Brevet FR2702724A1 — publié le 19940923

La présente invention concerne un ensemble de colonne de direction notamment pour véhicule automobile. On connaît déjà dans l'état de la technique un certain nombre d'ensembles de colonne de direction, qui comportent un corps de colonne dans lequel est disposé un arbre tubulaire de direction, dont une extrémité est adaptée pour être reliée au reste du mécanisme de direc- tion du véhicule et dont une autre extrémité est adaptée pour recevoir un volant de direction. Il est de plus en plus fréquent d'intégrer des modules à sac gonflable dans les coussins centraux de ces volants pour assurer la protection des conducteurs des véhicules en cas de choc. Ces modules à sac gonflable comprennent généra- lement un sac associé à un générateur de gaz de gonflage de celui-ci dont le fonctionnement est contrôlé par un détonateur. On rencontre généralement dans les véhicules automobiles, deux grands types de coussins centraux de volant, à savoir les coussins fixés sur les volants ou sur les arbres de direction, qui tournent donc avec ceux-ci et les coussins fixés sur des tubes de support s'étendant dans les arbres de direction, ces tubes étant bloqués en rotation et les coussins étant alors stationnaires par rapport aux volants lorsque ceux-ci tournent. L'intégration des modules à sac gonflable dans les coussins présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de la masse et du moment d'inertie extrêmement importants de ceux-ci, de la fréquence propre de l'ensemble de colonne qui est dégradée par le montage en porte-à-faux de cette masse, mais également de l'encom- brement de ces modules, ce qui se traduit par des coussins présentant un encombrement important et donc des caracté- ristiques esthétiques discutables. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un ensem- ble de colonne de direction, notamment pour véhicule automobile, du type comportant un corps de colonne dans lequel est disposé un arbre tubulaire de direction, dont une extrémité est adaptée pour être reliée au reste du mécanisme de direction du véhicule et dont une autre extrémité et adaptée pour recevoir un volant de direction, et un module à sac gonflable comprenant un sac gonflable disposé dans un coussin central de volant et associé à un générateur de gaz de gonflage de ce sac, caractérisé en ce que le module à sac gonflable est divisé en deux parties, dont l'une comporte le sac et est disposée dans le coussin et l'autre comporte le générateur de gaz et est logée dans l'ensemble de colonne, à distance du coussin et en ce que les deux parties du module sont raccordées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un organe tubulaire de l'ensemble de colonne. Selon un mode de réalisation, le coussin central est porté par l'arbre de direction et l'organe tubulaire et formé par cet arbre de direction. Selon un autre mode de réalisation, le coussin central est porté par un tube de support stationnaire, disposé dans l'arbre de direction et l'organe tubulaire est formé par ce tube de support du coussin. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 représente une vue en coupe schémati- que d'un premier mode de réalisation d'un ensemble de colonne de direction selon l'invention, dans lequel le volant et le coussin central sont portés par un arbre de direction; la Fig 2 représente une vue en coupe schémati- que d'un second mode de réalisation d'un ensemble de colonne de direction selon l'invention, dans lequel le volant et le coussin central sont également portés par l'arbre de direction; et la Fig 3 représente une vue en coupe schémati- que d'un troisième mode de réalisation d'un ensemble de colonne de direction selon l'invention, dans lequel le volant de direction est porté par un arbre de direction et le coussin central est porté par un tube de support stationnaire s'étendant dans cet arbre. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig 1, un ensemble de colonne de direction selon l'invention com- porte un corps de colonne désigné par la référence géné- rale 1 sur cette figure, dans lequel est disposé un arbre de direction tubulaire désigné par la référence générale 2. La structure de fixation de cet ensemble sur un véhicule automobile étant bien connue dans l'état de la technique, on ne la décrira donc pas plus en détail. L'une des extrémités de l'arbre de direction est adaptée pour être reliée en 3, au reste du mécanisme de direction du véhicule, tandis que son autre extrémité est adaptée pour recevoir un volant de direction 4, comportant un coussin central 5 de réception d'un sac gonflable 6 d'un module à sac gonflable, associé à un générateur de gaz. Alors que dans l'état de la technique, l'ensem- ble du module à sac gonflable, c'est à dire le sac gonfla- ble et le générateur de gaz de gonflage de celui-ci, était disposé dans le coussin central du volant, dans l'ensemble de colonne selon l'invention, le module à sac gonflable est divisé en deux parties, dont l'une comporte le sac gonflable 6 et est disposée dans le coussin central du volant 5 et dont l'autre