Brevet FR2743538A1 — publié le 19970718

La présente invention concerne un volant pour véhicules automobiles qui présente des caractéristiques essentielles de nouveauté et des améliorations et avantages importants en ce qui concerne les procédés de fabrication de ces volants qui sont connus et utilisés dans l'état actuel de la technique. D'une manière plus concrète, le but principal de la présente invention est de fournir un volant qui peut être fabriqué par injection multiple, avec tous les avantages résultant de ce type de procédé. Dans cette fabrication interviennent uniquement des matières du type thermoplastique qui permettent d'être moulées par un tel procédé d'injection, en une seule fois et sans nécessiter d'autres opérations additionnelles postérieures. A cet effet l'invention part d'un cercle métallique classique du type de ceux utilisés pour la fabrication des volants, pourvu d'un ou plusieurs bras suivant le type de volant considéré, et sur lequel sont moulées une ou plusieurs matières thermoplastiques afin de donner au volant les caractéristiques de rigidité et de finition superficielle désirées. Suivant l'invention il est prévu que le volant résultant peut soit être de type intégral, c'est-à-dire qu'il comporte, conjointement avec la partie injectée appropriée, les moyens nécessaires pour la disposition des composants d'un coussin gonflable ou assumant d'autres fonctions du véhicule automobile, soit comporter optionnellement le logement pour de tels composants qui peuvent être protégés et retenus au moyen d'un couvercle assujetti d'une manière traditionnelle. Le domaine d'application de la présente invention est, comme il apparait d'une manière évidente, celui de l'industrie de la fabrication de volants pour des véhicules automobiles. 2 2743538 Les hommes du métier savent bien que pour la fabrication de volants pour des véhicules automobiles on met en oeuvre des matières déterminées comme cela est le cas du polyuréthane. Cette matière est injectée en utilisant les s systèmes appropriés disponibles sur le marché de telle façon qu'elle soit disposée sur les parties métalliques du volant qui doivent être protégées. L'utilisation du polyuréthane entraîne une série d'inconvénients qui sont inhérents aux caractéristiques de la matière elle-même et qui consistent principalement en ce que, pendant son injection, il est produit une quantité de matière en excès dans la pièce injectée, ce qui exige une série d'opérations postérieures pour l'élimination de cette matière en excès et pour obtenir les caractéristiques de finition qui sont nécessaires, tout ceci entraînant un investissement important en temps et en main-d'oeuvre avec pour conséquence un accroissement des coûts de production. Le volant ainsi obtenu est complété avec un couvercle qui est monté sur la partie centrale et frontale du volant, ce couvercle fermant un logement dans lequel sont situés les composants d'un coussin gonflable pour la protection du conducteur, avec toutes les opérations consécutives pour la pose du couvercle avec une finition appropriée tant en ce qui concerne le toucher que l'aspect à la vue de l'utilisateur. Il existe en outre des inconvénients déterminés qui sont inhérents à la fabrication et au montage des volants actuels, qui impliquent un investissement excessif en temps et en main-d'oeuvre, et c'est pourquoi il est désirable de pouvoir développer un procédé au moyen duquel les opérations de fabrication et de montage sont simplifiées et par conséquent les problèmes actuels sont résolus. 3 2743538 La présente invention concerne donc un procédé perfectionné pour la fabrication de volants pour véhicules automobiles qui réunit les caractéristiques indiquées antérieurement comme étant désirables et qui permet en outre d'obtenir une simplification considérable des procédés actuels de fabrication de ce type d'articles. A cet effet l'invention a prévu l'utilisation de matières thermoplastiques adéquates qui, par une injection multiple, peuvent être moulées pour former les différentes parties qui sont associées au cercle métallique interne dont doit être naturellement pourvu le volant précité. En accord avec les différentes options et variantes proposées par l'invention on utilise au moins deux matières thermoplastiques d'une part pour la formation du matériau de remplissage qui recouvre le cercle métallique et les différents bras dont peut être pourvu ce cercle, et d'autre part la formation de la partie externe qui recouvre la partie précédente et qui forme de plus le couvercle de fermeture de la partie centrale du volant pour coiffer son moyeu. La partie de couverture externe présente les caractéristiques de finition qui sont désirées pour son aspect. En outre ce type de fabrication permet, comme il a déjà été indiqué précédemment, de pouvoir réaliser des volants de type intégré, ce qui a pour conséquence la suppression d'une série d'étapes liées au montage de l'ensemble du volant. Ainsi qu'il est évident, l'utilisation de matières thermoplastiques susceptibles d'être moulées par des procédés d'injection multiple, fournit l'avantage additionnel qu'il s'agit d'un procédé rapide et net, réalisable dans une seule machine d'injection et sans nécessiter des opérations postérieures de nettoyage et de finition de la pièce obtenue, 4 2743538 entrainant de ce fait une économie considérable en matière de gaspillage. