Brevet FR2771458A1 — publié le 19990528

La présente invention concerne un dispositif mécanique de fixation radiale d'un organe sur l'extremité d'un arbre qui s'emboite axialement dans cet organe. Plus particulièrement elle s'applique à la fixation d'un volant de véhicule automobile sur l'extrêmité de la colonne de direction, notamment lorsque ce volant est muni d'un dispositif de protection du conducteur en cas de collision par coussin gonflable dit "airbag". La fixation d'un volant de véhicule automobile sur Vextrêmité de la colonne de direction est généralement effectuée par emboitement d'un alèsage cannelé situé au centre du moyeu du volant sur l'extrêmité cannelée correspondante de la colonne de direction, une vis axiale assurant le blocage du volant sur lextrêmité de la colonne. Un dispositif"airbag" est alors fixé, s'il y a lieu, sur le moyeu du volant, généralement au moyen de vis. Il recouvre alors la vis de fixation du volant qui n'est plus accessible qu'après démontage du dispositif"airbag". Cette disposition nécessite par ailleurs que le volant et le dispositif"airbag" soient montés séparément et successivement et exclut qu'ils soient préassemblés en une unité qui serait alors montée en une seule opération sur la colonne de direction et donc avec une réduction sensible du temps de montage et une amélioration de capacité corrélative de la chaîne d'assemblage du véhicule. Le dispositif objet de la présente invention permet un tel préassemblage du sous-ensemble volant et dispositif"airbag" et son montage en une seule opération rapide sur la colonne de direction, en un temps équivalent à celui de l'assemblage classique précité, par vis axiale, d'un volant seul. De plus il s'adapte sur les extrêmités cannelées des colonnes de direction existantes, qui n'ont donc pas à être modifiées pour recevoir un volant muni d'un dispositif"airbag" en lieu et place d'un ancien volant simple, lorsque l'ont souhaite améliorer la sécurité sur un modèle de véhicule existant par adjonction d'un tel dispositif. Le dispositif selon l'invention est un dispositif de fixation radiale d'un organe tel qu'un volant de véhicule automobile sur un arbre tel qu'une colonne de direction de véhicule automobile, ledit arbre étant emboité axialement dans un orifice correspondant de cet organe, dont la forme d'emboitement empeche la rotation de l'organe sur l'arbre, caractérisé en ce que l'organe comporte une cavité longitudinale débouchant sur un secteur de l'orifice d'emboitement, ladite cavité recevant un poussoir comportant une face d'appui sur la surface de l'arbre sur laquelle débouche la cavité longitudinale, la face opposée du poussoir recevant la poussée d'une vis radiale de compression vissée dans un trou taraudé correspondant de l'organe suivant un axe radial dans un plan axial de la cavité, à travers un moyen élastique de poussée. Ce moyen élastique sera avantageusement un étrier de forme incurvée faisant ressort traversé par un téton d'extrêmité de la vis, ledit téton venant s'engager dans le poussoir, I'épaulement de la vis prenant appui sur l'étrier et transmettant, à travers cet étrier, la pression de la vis sur le poussoir et, par la face d'appui opposée de ce dernier, sur l'extrémité de rarbre qui se trouve ainsi solidarisé à l'organe par le blocage de son emboitement par la pression du poussoir sous l'action de la vis radiale. Sous l'effet de la poussée de la vis permettant simultanément de plaquer radialement le poussoir sur l'arbre par l'interrnédiaire de l'étrier, ce dernier se déformera et ses extrêmités prendront appui respectivement, en s'écartant sous l'effet de cette déformation, dans une gorge en extrêmité de l'arbre et sur le fond de la cavité longitudinale de l'organe, assurant ainsi un placage axial complémentaire de l'organe sur l'épaulement de butée d'emboitement de organe sur l'arbre. La gorge sur l'arbre recevant une extrêmité de l'étrier ainsi qu'un cône d'emboitement permettent lors du montage lemboitement suivi d'un clipsage de l'extrémité de l'étrier dans la gorge indiquant que l'emboitement de l'organe sur l'arbre est correct. Cette gorge et ce cône d'emboitement pourront être avantageusement aménagés dans une tête de vis vissée axialement dans l'extrémité de l'arbre, où elle remplace l'ancienne vis de fixation axiale de l'organe sur l'arbre. Lorsque cette fixation initiale est assurée par un écrou sur une extrémité filetée de l'arbre, cet écrou sera remplacé par un écrou borgne recevant la gorge et le cône d'emboitement. Ainsi, l'adaptation en remplacement de l'ancien type de fixation par serrage axial est faite par cette vis ou cet écrou, pièces peu coûteuses, sans qu'il y ait à modifier l'arbre. Pour le serrage de cette vis ou de cet écrou, on choisira avantageusement le même type d'empreinte de visseuse que pour la vis radiale de compression, afin de les serrer avec le même outil lors de l'opération d'assemblage. L'étrier