comporte le générateur de gaz désigné par la référence générale 7 sur cette figure et est logée dans l'ensemble de colonne de direction, à dis- tance du coussin Ces deux parties du module à sac gonfla- ble sont raccordées l'une à l 'autre par l'intermédiaire d'un organe tubulaire de l'ensemble de colonne. Dans le mode de réalisation représenté sur cette Fig 1, le générateur de gaz 7 qui est par exemple consti- tué par un générateur de gaz à poudre associé à un détona- teur 8, est disposé dans l'arbre de direction 2, par exemple dans la portion de celui-ci située entre les paliers de guidage 9 et 10 de celuici dans le corps de colonne de direction. Un filtre à particules désigné par la référence il peut également être disposé dans cet arbre de direction entre le générateur de gaz et le sac gonflable pour éviter toute dégradation du sac par des particules projetées par le générateur à poudre lors de son fonctionnement. Le détonateur 8 qui est en fait un système de mise à feu du générateur à poudre, est raccordé par des conducteurs électriques désignés de façon générale par la référence 12, s'étendant dans l'arbre de direction, par exemple à des contacts tournants désignés par la référence 13 et portés par l'arbre de direction Ces contacts tournants permettent le raccordement de ce détonateur au reste des circuits électriques du véhicule, par l'intermé- diaire de conducteurs 14. Le sac gonflable du module est quant à lui raccordé à l'extrémité de l'arbre de direction adaptée pour recevoir le volant. Ce raccordement peut présenter n'importe quelle structure appropriée. On conçoit ainsi que l'arbre de direction de l'ensemble de colonne représenté sur la Fig 1, sert d'une part à loger le générateur de gaz et son détonateur et d'autre part, de conduit de raccordement de ce générateur de gaz au module à sac gonflable. On conçoit alors que cette structure présente un certain nombre d'avantages par rapport aux structures classiques de modules à sac gonflable, dans la mesure o le coussin central du volant ne comporte plus que le sac gonflable qui présente un encombrement et un poids ré- duits, le générateur de gaz étant disposé dans l'arbre de direction par exemple entre les paliers de guidage de celui-ci dans le corps de colonne. Ceci permet d'une part une réduction de l'encom- brement du coussin et d'autre part une amélioration des performances de l'ensemble de colonne. Sur la Fig 2, on a représenté un autre mode de réalisation d'un ensemble de colonne de direction selon l'invention. Cet ensemble de colonne comporte toujours un corps de colonne de direction 21 dans lequel est disposé un arbre de direction tubulaire 22. Cet arbre de direction tubulaire est relié à l'une de ses extrémités, en 23, au reste du mécanisme de direction du véhicule et est adapté pour recevoir à son autre extrémité, un volant de direction 24 comportant un coussin central 25 dans lequel est intégré un sac gonfla- ble 26 d'un module à sac gonflable. Ce sac gonflable est raccordé à une extrémité de l'arbre de direction 22 dont l'autre extrémité porte un générateur de gaz par exemple à poudre 27 associé à un détonateur 28 raccordé par l'intermédiaire de contacts tournants 29 et de conducteurs 30, au reste des circuits électriques du véhicule. Alors que dans le mode de réalisation représenté sur la Fig l, le générateur de gaz et le détonateur étaient disposés dans l'arbre de direction, dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 2, ce générateur de gaz et ce détonateur sont disposés autour de celui-ci et cet arbre de direction comporte en regard de ce généra- teur, des trous par exemple 31 et 32 de mise en communica- tion de ce générateur de gaz avec l'intérieur de l'arbre de direction pour assurer le raccordement du générateur au sac gonflable. Cet arbre de direction comporte également un filtre à particules 33 interposé entre ces trous et le sac gonflable 26 disposé dans le coussin central du volant et un bouchon 34 d'obturation de l'extrémité de l'arbre de direction opposée à celle raccordée au sac, pour diriger les gaz vers le sac gonflable. Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, le volant de direction et le coussin central de celui-ci sont portés par l'arbre de direction, de sorte que ce coussin tourne en même temps que l'arbre et le volant. Sur la Fig 3, on a représenté un autre mode de réalisation d'un ensemble selon l'invention dans lequel le coussin central est stationnaire par rapport au volant. Dans ce mode de réalisation, l'ensemble de colonne comporte toujours un corps de colonne de direction 41 dans lequel est disposé un arbre de direction tubulaire 42. Cet arbre de direction tubulaire porte à l'une de ses extrémités le volant de direction 43 et est rac- cordé à son autre extrémité, c'est à dire en 44, au reste du mécanisme de direction 45 du véhicule par l'intermé- diaire de moyens à engrenage 46. Un tube 47 de support du coussin central 48 du volant est disposé dans l'arbre de direction et est fixé en position par rapport au reste de la structure du véhicule, c'est à dire que l'arbre de