Brevet FR2741316A1 — publié le 19970523

Dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile. Les colonnes de direction de véhicule automobile comportent généralement une partie reliée au volant, située dans l'habitacle, et le plus souvent connu, au voisinage du tablier séparant l'habitacle du compartiment. De plus, il est nécessaire d'avoir un système d'étanchéité entre le compartiment moteur et l'habitacle. Certains dispositifs prévoient une double fixation par boulons, qui sont disposés suivant un axe perpendiculaire à l'axe de direction. Chacun de ces boulons comporte une rondelle élastique qui est interposée avec la structure, afin de permettre une certaine articulation autour de cet axe, et de l'axe de direction. D'autres systèmes existant utilisent une fixation autour d'un axe d'articulation perpendiculaire à l'axe de direction, avec l'interposition de rondelles élastiques, afin de permettre une articulation autour de cet axe de fixation, ainsi qu'une articulation limitée autour de l'axe de direction. A l'un ou l'autre de ces dispositifs peut s'ajouter une coupelle élastique montée sur l'axe de direction qui porte un soufflet d'étanchéité et/ou de confinement acoustique. Tous ces systèmes présentent soit l'inconvénient de nécessiter en plus un ensemble d'étanchéité, soit ils ne permettent pas une articulation dans tous les sens avec une garantie suffisante de fiabilité. 2 2741316 Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile, qui offre une articulation dans tous les sens avec en plus une liberté de déplacement axial, tout en assurant une étanchéité et un confinement acoustique; et avec un encombrement minimal, qui permette un montage aisé sur les colonnes de direction existantes. Selon l'invention, le dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile comporte: - un élément relié au volant de direction du véhicule, - un élément lié à la structure du véhicule, - ces deux éléments étant accordés par un seul et même élément disposé entre eux, ledit élément étant un élément d'articulation sphérique permettant un déplacement axial entre les deux éléments, et assurant le confinement acoustique entre le compartiment moteur et l'habitacle. De plus, le dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule selon l'invention peut comporter un système d'étanchéité entre le compartiment moteur et l'habitacle du véhicule. Avantageusement, le dispositif d'articulation selon l'invention, est un ensemble d'articulation monobloc, qui comporte une garniture en élastomère. Selon l'invention, différentes configurations du dispositif d'articulation sont possibles. Dans une première configuration, la garniture est montée directement sur l'élément relié au volant, et dans l'élément lié à la structure. Dans une autre configuration, la garniture est montée directement sur l'élément relié au volant, ladite garniture étant munie d'une armature extérieure, qui est montée dans l'élément lié à la structure. Il est également possible d'avoir une autre configuration dans laquelle, la garniture est montée directement dans l'élément lié à la structure, ladite garniture étant munie d'une armature intérieure, qui est montée sur l'élément relié au volant. Enfin, dans une autre configuration selon l'invention, la garniture est munie d'une armature intérieure qui est montée sur l'élément relié au volant, ladite garniture étant munie d'une armature extérieure, qui est montée dans l'élément lié à la structure. Selon un mode de réalisation particulièrement intéressant de l'invention, la garniture est munie d'une armature intérieure, qui est montée sur le tube corps. Cette garniture est munie d'une armature extérieure, qui est montée dans l'élément fixé sur la structure. La garniture et l'armature intérieure sont disposées axialement par rapport à l'armature extérieure, et au logement de l'élément fixé sur la structure, de manière à permettre le déplacement axial de l'élément relié au volant de direction du véhicule. Dans une variante de cette dernière réalisation, le roulement de l'axe de direction est monté dans l'armature intérieure de la garniture, de plus le système d'étanchéité consiste en une lèvre, qui prolonge la garniture, et qui vient s'appliquer sur l'axe de direction, de manière à assurer l'étanchéité entre le compartiment moteur et l'habitacle du véhicule. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, qui offre un encombrement particulièrement réduit, la garniture est munie d'une armature extérieure, qui est montée dans l'élément lié à la structure. Cette garniture est montée directement sur le roulement de l'axe de direction, et l'armature extérieure a un retour, qui vient s'appliquer dans le fond du logement de l'élément lié à la structure. Le roulement est disposé sur l'axe de direction par l'intermédiaire d'une bague. De plus, le système d'étanchéité consiste en une lèvre, qui prolonge la garniture, et qui vient s'appliquer sur la bague, disposée entre le roulement et l'axe de direction. Dans tous les modes de réalisation de l'invention décrits ci- dessus, l'élément lié à la structure du véhicule a son logement qui peut être décalé transversalement par rapport à l'axe de transmission de la direction. Le dispositif d'articulation selon l'invention, présente ainsi l'avantage de permettre un réglage angulaire dans toutes les directions du corps de colonne de direction par rapport à l'élément lié à la structure du véhicule. De plus, ce dispositif donne une liberté de déplacement axial entre le corps de colonne de direction et l'élément lié à la structure du véhicule. Il permet également d'encaisser les mouvements axiaux du pignon de direction sans charger le roulement. Il maintient aussi le confinement acoustique entre le compartiment moteur et l'habitacle du véhicule. De plus, il admet une précontrainte de montage induite par les dispersions de réalisation de la structure. Enfin, il peut assurer le retour en position nominale angulaire du corps de colonne, en adaptant soit / la raideur de l'élément articulé, soit / et une précharge (précontrainte). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va 2741316 suivre, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale du dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention; - la figure 2 est une coupe partielle d'une variante de réalisation de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle d'une autre variante de réalisation de la figure 1; - la figure 4 est une coupe partielle d'une autre variante de réalisation de la figure 1; - la figure 5 représente en coupe axiale un autre mode de réalisation du dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention; - la figure 6 représente un mode de réalisation de l'élément lié à la structure du véhicule selon l'invention; et - la figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'élément lié à la structure du véhicule. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 5, le dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention comporte: - un élément 2 qui est relié au volant de direction du véhicule automobile, - un élément 3 qui est lié à la structure 4 du véhicule automobile, - un seul et même élément 1, qui raccorde les deux éléments 2 et 3 en étant disposés et agencés entre eux. L'élément 1 est un élément d'articulation sphérique, qui permet un déplacement axial entre les deux éléments 2 et 3, il assure de plus une 6 2741316 étanchéité entre eux, et le confinement acoustique entre le compartiment moteur et l'habitacle. Le dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule selon l'invention qui est représenté sur la figure 1, comporte un élément d'articulation 1 qui est monté sur un élément 3 lié à la structure 4 du véhicule. Cet élément 3 est constitué par une gamelle qui est fixée sur le tablier ou le pédalier appartenant à la structure du véhicule. L'élément d'articulation 1 est d'autre part monté sur un élément 2 relié au volant de direction du véhicule, et qui est constitué par le tube corps. L'élément d'articulation 1 est une articulation monobloc, qui comporte une garniture 7 en élastomère. La garniture 7 est munie d'une armature intérieure 8, qui est solidaire avec la garniture 7. La garniture 7 est également munie d'une armature extérieure 9, qui est solidaire avec la garniture 7. L'armature extérieure 9 est montée à force dans un logement 12 aménagé dans l'élément 3 fixé sur la structure 4. L'armature extérieure 9 est montée de façon à venir toucher pratiquement le fond 13 du logement 12. D'autre part, la garniture 7 et l'armature intérieure 8 sont disposées axialement par rapport à l'armature extérieure 9 et au fond 13 du logement 12, de manière à permettre le déplacement axial de l'élément 2 relié au volant de direction du véhicule. L'armature intérieure 8 est munie d'un prolongement 16, qui vient se monter à force sur le tube corps 2. D'autre part, le roulement 11 de l'axe de direction 10 est monté dans le prolongement 16 de l'armature intérieure. De plus, comme on peut le voir sur la figure, l'extrémité 14 de la garniture 7, et l'extrémité 15 de l'armature intérieure 8 sont 7? 