apporte ainsi une double sécurité d'assemblage, d'une part par l'effet autobloquant de sa déformation contre un desserrage de la vis et un maintien de la tension d'assemblage, d'autre part, par l'écartement de ses extrêmités et leurs engagements respectifs dans la gorge de l'arbre et à fond de cavité de l'organe sous l'effet de cette même déformation, un blocage mécanique de l'organe contre répaulement d'emboitement de l'arbre. Cette double sécurité est tout à fait indiquée, par exemple, pour un assemblage de volant de direction de véhicule automobile. Un exemple de dispositif de fixation selon l'invention appliquée à un tel volant de direction sera décrit ci-après en référence aux figures annexées où, - la figure 1 représente en coupe axiale un assemblage selon l'invention d'un moyeu de volant de direction de véhicule automobile sur l'extrémité de la colonne de direction, - la figure 2 représente le même moyeu en vue de dessus montrant la configuration de la cavité longitudinale recevant le poussoir d'appui de blocage. Sur la figure 1, une extrêmité de colonne de direction 1, classiquement munie de cannelures longitudinales périphériques et d'un trou taraudé axial, vient s'emboiter dans un orifice axial correpondant d'un moyeu de volant 2. Ce moyeu comporte une cavité longitudinale 3, ouverte sur la partie supérieure du moyeu et débouchant latéralement sur un secteur de l'orifice axial d'emboitement du moyeu 2. Un poussoir 4 est placé dans cette cavité. il comporte une surface d'appui sur la surface correspondante de la colonne de direction 1 fermant axialement la cavité longitudinale 3. Cette surface d'appui pourra éventuellement possèder un cannelage conjugué à celui de la colonne 1, toutefois, une surface lisse prenant appui avec une haute pression unitaire sur les sommets de cannelures sera généralement suffisante pour assurer le blocage d'assemblage souhaité. I1 est à noter que la profondeur de la cavité 3 ne correspondant qu'à une partie de l'épaisseur du moyeu 2, la rigidité et la résistance de ce dernier n'en sont pas sensiblement affectées. Le poussoir 4 est maintenu en position par une vis de blocage radiale 5 dont un téton d'extrêmité 6 vient s'engager dans un trou correspondant du poussoir 4 aprés avoir traversé un étrier 7 venant en butée d'une part contre le poussoir 4 et d'autre part contre l'épaulement de raccordement du téton 6 sur la tige filetée de la vis 5. L'autre extrêmité de cette vis pourra comporter un empreinte telle qu'un six pans creux permettant son serrage par un outil de visseuse à couple règlable. Aprés assemblage dans la cavité 3 avec le poussoir 4 et l'étrier 7, le téton 6 pourra être serti à son extrêmité dans son trou d'assemblage dans le poussoir 4, à travers un trou 8 aménagé radialement dans le moyeu 2 dans le même axe radial que celui de la vis 5, à l'opposé de celle-ci. Ce sertissage garantit le maintien en place du poussoir 4 et de l'étrier 7 pendant les opérations préliminaires de pré-assemblage en une unité du volant et de ses accessoires, préalablement à l'opération unique de montage de cette unité sur la colonne de direction. permet également le démontage du volant par dévissage de la vis 5 en assurant le retrait correspondant du poussoir 4 et le dégagement corrélatif de l'extrémité de l'étrier 7 de la gorge où elle était engagée. On peut également utiliser à cet effet un assemblage par un téton muni d'une gorge, engagé dans un trou borgne du poussoir, lequel comporte, au niveau de la gorge du téton, une déformation latérale de retenue pouvant être aménagée dans une paroi mince au fond d'un trou borgne latéral correspondant dans le poussoir. Les extremités 9 et 10 de l'étrier 7, formé à partir d'une lame d'acier à ressort, viennent prendre appui respectivement dans une gorge 12 d'une vis 11 vissée en bout de la colonne de direction 1 et dans le fond de la cavité 3. En s'écartant sous l'effet de la poussée de la vis 5 et de appui sur le poussoir 4, l'étrier 7, dont l'extrémité 9 prend appui dans la gorge de la vis 11 et l'extrémité 10 dans le fond de la cavité 3, tend à plaquer axialement le moyeu 2 contre le cône d'emmanchement et l'épaulement d'appui correspondants de la colonne 1, ajoutant ainsi à l'effet de blocage en position du poussoir 4, ce qui accroit la sécurité de maintien. fi est à noter également raction autobloquante exercée sur la vis 5 par la déformation élastique de l'étrier 7. La vis ll comporte également un cône d'emboitement 13 précèdent la gorge 12, ce cône écarte l'extrémité 9 de étrier 7 avant que celle-ci ne s'engage dans la gorge 12 par clipsage lors de l'opération d'assemblage du moyeu 2 sur la colonne de direction 1, indiquant que le moyeu est en place et empêchant son dégagement accidentel. Comme il a été indiqué, lorsque la colonne de direction est du type à extrémité filetée pour un blocage axial du volant par écrou, on utilisera au lieu d'une vis 11 