Brevet FR2666781A1 — publié le 19920320

La présente invention concerne les véhicules automobiles terrestres et, plus particulièrement, une pièce de structure destinée spécialement à y être fixée notamment automatiquement par exemple par l'entremise d'une cloison. Comme on le sait, les véhicules contemporains, en particulier ceux dits de "tourisme" sont constitués d'une architecture tenant lieu de coque et/ou de châssis obtenue essentiellement à partir d'éléments métalliques faits de tôle relativement mince et emboutie, découpée et soudée. Une telle architecture comprend, notamment, des traverses qui, entre autres, contribuent à séparer le compartiment antérieur, souvent moteur, de l'habi- tacle. Ces traversent portent, habituellement, une cloison et divers socles et consoles auxquels sont fixés des sous-ensembles variés. C'est en particulier le cas de la traverse supérieure qui contribue à délimiter la baie à pare-brise. Ces socles ou consoles sont, traditionnellement, faits à partir de constituants emboutis dans des tôles métalliques, qui sont assemblés pour former des entités mécanosoudées. Ces socles et consoles qui sont, par exemple, destinés à porter des sous-ensembles tels que la colonne de direction éventuellement avec son dispositif anti-vol, un jeu de pédales d'accélérateur, de frein et, s'il y a lieu, d'embrayage et d'autres commandes pour le lave-vitres ou pour les feux de signalisation ou de conduite ainsi que des connecteurs pour recevoir différents autres accessoires, sont rapportés sur ces traverses. La technique traditionnelle d'assemblage est telle que ces socles et consoles sont d'abord fixés "nus" sur les traverses par toute tech nique classique appropriée, par exemple vissage, soudage, rivetage ou collage. Ceci fait, on peut alors y rapporter pour les "habiller" les sous-ensembles dont il a été question précédemment telle que cette colonne de direction entre autres.On voit donc qu'un tel processus de construction oblige à monter de tels sous-ensembles sur leur console, socle respectif qui ont été préalablement associés à ces traverses et cloison. La géométrie de l'habitacle d'un véhicule est telle que lorsque ces socles et consoles sont en place sur les traverses et/ou cloison, leur accès pour y fixer les sous-ensembles qu'ils doivent recevoir est le plus souvent particulièrement délicat parce que le volume disponible pour les opérateurs est relativement exigu et, habituellement, d'une localisation peu accessible. On imagine donc facilement que si le montage dans ces conditions n'est pas aisé pour un opérateur humain doué d'agilité et d'un degré de réflexion associé à un entraînement, il est totalement impraticable si l'on souhaite mettre en oeuvre des techniques automatiques faisant appel à des robots ou à des automates programmables par exemple, et tout spécialement si l'on souhaite opérer selon des cinématiques simples. Une solution à ce type de difficultés est par exemple exposée dans le document FR 89 16 125 déposé par la Demanderesse. Toutefois, la solution décrite par ce document ne permet pas de résoudre la situation où la colonne de direction est à position réglable en inclinaison et/ou en extension de manière à pouvoir s'adapter à la morphologie et/ou au style de conduite du conducteur. En effet dans une telle situation, outre les problèmes que l'on a précédemment indiqué, il est nécessaire de disposer des degrés de liberté requis par le dispositif de montage de la colonne de direction afin de pouvoir en modifier la position et, ensuite, maintenir celle-ci dans la position choisie par des moyens d 'Immobilisation. Le but de l'invention est d'apporter une so- lution à l'ensemble des problèmes évoqués brièvement en utilisant une pièce de structure pour véhicule automobile destinée à être fixée à ce dernier d'une manière automatique seulement après que l'un au moins des divers sous-ensembles prévus pour lui être associé y a été monté et tout spécialement dans le cas où cette pièce est montée dans le véhicule au niveau d'une cloison séparant un compartiment antérieur d'un habitacle. L'invention a pour objet une pièce de structure pour véhicule automobile destinée à être montée sur ce dernier, plus particulièrement, au niveau d'une cloison de celui-ci séparant un compartiment antérieur d'un habitacle, qui est faite d'un seul tenant et qui présente une configuration en coque à alvéoles et orifices et qui est