Brevet FR2632922A1 — publié le 19891222

La présente invention concerne un appareil de direction ayant une fonction d'absorption des chocs pour protéger le conducteur d'un véhicule de toutes blessures pendant la collision du véhicule, et en particulier un appareil de direction absorbant les chocs dans un dis- positif de direction du type à bascule dans lequel une colonne peut être réglée angulairement par rapport au sens vertical d'un véhicule. On a proposé précédemment en tant qu'appareil de direction absorbant les chocs ayant un mécanisme à bascule celui décrit par exemple dans la demande de brevet japonais publiée N 60-127 285 dans laquelle un élément d'absorption d'énergie de chocs sous forme de soufflet ou d'une forme déformable par déchirement est monté entre le boulon de fixation d'un étrier d'espacement et une partie à cliquet de suspension de la partie inférieure d'une colonne. La construction de cette forme de réalisation donnée-à titre d'exemple de l'art antérieur est décrite ci- après en référence aux figures 6 à 9 des dessins annexés. Deux étriers 21 de colonne fixés à une partie du véhicule par une pièce de montage 21t dont le corps 21h regarde la partie du véhicule comportent des fentes 21a pour permettre une extension verticale de basculement dans la moitié inférieure du corps 21h, et un étrier d'espacement 22 fixé au côté inférieur d'une colonne 6 est entouré par le corps 21h. Des échancrures 22u en forme de U ouvrant vers l'arrière (vers le côté du volant de direction) sont formées dans une position opposée par rapport aux parois latérales opposées 22k de l'étrier d'espacement 22, un boulon de -fixation 23 est prévu à travers les échancrures 22u et les fentes 21a pour le basculement, la partie d'écrou 24n du levier de basculement 24 est vissée avec la partie filetée de l'écrou 23, et par son serrage, l'étrier d'espacement 22 peut être poussé contre les étriers 21 de la colonne et fixé à ceux-ci. La partie qui est en contact avec la tête 23t de la partie de tige 23b du boulon de fixation 23 comporte une section transversale carrée dont la gamme de dimensions inclut des dimensions plus faibles que l'épaisseur des étriers 21 de la colonne et porte contre la surface interne des fentes 21a de basculement pour ainsi fournir la partie 23s d'interruption de rotation du boulon de fixation 23 pendant la fixation par le levier de basculement 24. Un élément 25 d'absorption d'énergie des chocs forme une structure cannelée ou plane du type soufflet et comporte des parois latérales dressées 25k formées de manière à se faire face l'une l'autre, sur les côtés opposés d'une de leur partie d'extrémité et ayant des trous a pour le boulon de fixation; et il comporte au centre de l'autre partie d'extrémité une fente d'accrochage 25n prévue pour être accrochée par un cliquet de suspension 26 formé sur le côté inférieur de la colonne 6, et la partie centrale de l'élément d'absorption de l'énergie des chocs comporte une partie d'absorption d'énergie 25e ayant -des cannelures et accrochée entre le boulon de fixation 23 et le cliquet de suspension 26. Lorsqu'il y a une collision du véhicule, le corps du conducteur frappe le volant de direction 1 par réaction et par conséquent l'arbre de direction 2 construit de manière à pouvoir s'affaisser commence à s'affaisser et la surface d'extrémité du volant de direction 1 frappe la surface d'extrémité supérieure de la colonne 6, de sorte que cette dernière est poussée vers l'avant (vers. la gauche) et vers le bas. A ce moment, l'étrier d'espacement 22 fixé à la colonne 6 ne peut empêcher qu'un dérapage ait lieu entre lui-même et l'étrier de colonne 21 parce que l'étrier d'espacement 26 est tel que le boulon de fixation 23 s'engage dans l'échancrure 22u en forme de U s'ouvrant vers le haut. Ensuite, le cliquet de suspension 26 se déplaçant vers l'avant avec la colonne 6 porte contre l'avant de la fente d'accrochage 25n de l'élément d'absorp- tion d'énergie 25 de sorte que ce dernier couplé au boulon de fixation 23 par le trou 25a destiné au boulon de fixation a sa partie 25e d'absorption de l'énergie ondulée étirée comme montré à la figure 9 et absorbe l'énergie des chocs par sa déformation plastique. L'appareil de direction de véhicule absorbant l'énergie des