Brevet FR2754113A1 — publié le 19980403

La présente invention concerne le domaine des contacteurs électriques rotatifs. Plus précisément, la présente invention concerne les contacteurs du type comprenant deux éléments de boîtier susceptibles de rotation relative, et un organe conducteur électrique souple placé entre l'élément fixe et l'élément mobile du boîtier et relié à ceux-ci. La présente invention trouve notamment, mais non exclusivement, application à la transmission de signaux électriques entre des moyens liés au volant d'un véhicule automobile, par exemple un système de gonflage de sac de protection type airbag et des moyens de commande indépendants du volant liés à la colonne de direction. De nombreux contacteurs électriques tournants 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-869 275, GB-A-2 216476, US-A-3 525536, FR-A-2494922, FR-A-2667457, US-A-4789342, US-A-4540223, FR-A-2667458, FR-A-2667456, FR-A-2477789, DEA-751684, FR-A-2249458, GB-A-2164506, CH-A-167629, US-A-4422699, US-A-4836735, DEA-3041258, USA-4451105, US-A-3525536,US-A-4722690,US-A-4875860. On a décrit en particulier dans le document FR-A-2667457 un dispositif de transmission de signaux du type précité comprenant deux cages respectivement externe et interne susceptibles de rotation relative et des moyens souples conducteurs de signal placés entre les deux cages, dans lequel le dispositif comprend un système d'indexage formé, d'une part d'un guide en spirale ménagé sur une première pièce, et d'autre part d'un doigt d'indexage engagé sur le guide en spirale et placé dans une fenêtre ménagée dans une seconde pièce susceptible de rotation par rapport à la première pièce, de sorte que le doigt d'indexage soit déplacé radialement par rapport à l'axe de rotation des pièces lorsque celles-ci sont entraînées à rotation relative. Les moyens décrits dans ce document permettent de détecter la position relative médiane ou appoint milieu" entre les deux éléments de base du contacteur, lorsqu'un index prévu sur le doigt d'indexage coïncide avec un index placé en regard sur ladite second pièce. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les contacteurs électriques rotatifs connus. Un but important de la présente invention est en particulier d'améliorer les moyens de contrôle de fixation des contacteurs électriques rotatifs sur leur site d'utilisation. La présente invention a également pour but de perfectionner les contacteurs électriques rotatifs connus, afin d'imposer une position relative unique entre l'élément fixe et l'élément mobile autorisant le montage et le démontage dudit contacteur. Ces buts sont atteints selon la présente invention grâce à un contacteur électrique rotatif du type comprenant au moins un élément fixe, un élément mobile guidé à rotation par rapport à l'élément fixe et un élément électriquement conducteur souple placé entre l'élément fixe et l'élément mobile, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre - une rainure spiralée sur une pièce liée à rotation avec un élément, - au moins un pignon muni d'un doigt engagé dans ladite rainure spiralée, lequel pignon est en prise avec une pièce liée à l'autre élément, et - un masque monté à déplacement sur le contacteur et en prise avec ledit pignon lequel masque possède au moins une encoche périphérique qui n'est libérée, pour autoriser la mise en place du contacteur, que dans une position unique prédéterminée desdits éléments. L'homme de l'art comprendra à la lecture de la description qui va suivre que le contacteur électrique rotatif conforme à la présente invention permet d'imposer une position unique de montage et démontage du contacteur et/ou du volant, qui coïncide de préférence avec la position roues droites du véhicule. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'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 - la figure 1 représente une vue axiale partielle d'un contacteur électrique rotatif conforme à la présente invention en position point milieu, - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale de ce contacteur, - la figure 3 représente une vue similaire à la figure 1 du contacteur hors point milieu, - la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale similaire à la figure 2 du contacteur hors point milieu, - les figures 5 et 6 représentent des vues partielles en perspective du contacteur hors point milieu, respectivement après un tour et 2,5 tours à partir d'un tel point milieu, - la figure 7 représente une vue en coupe longitudinale d'un système conforme à la présente invention dans une application anti-démontage de volant hors point milieu, - les figures 8 et 9 représentent deux vues en perspective éclatée d'un contacteur rotatif conforme à la présente invention, et - les figures 10 et 11 représentent