Brevet FR2692054A1 — publié le 19931210

Volant de direction pour véhicules automobiles. t1 invention concerne un volant de direction pour véhicules automobiles, en particulier pour des voitures particulières, constitué par un adaptateur pour l'accouplement à la colonne de direction du véhicule, par un élément de déformation pouvant être relié à l'adaptateur et par une couronne de direction comportant des rayons. De tels volants de direction sont connus selon l'état de la technique. Il est usuel que l'adaptateur, l'élément de déformation et la couronne de direction soient des pieces individuelles qui peuvent être assemblées. Il est également connu d'exécuter l'adaptateur et ltélement de déformation en une seule pièce. Dans les volants de direction de ce type qui sont usuels jusqu'à présent, il s1 est avere lors d'essais de choc que les possibilités de déformation du volant de direction et de l'élément de déforma- tion ne suffisent pas pour assurer que dans les conditions de l'essai, les charges du corps de choc restent au-dessous des limites autorises et supportables pour le corps humain ou la tête. A partir de cet état de la technique, l'objet de Irinvention réside en la mise au point d'un volant de direction du type mentionné dans l'introduction qu satisfait mieux aux revendications exigées actuellement pour diminuer le risque de blessure des personnes et qui peut être utilisé universellement tant pour divers types de véhicules que pour des systemes dlairbag. Pour resoudre ce problème, on propose que les rayons de la couronne de direction soient exécutes sous forme d'une seule pièce avec il élément de déformation, les rayons partant de la couronne de direction et pointant vers le milieu de la couronne de direction, que pour former l'élément de déformation, les rayons soient coudés vers l'adaptateur à une certaine distance du milieu en plusieurs endroits par rapport au plan qui s'étend sur la couronne de direction et soient alors prolongés par une zone annulaire qui est parallèle au plan de la couronne de direction et située à un certaine distance de ce plan et que des zones soient formées au niveau des rayons et de I'elément de déformation, à proximité des zones des points d'inflexion, dans lesquelles les rayons sont plus souples que dans les autres parties des rayons. De cette manière, les rayons de la couronne de direction et l'élément de déformation sont exécutés en une seule pièce, la disposition déterminée des coudes ou des points dtinflexions, liée à la souplesse plus aisée des rayons ou de l t element de déformation, qui est forme par les extrémités des rayons pointant radialement vers l'intérieur et formant la zone annulaire, permettant d'atteindre un excellent amortissement lors du choc de la poitrine et de la tête d'une personne en cas d'un accident, de telle maniere que les exigences d'amortissement imposées actuellement soient remarquablement remplies. Grâce aux zones de souplesse plus aisée formées par la forme des rayons et de l'élément de déformation forme par lesdits rayons dans la zone des points d'inflexion, on atteint, en cas de choc, un amortissement remarquable par la déformation plastique du matériau des rayons et de l'élément de déformation. On prévoit de préférence que les points d'inf'exion soient affaiblis. A cette fin, on peut prévoir que le matériau des rayons soit plus mince au niveau des points d'inflexion. On prévoit de manière particulièrement préférée que le matériau des rayons au niveau des points d'inflexion soit troué. Cette execution est, pour des raisons de technique de fabrication, particulierement peu coûteuse et peut également être facilement contrôlée en ce qui concerne les effets désirés car par des essais correspondants, on peut facilement déterminer la taille et la disposition de trous pour atteindre l'affaiblissement desiré au niveau des points d'inflexion. D'autre part ou de manière supplémentaire, on peut également prévoir que le matériau des rayons au niveau des points d'inflexion soit comprimé en accordéon. Dans une exécution de type accordéon, les nervures de la zone de compression sont perpendiculaires par rapport à l'axe longitudinal des rayons. De plus, on prévoit de manière particulièrement préférée que les points d'inflexion sont affaiblis parallelement à la courbe de flexion élastique théorique, de maniere environ perpendiculaire à l'axe longitudinal des rayons. On prevoit en plus de manière particulièrement préférée que les points d'inflexion soient affaiblis par plusieurs trous disposés le long de la courbe de flexion élastique théorique, en particulier des trous longitudinaux ou ovales. La disposition des points d'inflexion et des trous est réalisée le long de lignes circulaires