Brevet FR2758649A1 — publié le 19980724

La présente invention concerne le domaine des systèmes de contactage pour partie haute de colonne de direction de véhicule automobile. Plus précisément, la présente invention concerne les systèmes de contactage du type comportant un contacteur tournant composé de - un premier élément de boîtier fixe - un second élément de boîtier mobile à rotation par rapport au premier élément de boîtier fixe, et - un organe conducteur électrique souple placé entre l'élément fixe et l'élément mobile et relié à ceux-ci. La présente invention s'applique donc à la transmission de signaux électriques, entre des moyens liés au volant d'un véhicule automobile, par exemple de gonflage de sac de protection type "airbag", et des moyens de commande indépendants du volant liés à la colonne de direction. De nombreux systèmes de contactage du type rappelé ci-dessus ont déjà été proposés. On peut trouver par exemple un descriptif général de ces contacteurs dans les documents GB-A-869275, GB-A-2216476, US-A-3525536, FR-A-2494922, FR-A-2667457, US-A-4789342, US-A-4540223, FR-A-2667458,FR-A-2667456, FR-A-2477789, DE-A-751684, FR-A-2249458, GB-A--2164506, CH-A-167629, US-A-4422699, US-A-4836795, DE-A-3041258, US-A-4451105, US-A-4722690, US-A-4 875 860. Les systèmes de contactage jusqu'ici proposés nécessitent, lors de leur montage sur le volant, une intervention manuelle pour lier électriquement les fonctions volant au contacteur tournant. De façon habituelle, ce contactage est du type "pièce mâle-pièce femelle". Il convient donc de faire correspondre ces deux pièces en vis-à-vis, et d'engager la pièce mâle dans la pièce femelle. Cette opération est longue, nécessite un effort d'attention particulier de la part du monteur, et présente un risque de détérioration des contacts lié à leur configuration. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les systèmes de contactage pour haut de colonne de direction, en rendant leur montage plus rapide, plus facile, et sans risque de détérioration des contacts au montage. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un système de contactage pour partie haute de colonne de direction de véhicule automobile, comportant un contacteur électrique tournant formé de deux éléments de boîtier susceptibles de rotation relative autour d'un axe et un moyen conducteur électrique souple placé entre ces deux éléments, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de contactage automatique entre au moins un contact prévu en extrémité du moyen conducteur électrique souple et au moins un contact lié au volant ou à la colonne de direction, lors de l'assemblage dudit contacteur tournant avec le volant ou avec la colonne de direction, lequel dispositif de contactage automatique comprend un premier support portant l'un des contacts, un deuxième support portant l'autre contact et solidaire d'une embase flottante libre en translation dans au moins une direction non parallèle à la direction de rapprochement du contacteur tournant avec le volant ou avec la colonne de direction, de sorte que lors de l'assemblage, l'embase flottante glisse sur un élément de sollicitation lié au premier support pour controler le contactage. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - les figures 1 et 2 illustrent un contacteur tournant pour partie haute de colonne conforme à l'état de la technique - la figure 3 représente en vue globale un système de contactage pour partie haute de colonne de direction conforme à la présente invention, l'élément lié électriquement au contacteur tournant étant symbolisé par un disque troué en son centre - la figure 4 représente le dispositif de contactage automatique conforme à la présente invention, monté sur la zone moyeu d'un volant - la figure 5 représente une vue en perspective de l'embase flottante montée sur le contacteur électrique tournant, conforme à la présente invention - la figure 6 représente une vue en perspective de l'élément de sollicitation et du support de contact qui lui est solidaire, conforme à l'invention ; - les figures 7 et 8 présentent une vue en coupe verticale radiale et passant par le dispositif de contactage automatique, d'un ensemble de contactage pour partie haute de colonne conforme à deux variantes de réalisation de l'invention ; - les figures 9 à 11 représentent une autre variante du dispositif de contactage automatique conforme à la présente invention, les figures 9 et 10 étant des vues