deux vues en coupe longitudinale du contacteur rotatif conforme à la présente invention sur un haut de colonne respectivement en position point milieu et hors point milieu. On va tout d'abord décrire le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 6. Ce premier mode de réalisation est conçu pour imposer la montabilité et la démontabilité en position roues droites, d'un ensemble de commande intégrant la fonction contacteur tournant fixé par exemple par clipsage sur un élément du haut de colonne et ceci en une seule position et quelque soit le nombre de tours volant (sur l'exemple cinq tours). Le système illustré sur les figures 1 à 6 comprend - un élément de boîtier fixe 100, - une platine support 200 sur laquelle est fixé l'élément de boîtier fixe 100, - un élément de boîtier mobile 300, formant couvercle, conçu pour être lié à rotation avec le volant, et ainsi être susceptible de rotation autour d'un axe O-O par rapport à l'élément 100, - un élément 400 solidaire du haut de la colonne de direction et qui comporte au moins une patte de clipsage souple 410, - un pignon 500, et - un masque 600. Les deux éléments de boîtier 100, 300 définissent en combinaison une chambre annulaire 110 centrée sur l'axe O-O, dans laquelle est placé un élément 700 électriquement conducteur souple dont les extrémités sont fixées respectivement sur l'élément fixe 100 et sur l'élément rotatif 300. L'organe conducteur électrique souple 700 peut faire l'objet de divers modes de réalisation. De façon connue en soi, il peut s'agir par exemple d'un faisceau de fils électriquement conducteurs isolés entre eux, ou encore de préférence d'un circuit imprimé ou d'un film plastique souple pourvu de plusieurs pistes métallisées parallèles. L'organe 700 est enroulé en spirale dans la chambre annulaire 110 entre les éléments 100 et 300. Le cas échéant, il peut être retourné sur un élément intermédiaire 190 monté libre de rotation dans la chambre annulaire 110, tel que décrit dans les demandes de brevet français déposées le 23 Septembre 1996 sous le n" 96 11557 et le 3 Mars 1995 sous le n" 95 02491. La structure de base du contacteur constituée de l'élément de boîtier fixe 100 et de l'élément de boîtier mobile 300, classique en ellemême et bien connue de l'homme de l'art ne sera pas décrite dans le détail par la suite. L'élément de boîtier 100 est fixé sur la platine 200 par tout moyen approprié. L'élément de boîtier 100 et/ou la platine 200 qui lui est liée possède au moins une encoche de clipsage 120 et des dentures 130. Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 6, l'encoche 120 est formée d'un passage parallèle à l'axe de rotation O-O du contacteur, situé entre la platine 200 et l'élément de boîtier 100. Le nombre d'encoches 120 est égal au nombre de pattes de clipsage 410 formées sur l'élément 400. Il en est de même pour leur disposition. Chaque encoche 120 est ainsi conçue pour recevoir une patte 410, laquelle s'étend globalement parallèlement à l'axe de rotation O-O du contacteur. Comme on le voit sur les figures 2 et 4 à 6 après avoir franchi ladite encoche 120, la denture d'extrémité élargie 412 de la patte 410 vient prendre élastiquement position en regard de la platine 200 pour retenir celle-ci. Selon le mode de réalisation préférentiel illustré sur les figures annexées, les dentures 130 sont formées sur un secteur de couronne sur la surface interne d'une jupe cylindrique 102 appartenant à l'élément de boîtier fixe 100 et définissant l'enveloppe externe de la chambre annulaire 110. Le couvercle 300 est formé d'un disque plan qui s'étend transversalement à l'axe de rotation O-O. Il est maintenu sur l'élément de boîtier fixe 100 et guidé à rotation autour de l'axe O-O par des pattes élastiques à extrémités élargies 104 solidaires de l'élément 100. Le couvercle 300 a un diamètre sensiblement égal au diamètre de la jupe 102. Le couvercle 300 est muni sur sa surface interne 302 d'une gorge spiralée 304 centrée sur l'axe O-O. En outre le couvercle 300 comporte une encoche 306 qui débouche sur sa périphérie externe. Le masque 600 est formé d'une couronne adjacente au couvercle 300, transversale à l'axe de rotation O-O, centrée sur cet axe O-O, et susceptible de rotation autour de celui-ci. Le masque 600 possède un décrochement localisé 602 qui débouche sur sa périphérie extérieure et présente une série de dentures 604 en forme d'un secteur de pignon. Le diamètre externe du masque 600 coïncide sensiblement avec le diamètre de la jupe 102. Cependant, le masque 600 présente une encoche 606 qui débouche sur sa périphérie externe. L'encoche 606 est de préférence identique à l'encoche 306. Ces encoches 306 et 606 sont dimensionnées pour autoriser le passage de la patte souple 410 lorsque les encoches 306 et 606 sont placées en