concentriques dont le point central est de préférence le milieu de la colonne longitudinale. Une execution particulierement préférée et tres active réside en ce que les rayons, à partir de la couronne de direction, dans sa proximité immediate, sont d'abord coudés vers l'adaptateur en formant un faible angle d'environ 10 à 20 , ce point d'inflexion étant de préférence non affaibli, en ce que les rayons sont alors droits sur une partie allant jusqu' près de la zone intérieure annulaire, en ce que cette zone est prolongée par un point d'inflexion affaibli ot les rayons sont coudés vers l'adaptateur d'environ 85 à 1100, de préférence d'environ 1000, par rapport à la couronne de direction, en ce que ce point d'inflexion est prolongé par une nouvelle courte partie droite qui se termine par un point d'inflexion affaibli, le rayon étant replié dans le sens opposé par rapport au point d'inflexion précédent et ce d'un angle d'environ 20 à 500, de préférence d'environ 40 , en ce que cette partie est à nouveau prolongée par une partie de rayon droite qui est ensuite prolongée par un point d'inflexion affaibli à partir duquel le matériau du rayon forme la zone centrale annulaire parallèle au plan de la couronne de direction. Grâce à cette exécution, on permet une déformation plastique correspondante des rayons et de l'élément de déformation formé par les extrémités des rayons s'étendant radialement vers I'intérieur. En cas de choc, les zones de charge correspondantes se plient en accordéon, la déformation désirée pouvant être reglee par la taille et la disposition des trous ainsi que par la position angulaire des zones des points d'inflexion l'une par rapport à l'autre. Une autre forme d'exécution préférée réside en ce que les rayons s'etendent de manière asymétrique par rapport à la couronne de direction, deux rayons etant disposés en se dirigeant en se croisant à peu près au milieu de la couronne de direction et deux autres rayons étant disposés et repartis régulièrement entre ces rayons dans le demi cercle de la couronne de direction renfermé entre les deux rayons. Une telle disposition de rayons est connue en soi selon l'état de la technique; on obtient ainsi que les armatures situées dans le champ visuel de conducteur ne soient pas cachées par des rayons ou des éléments analogues lorsqu'on conduit en ligne droite. Pour la fixation simple de la couronne de direction sur un adaptateur, on a prévu que la zone centrale annulaire présente des trous pour le passage d'agents de fixation au moyen desquels la zone centrale peut être fixée à l'adaptateur. Dans ce contexte, on signale que l'exécution selon I1 invention résulte en un volant de direction universel qui peut être utilisé dans quasiment tous les types de véhicules, seul l'adaptateur spécifique au véhicule devant etre fabriqué et fourni en un grand nombre en fonction des différents types de vehicules alors que le volant de direction en tant que tel représente une piece universelle pour l'utilisation dans tous les véhicules correspondants. On prévoit en outre de préférence que la zone centrale annulaire presente des trous pour le passage d'agents de fixation au moyen desquels la zone centrale peut être fixée sur l'adaptateur. On prevoit en outre de préférence que l'élément de déformation ainsi que les rayons sont constitués par un alliage d'aluminium ou un alliage d'acier. On peut egalement prévoir que la couronne de direction est constituee par une pièce arme en matiere synthétique ou par du bois sans éclats. En outre, on prevoit de manière préférée l'incorporation comme armature dans la couronne de direction d'une piece annulaire dont la coupe transversale a avantageusement un profil en U et dont les côtes recouvrent les extrémités des rayons. Il peut être avantageux que l'armature soit constituée par une piece métalliques et/ou par un profil en matière synthétique et/ou par un matériau composite en matière synthétique. Pour modifier le moment d'inertie autour de l'axe vertical du volant de direction et diminuer la tendance aux vibrations, on prévoit de préférence l'incorporation d'une masse lourde, de préférence du plomb, dans larmatu- re. Pour diminuer le risque de blessure et pour ameliorer le maniement du volant de direction, on prévoit en outre que la couronne de direction et de préférence également la partie des rayons qui s'étend jusqu'au premier point d'inflexion affaibli soient enveloppées, de preference par un matériau à base de bois et/ou par de la mousse de polyurêthanne, le cas échéant par un revetement en cuir ou en cuir synthétique. En particulier lorsqu'on a prévu un recouvrement du volant de direction en bois sans éclats, on prévoit de preference un ou plusieurs trous dans le matériau