Brevet FR2748251A1 — publié le 19971107

1i 2748251 Dispositif de rétraction actif, lors d'un choc, d'une colonne de direction de véhicule automobile La présente invention se rapporte à un dispositif de rétraction actif, lors d'un choc, d'une colonne de direction de véhicule automobile. L'installation d'une colonne de direction de véhicule automobile à l'intérieur de l'habitacle, doit répondre à des critères ergonomiques. Les exigences de plus en plus sévères de protection du conducteur en cas d'accident, et notamment en cas de choc frontal, ont amené les constructeurs à prévoir un système à coussin d'air de sécurité, plus communément appelé "AIR-BAG", qui se gonfle presque instantanément lors d'un choc, afin de protéger le conducteur en recouvrant le volant. Afin que ce système agisse dans les meilleurs conditions, il est nécessaire que le volant se rétracte d'une certaine distance pour permettre à l'AIR-BAG de se déployer correctement sans agression pour le conducteur du véhicule. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de rétraction actif, en cas de choc, d'une colonne de direction de véhicule automobile, qui agisse de manière à ce que le volant se rétracte d'une certaine distance pour permettre à l'AIR- BAG de fonctionner dans des conditions optimales. Selon l'invention, le dispositif de rétraction actif, lors d'un choc, d'une colonne de direction de véhicule automobile comporte un arbre de direction qui est monté libre en rotation dans un tube-corps au moyen de deux roulements. Un carré-renfort solidaire dudit tube-corps est monté sur un élément support 2 2748251 fixé au chassis du véhicule. Ce carré-renfort est bloqué à la position voulue par un système de réglage. Le dispositif de rétraction actif selon l'invention est constitué par deux cales à pente qui sont montées sur l'axe du système de réglage. Les cales à pente ont des inclinaisons conjuguées par rapport à l'axe de réglage, et sont raccordées par au moins une goupille fusible. La cale interne à pente est agencée autour de la glissière de réglage en profondeur, et la cale externe à pente est solidaire de l'axe de réglage; de manière qu'en cas de choc, la goupille fusible soit cisaillée par le déclenchement de l'AIR-BAG et permette aux cales à pente de s'écarter l'une de l'autre et de supprimer la tension de l'axe de système de réglage afin d'autoriser l'arbre de direction à se déplacer dans la direction demandée. Avantageusement, le dispositif de rétraction actif selon l'invention comporte un système à crémaillère qui permette le maintien en position du réglage de profondeur. Le système à crémaillère est constitué par une crémaillère solidarisée au carré- renfort du tube-corps. Cette crémaillère est agencée autour de la glissière de réglage en profondeur, et elle coopère avec une crémaillère solidaire de la cale interne à pente. Dans une réalisation particulièrement intéressante de l'invention, la crémaillère du carré- renfort comporte une glissière de réglage en profondeur débouchante, avec une crémaillère en deux éléments, qui entourent ladite glissière. La cale interne comporte une glissière de réglage en profondeur débouchante, avec une crémaillère en deux éléments qui entourent ladite glissière. De plus, la 3 2748251 crémaillère du carré-renfort comporte une butée agencée et fixée à son extrémité. Le dispositif de rétraction actif selon l'invention peut également intégrer un système antirotation qui consiste en un croisillon monté sur l'axe du système de réglage. Ce croisillon est muni sur l'une de ces faces d'un tenon interne coulissant dans la glissière de réglage en profondeur, et sur l'autre face d'un tenon externe coulissant dans la glissière du réglage en hauteur. Selon l'invention, le dispositif de rétraction actif a une architecture qui est caractérisée en ce que l'axe du système de réglage est constitué par une vis montée de part en part à travers le carré- renfort. D'une part à l'extérieur de l'élément support, le blocage se fait par une came au moyen de la poignée de manoeuvre. D'autre part, la crémaillère est fixée à l'extérieur dudit carré-renfort avec la crémaillère solidaire de la cale interne à pente, et la cale externe à pente solidaire de la vis. Dans une autre architecture du dispositif de rétraction selon l'invention, l'axe du système de réglage est constitué par une vis, qui est montée sur l'une des parois du carré-renfort. Dans cette architecture, le