chocs décrit ci-dessus destiné au mécanisme à bascule, a l'avantage par comparaison avec un dispositif du type dans lequel une partie d'absorption d'énergie est prévue entre une carcasse de véhicule et un étrier de colonne (voir par exemple la demande de brevet japonais publiée 55-68 471) qu'il peut réduire la charge de crête maximale et peut, par conséquent, faire décroître la charge de choc reçue par le conducteur parce qu'aucune charge importante de moment W x L, o W est la force transmise depuis le volant de direction et L la distance entre la partie de bride de montage de l'étrier de colonne et le boulon de fixation, n'agit sur la partie de dégagement de la colonne, c'est-à-dire l'étrier de colonne 21t, mais si un tel élément d'absorption d'énergie simplement ondulé est accroché entre le boulon de fixation 23 de l'étrier d'espacement 22 et le cliquet de suspension 26 du côté de la colonne 6, des bruits de friction ou des bruits de contact des chocs seront produits par les vibrations, ou analogues, de la carcasse du véhicule en mouvement. De même, l'élément ondulé du type plaque est étiré par la charge de choc pour ainsi absorber l'énergie des chocs et donc il est difficile d'obtenir une caractéristique d'absorption d'énergie désirée. Il est particulièrement difficile d'obtenir une caractéristique d'absorption telle que la charge d'absorp- tion d'énergie immédiatement après le choc soit rendue faible et ensuite telle que la charge soit graduellement augmentée selon une courbe désirée. L'élément d'absorption d'énergie ondulé ne comporte aucun moyen pour commander son état de déformation plastique, et ceci donne un problème du fait qu'il est difficile que la résistance de déformation plastique de l'élément d'absorption d'énergie devienne sensiblement constante pour tout le trajet de mouvement de la colonne. La présente invention prévoit un appareil de direction de véhicule comportant une colonne de direction ayant un arbre de direction supporté de façon pivotante sur celle-ci, un étrier d'espacement fixe à la colonne et un étrier de colonne pour fixer la colonne à la carcasse du véhicule par l'intermédiaire de l'étrier d'espacement, l'appareil de direction ayant une plaque en boucle en forme de U absorbant l'énergie des chocs et comportant une première et une seconde partie de plaque et une partie courbée reliant de façon solidaire la première et la seconde partie de plaque, ces dernières étant fixées à la colonne et à l'étrier de la colonne à leurs extrémités respectives, de sorte que la plaque d'absorption de l'énergie des chocs, lorsqu'elle est frappée, est déformée plastiquement si bien que la partie courbée peut se déplacer, ce qui absorbe l'énergie. Dans une forme préférée de réalisation, la première et la seconde partie de plaque s'étendent sensiblement le long de la colonne et l'appareil de direction comprend en outre un élément de guidage fixé à la colonne pour restreindre la première et la seconde partie de plaque de la plaque en forme de U de sorte que, lors du choc, la plaque en forme de U soit déformée tout en étant limitée par l'élément de guidage. Dans une telle structure, lorsqu'a lieu une collision, la colonne de direction et la plaque en boucle sont limitées par un mouvement prédéterminé ou plus grand de la colonne de direction et la plaque en boucle se déplace obliquement vers le bas avec la colonne de direction et est plastiquement déformée pour absorber l'énergie des chocs tout en étant contrôlée par l'élément de guidage de la plaque en boucle. -La partie plastiquement déformable, c'est-à-dire la partie courbée en forme de U de la plaque en boucle, est restreinte entre la colonne et l'élément de direction et a son renflement vertical contrôlé par celui-ci et, ainsi, la déformation plastique progresse dans la direction longitudinale de la plaque en boucle à un taux prédéterminé. De plus, la plaque en boucle a sa largeur-de plaque augmentée graduellement vers le côté sur lequel progresse la déformation plastique par rapport à sa direction longitudinale et donc, à mesure que la partie plastiquement déformable se déplace, la charge de déforma- tion augmente graduellement et la force des chocs impartie au conducteur peut être maintenue sensiblement constante, ce qui amène