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe transversale schématique d'une première forme d'exécution d'un volant intégré construit suivant la présente invention, pratiquée à l'emplacement d'un bras du volant, ainsi qu'une vue en coupe pratiquée en un autre emplacement du volant. La figure 2 est une vue en coupe transversale schématique d'une seconde forme de réalisation d'un volant suivant la présente invention, également du type intégré, et elle comprend également une vue en coupe transversale pratiquée en un autre emplacement quelconque du volant. La figure 3 est également une vue en coupe transversale schématique d'une troisième forme d'exécution d'un volant intégré suivant la présente invention et elle comprend en outre une vue en coupe transversale en un autre emplacement du volant. La figure 4 est une vue en coupe transversale schématique d'une quatrième forme d'exécution d'un volant intégré qui comporte les perfectionnements de l'invention, conjointement avec une vue en coupe transversale pratiquée en un autre emplacement du volant. La figure 5 est une vue en coupe transversale d'une autre forme d'exécution du volant suivant l'invention, ainsi qu'une autre vue en coupe transversale pratiquée en un autre emplacement, l'adaptation du module d'un coussin gonflable étant réalisée séparément. Ainsi qu'il est représenté sur les figures du dessin, le volant est constitué d'une manière classique à partir d'un cercle métallique 1 à partir duquel partent un ou plusieurs bras radiaux 2, eux-mêmes métalliques, qui sont unis au moyeu 3 du volant lequel est pourvu d'une partie 4 permettant son adaptation à l'extrémité supérieure d'une colonne de direction non représentée. La liaison entre les différents bras 2 et le moyeu 3 peut être réalisée au moyen de vis 5 ou de tout autre procédé connu qui assure à cette liaison les ) caractéristiques de fiabilité désirées. Les perfectionnements faisant l'objet de la présente invention sont applicables à une structure de volant classique formée de cette façon. En fait, suivant un premier mode de réalisation, on utilise deux matières thermoplastiques de caractéristiques différentes, en fonction des qualités que l'on désire obtenir, de telle façon que l'une de ces matières plastiques puisse recouvrir les parties métalliques par injection, afin de former une partie de remplissage injectée 6 tout autour du cercle 1 et des bras 2. Cette matière thermoplastique présente des caractéristiques appropriées pour former une partie injectée 6 qui soit molle et qui donne un certain degré de flexibilité interne. Avec cette matière le volant présente une zone souple qui transmet une sensation spongieuse améliorant la fonction de préhension des mains du conducteur dans les zones de manipulation du volant. Une fois que la partie 6 recouvrant les parties métalliques a été injectée, on procède à l'injection de la partie extérieure 7 au moyen de laquelle est enfermée la totalité de l'ensemble précédent et qui sert également à former un logement 8 pour les composants d'un coussin gonflable et/ou assumant d'autres fonctions. La partie 7 est elle-même en matière thermoplastique mais, à la différence de la partie 6 décrite précédemment, elle présente des caractéristiques mécaniques d'une plus grande rigidité et qui sont choisies en fonction des conditions requises pour le fonctionnement parfait du module de coussin gonflable et pour les normes qui s'appliquent. Par ailleurs la partie inférieure peut être recouverte par une pièce 9 séparée de type classique et de caractéristiques appropriées. Dans la partie inférieure de la figure 1 apparaît une vue en coupe faite en un autre emplacement quelconque du volant, par exemple dans une position diamétralement opposée à la première coupe représentée dans la partie supérieure de la figure, et on peut observer sur cette vue en coupe que le cercle métallique 1 est recouvert par la matière plastique molle 6 et que ceux-ci sont à leur tour recouverts par le matériau 7 ayant une caractérisque de plus grande rigidité et dont la surface externe présente le degré de finition et de présentation désiré pour le volant. Si on se réfère maintenant à la figure 2, on voit qu'elle représente une vue en coupe transversale d'un volant réalisé suivant une seconde forme d'exécution de la présente invention. Dans ce cas trois matières thermoplastiques sont utilisées et pour la réalisation d'un tel volant on part de25 la même structure de base du volant que celle représentée sur la figure 1. Autrement dit on injecte, autour