en coupe verticale radiale respectivement avant et après montage, la figure 11 étant une vue en coupe verticale orthoradiale après montage ; et - la figure 12 représente la cinématique suivie par le dispositif de contactage automatique lors de l'assemblage du contacteur tournant avec un volant. La structure générale du système de contactage conforme à la présente invention, illustrée sur les figures annexées comporte deux ensembles (figures 3, 5 et 7) Le premier ensemble est le contacteur électrique tournant 100 qui comprend un premier élément 120 de boîtier fixe, un second élément 140 de boîtier mobile à rotation autour d'un axe Z par rapport au premier élément 120 de boîtier fixe, et un organe conducteur 130 souple placé entre l'élément fixe 120 et l'élément mobile 140 du boîtier et relié à ceux-ci. La structure de ce premier ensemble, classique, ne sera pas décrite plus en détail par la suite. Le second ensemble est le dispositif de contactage automatique 400. Comme indiqué précédemment, il permet de positionner facilement l'un contre l'autre deux supports de contacts 220 et 320, qui sont plats dans le mode de réalisation préféré des figures 3 à 7. Le support de contacts 220 est solidaire dlune embase flottante 250, et le support de contacts 320 est solidaire d'un élément de sollicitation 350. Dans le mode de réalisation des figures 3 à 7, l'embase flottante 250 est supportée par le contacteur tournant 100, tandis que l'élément de sollicitation 350 est supporté par la zone moyeu M du volant V. On peut tout aussi bien envisager que les positions de l'embase flottante 250 et de l'élément de sollicitation 350 soient inversées. De même, ce second ensemble pourra être disposé de façon à assurer le contactage de l'élément fixe 120 du contacteur tournant 100 avec la colonne de direction. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 5, l'embase flottante 250 est constituée d'un corps 240 qui porte une pièce cylindrique 230 d'axe parallèle à l'axe de symétrie du contacteur tournant, et prolongée par une sphère de touche 235 destinée à entrer en contact avec l'élément de sollicitation 350. La pièce cylindrique 230 est fixée sur le corps 240 de l'embase flottante, qui est ici de forme parallélépipédique. Le corps 240 est muni de deux rampes de guidage 245 disposées parallèlement, sur deux faces opposées du corps 240. Dans le mode de réalisation préférentiel des figures 3 à 7, les rampes 245 sont dans une direction radiale du contacteur tournant 100. Elles assurent la liaison de l'embase 250 avec un ensemble de maintien 145 solidaire du contacteur tournant 100. Cet ensemble de maintien 145 est constitué de deux plans verticaux 146 et 147 munis chacun de deux nervures 155 formant une glissière. Chacune de ces deux glissières est complémentaire d'une rampe 245 quand l'embase flottante est glissée entre ces deux plans 146 et 147. Dans cette configuration, l'embase flottante a un seul degré de liberté relativement à l'élément de boîtier mobile 140 correspondant au coulissement des rampes 245 entre les nervures 155. Le support de contact 220 est placé sur la face du corps principal 240 qui est en regard de l'axe de rotation du contacteur tournant 100, les contacts 222 étant ici des plots métalliques reliés au conducteur électrique souple 130 par un ruban électrique souple 260 autorisant le déplacement de l'embase flottante 250 par rapport au contacteur tournant 100. Le ruban électrique pourra avoir une élasticité telle qu'il tende à rappeler l'embase flottante dans une position de retour ou rappel. Le rappel de l'embase flottante 250 pourra être assuré par tout autre moyen élastique. Dans un mode de réalisation préférentiel, l'embase flottante 250 et son élément portant, ici le contacteur tournant 100, sont reliés par un ressort 270 qui rappelle l'embase flottante 250 par rapport à l'élément de boîtier mobile 140 dans le sens centrifuge. Selon l'invention, l'embase flottante 250 est destinée à entrer au contact avec l'élément de sollicitation 350. Celui-ci est formé d'un secteur d'une surface conique (figure 6), d'axe parallèle à la direction de rapprochement du contacteur tournant 100 et du moyeu (figure 7), qui est ici parallèle à l'axe de rotation Z de contacteur tournant. La surface conique 350 est solidaire du support de contacts 320 (figures 6 et 7) par l'intermédiaire d'un boîtier 330 fixé sur la partie moyeu du volant de sorte que l'axe de rotation du volant, le point central du