aussi apte à recevoir notamment une colonne de direction à position réglable en inclinaison et/ou extension faite d'un arbre mobile dans une gaine et maintenue dans une position choisie par des moyens d'immobilisation. Cette pièce de structure est caractérisée en ce qu'elle comprend un promontoir saillant placé dans la coque à proximité de l'une de ses extrémités et disposé approximativement symétriquement par rapport à son axe longitudinal, et qui est muni à proximité de l'un de ses bouts d'une articulation d'axe perpendi culaire à celui de cet arbre et à proximité de l'autre de ses bouts d'un mécanisme de guidage pour diriger les changements de position de cette colonne de direction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la lecture de la description et de revendications qui suivent, ainsi que de l'examen du dessin annexé, donnés seulement à titre d'exemple, où - la Figure 1 est une vue perspective de côté d'un mode de réalisation d'une pièce de structure suivant l'invention montrant la colonne de direction avec son extension minimale; - la Figure 2 est une vue analogue à celle de la Figure 1, sous un autre angle, montrant la colonne de direction avec son extension maximale;; - la Figure 3 est une vue analogue à celle de la Figure 2 où la colonne de direction est représentée avec une inclinaison différente pour la même extension, - les Figure 4 et 5 sont des vues partielles de détail de la pièce selon l'invention des figures précédentes, et - la Figure 6 est une coupe méridienne partielle par llaxe Y-Y de la Figure 4 illustrant la configuration des bossages du promontoire de la pièce de structure. Les techniques de fabrication et d'assemblage des constituants des véhicules automobiles sont bien connues, en particulier des spécialistes de ce secteur d'activité industrielle. C'est pourquoi la description qui suit est limitée à ce qui concerne directement ou indirectement l'invention. Pour faire face aux situations particulières auxquelles il sera confronté, l'homme du métier puisera dans les solutions classiques courantes à sa dispositiqn. Dans ce qui suit, un même numéro de référence identifie toujours un élément homologue quel que soit le mode de réalisation. Pour la commodité de l'exposé, on décrira successivement chacun des constituants de la pièce de structure suivant l'invention avant d'en exposer le fonctionnement. La pièce de structure suivant l'invention est plus particulièrement destinée à équiper un véhicule V qui comprend, entre autres, un compartiment antérieur A, le plus souvent moteur, et un habitable H séparé par une cloison C. C'est au niveau de cette cloison que la pièce de structure selon l'invention est montée. Cette pièce de structure est notamment apte à recevoir une colonne de direction 10 à position réglable en inclinaison et/ou en extension. Cette colonne de direction comprend un arbre 11 d'axe X-X, fait en un ou plusieurs tronçons, et qui est mobile en rotation suivant cet axe et en translation selon cet axe, et aussi inclinable pour modifier l'orientation de cet axe dans un plan habituellement approximativement vertical contenant cet axe. Cet arbre est, de préférence, logé dans une gaine 12, par exemple faite d'un manchon 121 dans lequel est engagé un tube 122. Le manchon 121 est muni d'un évasement 132 dans lequel est logé un joint d'étanchéité glissant de tout type connu approprié, de manière à recevoir le tube 122 qui porte à proximité de son extrémité apparente un support 131 destiné à recevoir au moins un sous-ensemble tel qu'un commutateur multiple appelé couramment "comodo". Des moyens d'immobilisation 20, par exemple à genouillère, comprennent un levier 21 à poignée pour maintenir la colonne de direction dans la position choisie. La pièce de structure 30 qui est faite d'un seul tenant et qui présente une configuration en coque à alvéoles et orifices , est apte à recevoir notamment cette colonne de direction. Cette coque 30 présente un axe Z-Z longitudinal, comme cela apparait à l'examen des figures du dessin, par lequel passe un plan qui contient aussi l'axe X-X de l'arbre de la colonne de direction. C'est dans ce plan que peut se mouvoir la colonne de direction pour en modifier l'inclinaison ou l'extension. A proximité de l'une des extrémités de la coque et disposé approximativement symétriquement par rapport à cet axe longitudinal Z-Z se trouve un promontoir 300 saillant. A l'un des