2741316 décalées axialement par rapport à l'armature extérieure 9. Dans la réalisation représentée sur la figure 2, le dispositif d'articulation comporte un élément d'articulation 1, qui est monobloc avec une garniture 7 en élastomère. La garniture 7 est montée directement dans l'élément 3 lié à la structure 4. La garniture 7 est également munie d'une armature intérieure 8, qui est montée sur l'élément 2 relié au volant, et qui est constitué par le tube corps. De plus l'extrémité 14 de la garniture 7 et l'extrémité de l'armature intérieure 8 sont décalées axialement par rapport au fond 13 du logement 12 pour permettre le déplacement axial de l'élément 2 relié au volant de direction du véhicule. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 3, l'élément d'articulation 1 est monobloc et il comporte une garniture 7 en élastomère, qui est montée directement sur l'élément 2 relié au volant et qui est constitué par le roulement 11. La garniture 7 est munie d'une armature extérieure 9, qui est montée dans l'élément 3 lié à la structure 4. L'extrémité 14 de la garniture 7 est décalée axialement par rapport à l'armature extérieure 9 et par rapport au fond 13 du logement 12, afin de permettre le déplacement axial de l'élément 2 relié au volant de direction du véhicule. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 4, l'élément d'articulation 1 est monobloc et comporte une garniture 7 en élastomère, qui est montée directement sur l'élément 2 relié au volant, et qui est constitué par le roulement 11. De plus, la garniture 7 est également montée directement dans le logement 13 de l'élément 3 lié à la structure 4. Dans cette réalisation, 8 2741316 l'extrémité 14 de la garniture 7 est décalée axialement par rapport au fond 13 du logement 12, de manière à permettre le déplacement axial de l'élément 2 relié au volant de direction du véhicule. Tous les modes de réalisation de l'invention représentés sur les figures 1 à 4, peuvent comporter un système d'étanchéité entre le compartiment moteur 6 et le compartiment habitacle 5 du véhicule. Ce système d'étanchéité est constitué par une lèvre 18, qui prolonge la garniture 7. Cette lèvre 18 vient s'appliquer sur l'axe de direction 10, de manière à assurer l'étanchéité entre le compartiment moteur 6 et le compartiment habitacle 5 du véhicule. La figure 5 représente un autre mode de réalisation du dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention. Dans cette configuration, l'élément d'articulation 1 est monobloc et comporte une garniture 7 en élastomère. La garniture 7 est munie d'une armature extérieure 9, qui est solidaire de la garniture 7. Cette armature extérieure 9 est montée à force dans l'élément 3 lié à la structure 4. L'élément 3 est constitué par une gamelle qui est montée sur la structure du véhicule constitué par la traverse ou le tablier du véhicule automobile. L'armature extérieure 9 comporte un retour 17, qui vient s'appliquer dans le fond 13 du logement 12 de l'élément 3 lié à la structure 4. Le montage de l'armature extérieure 9 dans le logement 13 se fait à force, et l'ensemble est maintenu en place par un retour 20 de l'élément 3. La garniture 7 est montée directement sur le roulement 11 de l'axe de direction , ledit roulement 11 étant solidaire avec la garniture 7. Le roulement 11 est disposé sur l'axe de direction 10 par l'intermédiaire d'une bague 19. 9 2741316 Ainsi, l'élément 2 de l'invention qui est relié au volant de direction est constitué dans ce cas par le roulement 11. Une lèvre 18 prolonge la garniture 7, et elle vient s'appliquer sur la bague 19, qui est disposée entre le roulement 11 et l'axe de direction 10. Cette lèvre assure ainsi l'étanchéité entre le compartiment moteur 6, et le compartiment habitacle 5 du véhicule. La figure 6 représente un mode de réalisation de l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule, qui est constitué par une gamelle. Cet élément 3 comporte un logement 12 avec un fond 13, qui sont disposés dans l'axe de direction. Un autre mode de réalisation de l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule est représenté sur la figure 7. Dans cette configuration, l'élément 3 a son logement 12 avec son fond 13 qui sont décalés transversalement par rapport à l'axe des points de fixation. Ainsi le dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention présente l'avantage supplémentaire d'admettre une précontrainte de montage due aux dispersions de fixation. De plus, il permet le montage d'une conduite à droite ainsi que le montage d'une conduite à gauche dans les cas o les axes de colonnes de direction ne sont pas perpendiculaires à la traverse. Enfin, il admet des défauts de coaxialité. 