support 320 et l'axe de la surface conique 350 soient dans un même plan. Une des faces du support 320 est reliée au boîtier 330 par une rotule 325 permettant au support 320 de s'adapter en rotation contre le support 220 lorsqu'ils sont apposés l'un contre l'autre. Cette rotule 325 peut être munie d'un ressort 324 tendant à comprimer les supports 220, 320 entre eux lorsqu'ils sont apposés l'un sur l'autre. L'autre face du support 320 est en regard de la surface conique 350 et porte les contacts 327 qui sont des pistes conductrices dirigées dans la direction Z de rapprochement (figure 6). Le fond de la surface conique 350 est constitué d'une réservation cylindrique 360, de même axe que la surface de glissement 350, de diamètre complémentaire de celui de la sphère de touche 235. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant (figure 7). Lors du montage du moyeu M sur le contacteur tournant 100, ces deux éléments sont d'abord positionnés en regard l'un de l'autre, de façon à confondre approximativement leurs axes de rotation respectifs. Par une rotation relative autour des axes mentionnés cidessus, ils sont ensuite disposés de façon à présenter l'embase flottante 250 en regard de l'élément de sollicitation 350. A ce stade, l'ensemble formé de l'embase flottante 250 et de l'ensemble de maintien 145 n'est soumis à aucune action extérieure, l'embase flottante est donc dans sa position de repos correspondant au minimum d'énergie potentielle élastique du ressort 270. Cette position de repos est telle que lorsque l'on rapproche le contacteur tournant 100 et le moyeu M, la sphère de touche 235 arrive au contact de la surface conique 350, plus précisément dans la moitié du cône la plus éloignée du support de contacts 320. Nous considérons maintenant que pendant la phase de contactage, le moyeu M et l'élément de boîtier mobile 140 sont libres en rotation relative autour de l'axe de rotation Z du volant V et du contacteur tournant 100. Dans ce cas, le positionnement initial de l'embase 250 et de la surface de glissement 350 dans une direction orthoradiale est approximatif. Dans le cas contraire, l'alignement des contacts dans un plan radial devra être effectué avec exactitude avant le blocage en rotation. Une fois le contact sphère de touche 235/surface conique 350 réalisé, le glissement va entraîner deux mouvements relatifs au sein du dispositif, qui sont d'une part le déplacement radial centripète de l'embase flottante 250 sur l'élément de boîtier mobile 140, et d'autre part le mouvement de rotation de l'élément de boîtier mobile 140 par rapport au moyeu M. A tout degré d'avancement du rapprochement contacteur tournant-moyeu du volant, la sphère de touche 235 est maintenue en contact avec la surface conique 350 par l'action centrifuge du ressort 270 sur l'embase flottante 250, et il existe à tout instant une position de la sphère de touche 235 sur la surface conique 350 correspondant à un minimum d'énergie potentielle du système. Cette position d'équilibre est celle pour laquelle le ressort 270 subit la déformation la plus faible par rapport à sa position de repos. En définitive, il s'agit de la position de la sphère de touche 235 la plus éloignée de l'axe de rotation du système. Cette position sera atteinte à tout instant si la raideur du ressort 270 est suffisamment grande pour que les frottements entre la surface conique 350 et la sphère de touche 235 soient négligeables. L'action du ressort 270 a donc pour effet de placer l'embase 250 et l'axe de la surface conique 350 dans un même plan radial dès le début du glissement, ce qui garantit le fait que les centres des deux supports de contacts 220 et 320 seront alignés dans un même plan, radial avant d'entrer en contact. Le glissement de la sphère de touche 235 sur la surface de glissement 350 se poursuit jusqu'à ce que les supports de contacts 220, 230 se touchent, et que la rotule élastique 325 tende à comprimer les deux supports l'un contre l'autre. La sphère de touche 235 atteint ensuite le fond de la surface de glissement 350 et s'engage dans la réservation cylindrique 360. Ce dernier mouvement s'arrête quand le moyeu volant M et le contacteur tournant 100 sont suffisamment proches pour être fixés l'un à l'autre. Dans la position finale, il reste un espace entre la sphère de touche 235 et le fond de la réservation cylindrique 360, de sorte qu'aucune réaction du moyeu M sur le contacteur tournant 100 dans la direction de l'axe