électrique et de contact entre anneaux sont séparées. REVENDICATIONS 1. Bague de transmission électrique montée entre la colonne de direction (110) et le isolant (120) d'un véhicule automobile pour assurer la liaison en rotation entre un commutateur de commande (140)monté sur le volant et les récepteurs des organes à commander, ladite bague étant composée d'une première série de n anneaux (2) conducteurs solidaires d'une douille (5) fixée sur la colonne de direction qui coopèrent électriquement avec une deuxième série de n anneaux (1) également conducteurs solidaires en rotation d'une embase (6) mécaniquement solidaire du volant, chaque paire de contacts formée par un anneau de chacune des deux séries étant isolée électriquement de la paire voisine, caractérisée en ce que chaque anneau conducteur de la première respectivement deuxième série est constitué par deux couronnes concentriques rendues électriquement et mécaniquement solidaires en au moins deux points de liaison disposés selon un de leur diamètre commun, de façon à séparer, au niveau de chaque anneau, les fonctions de connexion et d'entraînement-maintien d'une part et de contact électrique '9'autre part. 2. Bague de transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque anneau comporte sur une face une couche (201,101) de matériau isolant tel qu'un vernis ou unelaque. 3. Bague de transmission selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la couche (101,201) de matériau isolant est contenue alternativement entre deux anneaux (1) solidaires en rotation du volant puis entre deux anneaux (2) solidaires de la colonne de direction. 4. Bague de transmission selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un anneau (3) d'une troisième série, ledit anneau comprenant deux pistes de contact opposées destinées à assurer le contact électrique entre deux anneaux (2) successifs de première série empilés symétriquement par rapport au plan médian dudit anneau (3). 5. Anneau conducteur destiné à la réalisation d'une bague de transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit anneau (2) étant destiné à constituer la première série d'anneaux, celui-ci comprend - une première couronne circulaire (20) destinée à former piste de contact avec la piste de contact correspondante d'un anneau de la deuxième série d'anneaux, - une deuxième couronne circulaire (21), intérieure à la première, formant piste de connexion, ladite deuxième couronne étant rendue solidaire mécaniquement et électriquement de la première couronne circulaire par deux points d'attache diamétraux (22,23) et comportant à sa périphérie interne au moins un ergot de positionnement (24) et une languette de connexion (25). 6. Anneau conducteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite première couronne (20) formant piste de contact comporte une surface plane (200) formant piste de contact. 7. Anneau conducteur selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il est constitué en un matériau tel que le laiton. 8. Anneau conducteur destiné à la réalisation d'une bague de transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit anneau (1) étant destiné à constituer la deuxième série d'anneaux, celui-ci comprend - une première couronne circulaire (10) destinée à former piste de contact avec la piste de contact correspondante d'un anneau de la première série d'anneaux, - une deuxième couronne circulaire (11), extérieure à la première, formant piste de connexion, ladite deuxième couronne étant rendue solidaire mécaniquement et électriquement de la première couronne circulaire par deux points d'attache (12,13) diamétraux et comportant à sa périphérie externe deux ergots de positionnement (14,15) disposés selon un diamètre et une languette de connexion (16). 9. Anneau conducteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite première couronne circulaire comporte une face (100) formant piste de contact présentant des bossages (1000) régulièrement répartis. 10. Anneau conducteur selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il est constitué en un matériau tel que du cuivre a-u béryllium. 11. Anneau conducteur selon les revendications 7, 8 et 9, caractérisé en ce que la languette de contact(16) disposée à la périphérie externe de la deuxième couronne circulaire (11) est décalée d'un angle au centre ( ) de valeur déterminée par rapport à l'un des ergots de positionnement (14) de façon à obtenir, lors de l'empilement successif des anneaux formant première et deuxième série d'anneaux' par seul retournement alternatif des anneaux formant première et deuxième série d'anneaux, une distribution en épis alternée des languettes de connexion (16) de la deuxième couronnecirculaire (11) formant piste de connexion des anneaux de la deuxième série d'anneaux. 12. Anneau conducteur destiné à la réalisation d'une bague de transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit anneau étant destiné à constituer la troisième série d'anneaux, celui-ci comprend - - une première couronne circulaire (30) destinée à former deux pistes de contact opposées (300, 301)avec la piste de contact correspondante d'un anneau de la première série d'anneaux, - une deuxième couronne circulaire (31), extérieure à la première formant piste de connexion, ladite deuxième couronne étant rendue solidaire mécaniquement et électriquement de la première couronne circulaire par deux points d'attache (32,33) diamétraux et comportant à sa périphérie externe deux ergots de positionnement (34,35) disposés selon un diamètre et une languette de connexion (36). 13. Anneau conducteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les pistes de contact opposées (300,301) sont munies de bossages (3000) régulièrement répartis sur la circonférence de la couronne, alternés et opposés. 14. Anneau conducteur selon l'une des revendications 5 à 13 précédentes, caractérisé en ce que les premières couronnes circulaires destinées à former liste de contact des anneaux de la Dremière, deuxième et troisième série d'anneaux ont mêmes dimensions, de façon à rendre celles-ci superposables par retournement. 15. Anneau conducteur selon l'une des revendications 5 à 14 précédentes, caractérisé en ce que les cou-ronnes (21, 11, 31) formant piste de connexion et d'entraînement-maintien ont une dimension radiale faible, inférieure à un tiers de la dimension radiale de la couronne (20,10,30) correspondante formant piste de contact électrique, afin de leur conférer une qualité de souplesse axiale relative suffisante.