l'absorption d'une énergie importante. La présente invention va maintenant être décrite à propos d'exemples de réalisation et en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'uhe plaque en boucle selon une forme de réalisation de l'invention - -la figure 2 est une vue latérale schématique d'une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue latérale montrant l'état de la plaque en boucle après avoir été déformée plastiquement selon la forme de réalisation de la figure 2; - la figure 4 est une vue en section transver- sale suivant la ligne IV-IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue latérale fragmentaire d'une second forme de réalisation de la présente inven- tion; - la figure 6 est une vue latérale d'un appareil de direction de véhicule à basculement ayant une partie d'absorption d'énergie des chocs selon l'art antérieur. - la figure 7 est une vue agrandie en section transversale prise le long de la ligne VII-VII de la figure 6; - la figure 8 est une vue latérale en section transversale des parties essentielles d'un appareil de direction ayant un élément d'absorption d'énergie ondulé selon l'art antérieur; et - la figure 9 est une vue latérale en section transversale montrant l'état de l'appareil de direction de la figure 8 après déformation plastique. Le mécanisme à bascule d'un appareil de direction appliqué à la forme de réalisation présente est sensiblement le même que celui décrit par rapport à l'art antérieur des figures 6 et 7, et des parties similaires reçoivent des numéros de référence similaires et n'ont pas besoin d'être décrites en détail. Une plaque en boucle 30 dans la forme de réalisation présente, telle que montrée à la figure 1, comporte une extrémité (extrémité arrière) sous la forme d'un U et les deux bras de cette partie en forme de U 30a comportent des fentes 31 s'étendant dans la direction longitudinale de la plaque. L'autre extrémité (extrémité avant) de la plaque en boucle 30, comme décrit ci.-après, est en forme de U de façon à être fixée à une colonne de direction avec la partie latérale de la colonne interposée entre elles, et la partie intermédiaire de la pièce depuis l'extrémité avant jusqu'à l'extrémité arrière est retournée pour donner une forme en U. La partie allant de cette partie courbée en forme de U 32 à la partie en forme de U b de l'autre extrémité est une partie 30c deformable plastiquement. Cette partie 30c a une dimension en largeur b2 à une section voisine de la partie 30b en forme de U de l'autre extrémité, et décroît graduellement en largeur à partir de -ce point et a une dimension en largeur b1 à la partie intermédiaire retournée (la partie 32 courbée en forme de U) et présente la même dimension en largeur à partir de ce point vers la partie 30a en forme de U de l'extrémité arrière. En référence à la figure 2, on voit un étrier 33 d'espacement fixé à la colonne de direction 6; il présente, dans des côtés opposés, des gorges 33a échancrées sensiblement parallèles à la colonne 6 depuis le centre vers les bords latéraux arrière (vers la droite). De plus, un étrier 21 de colonne monté sur une partie de carcasse de véhicule 10 de manière à entourer l'étrier 33 d'espacement à partir de son côté externe comporte des fentes 21a -verticales pour l'intersection avec basculement des gorges échancrées 33a de l'étrier 33 d'espacement, et un boulon de fixation 23 inséré dans ces gorges échancrées 33a et les fentes 21a de basculement est introduit dans les fentes 31 de la partie en -forme de U 30a de l'extrémité arrière de la plaque en boucle 30, et en outre la partie d'écrou (voir figure 7) d'un levier de basculement (non montré) contacte par vissage l'extrémité du bout du boulon de fixation 23. Dans la condition normale dans laquelle aucune collision n'a lieu, le boulon de fixation 23 est introduit dans les fentes 31 de la plaque en boucle 30 de manière à contacter les parties marginales latérales avant des fentes et, dans cet état, la partie en forme de U 30b de l'extrémité avant de la plaque 30 est fixée à la colonne 6, comme par exemple par soudage à proximité du bord avant de l'étrier 21 de la colonne, comme montré à la figure 2. Une partie courbée de la plaque en boucle contrôlant l'élément de guidage 34 qui est en forme de