bouts 301 de ce promontoir est disposée une articulation 31 d'axe Y-Y perpendiculaire à l'axe X-X de cet arbre, et à proximité de l'autre 302 de ses bouts est disposé un mécanisme de guidage 32 pour diriger les changements de position de la colonne de direction 10. Comme on le voit, le promontoir 300 comprend des bossages 310 et des flancs 320. Les bossages 310 sont munis, d'une part, de surfaces de glissement 311 cylindriques, coaxiales à l'axe Y-Y de l'articulation et, d'autre part, de paliers 313 coaxiaux à cet axe. De préférence, les surfaces de glissement 311 sont séparées par des évidements 312. Les flancs 320 sont parallèles entre eux et au plan défini par les axes X-X et Z-Z dans lequel se meut l'arbre de la colonne de direction; ces flancs sont transpercés de fentes 321, de préférence rectilignes et orientées selon la direction de cet arbre. Une bride 316 avec un socle 317 cintré est bordée par des oreilles 318. Ces oreilles sont percées de trous 3180. Cette bride est munie de patins 319 destinés à coopérer avec les surfaces de glissement 311. Le socle 317 est destiné à recevoir la gaine 12 et à y être fixé et, plus particulièrement à recevoir et à être fixé au manchon 121 par exemple par soudage ou analogue. Une barre 314 est portée par les paliers 313 et est reliée à la bride 316, de préférence par des tiges 315 logées dans les évidements 312. Cette bride et cette barre font partie de l'articulation 31. Un étrier 326 avec un pont 327 cintré présente des branches parallèles 328 transpercées de boutonnières 329 arquées approximativement centrées sur l'axe Y-Y de l'articulation. Le pont 327 est destiné à recevoir la gaine 12 et à y être fixé, et plus particulièrement est destiné à recevoir et à être fixé au tube 122 par exemple par soudage ou analogue. Les branches 328 sont destinées à coopérer avec les flancs 320. Un organe de jonction 3200r telle une broche, relie les flancs 328 et les branches 328 en étant engagé simultanément dans les fentes 321 et les boutonnières 329. Comme on peut l'observer, le promontoir est muni d'un creux 303 en forme d'arc de cylindre destiné à permettre un escamotage partiel de la gaine 12 de la colonne de direction et ainsi augmenter de l'amplitude de l'inclinaison. Comme on peut aussi l'observer, cette coque comprend aussi des cuvettes 304 placées de part et d'autre du promontoir 300 et qui sont saillantes hors de la coque. Ces cuvettes sont destinées à recevoir les branches 328 pour permettre de les escamoter partiellement et ainsi augmenter la course possible de l'inclinaison de la colonne de direction. Comme on peut l'observer en particulier sur la Figure 5, la tige 315 se présente par exemple à la manière d'une vis à tête hexagonale engagée dans le trou 3180 de l'oreille 318 de la bride 316, et qui est vissée dans un trou borgne taraudé par exemple de la barre 314. De préférence, une bague 40 par exemple en matériau élastique tel un élastomère est interposée entre la tige 315 et la bride 316 au besoin à l'aide d'une entretoise 41 épaulée prenant appui sur les patins 319. Pour la variante d'exécution illustrée sur la Figure 6, la tige 315 se présente à la manière d'une tige filetée soudée à une rondelle, tige et rondelle qui sont insérées dans l'évidement 312 avant introduction de la barre 314. Cette barre 314 est de préférence portée par des fourreaux par exemple métalliques prisonniers des bossages 310, comme représenté. L'ensemble des composants est monté et assemblé comme illustré sur les diverses figures du dessin. Pour modifier la position de la colonne de direction réglable 10 dans le plan pratiquement vertical contenant son arbre 11 d'axe X-X, il suffit d'agir sur les moyens d'immobilisation 20 à l'aide du levier 21 à poignée pour la rendre relativement libre. Le conducteur, en saisissant le volant non dessiné monté à l'extrémité libre de l'arbre 11 peut, d'une part, modifier l'inclinaison de la colonne en la faisant basculer autour de l'axe Y-Y de l'articulation et, simultanément, s'il y a lieu modifier l'extension de la colonne dans l'habitacle en tirant ou repoussant le volant, ou vice-versa. De préférence, l'axe Y-Y de l'articulation est confondu avec un croisillon de cardan D qui est habituellement fixé à l'extrémité opposée de l'arbre 11. Dans un tel cas, il est commode d'utiliser un arbre en plusieurs tronçons télescopiques de manière à conserver constante la longueur de la colonne