des rayons dans la partie des rayons comprise entre la couronne de direction et le premier point d'inflexion affaibli. Grâce a ces trous, on cree quasiment des trous de d'équilibrage qui sont utiles à la déformation plastique aisée désirée en cas de choc. On prevoit en outre avantageusement l'incorporation dans la partie centrale en forme de tête de l'élément de déformation, qui est formé par la zone annulaire et les extrémités coudées des rayons, d'un corps en un matériau plastiquement déformable qui est en saillie par rapport au plan formé par les rayons et, le cas échéant, également par rapport au plan formé par la couronne de direction et qui présente une grande surface parallèle au plan s'étendant sur la couronne de direction. De tels corps de choc en matériau plastiquement déformable sont connus en soi selon l'état de la technique. Ils peuvent être constitués par une matière synthétique en masse ou par des matériaux analogues. il est également possible de fabriquer de tels corps déformables à partir d'un corps métallique en filigrane qui est entouré par un matériau plastique mou. On prévoit en outre de manière particulièrement préférée l'incorporation d'un elément d'airbag dans la zone centrale en forme de tète de l1élément de déformation. L'execution du volant de direction comprenant l'elément de déformation moulé en une seule pièce avec les rayons permet d'executer la zone centrale avec une taille telle qu'on peut en outre utiliser tant un corps ayant surface suffisamment grande en un matériau pouvant etre plastiquement déformé qu'un élément à airbag usuel, en particulier du type de construction américain, qui nécessite un espace relativement grand. L'invention est explicitee dans la suite à l'aide d'un exemple d'execution. La fig. 1 représente une forme d'exécution selon l'inven tion d'un volant de direction en vue de dessus; la fig, 2 represente le même volant selon la coupe II-II de la fig. 1. La roue directrice pour véhicules automobiles, en particulier pour des voitures particulières, est constituée par un adaptateur non represente dans le dessin pour l'accouplement à la colonne longitudinale du véhicule ainsi que par un élément de déformation 1 pouvant être relie à l'adaptateur et par une couronne de direction 2 comportant des rayons 3. Selon l'invention, les rayons 3 de la couronne de direction 2 forment un seul corps avec l'élément de déformation 1. Les rayons 3 partent de la couronne de direction 2 et pointent vers le milieu de la couronne de direction 2. Pour former l'élément de déformation 1, les rayons 3 sont coudés, à une certaine distance du milieu, par rapport au plan de la couronne de direction 2, en direction de l'adaptateur (non représenté) situe à l'arrière dans la figure 1 du dessin et à gauche dans la figure 2 du dessin. Ils forment ensuite une zone annulaire 4 qui est parallèle au plan de la couronne de direction et située à une certaine distance de ce plan. La distance de ce plan peut être d'environ 8 à 10 cm. Le diamètre de la couronne de direction 2 est en général situé entre 280 et 430 mm. Des zones sont situées au niveau des rayons 3 et de l'élément de déformation 1, à l'endroit des points dtinflexion 5, 6, 7, dans lesquelles les rayons 3 ou l'élément de déformation 1 forme par ceux-ci est plus souple que dans les autres parties des rayons 3 ou de l'élément de déformation 1. Dans l'exemple d'exécution1 on affaiblit les points d'inflexion en trouant le matériau des rayons à l'endroit des points d'inflexion 5, 6, 7. On obtient ainsi un affaiblissement du matériau des rayons parallèlement à la courbe théorique de flexion élastique 8, 9, qui est à peu près perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal des rayons 3. Les points d'inflexion dans la zone des deux rayons 3 inferieurs représentés dans le dessin sont chacun affaiblis par un trou central 13 ovale alors que les points d'inflexion supérieurs dans le dessin 1, qui sont à peu près horizontaux, sont chacun affaiblis par deux trous ovales disposés symetriqueent le long de la ligne des points d'inflexion. Comme on peut le voir de maniere partlculièremnt claire dans la fig. 2, les rayons 3 partent à partir de la couronne de direction 2 et sont d'abord, dans sa proximité immédiate en 11, coudés vers l'adaptateur en formant un faible angle d'environ 20", ce point d'inflexion étant de préférence non affaibli. Les rayons 3 sont alors droits sur une partie allant jusqu' près de la zone annulaire 4. Cette zone est prolongée par un point d'inflexion 5 affaibli ou le matériau des rayons est coudé vers l'adaptateur d'environ 1000, par rapport à la couronne de direction Cet endroit est indiqué par 12. Ce point d'inflexion est prolonge par une nouvelle