du cercle métallique 1, une première matière thermoplastique 6, de caractéristique très molle, pour obtenir un degré déterminé de flexibilité interne dans les zones des bras 2, et dans la partie centrale est formée une zone intermédiaire 10 réalisée en une seconde matière thermoplastique ayant des caractéristiques mécaniques de rigidité suivant les nécessités imposées par le module d'un coussin gonflable. Cette partie 10 est chargée de former le logement 12 dans lequel est monté le module du coussin gonflable et/ou d'autres composants. Tout l'ensemble précédent est recouvert d'une partie externe 11, disposée en contact superficiel intime avec la partie intermédiaire injectée 10, la partie externe 11 étant elle-même injectée en une matière thermoplastique présentant toutefois des caractéristiques correspondant à la qualité de la finition que l'on désire obtenir, aussi bien en ce qui concerne l'aspect à la vue du conducteur que son toucher. Sur la vue en coupe transversale se trouvant à la partie inférieure de la figure 2, laquelle peut être faite en n'importe quel endroit du volant o ne se trouve pas un bras, on peut voir qu'autour du cercle 1 se trouve la partie 6 en matière molle et la partie 11, recouvrant l'ensemble, de finition du volant. Comme dans la forme d'exécution précédente, la partie inférieure est pourvue d'une pièce de fermeture 9. Si on se réfère maintenant à la figure 3, on voit qu'elle représente une vue en coupe transversale d'un volant intégré construit en accord avec les perfectionnements de la présente invention et dans lequel interviennent deux matières thermoplastiques. Cette variante de réalisation est semblable à celle représentée sur la figure 2, à la différence toutefois que le cercle métallique 1 est recouvert directement par la partie 20 obtenue par injection d'une matière thermoplastique présentant des caractéristiques mécaniques de rigidité pour satisfaire aux exigences du module d'un coussin gonflable, cette partie 20 étant chargée de recouvrir les bras 2 et de former le logement 22 pour les 8 2743538 composants du coussin gonflable et/ou d'autres fonctions. La totalité de l'ensemble précité est recouverte d'une partie injectée 21 disposée en contact superficiel intime avec la partie interne 20 et réalisée par l'injection d'une matière thermoplastique appropriée qui présente les caractéristiques de finition superficielle aussi bien à la vue qu'au toucher qui sont désirées pour la partie externe 21. Dans la deuxième vue en coupe transversale se trouvant à la partie inférieure de la figure 3, laquelle peut être faite en n'importe quel endroit du volant o ne se trouve pas un bras 2, on peut voir que le cercle 1 est recouvert totalement par la partie 20 et que cette dernière partie est à son tour recouverte par la partie externe 21. une caractéristique importante de la forme d'exécution représentée sur la figure 3 est que la partie externe 21 est formée, pendant le procédé d'injection, avec une plus grande épaisseur dans la zone 23 correspondant à la position du cercle métallique, ce qui permet d'améliorer la préhension et l'adaptation des mains du conducteur sur le volant. Comme dans le cas des formes d'exécution précédentes, celle de la figure 3 est pourvue d'un couvercle inférieur 9 qui permet de fermer à la partie inférieure le volant construit ainsi qu'il a été exposé précédemment. Si on se réfère maintenant à la figure 4, on voit qu'elle représente, en coupe transversale, une autre forme d'exécution d'un volant intégré dans la construction duquel interviennent deux matières thermoplastiques de caractéristiques différentes. A partir d'une structure de volant identique à celle des formes d'exécution précédentes on injecte une première matière plastique pour former une partie 30 qui recouvre les bras métalliques 2 et qui forme un 9t 2743538 logement 32 pour un module de coussin gonflable. Cette première matière thermoplastique présente des caractéristiques de rigidité appropriées correspondant aux exigences du module de coussin gonflable. Ensuite est injectée une partie externe 31 de telle façon que cette partie recouvre le cercle métallique 1, en lui donnant sa forme et sa grosseur, ainsi que la partie interne précitée 30 à laquelle elle s'adapte en étant en contact superficiel intime. La matière thermoplastique dont est constituée la partie externe injectée 31, présente des caractéristiques telles qu'elle donne la finition désirée pour l'ensemble, aussi bien du point de vue toucher qu'apparence. Le volant est complété par un couvercle inférieur de fermeture 9. Sur la vue en coupe transversale se trouvant à la partie inférieure de la figure 4, laquelle correspond à un emplacement quelconque du volant o ne se trouve aucun bras, on peut voir que le cercle métallique 1 est complètement recouvert par la partie 31 donnant le caractère de finition superficielle au volant. Enfin, si on se réfère maintenant à la forme d'exécution qui est