2741316 REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'articulation d'une colonne de direction de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément 2 relié au volant de direction du véhicule, - un élément 3 lié à la structure 4 du véhicule, - ces deux éléments 2 et 3 étant raccordés par un seul et même élément 1 disposés entre eux, ledit élément 1 étant un élément d'articulation sphérique entre les deux éléments 2 et 3. 2 - Dispositif d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément 1 est d'une constitution qui permet un déplacement axial. 3 - Dispositif d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément 1 est d'une constitution qui assure un confinement acoustique entre le compartiment moteur et l'habitacle. 4 - Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément d'articulation 1 comporte un système d'étanchéité entre le compartiment moteur 6 et le compartiment habitacle 5 du véhicule. - Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'articulation 1 est monobloc. 1 2741316 6 - Dispositif d'articulation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'articulation 1 est une articulation monobloc avec une garniture 7 en élastomère. 7 - Dispositif d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la garniture 7 est montée directement sur l'élément 2 relié au volant et dans l'élément 3 lié à la structure 4. 8 - Dispositif d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la garniture 7 est montée directement sur l'élément 2 relié au volant, ladite garniture 7 étant munie d'une armature extérieure 9 montée dans l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule. 9 - Dispositif d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la garniture 7 est montée directement dans l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule, ladite garniture 7 étant munie d'une garniture intérieure 8 montée sur l'élément 2 relié au volant. 10 - Dispositif d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la garniture 7 est munie d'une armature intérieure 8 montée sur l'élément 2 relié au volant, ladite garniture 7 étant munie d'une armature extérieure 9 montée dans l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule. 11 - Dispositif d'articulation selon la revendication 10, caractérisé en ce que la garniture 7 est munie d'une armature intérieure 8 montée sur le tube corps 2, ladite garniture 7 étant munie d'une 12 2741316 armature extérieure 9 montée dans l'élément 3 fixé sur la structure 4 du véhicule; la garniture 7 et l'armature intérieure 8 étant disposées axialement par rapport à l'armature extérieure 9 et au logement 12 de l'élément 3 fixé sur la structure 4, de manière à permettre le déplacement axial de l'élément 2 relié au volant de direction du véhicule. 12 - Dispositif d'articulation selon la revendication 11, caractérisé en ce que le roulement 11 de l'axe de direction 10 est monté dans l'armature intérieure 8 de la garniture 7. 13 - Dispositif d'articulation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la garniture 7 est munie d'une armature extérieure 9 montée dans l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule, ladite garniture 7 étant montée directement sur le roulement 1il de l'axe de direction 10, et l'armature extérieure 9 ayant un retour 17 venant s'appliquer dans le fond 13 du logement 12 de l'élément 3 lié à la structure 4, ledit roulement 11 étant disposé sur l'axe de direction 10 par l'intermédiaire d'une bague 19. 14 - Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le système d'étanchéité consiste en une lèvre 18 prolongeant la garniture 7, qui vient s'appliquer sur l'axe de direction 10, de manière à assurer l'étanchéité entre le compartiment moteur 6 et le compartiment habitacle 5 du véhicule. - Dispositif d'articulation selon la revendication 13, caractérisé en ce que le système d'étanchéité consiste en une lèvre 18 prolongeant la garniture 7, qui vient s'appliquer sur la bague 19 disposée entre le roulement 11 et l'axe de direction , de manière à assurer l'étanchéité entre le compartiment moteur 6 et le compartiment habitacle 5 du véhicule. 16 - Dispositif d'articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément 3 lié à la structure 4 du véhicule a son logement 12, qui est décalé transversalement par rapport à l'axe des points de fixation.