Brevet FR2723557A1 — publié le 19960216

La présente invention concerne un dispositif de sécurité, notamment antivol pour direction de véhicule, qui est associé à une colonne de direction montée tournante dans une structure fixe et reliant un volant de manoeuvre à un mécanisme de transmission, ladite colonne de direction étant constituée par deux tronçons indépendants, emboîtés librement l'un dans l'autre par une de leurs extrémités respectives, avec un tronçon supérieur solidaire du volant de manoeuvre et un tronçon inférieur solidaire du mécanisme de transmission, ledit dispositif étant apte à assurer l'accouplement ou le désaccouplement desdits deux tronçons. FR-A-2 554 399 montre un tel dispositif de sécurité qui comporte un manchon pouvant coulisser sur les tronçons en fonction de la position de la clef de contact. Le manchon présente, sur sa face interne, une zone lisse entourée par deux zones cannelées destinées à coopérer avec des cannelures prévues aux extrémités des deux tronçons. Lorsque le manchon est dans la position désaccouplée, les cannelures du tronçon supérieur étant en regard de la zone lisse du manchon, il est nécessaire, avant d'accoupler les deux tronçons, de mettre les cannelures du tronçon supérieur en regard des cannelures du manchon en tournant le volant de manoeuvre. De plus, la force nécessaire pour faire coulisser le manchon est relativement élevée du fait de la construction du dispositif, à moins de prévoir un jeu relativement grand entre les cannelures associées. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif du type mentionné ci-dessus, dans lequel la force nécessaire pour manoeuvrer le manchon est faible et dans lequel le rattrapage des jeux est automatique. L'invention atteint son but par le fait qu'il est prévu entre l'extrémité inférieure du tronçon supérieur et l'extrémité supérieure du tronçon inférieur des moyens pour remettre automatiquement lesdits deux tronçons dans une position angulaire prédéterminée l'un par rapport à l'autre lorsqu'ils sont désaccouplés, par le fait que le tronçon supérieur présente au moins une cannelure axiale large et le tronçon inférieur présente une échancrure latérale à paroi conique évasée vers le haut et disposée dans le prolongement de ladite cannelure large lorsque lesdits deux tronçons sont dans ladite position de référence prédéterminée, par le fait qu'il est prévu un coupleur comportant une grosse bille portée par un manchon monté coulissant sur lesdits deux tronçons, ladite grosse bille logeant au moins partiellement dans ladite cannelure large et ledit manchon pouvant prendre deux positions sous l'action d'un mécanisme de commande une position haute de désaccouplement dans laquelle la grosse bille est effacée de l'échancrure latérale, et une position basse d'accouplement dans laquelle la grosse bille est coincée dans la zone supérieure de l'échancrure latérale, et par le fait que l'extrémité inférieure du tronçon supérieur, l'extrémité supérieure du tronçon inférieur, ledit coupleur et ledit mécanisme de commande sont disposés dans un boîtier formant blindage et solidaire de la structure fixe du véhicule. Grâce à cette structure, le tronçon supérieur se met automatiquement dans une position angulaire prédéterminée par rapport au tronçon inférieur. De plus, la conicité de l'échancrure latérale permet un auto coincement de la grosse bille dans la position d'accouplement et libère ladite grosse bille lors du mouvement vers le haut du manchon supprimant ainsi les frottements indésirables. Avantageusement, le manchon est guidé axialement par des petites billes associées à de petites cannelures axiales ménagées dans le tronçon supérieur, lesdites petites cannelures sont prolongées dans le tronçon inférieur par des encoches dans lesquelles les petites billes logent au moins partiellement lorsque le coupleur est dans la position d'accouplement. Le coupleur est rappelé vers la position d'accouplement par des moyens élastiques interposés entre le manchon et le boîtier. Les moyens pour remettre lesdits deux tronçons dans une position angulaire prédéterminée l'un par rapport à l'autre comporte une surface oblique prévue sur l'un des tronçons et un coin d'appui coopérant avec ladite surface oblique et solidaire de l'autre tronçon par des moyens élastiques. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 3 montrant le dispositif de sécurité de l'invention dans sa position antivol; les deux tronçons de la colonne de direction étant désaccouplés - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de sécurité de la figure 1, dans laquelle le blindage est partiellement arraché par souci de clarté; - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif de sécurité de la figure 1; - la figure 4 est une coupe axiale, selon la ligne IV-IV de la figure 6, du dispositif de sécurité de la figure 1 dans la position d'accouplement des deux tronçons de la colonne de direction; - la figure S est une vue analogue à celle de la figure 2, le dispositif de sécurité étant dans la position d'accouplement; - la figure 6 est une coupe radiale selon la ligne VI-VI de la figure4; - la figure 7 est une coupe radiale selon la ligne VII-VII de la figure 4; - la figure 8 est une vue en perspective et de dessous du dispositif de commande du déplacement axial du coupleur; - la figure 9 est une vue en perspective du manchon du coupleur; - la figure 10 est une vue en élévation du manchon du coupleur; - la figure 1 1 est une vue de dessus du manchon du coupleur; - la figure 12 est une vue en perspective de la partie inférieure du tronçon supérieur de la colonne de direction; - la figure 13 est une vue en élévation de la partie inférieure du tronçon supérieur de la colonne de direction; - la figure 14 est une vue de dessus de la partie inférieure du tronçon supérieur de la colonne de direction; - la figure 15 est une vue en élévation de la partie supérieure du tronçon inférieur de la colonne de direction; - la figure 16 est une vue de dessus du tronçon inférieur de la colonne de direction - la figure 17 montre la partie supérieure du tronçon inférieur de la figure 15 sous un autre angle ; et - la figure 18 montre en perspective la partie supérieure du tronçon inférieur de la colonne de direction. Les dessins montrent une colonne de direction d'un véhicule qui comporte un tronçon supérieur 1 solidaire d'un volant de manoeuvre non représenté et un tronçon inférieur 2 relié à un mécanisme de transmission. La colonne est montée tournante autour de son axe X dans une structure fixe du véhicule. Le tronçon inférieur 2 présente, dans sa partie supérieure, une collerette d'appui 3 surmontée d'un appendice 4 qui vient loger dans un alésage axial borgne 5 prévu dans la partie inférieure du tronçon supérieur 1. L'appendice 4 se termine par une surface supérieure 4a oblique par rapport à l'axe X et sur laquelle s'applique un coin 6 relié au fond de l'alésage axial borgne 5 par un ressort de compression 7. La face inférieure du tronçon supérieur 1 est en appui sur la face supérieure de la collerette d'appui 3 et un palier 8 est interposé entre l'extrémité inférieure alésée de la portion supérieure 1 et l'appendice 4. Lorsque le tronçon supérieur 1 est désaccouplé du tronçon inférieur 2, le tronçon supérieur 1 peut être tourné librement par rapport au tronçon inférieur 2, en appliquant un couple sur le volant de manoeuvre. Mais en l'absence de couple sur le volant de manoeuvre, l'action du ressort de compression 7 sur le coin 6 tend à remettre le tronçon supérieur 1 dans une position angulaire prédéterminée par rapport au tronçon inférieur 2, cette position étant illustrée sur la figure 1. Le tronçon supérieur 1 présente dans sa partie inférieure une collerette 9 qui présente à sa périphérie des cannelures axiales adaptées pour recevoir des billes associées. Comme on le voit clairement sur les figures 12 à 14, ces cannelures sont des portions de surfaces cylindriques. Il est prévu une cannelure large 10 qui présente un retour supérieur et qui est destinée à recevoir une grosse bille 12 et trois cannelures plus petites 1 1 adaptées pour recevoir chacune une bille plus petite 13, ces billes étant destinées au guidage d'un coupleur 40 décrit plus loin. Comme on le voit sur les figures 15 à 18, la collerette d'appui 3 du tronçon inférieur 2 comporte une échancrure latérale 19 et trois encoches 20 qui sont des portions de surface sphérique et dont le rayon correspond à celui des petites billes 13. Ces trois encoches 20 sont ménagées dans le bord supérieur de la collerette 3. Lorsque le tronçon supérieur 1 est ramené dans la position angulaire prédéterminée par rapport au tronçon inférieur 2 par l'action du ressort de compression 7 sur le coin 6 et la coopération de ce coin 6 avec la surface supérieure oblique 4a, la cannelure large 10 est dans le prolongement de l'échancrure latérale 19 et les trois encoches 20 sont dans le prolongement des petites cannelures 11. L'échancrure latérale 19 se présente sous la forme d'une surface tronconique. Dans sa zone supérieure, le diamètre de l'échancrure latérale 19 est sensiblement égal au diamètre de la grosse bille 12. Dans sa zone inférieure, le diamètre de l'échancrure latérale 19 est inférieur au diamètre de la grosse bille 12. Pour assurer l'accouplement ou le désaccouplement entre les deux tronçons 1 et 2, il est prévu un coupleur 40 qui comporte un manchon 14, représenté sur les figures 9 à 11, monté mobile autour des collerettes 