de symétrie du contacteur tournant n'est transmise. le diamètre de la réservation cylindrique 360 étant complémentaire de celui de la sphère de touche 235, l'embase flottante 250 est bloquée relativement au moyeu M dans toute direction perpendiculaire à l'axe de rotation Z. Le contact électrique reste donc assuré même s'il existe un léger jeu dans les alignements des axes de rotation du moyeu M et du contacteur tournant 100. Un dispositif de verrouillage manuel ou automatique peut équiper le dispositif. Dans le mode de réalisation préférentiel de la figure 8, un levier 700 rotatif autour d'un axe 750 est actionné à une première extrémité par le moyeu M du volant, et pousse à sa seconde extrémité l'embase 235 en déplacement radial jusqu'à sa position la plus rapprochée de l'axe Z. Dans cette dernière position, les supports de contacts 320 et 220 sont accolés l'un contre l'autre. La portée de la présente demande n'est cependant pas limitée à cet exemple de réalisation ni aux modes de réalisation décrits. D'autres améliorations pourront être apportées pour l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le mode de réalisation préféré de l'invention expose une embase flottante munie de rampes de guidage. Cependant, l'embase flottante pourra être un cylindre 550 perpendiculaire à l'axe de rotation Z, monté sur une bielle 540 (figures 9 à 11) reliée elle-même au contacteur tournant 100 (ou au moyeu M), et permettant des déplacements de 1'embase flottante 550 dans un plan radial du contacteur tournant 100. Dans ce mode de réalisation, la bielle 540 pivote par rapport au contacteur tournant 100, autour d'un axe 510 perpendiculaire à l'axe Z et situé à sa première extrémité. Le support de contacts 520, solidaire de l'embase flottante 550, est disposé à l'autre extrémité de la bielle 540. Le support de contacts 520 et 1'embase flottante 550 sont libres de pivoter par rapport à la bielle 540, autour d'un axe 555 parallèle à l'axe 510. Dans cette seconde variante, l'élément de sollicitation est un plan incliné 650, la réservation 660 a les mêmes fonctions que la réservation cylindrique 360 de la première variante, les supports de contacts 520, 620 sont disposés perpendiculairement à la direction de rapprochement Z. La bielle 540 est rappelée en rotation dans le sens indiqué par la flèche G par une lame de ressort 570 enroulée autour de l'axe 510. La figure 9 représente le dispositif de contactage automatique quand l'embase flottante 550 et l'élément de sollicitation 650 sont en approche, les figures 10 et 11 représentent les mêmes éléments après montage du contacteur tournant 100 sur le moyeu M. REVENDICATIONS 1. Système de contactage pour partie haute de colonne de direction de véhicule automobile, comportant un contacteur électrique tournant formé de deux éléments de boîtier (120, 140) susceptibles de rotation relative autour d'un axe et un moyen conducteur électrique souple (130) placé entre ces deux éléments, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de contactage automatique (400) entre au moins un contact prévu en extrémité du moyen conducteur électrique souple (130) et au moins un contact lié au volant ou à la colonne de direction, lors de l'assemblage dudit contacteur tournant avec le volant ou avec la colonne de direction, lequel dispositif de contactage automatique (400) comprend un premier support (320 620) portant l'un des contacts (327), un deuxième support (220, 520) portant l'autre contact et solidaire d'une embase flottante (250, 550) libre en translation dans au moins une direction non parallèle à la direction de rapprochement (Z) du contacteur tournant avec le volant ou avec la colonne de direction, de sorte que lors de l'assemblage, l'embase flottante (250, 550) glisse sur un élément de sollicitation (350, 650) lié au premier support (320, 620) pour contrôler le contactage. 2. Système de contactage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la direction de rapprochement est parallèle à l'axe de rotation (Z) du contacteur électrique tournant (100). 3. Système de contactage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément de sollicitation (35 , 650) est une surface de glissement prolongée par une réservation (360, 660) dans laquelle se loge l'extrémité (235, 550) de l'embase (250) après l'assemblage, de largeur telle que dans cette configuration elle empêche tout mouvement de l'embase (250, 550) propre à découpler les contacts, de profondeur telle qu'elle autorise des mouvements relatifs suivant la direction de rapprochement (Z) sans que la liaison électrique ne soit interrompue. 4. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits supports (220, 320) sont de forme plane et situés dans un plan parallèle à la direction de rapprochement (Z) . 5. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits supports (520, 620) sont de forme plane et situés dans un plan perpendiculaire à la direction de rapprochement (Z). 6. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les contacts (327) de l'un des supports de contacts (320) sont des pistes conductrices disposées sur ce support suivant la direction de rapprochement (Z). 7. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les contacts de l'un des supports de contacts (220) sont des plots métalliques (222). 8. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que 1'embase flottante (250, 550) est reliée à l'élément (145) qui la porte par au moins un ressort (270, 570), dont la situation de repos correspond à une position de l'embase flottante (250, 550) arrivant au contact de l'élément de sollicitation (350, 650) lors de l'assemblage, le ressort (270, 570) étant déformé lors du glissement. 9. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'élément (145) portant l'embase flottante (250) est muni de rampes de guidage (245) autorisant le déplacement relatif de l'embase flottante (250) et de son élément portant suivant la direction des rampes. 10. Système de contactage selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les rampes de guidage (245) sont dans une direction radiale par rapport à l'axe de rotation (Z) du contacteur tournant (100). 11. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'embase flottante (250) comprend une pièce cylindrique (230) d'axe parallèle à la direction de rapprochement (Z), cette pièce étant prolongée par une sphère de touche (235) destinée à glisser sur l'élément de sollicitation (350). 12. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que l'élément de sollicitation (350) est une surface de glissement de forme conique, d'axe parallèle à la direction de rapprochement (Z), apte à guider, lors du glissement, le contact (222) solidaire de l'embase flottante (250) jusqu'à la position assurant la liaison électrique, ceci dans toute direction du plan perpendiculaire à la direction de rapprochement (Z). 13. Système de contactage selon les revendications 8 et 12 en combinaison, caractérisé par le fait que le déplacement relatif de l'embase (250) et de l'élément de sollicitation (350) dans la direction orthoradiale étant autorisé par la rotation du contacteur tournant (100), chaque ressort (270) étant suffisamment raide pour qu'à tout moment pendant le glissement, l'embase flottante (250) soit dans la position orthoradiale correspondant à la déformation minimale du ressort (270) par rapport à sa position de repos. 14. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que l'élément de sollicitation (650) est un plan incliné par rapport à la direction de rapprochement (Z). 15. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 12 à 14, caractérisé par le fait que l'embase flottante (550) est liée à son élément portant (140) par l'intermédiaire d'une bielle (540) permettant des déplacements dans un plan radial du contacteur tournant (100). 16. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que l'un des deux supports de contact (320) est lié à son élément portant par l'intermédiaire d'une rotule (325) permettant un ajustement en rotation lorsque les deux contacts sont accolés. 17. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait qu'un élément élastique (324) est disposé entre l'un des supports de contact (220, 320) et l'élément qui le porte (330), cet élément élastique comprimant les contacts l'un contre l'autre après l'assemblage. 18. Système de contactage selon lune quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que le dispositif de contactage automatique est équipé d'un levier rotatif (700) à actionnement manuel ou automatique permettant de verrouiller la liaison électrique. 19. Système de contactage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que les contacts (222) portés par l'embase flottante (250) sont reliés électriquement à l'élément qui supporte l'embase flottante par l'intermédiaire d'un ruban électrique (260) autorisant le déplacement de l'embase flottante sur l'élément qui la supporte.