regard de l'encoche 120. Le pignon 500 est placé dans le décrochement 602, dans l'épaisseur du masque 600. Il est en prise par ses dentures 502 avec les dentures 130 et 604. Le pignon 500 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation C-O est guidé à rotation autour d'un axe parallèle à cet axe O-O. De préférence le pignon 500 est ainsi guidé en étant pris en sandwich entre l'élément intermédiaire 190 et le couvercle 300. Le pignon 500 est en outre muni d'un pion ou doigt cylindrique 510, d'axe parallèle à son axe de rotation, qui coulisse dans la gorge spiralée 304. Le fonctionnement du contacteur qui vient d'être décrit est le suivant. En position point milieu du contacteur (correspondant à une position roues droites), comme illustré sur les figures 1 et 2, le pignon 500 par son pion 510 est centré dans le milieu de la rainure spiralée 304 du couvercle 300. Ses dentures 502 sont positionnées dans les dents 130 de la platine 200 (ou élément fixe 100) et dans les dents 604 du masque 600. Les encoches 606 du masque 600 et 306 du couvercle 300 sont situées face au passage 120. Elles autorisent par conséquent le déplacement de la patte de clipsage 410 de l'élément haut de colonne, dans ledit passage 120, pour permettre le montage et le démontage du contacteur par déformation élastique de la patte 410. Pour le démontage un effort F dirigé radialement vers l'intérieur, sur l'extrémité de la patte de clipsage 410 permet d'effacer cette patte 410 complètement de la zone en regard de la platine 200 puisque la dimension radiale des encoches 606, 306 et du passage 120 est supérieure à l'encombrement radial de la patte 410 et permet ainsi de désolidariser l'ensemble de commande comprenant le contacteur rotatif du haut de colonne 400 suivant l'axe C-O. En position hors point milieu du contacteur (roues non droites), comme illustré sur les figures 3 à 6, hors d'une rotation a du couvercle 300, la rainure spiralée 304 entraîne par l'intermédiaire du pion 510 une rotation ss du pignon 500 de par l'engrenement des dentures 502 dans la denture 130. Le pignon 500 de par l'engrenement des dentures 502 dans les dentures 604 du masque 600 entraîne alors en rotation celui-ci. L'encoche 606 du masque 600 se trouve ainsi décalée angulairement de la patte de clipsage 410. Sous l'influence d'un effort F, la patte de clipsage 410 ne peut alors s'effacer que partiellement puisque le masque 600 obture au moins partiellement le passage 120. On ne peut donc désolidariser l'ensemble de commande comprenant le contacteur, du haut de colonne, ou assembler cet ensemble sur le haut de colonne. On notera que la rotation du masque 600 est due à deux effets conjugués : la rotation du pignon 500 proprement dite et son déplacement du à l'engrenement des dentures 502 sur la denture 130. Le système qui vient d'être décrit permet d'avoir une rotation du masque 600 inférieure à un tour, par exemple de l'ordre de 90O pour une rotation multitours de l'élément 300, par exemple de 2,5 tours. Le système qui vient d'être décrit peut comprendre plusieurs pattes de guidage 410. Cependant, de préférence, il est prévu une seule patte de clipsage 410 de sorte que l'une des mains de l'intervenant sollicite la patte 410 par son extrémité tandis que son autre main assure le démontage/montage. On va maintenant décire en regard des figures 7 à 11, l'application du contacteur électrique rotatif précité pour interdire le démontage et le montage d'un volant en position roues non droites. Sur la figure 7, le volant est schématisé sous la référence 800. On retrouve sur ces figures 7 à 11, un contacteur comprenant deux éléments de boîtier 100, 300 équipés d'un pignon 500 et d'un masque 600 comme décrit précédemment, et un élément 400 solidaire du haut de la colonne de direction. L'élément 100 de boîtier est fixé au volant 800 par tout moyen approprié, en position centrée, par exemple par clipsage. L'élément 400 est muni de plusieurs ergots 420 en porte à faux, dont les têtes élargies 422 font saillie radialement vers l'intérieur. Les ergots 420 peuvent être équi-répartis autour de l'axe O-O, bien que cette disposition ne soit pas obligatoire. Les têtes 422 sont complémentaires tant dans leur positionnement que dans leurs géométrie et dimensions d'encoches 306, 606 prévues sur la périphérie du couvercle 300 et du masque 600. Selon les figures 7 à 11, l'élément 100 de boîtier est équipé de zones de reprises d'efforts 140 formées de poutres en portes à faux orientées axialement et dont les têtes élargies font saillie radialement vers l'intérieur. Les poutres 140 sont prévues sur la périphérie extérieure de la jupe 102 et sont positionnées pour encadrer deux à deux les encoches 306, 606. Elles définissent ainsi par paires, entre elles, des encoches 142 qui sont