3 et 9. Ce manchon 14 retient la grosse bille 12 et les petites billes de guidage 13. Le manchon 14 présente du côté de sa face intérieure, une rainure axiale de grand diamètre 18 associée à la grosse bille 12, trois rainures axiales de petit diamètre 17 associées aux trois billes de guidage 13, et deux gorges circonférentielles 16, espacées axialement et destinées à recevoir chacune un segment 15 formant butée pour la grosse bille 12 et limitant le déplacement axial des billes de guidage 13 par rapport au manchon 14. Les segments 15 peuvent être réalisés sous la forme d'une bague fendue en acier. Lorsque le manchon 14 est déplacé parallèlement à l'axe X, il entraîne le déplacement axial de la grosse bille 12 d'une position d'accouplement représentée sur la figure 4 à une position de désaccouplement représentée sur la figure 1. Les petites billes 13 assurent le guidage axial et radial du manchon 14 afin d'éviter tout risque de coincement du manchon 14. Dans la position d'accouplement représentée sur la figure 4, le centre de la grosse bille 12 se trouve dans le plan de la face inférieure du tronçon supérieur 1 du fait de la conicité de l'échancrure latérale 19. Il est à noter que la cannelure large 10 peut également se présenter sous la forme d'une surface conique dont le rayon est sensiblement égal au rayon de la grosse bille 12 dans sa zone inférieure, et dont le rayon va croissant vers le haut. La grosse bille 12 est ainsi coincée entre les deux tronçons 1 et 2, d'une part, et le manchon 14, d'autre part, dans la position d'accouplement, ce qui permet de rattraper automatiquement tout jeu de construction et élimine la génération de vibrations parasites indésirables. Dans cette position de coincement de la grosse bille 12, les trois billes de guidage 13 logent en partie dans les encoches associées 20, et peuvent assurer la transmission du couple entre le volant de manoeuvre et le mécanisme de transmission en cas d'usure ou destruction de la grosse bille 12. Un mécanisme de commande 50 permet le mouvement axial du coupleur 40. Ce mécanisme 50 est un mécanisme de came monté tournant autour d'un axe Y perpendiculaire à l'axe X de la colonne de direction et situé sous le coupleur 40 en position d'accouplement. il comporte un rouleau d'appui 53 susceptible de venir au contact du bord inférieur du manchon 14. Le rouleau d'appui 53 a un axe parallèle à l'axe Y et il est maintenu entre une plaquette 55 et une plaque 54 en forme de secteur circulaire. La plaquette 55 et la plaque 54 sont formées sur un corps 58 prolongé par un embout 61 d'axe Y qui présente un relief intérieur d'accouplement en rotation 62 destiné à recevoir un élément mobile associé à un élément de serrure non représenté sur les dessins. Le coupleur 40, le mécanisme de commande 50, l'extrémité supérieure du tronçon inférieur 2 et l'extrémité inférieure du tronçon supérieur 1 sont disposés dans un boîtier 79 solidaire de la structure fixe du véhicule. Ce boîtier 79 forme un blindage de protection du dispositif de sécurité. Ce boîtier 79 présente un appendice 67 associé au logement de l'embout 61 du mécanisme de came 50. L'accès à l'intérieur de l'embout 61 peut être barré par un organe de sécurité supplémentaire 66, formant fusible mécanique. Un ressort de compression 69 est interposé entre la face supérieure du manchon 14 et la paroi supérieure du boîtier 19. Ce ressort 69 a tendance à maintenir le manchon 14 en appui sur le rouleau 53 du mécanisme à came 40. Le rouleau 53 pivote autour de l'axe Y par l'intermédiaire de la serrure du dispositif, entre une position basse ou de retrait, représentée sur les figures 4 et 5, dans laquelle le coupleur 40 est dans la position d'accouplement, et une position haute, représentée sur les figures 1 et 2, dans laquelle le coupleur 40 est dans la position haute de désaccouplement, qui correspond à la position antivol du dispositif. Dans cette position antivol, la grosse bille 12 est totalement reçue dans la cannelure large 10 du tronçon supérieur 1. Les petites billes 13 sont disposées dans leurs petites cannelures associées 11. Dans cette position, le segment inférieur 15 est à un niveau légèrement supérieur au bord supérieur de la collerette d'appui 3, et le tronçon supérieur 1 peut librement être tourné par rapport au tronçon inférieur 2 en exerçant sur le volant de manoeuvre un couple suffisant pour compenser l'effet de rappel automatique du coin 6. La forme de secteur circulaire de la plaque 54 permet en outre un blocage en rotation du tronçon inférieur 2 par rapport au boîtier 79. En effet, dans sa position haute, la plaque 54 vient en appui contre les bords inférieurs de l'échancrure latérale 19. Pour passer de la position antivol à la position