courte partie droite qui se termine par un point d'inflexion 6 affaibli en 13. -En ce point d'inflexion, le matériau du rayon est replie A partir de ce point, le matériau du rayon forme la zone centrale annulaire parallèle au plan de la couronne de direction. Cette zone est indiquée par 14, Par cette disposition, on obtient une exécution en accordéon qui permet la déformation plastique de l'élément de déformation I et des rayons 3 en cas dTun choc d'un corps humain ou d'une tête sur la couronne de direction 2 ou sur la zone centrale (zone du moyeu) du volant de direction. Comme on peut le voir en particulier dans la figure 1 du dessin, les rayons 3 sont asymétriques par rapport à la couronne de direction 2, les deux rayons 3 supérieurs de la figure 1 du dessin étant dirigés en se croisant à peu pres au milieu de la couronne de direction 2 et deux autres rayons 3 de la figure 1 du dessin étant disposés au-dessous de et répartis régulièrement entre ces rayons 3 dans le demi cercle de la couronne de direction 2 renfermé entre les deux rayons supérieurs. La zone centrale 4 annulaire présente des trous 15 pour le passage d'agents de fixation au moyen desquels la zone centrale 4 peut être fixée sur l'adaptateur correspondant. L'adaptateur en lui-même ne participe pas à une déformation plastique correspondante, mais l'element de déformation 1 peut également se déformer dans la zone des points d'inflexion 7 vers l'arrière dans la figure 1 du dessin ou vers la gauche dans la figure 2 du dessin de telle maniere que la partie situee entre le point tA'in- flexion 7 et le trou 15 soit replié vers l'arrière. L'élément de déformation 1 et les rayons 3 sont découpés et pliés en une seule pièce dans un disque en métal. L'élément de déformation 1 et les rayons 3 sont de préférence en aluminium ou en acier. Dans l'exemple d'exe- cution, la couronne de direction 2 est formée par une pièce armée en matiere synthétique, une pièce 16 annulaire en acier étant incorporée comme armature dans la couronne de direction 2, la section transversale de ladite pièce ayant un profil en U. Les côtés de ce profil recouvrent l'extrémité libre des rayons 3, comme on peut le voir en particulier dans la partie inférieure de la fig. 2. La couronne de direction 2 ainsi que la partie s'étendant jusqu'au premier point d'inflexion 5 affaibli des rayons 3 sont enveloppees par un matériau à base de mousse de polyurethanne ou, le cas échéant, par un revêtement en cuir ou en cuir synthétique. Ceci est indique dans les figures par 17. Dans la partie centrale 18 en forme de tête de l1élé- ment de déformation 1, qui est formé par la partie annulaire 4 et les extrémités coudées des rayons on peut incorporer un corps de choc en un matériau pouvant être plastiquement déforme qui est en saillie par rapport au plan formé par les rayons 3 et, le cas échéant, également par rapport au plan de la couronne de direction 2 et qui présente une grande surface parallèle à la couronne de direction. Dans cet espace creux 18, on peut en outre introduire un élément d'airbag complet. L'invention n'est pas limite à l'exemple d'exécution mais peut comporter de nombreuses modifications dans le cadre de la publication. Toutes les nouvelles caractéristiques individuelles et combinees publiées dans la description et/ou dans le dessin sont considérées comme essentielles de l'invention. Revendications 1. Volant de direction pour véhicules automobiles, en particulier pour des voitures particulières, constitue par un adaptateur pour l'accouplement à la colonne de direction du véhicule, par un élément de déformation pouvant être relié à 1 T adaptateur et par une couronne de direction comportant des rayons, caractérisé en ce que les rayons (3) de la couronne de direction (2) sont exécutes sous forme d'une seule piece avec l'élément de déformation (1), les rayons (3) partant de la couronne de direction (2) et pointant à peu près vers le milieu de la couronne de direction (2), en ce que, pour former l'élément de deformation (1), les rayons (3) sont coudés vers l'adaptateur a une certaine distance du milieu en plusieurs endroits par rapport au plan qui s 'étend sur la couronne de direction (2) et sont alors prolongés par une zone annulaire (4) qui est parallèle au plan de la couronne de direction et située à un certaine distance de ce plan et en ce que des zones sont formées au niveau des rayons (3) et de llele- ment de déformation (1), à proximité des zones des points d'inflexion (5, 6, 7), dans lesquelles les rayons (3) sont plus souples que dans les autres parties des rayons (3). 2. Volant de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'inflexion (5, 6, T) sont affaiblis. 