un écrou borgne qui recevra la gorge 12 et le cône d'emboitement 13. En choisissant pour ces vis ou écrou les mêmes empreintes de vissage que pour la vis radiale 5, on pourra les mettre en place sur la colonne 1 avec le même outillage. ll est à noter que le type de fixation ainsi décrit, basé sur un serrage radial et non axial, supprime les risques de surcharge de serrage qui, sur des emmanchements côniques de volants en alliages légers, pourraient provoquer leur éclatement. On évite habituellement ce risque par l'adjonction d'un insert de renforcement qui n'est plus nécessaire dans un dispositif de fixation selon l'invention. On obtient ainsi un assemblage sûr, fiable et rapide par le seul serrage de la vis radiale 5, d'un volant muni de tous ses accessoires et notamment d'un dispositif"airbag" préassemblés et conditionnés. Ceci évite les raccordements du revêtement de moussage entre les deux éléments et d'éventuelles différences de teintes. Par ailleurs, dans la mesure où les cannelures d'assemblage sur la colonne de direction n'autorisent qu'une seule position d'emboitement du volant, suivant le principe du "détrompage", il pourra être envisagé de raccorder l'ensemble des différents circuits électriques du dispositif"airbag", de l'avertisseur sonore,du régulateur de vitesse, des circuits radio et autres au moyen d'au moins un connecteur d'enfichage automatique qui s'emboîtera lors de la mise en place du volant sur la colonne, au lieu, comme il est de pratique courante, d'avoir à raccorder individuellement les différents connecteurs propres à chacune de ces fonctions. Revendications 1- Dispositif de fixation radiale d'un organe sur un arbre, ledit arbre (1) étant emboité axialement dans un orifice correspondant de cet organe (2), dont la forme d'emboitement empêche la rotation de l'organe sur l'arbre, caractérisé en ce que Organe (2) comporte une cavité longitudinale (3) débouchant sur un secteur de orifice d'emboitement, ladite cavité (3) recevant un poussoir (4) comportant une face d'appui sur la surface de rarbre (1) sur laquelle débouche la cavité longitudinale (3), la face opposée du poussoir recevant la poussée d'une vis radiale de compression (5) vissée dans un trou taraudé correspondant de l'organe (2) suivant un axe radial dans un plan axial de la cavité (3), à travers un moyen élastique (7) de poussée. 2- Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen élastique (7) est un étrier de forme incurvée faisant ressort traversé par un téton (6) d'extrêmité de la vis (5), ledit téton (6) venant s'engager dans le poussoir (4), l'épaulement du téton (6) de vis (5) prenant appui sur l'étrier (7) et transmettant, à travers celui-ci la pression de blocage de la vis (5) sur le poussoir (4) et, par la face d'appui opposée de ce dernier, sur rextrêmité de l'arbre (1) qui se trouve ainsi solidarisé à l'organe (2). 3- Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étrier (7) se déforme sous l'effet de la poussée de la vis (5) permettant simultanément de plaquer radialement le poussoir (4) sur l'arbre (1) par l'intermédiaire de l'étrier (7), dont les extrémités (9, 10) prendront appui respectivement, en s'écartant sous l'effet de cette déformation, dans une gorge (12) en extrémité de l'arbre (1) et sur le fond de la cavité longitudinale (3) de l'organe (2). 4- Dispositif de fixation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gorge (12) sur l'arbre (1) recevant une extrêmité (9) de étrier (7) pourra être avantageusement aménagée dans une tête de vis (11) vissée axialement dans l'extrêmité de l'arbre (1), où elle remplace l'ancienne vis de fixation axiale de l'organe (2) sur l'arbre (1). 5- Dispositif de fixation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gorge (12) sur l'arbre (l) recevant une extrêmité (9) de l'étrier (7) pourra être avantageusement aménagée dans un écrou borgne vissé axialement dans une extrêmité filetée de l'arbre (1), où cet écrou borgne remplace l'ancien écrou de fixation axiale de l'organe (2) sur l'arbre (1). 6- Dispositif de fixation selon les revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que la gorge (12) est précédée d'un cône d'engagement (13) assurant lors de l'emboîtement de rorgane(2) sur l'arbre (1) le dégagement de l'extrêmité (9) de l'étrier (7) avant son engagement et clipsage dans la gorge (12). 7- Dispositif de fixation selon les revendications 4, 5 ou 6 caractérisé en ce que la vis ou écrou (11) recevant la gorge (12) et le cône d'engagement (13) comportent une empreinte de vissage identique à celle de la vis (5). 8- Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que, aprés assemblage dans la cavité (3) avec le poussoir (4) et l'étrier (7), le téton (6) est serti à son extrêmité dans son trou d'assemblage dans le poussoir (4), à travers un trou (8) aménagé radialement dans le moyeu (2) dans le même axe radial que celui de la vis (5), à l'opposé de celle-ci.