de conduite illustrée sur les figures 4 à 7, on agit sur le mécanisme à came 50 par l'intermédiaire de la serrure du dispositif. Ceci autorise un mouvement vers le bas du coupleur 40 sous l'action de son propre poids et du ressort 69. Si le tronçon supérieur 1 est dans sa position de référence par rapport au tronçon inférieur 2, la grosse bille 12 va s'engager dans l'échancrure latérale 19 et les petites billes 13 peuvent s'engager dans les encoches 30. On notera que dans la position haute du coupleur 40, la grosse bille 12 peut être soumise à des légers déplacements radiaux du fait de la conicité de la cannelure associée 10. Ceci permet d'assurer un mouvement aléatoire de la grosse bille 12 lors des actionnements successifs, c'est-à-dire des mouvements qui ne sont pas purement axiaux et évite une usure concentrée sur une zone donnée de la grosse bille 12. De préférence, les trois billes de guidage 13 sont régulièrement réparties à la périphérie de la colonne de direction. Il va de soi que le dispositif de sécurité peut comporter plus de trois billes de guidage 13, ainsi que plus d'une grosse bille 12 pour transmettre le couple. De même, le mécanisme de commande 50 peut être remplacé par un mécanisme équivalent mobile en rotation ou en translation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité, notamment antivol pour direction de véhicule qui est associé à une colonne de direction montée tournante dans une structure fixe et reliant un volant de manoeuvre à un mécanisme de transmission, ladite colonne de direction étant constituée par deux tronçons indépendants, emboîtés librement l'un dans l'autre par une de leurs extrémités respectives, avec un tronçon supérieur (1) solidaire du volant de manoeuvre et un tronçon inférieur (2) solidaire du mécanisme de transmission, ledit dispositif étant apte à assurer l'accouplement ou le désaccouplement desdits deux tronçons (1,2), caractérisé: par le fait qu'il est prévu entre l'extrémité inférieure du tronçon supérieur (1) et l'extrémité supérieure du tronçon inférieur (2) des moyens pour remettre automatiquement lesdits deux tronçons dans une position angulaire prédéterminée l'un par rapport à l'autre lorsqu'ils sont désaccouplés, par le fait que le tronçon supérieur (1) présente au moins une cannelure axiale large (10) et le tronçon inférieur (2) présente une échancrure latérale (19) à paroi conique évasée vers le haut et disposée dans le prolongement de ladite cannelure large (10) lorsque lesdits deux tronçons sont dans ladite position de référence prédéterminée, par le fait qu'il est prévu un coupleur comportant une grosse bille (12) portée par un manchon (14) monté coulissant sur lesdits deux tronçons, ladite grosse bille (12) logeant au moins partiellement dans ladite cannelure large (10) et ledit manchon (14) pouvant prendre deux positions sous l'action d'un mécanisme de commande (50) : une position haute de désaccouplement dans laquelle la grosse bille (12) est effacée de l'échancrure latérale (19), et une position basse d'accouplement dans laquelle la grosse bille (12) est coincée dans la zone supérieure de l'échancrure latérale (19), et par le fait que l'extrémité inférieure du tronçon supérieur (1), l'extrémité supérieure du tronçon inférieur (2), ledit coupleur (40) et ledit mécanisme de commande sont disposés dans un boîtier (79) formant blindage et solidaire de la structure fixe du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon (14) est guidé axialement par des petites billes (13), associées à de petites cannelures (11) axiales ménagées dans le tronçon supérieur (1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites petites cannelures (11) sont prolongées dans le tronçon inférieur par des encoches (20) dans lesquelles les petites billes (11) logent au moins partiellement lorsque le coupleur (40) est dans la position d'accouplement. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le manchon (14) comporte des rainures axiales (17; 18) pour le maintien des billes (12; 13). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le coupleur (40) est rappelé vers la position d'accouplement par des moyens élastiques (69) interposés entre le manchon (14) et le boîtier (79). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens pour remettre lesdits deux tronçons dans une position angulaire prédéterminée l'un par rapport à l'autre comporte une surface oblique (4a) prévue sur l'un des tronçons et un coin d'appui (6) coopérant avec ladite surface oblique (4a) et solidaire de l'autre tronçon par des moyens élastiques (7). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le rayon de la zone supérieure de l'échancrure latérale (19) est sensiblement égal au rayon de la grosse bille (12).