3. Volant de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau des rayons est plus mince au niveau des points d'inflexion (5, 6, 7). 4. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 3, caracterise en ce que le matériau des rayons est troué au niveau des points d1inflexion (5, 6, 7). 5. Volant de direction selon une quelconque d.es revendications 1 & 4, caractérise en ce que le matériau des rayons est comprimé en accordéon au niveau des points d'inflexion (5, 6, 7). 6. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 5, caracterise en ce que les peints d'inflexion (5, 6, 7) sont affaiblis parallelement à la courbe théorique de flexion elastique (8, 9), à peu près perpendiculairement a l'axe longitudinal des rayons. 7. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérise en ce que les points d'inflexion (5, 6, 7) sont affaiblis par plusieurs trous (10), en particulier des trous longitudinaux ou ovales, disposés le long de la courbe théorique de flexion elastique (8, 9). 8. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les rayons (3), à partir de la couronne de direction (2), dans sa proximite immédiate, sont d'abord coudes vers l'adaptateur en formant un faible angle d'environ 10 à 200, ce point d'inflexion étant de préférence non affaibli, en ce que les rayons (3) sont alors droits sur une partie allant jusqu'à près de la zone intérieure annulaire, en ce que cette zone est prolongée par un point d'inflexion (5) affaibli ou les rayons (3) sont coudés vers lladaptateur d'environ 85 à 1100, de préférence d'environ 100 , par rapport à la couronne de direction (2), en ce que ce point d'inflexion (5) est prolongé par une nouvelle courte partie droite qui se termine par un point d'inflexion (6) affaibli, le rayon étant (3) replié dans le sens opposé par rapport au point d'inflexion (5) precedent et ce d'un angle d'environ 20 â 50 , de préférence d'environ 400, en ce que cette partie est à nouveau prolongee par une partie de rayon droite qui est ensuite prolongée par un point d'inflexion (7) affaibli à partir duquel le matériau du rayon forme la zone centrale (4) annulaire parallèle au plan de la couronne de direction. 9. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérise en ce que les rayons (3) s'étendent de manière asymetrique par rapport à la couronne de direction (2), deux rayons (3) étant disposes en se dirigeant en se croisant à peu près au milieu de la couronne de direction (2) et deux autres rayons (3) étant disposés et répartis régulièrement entre ces rayons (3) dans le demi cercle de la couronne de direction (2) renfermé entre les deux rayons (3). 10. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la zone centrale (4) annulaire présente des trous (15) pour le passage d'agents de fixation au moyen desquels la zone centrale peut etre fixée à l'adaptateur. 11. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ltélément de déformation (1) et les rayons (3) sont decoupés et pliés en une seule piece dans un disque en métal. 12. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'élément de déformation (1) et les rayons (3) sont constitués par un alliage d'aluminium ou par un alliage d'acier. 13. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la couronne de direction (2) est constituée par une pièce arme en matiere synthétique ou par du bois sans eclats. 14. Volant de direction selon la revendication 13, caractérise en ce qu'on a incorporé dans la couronne de direction 2, comme armature, une pièce annulaire (16) dont la coupe transversale presente de préférence un profil en U, les côtés recouvrant les extrémités des rayons. 15. Volant de direction selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'armature est constituée par une pièce en métal et/ou par un profil en matière synthétique et/ou par un matériau composite en matière synthétique. 16. Volant de direction selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu t on a disposé une masse lourde dans l'armature, de préférence du plomb. 17. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 16, caracterise en ce que la couronne de direction (2) et de preference egalement la partie des rayons 18. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'on a prévu un ou plusieurs trous dans le matériau des rayons dans la partie des rayons (3) située entre la couronne de direction (2) et le premier point d'inflexion (5) affaibli. 19. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 18, caractérise en ce qu'on incorpore dans la partie centrale (18) en forme de tête de l'élément de déformation 20. Volant de direction selon une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'on a introduit un élément d'airbag dans la zone centrale (18) en forme de tête de l'élément de déformation.