blocage par une came au moyen de la poignée de manoeuvre se fait à l'extérieur de l'élément support. Le croisillon est disposé entre l'élément support et le carré-renfort. A l'intérieur du carré-renfort est montée la crémaillère fixée audit carré-renfort avec la crémaillère solidaire de la cale interne à pente, et la cale externe à pente solidaire de la vis. Le dispositif de rétraction actif en cas de choc d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention, présente ainsi l'avantage de 4 2748251 permettre la rétraction immédiate pour permettre à 1'AIR-BAG de se déployer correctement sans agression pour le conducteur du véhicule. Enfin le dispositif de l'invention peut s'adapter et se monter très facilement dans de nouvelles architectures ou dans des architectures existantes de colonnes de direction de véhicule automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemples nullement limitatifs, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue dans le sens axial du dispositif de rétraction actif lors d'un choc d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention; - la figure 2 est une vue suivant un plan perpendiculaire à celui de la figure 1, dans laquelle une coupe axiale partielle a été réalisée; - la figure 2A est une vue partielle de la figure 2; - la figure 3 est une vue en perspective de la crémaillère fixée au carré-renfort suivant l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective de la crémaillère fixée à la cale interne à pente; - la figure 5 est une vue en perspective du croisillon selon l'invention; - la figure 6 est une vue en perspective de la cale externe à pente; - la figure 7 est une vue dans le sens axial d'une colonne de direction selon l'invention, en utilisation normale sans choc; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 7 après un choc et rétraction de la colonne de direction; et - la figure 9 est une vue du dispositif des figures 7 et 8 dans un plan perpendiculaire à ces figures et avec une coupe partielle. Comme on peut le voir sur les différentes figures de l'ensemble du dispositif selon l'invention, la colonne de direction de véhicule automobile comporte un arbre de direction 1 qui est monté libre en rotation dans un tube-corps 2. Le tube-corps 2 est disposé dans un élément support 4, qui est solidaire du châssis du véhicule automobile. L'arbre de direction 1 est monté dans le tube-corps 2 à l'aide de deux roulements 9. Le tube-corps 2 est réglable en hauteur et en profondeur dans le plan vertical, et il est bloqué dans l'élément support 4 par le système de réglage 5 en position de ladite colonne de direction. Comme on peut le voir sur les différentes figures 1 à 6, le dispositif de rétraction actif, lors d'un choc, d'une colonne de direction de véhicule automobile selon l'invention, est constitué par deux cales à pente référencées 11 et 12, qui sont montées sur l'axe du système de réglage 5. La cale interne à pente 11 et la cale externe à pente 12 ont des inclinaisons conjuguées par rapport à l'axe de réglage 5. La cale interne à pente 11 et la cale externe à pente 12 sont raccordées par deux goupilles fusible 10. La cale interne 11 à pente est agencée autour de la glissière de réglage en profondeur 6, et la cale externe 12 à pente est solidaire de l'axe de réglage 5. 6 2748251 En cas de choc, les goupilles fusibles 10 sont cisaillées, ce qui permet aux cales interne 11 et externe 12 à pente de s'écarter l'une de l'autre, et de supprimer la tension de l'axe du système de réglage 5, afin d'autoriser l'arbre de direction à se déplacer dans la direction demandée pour un fonctionnement de l'AIR-BAG à des conditions optimales. Le dispositif de rétraction actif représenté sur les figures 1 à 6 est caractérisé en ce que l'axe du système de réglage 5 est constitué par une vis 15, qui est montée sur l'une des parois du carré-renfort 3 solidaire du tube-corps 2. Dans cette réalisation, le dispositif de réaction actif comporte de plus un système à crémaillère de maintien à position du réglage en profondeur, et un croisillon 17 d'antirotation du volant. Le système à crémaillère est constitué par une crémaillère 13 solidarisée au carré-renfort 3, et coopère avec une crémaillère 14 solidaire de la cale interne 11 à pente. Comme on peut le voir sur la figure 3, la crémaillère 13 du carré-renfort 3 comporte une glissière de réglage en profondeur débouchante. La crémaillère est décomposée en deux