fonctionnellement équivalentes au passage 120 précité. En position point milieu du contacteur clipsé sur le volant, les encoches 142 du boîtier 100 et 606 du masque 600 sont alignées formant ensemble une zone dite de dégagement de largeur x supérieure à l'encombrement des ergots 420. Les ergots 420 de la platine 400 de largeur y On comprendra aisément que cette situation permet le montage et le démontage du volant équipé de son contacteur tournant du haut de colonne par rapport à la platine 400. Lorsque l'appareil clipsé sur le volant n'est pas en position point milieu et que l'ensemble n'est pas encore monté sur le haut de colonne, ce montage est interdit. En effet, le mécanisme réducteur précité provoque lors d'une rotation relative des éléments 100, 300 un déplacement du masque 600 de sorte que les encoches 606 du masque ne sont plus alignées sur les encoches 142. Les encoches 142 se trouvent masquées par des zones 608 du masque 600 qui encadrent les encoches 606. Les ergots 420 de la platine 400 ne peuvent être introduits dans les encoches 606. De même, lorsque l'appareil clipsé sur le volant n'est pas en position point milieu et que l'ensemble est monté sur la colonne, le démontage est interdit. En effet, là encore, les encoches 606 du masque 600 ne sont pas alignées sur les encoches 142. Ces encoches 142 sont masquées au contraire par les zones 608 (voir figure 11). Il est alors impossible de démonter le volant. Pour assurer le démontage de celui-ci, il faut préalablement actionner ce volant 800 pour retrouver le point milieu correspondant à une position roues droites afin de se retrouver dans une configuration telle qu'illustrée sur la figure 10. On notera que pour écarter toute détérioration du masque 600 ou démontage du volant 800, roues non droites, les zones de reprise d'effort 140 du boîtier 100 protègent les zones d'indémontabilité 608. Sur un effort axial important, les zones 608 viennent en appui sur les zones 140 évitant toute déformation et rupture. Selon le mode de réalisation des figures 7 à 11, le couvercle 300 possède un diamètre inférieur au masque 600 et est dépourvu d'encoche 306 en périphérie. Plus précisément encore, le diamètre externe du couvercle 300 est égal au diamètre sur lequel s'appuie le fond des encoches 606 ménagées en périphérie du masque 600. De ce fait, seul le masque 600 obture les encoches 142 et retient les ergots 420, par leur tête 422, lorsque le contacteur est placé hors position point milieu. De plus, les zones de masquage 608 ne sont pas coplanaires du masque 600 mais décalées par rapport à celui-ci > dans l'épaisseur du couvercle 300. Ainsi les têtes 422 des ergots 420 viennent se loger entre les zones de masquage 608 et le bord périphérique de la jupe 102, sensiblement dans l'épaisseur du masque 600 comme on le voit sur la figure 11. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Le contacteur électrique rotatif conforme à la présente invention peut être équipé de moyens d'indication point milieu, de comptage de tours, de butées de course, de verrouillage en position livraison, classiques connus de l'homme de l'art. La disposition du système illustré sur les figures 7 à 11 peut être inversée en ce sens que le contacteur électrique est fixé, par exemple par clipsage, non pas sur le volant mais sur la platine 400 solidaire du haut de colonne, le volant étant équipé d'ergots similaires aux ergots 420 précités. On notera que la présente invention permet d'éviter tout risque de détérioration des fonctions prévues sur le volant telles que la fonction AIRBAG, grâce au mécanisme qui permet en montage usine, d'interdire de monter le volant si le contacteur n'est pas en position point milieu, la direction étant elle en cette position, et en réparation interdit de démonter le volant si les roues du véhicules ne sont pas en position droite. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation spécifique précédemment décrit dans lequel la gorge spiralée 304 et la denture 130 sont formées respectivement sur l'élément rotatif 300 et sur l'élément fixe 100. L'essentiel est simplement de prévoir la gorge spiralée 304 et les dentures 130 assurant le déplacement du pignon 500 sur deux pièces du contacteur susceptibles de rotation relative. Ainsi, à titre d'exemples non limitatifs, on peut prévoir les dentures 130 sur l'élément fixe 100 et la gorge spiralée 304 sur un élément intercalé entre l'élément fixe 100 et l'élément rotatif 300 et lié à rotation au moins indirectement avec ce dernier, ou encore prévoir la denture 130 sur un tel élément intermédiaire et la gorge spiralée 304 sur l'élément rotatif 300. La structure générale d'un tel contacteur électrique rotatif comprenant un élément intermédiaire est bien connue de l'homme de l'art et ne sera donc pas décrite