Brevet FR2625150A1 — publié le 19890630

Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact La présente invention se rapporte à un volant de direction amortisseur.d'énergie d'impact comportant une partie formant anneau, une partie formant rayon et une partie formant bossage, dans lequel un tampon renfermant un amortisseur d'énergie d'impact est disposé au-dessus du côté supérieur de la partie formant bossage et une surface supérieure du tampon est parallèle à la surface de la partie formant anneau, et un noyau de rayon est réalisé en une matière susceptible de déformation plastique et, lorsqu'une force d'impact agit sur la partie formant anneau, le noyau de rayon est soumis à une déformation plastique et la surface de la partie formant anneau se met en position verticale. Dans un volant de direction 1 de l'art antérieur, tel que représenté sur la figure 1, un amortisseur d'énergie d'impact 6 en tôle présentant une section transversale en U est disposé sur le côté supérieur d'une partie formant bossage B et un tampon 5 est disposé avec une surface supérieure 5a presque parallèle à la surface de la partie formant anneau R. Un mécanisme à auto-alignement 3 présentant une plaque annulaire 3a et une pluralité de bras 3b susceptibles de déformation plastique est interposé entre un bossage 2 et un noyau 4 d'une partie formant rayon S, et le tampon 5 est disposé avec l'amortisseur d'énergie d'impact 6 fixé sur la plaque 3a du mécanisme à auto-alignement 3. En outre, le noyau de rayon 4 est réalisé en acier susceptible de déformation plastique (se référer à la demande de brevet japonais publiée No. 58-152660, ainsi qu'à la demande de modèle d'utilité publiée No. 60-9764). Dans un tel volant de direction 1, si une force d'impact F dans la direction horizontale est appliquée à la partie formant anneau R, dans un premier temps, la partie déformable formant bras 3b du mécanisme à autoalignement 3 est déformée et la surface supérieure -2- a du tampon 5 et la surface de la partie formant anneau R se mettent en position verticale perpendiculaire à la direction d'application de la force d'impact F (se référer à la figure 2). Ensuite, si la force d'impact F dans la direction horizontale continue d'être appliquée, le noyau de rayon 4 est soumis à une déformation plastique et la partie formant anneau R se rapproche du bossage 2 et, en même temps, le tampon 5 se confond sensiblement avec la partie formant anneau R, l'amortisseur d'énergie d'impact 6 est soumis à une déformation plastique et l'énergie est absorbée (se référer à la figure 3). Dans un tel volant de direction 1, la déformation de la partie déformable formant bras 3b du mécanisme à auto-alignement 3, du noyau de rayon 4 et de l'amortisseur d'énergie d'impact 6 dans l'ensemble absorbe l'énergie de la force d'impact F. Au cours des dernières années, comme il est décrit dans la demande de brevet japonais publiée No. 53-13730, afin de réaliser un volant de direction léger et de réduire son coût de fabrication, dans un noyau du volant de direction, la liaison entre un noyau d'anneau et un noyau de rayon, ou bien entre un bossage et un noyau de rayon ou élément analogue, est réalisée par la coulée d'un métal de coulée sous pression. Cependant, si le type de liaison mentionné ci-dessus obtenu par la coulée d'un métal de coulée sous pression entre le bossage et le noyau de rayon est appliqué à un volant de direction amortisseur d'énergie d'impact, les problèmes suivants peuvent se poser. Si le mécanisme à auto-alignement 3 est installé dans un tel volant de direction, la conception de la structure du moule en vue d'empêcher l'écoulement du métal pendant la coulée sous pression est rendue complexe, ce qui a pour effet d'augmenter le coût de fabrication. Par conséquent, dans un tel volant de direction, le mécanisme à auto-alignement 3 est supprimé et le tampon 5 est disposé avec l'amortisseur d'énergie d'impact 6 fixé à l'endroit du métal coulé sous pression. Cependant, comme la quantité de déformation plastique du métal coulé sous pression est faible, la force d'impact F dans la direction horizontale est appliquée à la 26 2 5 1 5 0 -3- partie formant anneau R et, même si la surface de la partie formant anneau se met en position verticale en raison de la déformation plastique du noyau de rayon 4, la surface supérieure 5a du tampon 5 ne se met pas en