direction peut tourner autour de ce tube dans le corps de colonne. On conçoit que lorsqu'un utilisateur fait tourner le volant de direction 43, ceci entraîne une rotation de l'arbre de direction 42 et du reste du méca- nisme de direction du véhicule, tandis que le tube de support 47 et le coussin central 48 ne bougent pas. Ce coussin central est adapté pour recevoir un sac gonflable 49 d'un module à sac gonflable, celui-ci étant raccordé à une extrémité du tube de support de ce coussin, tandis qu'un générateur de gaz 50 associé à un détonateur 51, sont disposés dans ce tube, par exemple à l'autre extrémité de celui-ci. Le détonateur est raccordé au reste des circuits électriques du véhicule, par l'intermédiaire de conduc- teurs 52 et un filtre à particules 53 peut également être interposé entre le générateur de gaz 50 et le sac gonfla- ble 49 dans ce tube. On conçoit alors que dans les différents modes de réalisation qui viennent d'être décrits, le module à sac gonflable est divisé en deux parties, dont l'une comporte le sac gonflable et est disposée dans le coussin central du volant et l'autre comporte le générateur de gaz et est logée dans l'ensemble de colonne de direction, à distance de ce coussin central, les deux parties du module à sac gonflable étant raccordées l'une à l'autre, par l'intermédiaire d'un organe tubulaire de l'ensemble de colonne. Sur les Fig 1 et 2, cet organe tubulaire est formé par l'arbre de direction du véhicule, celui-ci portant le volant et le coussin central. Sur la Fig 3, cet organe tubulaire est formé par le tube de support du coussin central du volant, disposé dans l'arbre de direction du véhicule qui porte le volant et ce tube est stationnaire par rapport à cet arbre de direction et ce volant, de sorte que le coussin est fixe lors de la rotation du volant et de l'arbre. Cette division en deux parties du module à sac gonflable et l'intégration du générateur de gaz dans l'ensemble de colonne permet de réduire l'encombrement et le poids du coussin central du volant dans la mesure o le sac est relativement léger et peu encombrant. On conçoit alors que la masse totale de l'ensem- ble volant-coussin en porte-à-faux à l'extrémité de l'arbre de direction est réduite, ce qui permet d'amélio- rer ses caractéristiques mécanique et esthétique. Par ailleurs, l'utilisation d'un organe tubu- laire de raccordement déjà intégré dans l'ensemble de colonne de direction permet d'obtenir cette structure, de façon simple et économique. Enfin, il va de soi que le générateur de gaz de gonflage du sac peut être formé par des moyens différents d'un générateur à poudre associé à un détonateur, tel qu'un récipient de gaz sous pression associé à une vanne à pilotage électrique, etc REVENDICATIONS 1 Ensemble de colonne de direction, notamment pour véhicule automobile, du type comportant un corps de colonne ( 1; 21; 41) dans lequel est disposé un arbre tubu- laire de direction ( 2; 22; 42) dont une extrémité est adaptée pour être reliée au reste du mécanisme de direc- tion du véhicule ( 3; 23; 45) et dont l'autre extrémité et adaptée pour recevoir un volant de direction ( 4; 24; 43), et un module à sac gonflable comprenant un sac gonflable ( 6; 26; 49) disposé dans un coussin central de volant ( 5; 25; 48) et associé à un générateur de gaz ( 7; 27; 50) de gonflage de ce sac, caractérisé en ce que le module à sac gonflable est divisé en deux parties, dont l'une comporte le sac ( 6; 26; 49) et est disposée dans le coussin central et dont l'autre comporte le générateur de gaz ( 7; 27; 50) et est logée dans l'ensemble de colonne, à distance du coussin et en ce que les deux parties du module sont raccordées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un organe tubulaire ( 2; 22; 47) de l'ensemble de colonne de direction. 2 Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le volant de direction ( 4; 24) et le coussin central ( 5; 25) sont portés par l'arbre de direction ( 2; 22) et en ce que l'organe tubulaire est formé par l'arbre de direction ( 2; 22). 3 Ensemble selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le générateur de gaz ( 7) est disposé dans l'arbre. 4 Ensemble selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le générateur de gaz ( 27) est disposé autour de l'arbre et en ce que celui-ci comporte des trous ( 31,32) de mise en communication de ce générateur et de l'intérieur de l'arbre, cet arbre comportant un bouchon d'obturation ( 34) à l'extrémité opposée à son extrémité raccordée au sac gonflable ( 26). Ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le coussin central ( 48) est porté par un tube de support fixe ( 47), disposé dans l'arbre de direc- tion ( 42) et en ce que l'organe tubulaire est formé par ce tube de support du coussin. 6 Ensemble selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le générateur de gaz ( 50) est disposé dans ce tube de support. 7 Ensemble selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'un filtre à particules ( 11; 33; 53) est interposé dans l'organe tubulaire entre le générateur de gaz et le sac gonflable.