éléments parallèles l'un par rapport à l'autre qui entourent cette glissière débouchante. Comme on peut le voir sur la figure 4, la cale interne 11 à pente comporte une glissière de réglage en profondeur débouchante. La crémaillère est décomposée en deux éléments parallèles par rapport à l'autre et qui entourent cette glissière. De plus, la crémaillère 13 du carré-renfort 3 comporte une butée 20, qui est agencée et fixée à son extrémité. La crémaillère 13 est fixée à l'intérieur de la paroi correspondante du carré-renfort 3. Cette crémaillère 13 est agencée 7 2748251 autour de la glissière de réglage en profondeur 6, et elle coopère avec la crémaillère 14 solidaire de la cale interne 11 à pente, dont la glissière de réglage en profondeur débouchante permet le passage de la vis 15. Comme on peut le voir sur la figure 5, le croisillon 17 antirotation du volant est muni sur l'une de ses faces d'un tenon interne 18, et sur l'autre face d'un tenon externe 19. Le croisillon 17 est monté sur la vis 15, et il est disposé entre l'élément support 4 et la paroi correspondante du carré-renfort 3, de manière que le tenon interne 18 coulisse dans la glissière de réglage en profondeur 6 et que le tenon externe 19 coulisse dans la glissière de réglage en hauteur 7. Les figures 4 et 6 montrent en perspective les détails de réalisation des cales interne 11 et externe 12 à pente. Dans la figure 4, la cale interne 11 à pente comporte deux trous destinés à recevoir les goupilles fusibles 10. Dans la figure 6, la cale externe 12 à pente comporte également deux trous destinés à recevoir les goupilles fusibles 10, ainsi qu'un trou de passage de la vis 15. Le dispositif de rétraction actif selon l'invention représenté sur les figures 1 à 2A est ainsi caractérisé en ce que l'axe du système de réglage 5 est constitué par la vis 15, qui est montée sur l'une des parois du carré-renfort 3. A l'extérieur de l'élément support 4, le blocage de l'ensemble du système de réglage 5 est constitué par le blocage au moyen d'une came 16 par l'intermédiaire de la poignée 21 de manoeuvre. Le croisillon 17 est montée sur la vis 15 et il est disposé entre 8 2748251 l'élément support 4 et la paroi correspondante du carré-renfort 3. Enfin, à l'intérieur de la paroi du carré-renfort 3, la crémaillère 13 est fixée au carré-renfort 3, et elle coopère avec la crémaillère 14 solidaire de la cale interne 11 à pente. La cale interne 11 à pente coopère avec la cale externe 12 à pente, qui est solidaire de la vis 15. Dans le mode de réalisation du dispositif de rétraction actif selon l'invention représenté sur la figure 9, l'axe du système de réglage 5 est constitué par une vis 15, qui est montée de part en part à travers le carré-renfort 3 du tube-corps 2. D'une part et à l'extérieur de l'élément support 4, le blocage se réalise par la came 16 au moyen de la poignée 21 de manoeuvre. D'autre part, la crémaillère 13 est fixée à l'extérieur dudit carré-renfort 3 sur la paroi correspondante et elle coopère avec la crémaillère 14 solidaire de la cale interne 11 à pente. La cale interne 11 à pente coopère elle-même avec la cale externe 12 à pente, qui est solidaire de la vis 15. Les goupilles fusibles 10 sont dimensionnées pour tenir correctement en situation normale, et pour se cisailler lors du déclenchement de 1'AIR-BAG. En situation normale, l'effort sur le volant est transmis aux goupilles fusibles 10 par l'intermédiaire de l'arbre de direction 1, du roulement supérieur 9, du tube-corps 2, du carré- renfort 3, avec la crémaillère 13. La crémaillère 13 transmet l'effort à la crémaillère 14 appartenant à la cale interne 11 à pente au moyen des goupilles fusibles 10 pour faire parvenir l'effort à la cale externe 12 à pente. L'effort est ensuite transmis à la vis 15, à la came 16, et finalement à l'élément 9 2748251 support 4 appartenant au chassis du véhicule. Il n'y a donc pas de rétraction de colonne de direction. Dans le cas o l'impact de l'AIR-BAG est supérieur à l'effort prédéterminé, il y a rupture des goupilles fusibles 10, ce qui entraîne le glissement de la cale externe 12 à pente par rapport à la cale interne 11 à pente et donc la libération de la tension s'exerçant dans la vis 15, et finalement la libération de la colonne de direction et la rétraction possible du volant. La figure 7 représente l'ensemble d'une colonne de direction lorsque l'effort sur le volant est à des valeurs normales, tandis que la figure 8 représente l'ensemble de la colonne de direction selon l'invention après la rétraction qui s'est exercée lors d'un choc. Ainsi, lorsque les goupilles fusibles 10 sont cisaillées, la colonne a toute liberté pour se déplacer suivant la direction de réglage en profondeur comme cela est représenté sur la figure 8, et en particulier lorsque le véhicule décélère brutalement lors d'un choc. De plus, la fonction de butée de réglage en profondeur se fait soit en fonction de la position de la poignée 21 de manoeuvre, soit sur la partie de la crémaillère 13 qui comporte une butée 20. 