position verticale parallèle à la surface de la partie formant anneau. Si l'amortisseur d'énergie d'impact 6 contenu dans le tampon 5 est réglé de manière à être capable d'absorber la quantité prescrite d'énergie due à la force d'impact dans la direction verticale par rapport à la surface supérieure 5a du tampon 5, la partie formant anneau R se rapproche du bossage 2 et, lorsque l'amortisseur d'énergie d'impact 6 est déformé, ledit amortisseur 6 n'est pas à même d'absorber la quantité prescrite d'énergie. L'un des objets de l'invention est de proposer un volant de direction amortisseur d'énergie d'impact dans lequel, même si le bossage et le noyau de rayon sont reliés par la coulée de métal de coulée sous pression, lorsqu'une force d'impact dans la direction horizontale agit sur la partie formant anneau, la surface supérieure du tampon renfermant l'amortisseur d'énergie d'impact peut se mettre en position verticale avec la surface de la partie formant anneau. L'objet ci-dessus peut être atteint à l'aide d'un volant de direction amortisseur d'énergie d'impact comportant une partie formant anneau, une partie formant rayon, une partie formant bossage, un tampon disposé audessus du côté supérieur du bossage et ayant sa surface supérieure disposée presque parallèlement par rapport à la surface de la partie formant anneau, un noyau de rayon qui est prévu dans la partie formant rayon, qui est réalisé en une matière susceptible de-déformation plastique, qui est soumis à une déformation plastique et qui fait adopter à la surface de la partie formant anneau une position verticale lorsqu'une force d'impact dans la direction horizontale agit sur la partie formant anneau; un amortisseur d'énergie d'impact renfermé dans le tampon, et un organe de support réalisé en une matière susceptible de déformation plastique qui est fixé à un point éloigné du point de déformation plastique à l'état initial d'application de la force d'impact au niveau du noyau de rayon vers la partie formant anneau et à -4- l'amortisseur d'énergie, et qui maintient le tampon. Dans le volant de direction amortisseur d'énergie d'impact conforme à l'invention, lorsque la force d'impact dans la direction horizontale agit sur la partie formant anneau, le point prescrit du noyau de rayon est soumis à ute déformation plastique et la surface de la partie formant anneau se met en position verticale. Dans ce cas, l'organe de support est fixé à un point éloigné du point de déformation plastique du noyau de rayon vers la partie formant anneau, et l'organe de.support et le tampon maintenu par l'organe de support sont peu affectés par la déformation du noyau de rayon et la position relative par rapport à la partie formant anneau est préservée. La surface supérieure du tampon reste ainsi parallèle à la surface de la partie formant anneau, comme avant la déformation du noyau de rayon et se met en position verticale parallèle à la surface de l'anneau. Par conséquent, dans le volant de direction conforme à l'invention, si le bossage et le noyau de rayon sont reliés par coulée de métal de coulée sous pression dont la quantité de déformation plastique est faible, lorsque la force d'impact dans la direction horizontale agit sur la partie formant anneau, la surface supérieure du tampon peut se mettre en position verticale parallèle à la surface de la partie formant anneau et la force d'impact dans la direction verticale par rapport à la surface supérieure du tampon peut ainsi agir sur l'amortisseur d'énergie d'impact contenu dans le tampon. La présente invention sera mieux comprise, et d'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés- sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un volant de direction amortisseur d'énergie d'impact de l'art antérieur; La figure 2 est une vue en coupe illustrant le mode de fonctionnement lorsqu'une force d'impact agit sur un volant de direction amortisseur d'énergie d'impact de l'art antérieur; La figure 3 est une vue en coupe illustrant le mode de fonctionnement lorsque la force d'impact continue d'agir suite à -5- l'état représenté sur la figure 2; La figure 4 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un volant amortisseur d'énergie d'impact selon l'invention et une vue en coupe partielle suivant IV-IV de la figure 5; La figure 5 est une vue en plan du mode de réalisation; La figure 6 est une vue