entre ce cardan et le suivant ou la crémaillère de direction. Toutefois, ceci n'est pas indispensable et l'on peut très bien faire en sorte que cet arbre ne soit pas télescopique. Alors en tirant ou en repoussant le volant, on change sa position dans l'habitacle sans pour autant modifier la longueur de l'arbre. Mais pour une telle solution, il faut alors que les trous 3180 de fixation de la bride ne soient plus circulaires mais oblongs et orientés selon la direction de la colonne de direction; il faut aussi qu'un autre tronçon de l'arbre entre le cardan et la crémaillère soit télescopique. La pièce de structure suivant l'invention qui se présente à la manière d'une coque monobloc à configuration complexe, est obtenue par exemple par des opérations de moulage ou de formage. Si l'on utilise de préférence des matières telles que des résines, on associe à ces dernières des substances appropriées telles que des charges ou des fibres par exemple en verre ou en carbone, pour leur conférer les propriétés mécaniques et/ou physiques particulières recherchées. Lorsqu'on se sert de résines synthétiques, on utilise des matériaux plastiques renforcés estampables (TRE) mis en forme par compression du type de ceux connus sur le-marché sous la désignation SYMALIT ou "Glas Mat Thermoplastic" (GMT) ou STC (Structural Thermoplastic Composite) ou bien des polyesters mis en forme par compression du type des Sheet Molding Compound (SMC) assouplis chargés à 30-40-60%, voire des polyamides mis en oeuvre par injection et chargés de fibres de verre. Pour une fabrication de la pièce selon l'invention à l'aide de résines synthétiques, on donne de préférence aux bossages 310 la configuration illustrée sur la Figure 6; on y voit qu'ils ont une section droite ondulée en "pis de vache" ou en n (oméga) qui favorise un bon fluage de la matière nécessaire à la mise en oeuvre par une technique de compression autorisant aussi un bon remplissage en taux de fibres. Il est clair que cette constitution n'est pas la seule utilisable et qu'on peut fabriquer aussi cette pièce à partir d'un feuillard métallique approprié par exemple en acier, correctement embouti et découpé à l'aide des techniques traditionnelles, ou à partir d'un alliage coulé, par exemple à base d'aluminium. Suivant la technique utilisée, le promontoir est pourvu d'un logement 322, ménagé dans la zone des fentes 321, dans lequel est logée une/ou des coquilles 323; ces coquilles permettent de renforcer le promontoir et de recevoir l'organe de jonction. Les tranches, avec ou sans rebord de ces coquilles servent d'appui aux branches 328 de l'étrier 326 lorsqu'elles sont serrées par les moyens d'immobilisation 20. De préférence, l'organe de jonction 3200 est directement l'un des constituants des moyens d'immobilisation, de préférence associé au levier 21. Grâce à l'invention, il est possible d'obte nir un réglage en continu de la position du volant tel que le centre de ce dernier soit mobile dans une zone approximativement parallélépipédique d'environ 50 mm de profondeur et d'environ 120 mm de hauteur, du plan vertical contenant les axes X-X et Z-Z. On observera que les bagues 40 permettent un filtrage des vibrations. De ce qui précède, on voit donc qu'il est possible de placer la pièce de structure selon l'invention, de préférence préalablement toute équipée en particulier de sa colonne de direction réglable, dans l'habitacle à l'aide des techniques automatiques faisant appel à des robots ou à des automates programmables puisqu'elle se présente à la manière d'une entité qui peut être prééquipée antérieurement et dont la mise en place et la fixation sont aisées. Selon les variantes d'exécution de cette pièce de structure conformée à l'invention, celle-ci fait corps, partiellement ou totalement, avec la cloison C séparatrice ou bien est fixée à cette dernière. S'il y a lieu, cette pièce de structure peut être aussi fixée à l'une au moins des traverses T supérieure et inférieure qui séparent habituellement le compartiment antérieur de l'habitacle d'un véhicule. On saisit immédiatement tout l'intérêt de l'invention pour les lignes d'assemblage des véhicules produits spécialement en grandes séries. REVENDICATIONS 1 - Pièce de structure pour véhicule automobile qui est destinée à être montée sur ce dernier, plus particulièrement au niveau d'une cloison de celui-ci séparant un compartiment antérieur d'un habitacle, qui