U dans la forme de réalisation illustrée est fixée aux deux côtés de la colonne 6 à la position de la partie plastique- ment déformable 36 de la plaque en boucle 30, comme par exemple par soudage, de manière à entourer la plaque en boucle 30. Une partie inférieure latérale 30d jointe à la partie en forme de U 30a de l'extrémité arrière de la plaque en boucle est en contact avec l'élément de guidage 34 et la partie latérale supérieure de celui-ci, c'est-à- dire la partie déformable plastiquement 30c, porte contre la partie latérale inférieure de la colonne 6, de sorte que la plaque en boucle 30 est commandée si bien que le rayon de courbure R de sa partie courbée et l'espacement T entre la partie latérale inférieure 30d et la partie déformable plastiquement 30c sont maintenus constants. Dans une telle construction, lorsque le véhicule a une collision, la colonne 6 et la plaque en boucle 30 avec l'étrier 33 d'espacement sont déplacés vers l'avant par rapport au boulon de fixation 23 d'une distance correspondant à la distance des fentes 31 de la plaque par ce qu'on appelle la collision secondaire. En outre, par l'application du choc, l'étrier d'espacement 33 est déplacé vers l'avant (à gauche à la figure 2), les gorges échan- crees 33a sortant du boulon de fixation 23 et, en même temps, par le mouvement de la colonne 6 dans la même direction, la plaque en boucle 30 a la partie 30b en forme de U de son extrémité avant fortement tirée vers la colonne 6, et la partie déformable plastiquement 30c est déformée et s'étend vers l'avant tout en absorbant l'énergie du choc, et la partie courbée en forme de U 32 devient proche de la partie en forme de U 30b de l'extrémité avant de la plaque. La figure 3 montre l'état obtenu alors. Pendant la déformation de la partie déformable plastiquement 30c, la courbure de la partie courbée en forme de U 32 n'est pas changée par l'élément de guidage 34 contrôlant la partie courbée de la plaque en boucle, comme décrit précédemment, tandis que la dimension en largeur de la plaque en boucle est minimale (b1) à la partie courbée en forme de U avant collision et la dimension en largeur devient graduellement plus grande à mesure que la partie -courbée 32 se déplace vers l'extrémité avant de la plaque et, par conséquent, l'énergie de collision est absorbée de façon fiable et stable au taux désiré d'augmentation prescrit par l'accroissement de la dimension en largeur de la plaque en boucle 30. Les fentes 31- dans la partie en forme de U 30a de l'extrémité arrière de la plaque en boucle 30 sont des fentes à déphasage pour réduire la charge de crête immédiatement après la collision et ne sont pas nécessaires à la présente invention mais peuvent être de simples trous circulaires dans quelques cas. Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, la courbure de la partie courbée en forme de U 32 de la plaque en boucle 30 étant déformée plastiquement est rendue constante et la.dimension en largeur de la partie défor- mable plastiquement 30c de la plaque varie de manière que la charge de déformation croisse graduellement, tandis que la présente invention nrest pas limitée à une telle forme, mais le côté inférieur de l'élément de guidage 34 con- trôlant la partie courbée peut être incliné dans la direction longitudinale de la colonne 6 (de sorte que le côté avant (gauche) puisse être élargi) et le rayon de courbure R de la plaque en boucle peut être contrôlé de manière à être important pendant la période de début de la collision et devient plus faible à mesure que la déforma- tion progresse, de sorte qu'un accroissement graduel dans la charge de déformation peut être réalisé. L'élément de guidage 34 contrôlant la partie courbée n'a pas. besoin d'être toujours un élément séparé fixé à la colonne 6 mais, comme dans la forme de réalisation de la figure 5, l'extrémité avant de l'étrier 35 d'espacement peut être étendue le longdu côté inférieur de la colonne 6 et cette partie étendue- peut fournir une partie de guidage 36 contrôlant la plaque en boucle. Sa forme n'est pas limitée à la forme en U, comme montré à la figure 4, Les moyens pour fixer la plaque en boucle, l'étrier d'espacement ou l'élément de guidage contrôlant la partie courbée à la colonne de direction ne sont pas