de dessous d'un organe de support utilisé dans le mode de réalisation; La figure 7 est une vue en coupe partielle suivant VII-VII de la figure 5; La figure 8 est une vue en coupe illustrant le mode de fonctionnement lorsqu'une force d'impact agit sur le volant de direction amortisseur d'énergie d'impact du mode de réalisation; La figure 9 est une vue en coupe illustrant le mode de fonctionnement lorsque la force d'impact continue d'agir suite à l'état représenté à la figure 8; La figure 10 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention; La figure 11 est une vue en coupe d'encore un autre mode de réalisation de l'invention; La figure 12 est une vue en coupe d'encore un autre mode de réalisation de l'invention; et La figure 13 est une vue en coupe d'encore un autre mode de réalisation de l'invention. Les formes de réalisation préférées de l'invention seront - décrites maintenant en référence aux dessins annexés. Dans un volant de direction 11 selon le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, une partie formant bossage B et une partie formant anneau R sont reliées par quatre parties formant des rayons S, et la liaison entre un bossage 12 et un noyau de rayon 14 ainsi qu'entre le noyau de rayon 14 et un noyau d'anneau 18 est réalisée par des parties coulées sous pression 13, 19 respectivement en un métal de coulée sous pression pour alliage léger tel que l'aluminium, le magnésium ou métal similaire. Le bossage 12, le noyau de rayon 14 et le noyau d'anneau 18 sont en acier mais il peuvent être réalisés en métal de coulée sous -6- pression à l'exception du noyau de rayon 14 pour lequel une déformation plastique est nécessaire. Par exemple, comme représenté sur la figure 11, la partie coulée sous pression 19 peut être étendue pour former également le noyau d'anneau 18. En outre, le noyau de rayon 14 peut être réalisé non seulement en acier mais également en feuille d'aluminium formé par laminage ou un procédé analogue si une déformation plastique est possible. De plus, dans le volant de direction Il dudit mode de réalisation, un tampon 15 présentant une surface supérieure 15a qui est presque parallèle à la surface de la partie formant anneau R est disposé au-dessus du côté supérieur de la partie formant bossage B et s'étend jusqu'à une position intermédiaire sur chaque partie formant rayon S. Le tampon 15 comporte à l'intérieur un amortisseur d'énergie d'impact 16 en tôle présentant une section transversale en U de réalisation similaire à celle de l'art antérieur. L'amortisseur d'énergie d'impact 16 absorbe une quantité prescrite d'énergie d'impact lorsqu'une force d'impact agit sur la surface supérieure a du tampon 15 dans la direction verticale, et il subit une déformation plastique. Dans le volant de direction 11 dudit mode de réalisation, un organe de support 17 en tôle susceptible de déformation plastique est fixé au côté inférieur de l'amortisseur d'énergie d'impact 16 par soudage ou un procédé analogue. Dans l'organe de support 17, comme représenté sur la figure 6, quatre branches 17a sont formées à des points prescrits de la périphérie. Ces branches 17a subissent plus facilement une déformation plastique que le noyau de rayon 14. Chaque branche 17a est verrouillée par l'intermédiaire de chaque trou taraudé 17b à chaque noyau de rayon 14 par une vis 22; de cette manière, l'organe de support 17 est fixé au volant 11 et le tampon 15 renfermant l'amortisseur d'énergie d'impact 16 est également fixé au volant 11. La position de chaque branche 17a fixée au noyau de rayon 14 est éloignée du point X à proximité de la partie coulée sous pression 13 - dans l'état de déformation plastique du noyau de rayon 14 vers la -7partie formant anneau R si bien que la partie formant anneau R se met en position verticale dans le cas initial de la force d'impact F dans la direction horizontale agissant sur la partie formant anneau R comme décrit ci-après. Dans ledit mode de réalisation, lorsque la vis 22 est serrée, un couvercle inférieur 21 est également serré contre le noyau de rayon 14. La branche 17a de l'organe de support 17 peut être fixée au noyau de rayon 14, en plus de son serrage par la vis 22, par soudage ou un procédé analogue, comme représenté sur la figure 11. De plus, dans l'organe de support 17 dudit mode de réalisation, lorsqu'il est fixé au noyau de rayon 14, un écart H