2748251 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de rétraction actif, lors d'un choc, d'une colonne de direction de véhicule automobile, comportant un arbre de direction (1) monté dans un tube-corps (2) à l'aide de deux roulements (9), un carré-renfort (3) solidaire dudit tube-corps étant monté sur un élément support (4) fixé au châssis du véhicule et bloqué à la position voulue par un système de réglage (5), caractérisé en ce que ledit dispositif de rétraction actif est constitué par deux cales à pente (11 et 12) montées sur l'axe du système de réglage (5), lesdites cales à pente (11 et 12) ayant des inclinaisons conjuguées par rapport à l'axe du système de réglage (5) et étant raccordées par au moins une goupille fusible (10), la cale interne (11) à pente étant agencée autour de la glissière de réglage en profondeur (6) et la cale externe (12) à pente étant solidaire de l'axe du système de réglage (5); de manière qu'en cas de choc, la goupille fusible (10) soit cisaillée par le déclenchement de 1'AIR-BAG et permette aux cales (11 et 12) à pente de s'écarter l'une de l'autre et de supprimer la tension de l'axe du système de réglage (5) afin d'autoriser l'arbre de direction à se déplacer dans la direction demandée. 2 - Dispositif de rétraction actif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système à crémaillère de maintien en position du réglage en profondeur. 3 - Dispositif de rétraction actif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système à crémaillère est constitué: par une crémaillère (13) 11 2748251 solidarisée au carré-renfort (3) du tube-corps (2), la crémaillère (13) est agencée autour de la glissière de réglage en profondeur (6) et elle coopère avec une crémaillère (14) solidaire de la cale interne (11) à pente. 4 - Dispositif de rétraction actif selon la revendication 3, caractérisé en ce que: - la crémaillère (13) du carré- renfort (3) comporte une glissière de réglage en profondeur débouchante avec une crémaillère en deux éléments entourant ladite glissière: - la cale interne (11) comporte une glissière de réglage en profondeur débouchante avec une crémaillère en deux éléments entourant ladite glissière. - Dispositif de rétraction actif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un croisillon (17) monté sur l'axe du système de réglage (5), ledit croisillon (17) étant muni sur l'une de ses faces d'un tenon interne (18) coulissant dans la glissière de réglage en profondeur (6) et d'un tenon externe (19) coulissant dans la glissière de réglage en hauteur (7). 6 - Dispositif de rétraction actif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la crémaillère (13) du carré-renfort (3) comporte une butée (20) agencée et fixée à son extrémité. 7 - Dispositif de rétraction actif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe du système de réglage (5) est constitué par une vis (15) 12 2748251 montée de part en part à travers le carré-renfort (3), avec d'une part à l'extérieur de l'élément support (4) le blocage par came (16) au moyen de la poignée (21), et d'autre part la crémaillère (13) fixée à l'extérieur dudit carré-renfort (3) avec la crémaillère (14) solidaire de la cale interne (11) à pente et la cale externe (12) à pente solidaire de la vis (15). 8 - Dispositif de rétraction actif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe du système de réglage est constitué par une vis (15) montée sur l'une des parois du carré-renfort (3) avec à l'extérieur de l'élément support (4) le blocage par came (16) au moyen de la poignée (21), le croisillon (17) entre élément support (4) et le carré-renfort (3), et à l'intérieur dudit carré-renfort (3) la crémaillère (13) fixée au carré-renfort (3) avec la crémaillère (14) solidaire de la cale interne (11) à pente, et la cale externe (12) à pente solidaire de la vis (15).