limités au soudage, mais peuvent être fixés par une fixation par boulon ou analogue. Dans la forme de réalisation de la figure 5, la dimension en largeur de la plaque en boucle n'a pas besoin toujours d'être modifiée mais peut être constante. Comme décrit ci-dessus, selon la présente invention, dans un appareil de direction à basculement dans lequel une colonne de direction est fixée à une carcasse de véhicule en fixant un étrier de colonne par un étrier d'espacement fixé à la colonne et un boulon de fixation et o la fixation est relâchée par un levier à basculement ayant une partie d'écrou vissée avec le boulon de fixation pour ainsi rendre la colonne angulairement réglable dans le sens vertical du corps du véhicule, une plaque en boucle restreinte par un élément de guidage contrôlant la partie courbée est prévue entre le boulon de fixation de l'étrier d'espacement et ladite colonne de sorte qu'une énergie de choc puisse être absorbée par la déformation plastique de la plaque en boucle et donc, dans la présente invention, comparativement à un appareil de direction à basculement ayant une construction dans laquelle un élément d'absorption d'énergie du type ondulé ou à extension à déchirement est accroché entre un boulon de fixation et un cliquet de suspension dans la partie inférieure d'une colonne, il n'y a aucune production de bruit par des vibrations et aucune irrégularité de la caractéristique d'absorption d'énergie provoquée par l'irrégularité de la fabrication de l'élément d'absorption d'énergie, et une caractéristique d'absorption d'énergie stable et une caractéristique désirée de charge croissant graduellement sont obtenues. De plus, par comparaison avec le bas- culement de balancement de la taille dans lequel une partie d'absorption d'énergie est prévue dans la section dans laquelle un étrier de colonne est monté sur une carcasse de véhicule, la charge du moment pendant la collision n'agit pas et donc la contrainte crête maximale peut être réduite et ainsi -la contrainte à laquelle est soumis le conducteur et les dommages subis par lui pendant une collision accidentelle peuvent aussi être réduits. La structure de tout l'appareil de direction destiné à l'absorption des chocs devient ainsi compacte et cet appareil de direction peut être rendu léger et peu coûteux. REVENDICATIONS 1. Appareil de direction de véhicule absorbant les chocs comportant une colonne de direction (6) ayant un arbre de direction supporté de façon pivotante sur celle- ci, un étrier (33) d'espacement fixé à la colonne et un étrier (21) de colonne pour fixer ladite colonne à une carcasse de véhicule (10) par l'intermédiaire de l'étrier d'espacement, caractérisé par une plaque (30) en forme de U absorbant l'énergie des chocs et comportant des première (30a) et seconde (30b) sections de plaque et une partie courbée (32) reliant de façon solidaire les première et seconde parties de plaque, les extrémités respectives de ces dernières étant fixées à la colonne (6) et à l'étrier (21) de colonne, de sorte que la plaque d'absorption d'énergie des chocs, lorsqu'elle est heurtée, se déforme plastiquement si bien que la partie courbée (32) peut être déplacée ce qui absorbe l'énergie. 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les première et seconde parties de plaque s'étendent sensiblement le long de la colonne (6) et en ce que l'appareil de direction comprend en outre un élément de guidage (34) fixé à la colonne pour limiter les première et seconde parties de ladite plaque en forme de U 30 si bien que, lorsqu'il y a choc, ladite plaque en U est déformée tout en étant limitée par l'élément de guidage. 3. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la largeur de la première plaque.(30a) faisant partie de la plaque en forme de U (30) varie graduellement. 4. Appareil selon la revendication 2, carac- téris.é en ce que la largeur de la première plaque (30a) faisant partie de la plaque en forme de U (30) varie graduellement. -2632922 5. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'extrémité de la seconde partie de plaque (30b) de la plaque en forme de U (30- est fixée de telle manière à l'étrier de la colonne que, lorsqu'il y a choc, elle peut se déplacer par rapport à la colonne (6) d'une certaine distance.