d'environ 20 mm est prévu entre ledit organe de support 17 et le bossage 12 ou la partie coulée sous pression 13 du côté inférieur. L'écart H est prévu afin d'empêcher l'organe de support 17 de gêner le bossage 12 ou la partie coulée sous pression 13; lorsque la force d'impact F agit sur la partie formant anneau R, la partie formant anneau R se met ainsi en position verticale. On va décrire maintenant le mode de fonctionnement lorsque le volant de direction 11 dudit mode de réalisation est monté sur l'arbre de direction d'une automobile et que la force d'impact F dans la direction horizontale agit alors sur la partie formant anneau R. Dans le cas représenté sur la figure 7, si la force d'impact F dans la direction horizontale agit sur la partie formant anneau R, le noyau de rayon 14 est soumis à une déformation plastique au point prescrit X et la surface de la partie formant anneau R se met en position verticale comme représenté sur la figure 8. Dans ce cas, comme l'amortisseur d'énergie d'impact 16 renfermé dans le tampon 15 est fixé à l'organe de support 17, lequel est fixé à un point éloigné -du point X de déformation plastique du noyau de rayon 14 vers la partie formant anneau R, le tampon 15 est peu affecté par la déformation du noyau de rayon 14 et la position relative par rapport à la partie formant anneau R est préservée et la surface supérieure a du tampon 15 se met en position verticale presque parallèle à la surface de la partie formant anneau R. -8- Si, ensuite, la force d'impact F continue d'être appliquée à toute la surface de la partie formant anneau R dans la direction horizontale, comme représenté sur la figure 9, le noyau de rayon 14 est soumis à une déformation plastique et la partie formant anneau R se rapproche de la partie formant bossage 12 et la surface supérieure 15a du tampon 15 se confond avec la partie formant anneau R, et la force d'impact F agit ensuite sur l'amortisseur d'énergie d'impact 16 dans la direction verticale par rapport à la surface supérieure 15a du tampon 15 et l'amortisseur d'énergie d'impact 16 absorbe la quantité prescrite d'énergie et subit une déformation; la branche 17a subit par conséquent une déformation plastique et la hauteur du tampon 15 est réduite. Par conséquent, dans le volant de direction 11 dudit mode de réalisation, dans l'état initial dans lequel la force d'impact F dans la direction horizontale agit sur la partie formant anneau R, la surface supérieure 15a du tampon peut se mettre en position verticale presque parallèle à la surface de la partie formant anneau R, et la force d'impact F dans une direction verticale par rapport à la surface supérieure 15a du tampon 15 peut agir sur l'amortisseur d'énergie d'impact 16 renfermé dans le tampon 15. Dans ledit mode de réalisation, bien que l'organe de support 17 soit fixé au côté inférieur de l'amortisseur d'énergie 16 situé dans le tampon 15, l'organe de support 17 peut être fixé au côté supérieur de l'amortisseur 16, comme représenté sur la figure 10. De plus, bien que dans ledit mode de réalisation, l'amortisseur d'énergie d'impact 16 soit en tôle et soumis à une déformation plastique, il est également possible d'utiliser un amortisseur d'énergie d'impact 27 réalisé en une matière plastique cassante telle que de la mousse de polyuréthane rigide, comme représenté sur la figure 11. En outre, bien que dans ledit mode de réalisation le bossage 12 et le noyau de rayon 14 soient reliés par la partie-coulée sous pression 13 en métal de coulée sous pression du volant de direction 11, l'invention peut être appliquée, comme représenté sur la figure 12, à un volant de direction dont le bossage 12 et le noyau de rayon -9-_ 14 sont reliés par soudage. Dans ce cas, l'organe de support 17 peut être fixé également, comme représenté sur la figure 13, au côté supérieur de l'amortisseur d'énergie 16. REVENDICATIONS 1. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) com- portant: (a) une partie formant anneau (R); (b) une partie formant- rayon (S); (c) une partie formant bossage (B) reliée à ladite partie formant anneau (R) par l'intermédiaire de ladite partie formant rayon (S); (d) un tampon (15) disposé au-dessus du côté supérieur de ladite partie formant bossage (B) et ayant une surface supérieure (15a) disposée presque parallèlement par rapport à la surface de ladite partie formant anneau (R) ; et (e) un noyau de rayon (14) disposé dans ladite partie formant rayon (S) et réalisé en une matière susceptible de déformation plastique, et qui est soumis à une déformation plastique et qui fait adopter à la surface de la partie formant anneau (R) une position verticale lorsqu'une force d'impact dans la direction horizontale agit sur ladite partie for- mant anneau (R); caractérisé en ce qu'il comprend en outre: (f) un amortisseur d'énergie d'impact (16) renfermé dans ledit tampon (15); et (g) un organe de support (17) réalisé en une matière susceptible de déformation plastique et fixé à un point éloigné du point (X) de déformation plastique à l'état initial d'application de la force d'im- pact au niveau dudit noyau de rayon (14) vers ladite partie formant an- neau (R) et audit amortisseur d'énergie d'impact (16), et qui maintient ledit tampon (15). 2. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un bossage (12) réalisé en acier est disposé dans ladite partie formant bossage (B) et ledit noyau de rayon (14) est relié audit bossage (12) par une partie coulée sous pression (13) réalisée en un métal de coulée sous pression pour alliage léger. 3. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe de support (17) est fixé au côté inférieur dudit amortisseur d'énergie d'impact (16), et un écart est prévu entre ledit organe de support (17) et ledit bossage (12) ou ladite partie coulée sous pression (13) afin que ledit organe de support (17) ne gêne pas ledit bossage (12) ou ladite partie coulée sous pression (13) lorsque la force d'impact dans la direction horizontale agit sur ladite partie formant anneau (R) et que ladite partie formant anneau (R) se met en position verticale. 4. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe de support (17) est fixé au côté supérieur dudit amortisseur d'énergie d'impact (16) et un écart est prévu entre ledit amortisseur d'énergie d'impact (16) et ledit bossage (12) ou ladite partie coulée sous pression (13) afin que ledit amortisseur d'énergie d'impact (16) ne gêne pas ledit bossage (12) ou ladite partie coulée sous pression (13) lorsque la force d'impact dans la direction horizontale agit sur ladite partie formant anneau (R) et que ladite partie formant anneau (R) se met en position verticale. 5. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de support (17) est réalisé en t8le et comporte des branches (17a) fixées audit noyau de rayon (14) et lesdites branches (17a) subissent plus facilement une dé- formation plastique que ledit noyau de rayon (14). 6. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites branches (17a) sont fixées audit noyau de rayon (14) par verrouillage à l'aide de vis (22). 7. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites branches (17a) sont fixées audit noyau de rayon (14) par soudage. 8. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit amortisseur d'énergie d'impact (16) est réalisé en tôle. 9. -Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit amortisseur d'énergie d'impact (16) est réalisé en une matière plastique cassante telle que de la mousse de polyuréthane rigide. 10. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un bossage (12) réalisé en 2625 1 5 0 acier est disposé dans ladite portion formant bossage (B) et ledit noyau de rayon (14) est relié audit bossage (12) par soudage. 11. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit organe de support (17) est fixé au côté inférieur dudit amortisseur d'énergie d'impact (16) et un écart est prévu entre ledit organe de support (17) et ledit bossage (12) afin que ledit organe de support (17) ne gêne pas ledit bossage (12) lorsque la force d'impact dans la direction horizontale agit sur ladite partie formant anneau (R) et que ladite partie formant anneau (R) se met en position verticale. 12. Volant de direction amortisseur d'énergie d'impact (11) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit organe de support (17) est fixé au côté supérieur dudit amortisseur d'énergie d'impact ((16) et un écart est prévu entre ledit amortisseur d'énergie d'impact (16) et ledit bossage (12) afin que ledit amortisseur d'énergie d'impact (16) ne gêne pas ledit bossage (12) lorsque la force d'impact dans la direction horizontale agit sur ladite partie formant anneau (R) et que ladite par- tie formant anneau (R) se met en position verticale.