est faite d'un seul tenant, qui présente une configuration en coque (30) à alvéoles et orifices et qui est apte à recevoir notamment une colonne de direction (10) à position réglable en inclinaison et/ou extension faite d'un arbre (11) avec un axe (X-X) mobile dans une gaine (12) et maintenue dans une position choisie par des moyens d'immobilisation (20), caractérisée en ce qu'elle comprend un promontoire (300) saillant qui est placé dans la coque à proximité de l'une de ses extrémités, qui est disposé approximativement symétriquement par rapport à son axe (Z-Z) longitudinal et qui est muni à proximité de l'un (301) de ses bouts d'une articulation (31) d'axe (Y-Y) perpendiculaire à celui (X-X) de cet arbre (11) et qui est muni à proximité de l'autre (302) de ses bouts d'un mécanisme de guidage (32) pour diriger les changements de position de cette colonne de direction (10). 2 - Pièce de structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que cette articulation (31) comprend, entre autres, des bossages (310) munis, d'une part, de surfaces de glissement (311) cylindriques coaxiales à cet axe (Y-Y) et, d'autre part, de paliers (313) coaxiaux à cet axe (Y-Y). 3 - Pièce de structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que cette articulation (31) comprend une bride (316) avec un socle (317) cintré destiné à recevoir cette gaine (12) et à y être fixé, et avec des oreilles (318) bordant ce socle (317), et avec des patins (319) destinés à coopérer avec ces surfaces de glissement (311), et une barre (314) portée par ces paliers (313) et reliée à cette bride (316). 4 - Pièce de structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que cette barre (314) et cette bride (316) sont reliées par des tiges (315). 5 - Pièce de structure selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que ces surfaces de glissements (311) sont séparées par des évidements (312) et en ce que ces évidements (312) reçoivent ces tiges (315). 6 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ce mécanisme de guidage (32) comprend, entre autres, des flancs (320) parallèles à cet arbre (11) et transpercés de fentes (321) rectilignes et orientées selon cet arbre (11). 7 - Pièce de structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que ce mécanisme (32) comprend un étrier (326) avec un pont (327) cintré destiné à recevoir cette gaine (12) et à y être fixé, et avec des branches (328) parallèles destinées à coopérer avec ces flancs (320) et transpercées de boutonnières (329) arquées approximativement centrées sur l'axe (Y-Y) de cette articulation (31), et un organe de jonction (3200) reliant ces flancs (320) et branches (328). 8 - Pièce de structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que cet organe de jonction (3200) est une broche engagée simultanément dans ces fentes (321) et boutonnières (329). 9 - Pièce de structure selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que cette coque (30) comprend des cuvettes (304) placées de part et d'autre de ce promontoire (300) et saillantes hors de la coque, et destinées à recevoir ces branches (328) pour permettre de les escamoter. 10 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ce promontoire (300) est muni d'un creux (303) destinée à permettre un escamotage partiel de la gaine (12) de cette colonne de direction (10). 11 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, où cette colonne de direction (10) est rétractile et extensible et comprend une gaine (12) faite d'un manchon (121) et d'un tube (122) coulissant dans ce dernier, caractérisée en ce que cette bride (316) est fixée à ce manchon (121) et cet étrier (326) est fixé à ce tube (122). 12 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisée en ce que les bossages (310) ont une section droite ondulée en "pis de vache" ou en n (oméga). 13 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle est fixée à la cloison séparant un compartiment.antérieur d'un habitacle. 14 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle fait corps au moins partiellement avec la cloison séparant un compartiment antérieur d'un habitacle. 15 - Pièce de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, destinée à être montée sur un véhicule où ce compartiment antérieur et cet habitacle sont séparés par des traverses supérieure et inférieure, caractérisée en ce qu'elle est fixée à au moins l'une de ces traverses.