représentée en coupe transversale sur la figure 5, on voit qu'elle constitue une variante d'un volant obtenu par injection multiple dans lequel n'est pas intégré totalement le module d'un coussin gonflable comme cela est le cas dans les formes d'exécution précédentes. Dans le cas présent on utilise deux matières thermoplastiques qui sont injectées de la même façon que dans le cas de la forme d'exécution de la figure 4, pour constituer une partie interne 40 qui s'adapte aux bras, et une partie externe 41 qui s'adapte au cercle 1 et qui recouvre la partie précédente de telle façon que dans cette forme d'exécution la partie I0 2743538 externe 41 soit injectée en une matière appropriée pour donner les caractéristiques de finition superficielle que l'on désire obtenir. Cependant, à la différence de la forme d'exécution représentée sur la figure 4, les parties injectées précitées 40, 41 en matière thermoplastique s'étendent seulement jusqu'à une certaine distance de la position du cercle métallique 1 en délimitant un espace central 42 au-dessus du moyeu 3 du volant, espace destiné à recevoir les composants du module d'un coussin gonflable ou assumant d'autres fonctions. L'espace 42 est fermé à la partie supérieure au moyen d'un couvercle 43 de type classique, lequel peut être réalisé en matière thermoplastique ou inclus en polyuréthane. La partie inférieure du volant est également fermée au moyen d'un couvercle 9 approprié. Une vue en coupe du volant représentée dans la partie inférieure de la figure 5, est faite en un emplacement quelconque de sa périphérie o il n'y a aucun bras et on peut voir qu'à cet endroit le cercle métallique 1 est recouvert totalement par la partie 41 en matière plastique injectée au moyen de laquelle sont obtenues les caractéristiques de finition du volant. Il n'apparaît pas nécessaire de développer davantage le contenu de cette description pour qu'un homme du métier puisse comprendre sa portée et les avantages résultant de l'invention, et il n'est pas non plus nécessaire de développer et de préciser davantage la mise en oeuvre pratique de cette invention. Cependant il doit être entendu que l'invention a été décrite à propos de formes d'exécution préférées lesquelles seront susceptibles de modifications sans que soit modifié le Il 2743538 fondement de l'invention, les modifications envisageables pouvant concerner la forme, la grandeur et/ou les matières de fabrication. 12 ' REVENDICATIONS 1.- Volant pour véhicules automobiles, formé à partir d'un cercle métallique (1) pourvu d'un nombre variable de bras métalliques radiaux (2), caractérisé en ce qu'il comporte une première partie moulée (6, 20, 30, 40) qui s'adapte au cercle métallique (1) et aux bras (2) et au moins une seconde partie (7, 11, 21, 31, 41) qui recouvre la partie précédente et qui s'étend jusqu'à la zone du moyeu central (4) du volant, o sont incorporés des composants assumant diverses fonctions tels qu'un module de coussin gonflable ou similaire, les parties précitées étant réalisées grâce à l'utilisation de techniques de moulage par injection multiple et en utilisant pour elles au moins deux matières thermoplastiques présentant des caractéristiques physiques différentes. 2.- Volant pour véhicules automobiles suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la première partie (6), recouvrant et entourant le cercle métallique (1) et les bras (2), est réalisée de préférence en une matière plastique molle afin d'cbtenir une partie souple permettant un appui commode des mains du conducteur et la saisie facile du volant. 3.Volant pour véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde partie de recouvrement (7) est réalisée en une matière thermoplastique présentant une certaine rigidité mécanique qui lui permet d'assurer une protection appropriée des éléments qu'elle recouvre et dont les caractéristiques permettent de lui donner une finition superficielle appropriée aussi bien en ce qui concerne l'aspect que le toucher. 4.Volant pour véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième partie (10) en matière thermoplastique présentant une caractéristique mécanique de rigidité, laquelle est moulée pour constituer une zone interne s'étendant autour des bras (2) de la zone du volant qui entoure le moyeu central (4) et de la zone intérieure du cercle métallique (1), et en ce que tout cet ensemble est recouvert par la seconde partie externe (11) réalisée en une matière thermoplastique qui permet de donner au volant l'aspect superficiel et le toucher exigé par sa finition. 5.- Volant pour véhicules automobiles suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte éventuellement un couvercle (43) qui s'adapte à la zone centrale du volant o sont logés les organes associés aux diverses fonctions et ce couvercle (43) peut consister en un élément séparé de la partie moulée qui recouvre le reste du volant, le couvercle (43) pouvant être réalisé alternativement en un matériau différent.