dans le détail par la suite. REVENDICATIONS 1. Contacteur électrique rotatif du type comprenant au moins un élément fixe (100), un élément mobile (300) guidé à rotation par rapport à l'élément fixe (100) et un élément (700) électriquement conducteur souple placé entre l'élément fixe (100) et l'élément mobile (300), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre - une rainure spiralée (304) sur une pièce liée à rotation avec un élément (300), - au moins un pignon (500) muni d'un doigt (510) engagé dans ladite rainure spiralée (304), lequel pignon (500) est en prise avec une pièce liée à l'autre élément (100), et - un masque (600) monté à déplacement sur le contacteur et en prise avec ledit pignon (500), lequel masque (600) possède au moins une encoche périphérique (606) qui n'est libérée, pour autoriser la mise en place du contacteur, que dans une position unique prédéterminée desdits éléments. 2. Contacteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément (100) de boîtier fixe possède une encoche périphérique apte à coopérer avec ladite encoche (606) du masque lorsque le contacteur est dans ladite position unique prédéterminée pour autoriser le passage d'un élément de verrouillage (410, 420). 3. Contacteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément de boîtier fixe (100) est solidaire d'une platine support (200) et définit en combinaison avec celle-ci un passage (120) apte à coopérer avec l'encoche (606) du masque (600) lorsque le contacteur est dans ladite position unique prédéterminée pour autoriser le passage d'un élément de verrouillage (410, 420). 4. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément (300) mobile de boîtier possède une encoche périphérique (306) apte à coopérer avec l'encoche (606) du masque (600) lorsque le contacteur est dans ladite position unique prédéterminée pour autoriser le passage d'un élément de verrouillage (410, 420). 5. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément de verrouillage (410) apte à pénétrer dans l'encoche (606) du masque (600) en position unique prédéterminée du contacteur est formée d'une patte élastique d'encliquetage. 6. Contacteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la patte élastique d'encliquetage (410) est solidaire d'un élément (400) fixé sur le haut d'une colonne de direction. 7. Contacteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la patte élastique d'encliquetage (410) est solidaire d'un volant. 8. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'élément de verrouillage susceptible de pénétrer dans l'encoche (606) du masque (600) en position unique prédéterminée est formé d'au moins un ergot (420) en porte à faux. 9. Contacteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'ergot (420) en porte à faux est solidaire d'un haut de colonne de direction. 10. Contacteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'ergot en porte à faux (420) est solidaire d'un volant. 11. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la rainure spiralée (304) est formée sur l'élément mobile de boîtier (300). 12. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la rainure spiralée (304) est prévue sur un élément intermédiaire situé entre l'élément mobile (300) et l'élément fixe (100) de boîtier, lequel élément intermédiaire est lié à rotation avec l'élément mobile. 13. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que le pignon (500) est en prise par sa denture extérieure, d'une part avec une denture (130) prévue sur ledit autre élément (100) et d'autre part avec une denture (604) prévue sur le masque (600). 14. Contacteur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le masque (600) comprend un décrochement (602) qui débouche sur sa périphérie extérieure et dont le fond est muni de dentures (604) coopérant avec le pignon (500). 15. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que le pignon (500) est porté par une pièce intermédiaire (190) située dans la chambre annulaire (110) du contacteur. 16. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que le masque (600) est formé d'une couronne munie en périphérie de zones de masquage (608) qui encadre une encoche (606) non coplanaire. 17. Contacteur selon la revendication 16, caractérisé par le fait que l'élément (100) de boîtier fixe comprend en périphérie des structures (140) de reprise d'effort apte à supporter les zones de masquage (608) du masque. 18. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait qu'il est adapté pour imposer le montage/démontage dudit contacteur sur son support (400, 800), en position point milieu. 19. Contacteur selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait qu'il est adapté pour imposer le montage/démontage du volant (800) sur le haut de colonne en position point milieu.