Brevet FR2774964A1 — publié le 19990820

L'invention a trait aux systèmes de direction pour véhicules. On a déjà proposé d'assembler la partie terminale de la colonne de direction et le moyeu du volant par encliquetage. L'invention vise à rendre plus performant ce type d'assemblage. Elle propose à cet effet un volant de direction pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'encliquetage, un moyen élastique sollicitant ledit moyen d'encliquetage, et une bague de déverrouillage, ladite bague de déverrouillage, admettant: - une position de déverrouillage dans laquelle elle entraîne suffisamment ledit moyen d'encliquetage à l'encontre dudit moyen élastique pour libérer un espace au moins égal à l'encombrement radial maximum d'un embout d'encliquetage d'une colonne de direction avec laquelle ledit volant est adapté à coopérer; et - une position de verrouillage dans laquelle ladite bague n'agit pas sur ledit moyen d'encliquetage. Du fait de sa forme circulaire, comme celle du moyeu du volant, la bague de déverrouillage peut aisément être guidée par le moyeu pour la faire passer de la position de déverrouillage à la position de verrouillage, et inversement, par rotation de la bague coaxialement au moyeu. La présence d'une telle bague directement dans le moyeu du volant est particulièrement avantageuse, le déverrouillage du volant pouvant s'effectuer par simple manoeuvre de la bague de déverrouillage, et non par une manipulation complexe nécessitant de faire pénétrer dans le moyeu un outil qui atteint directement le moyen d'encliquetage. De préférence, un moyen de rappel élastique sollicite ladite bague de déverrouillagevers ladite position de verrouillage. Ce moyen de rappel évite que la bague de déverrouillage reste bloquée dans la position de déverrouillage, ce qui présente un danger certain puisqu'un opérateur pourrait croire que le volant est fixé sur la colonne alors qu'en réalité le blocage de la bague dans la position de déverrouillage permet l'extraction du volant. Selon une autre caractéristique préférée, notamment pour des raisons d'encombrement et de commodité de réalisation, ladite bague de déverrouillage comporte un levier de manoeuvre mobile dans un évidement latéral du moyeu dudit volant. Dans un premier mode de réalisation, ledit levier comporte un orifice de réception d'un outil de manoeuvre. Dans un deuxième mode de réalisation, ledit levier est adapté à être inséré dans un creux d'extrémité d'un outil de manoeuvre. Selon des caractéristiques préférées de ce deuxième mode de réalisation, le volant comporte un moyen de blocage pour bloquer dans ladite position de déverrouillage ledit outil engagé sur ledit levier, ledit moyen de blocage étant adapté a ne pas entrer en contact avec ledit levier, un moyen de rappel élastique étant prévu pour ramener ladite bague de déverrouillage dans ladite position de verrouillage. La présence du moyen de blocage permet à l'opérateur qui veut extraire le volant de la colonne de direction de disposer de ses deux mains pour réaliser la manoeuvre d'extraction, le fait que le moyen de blocage ne peut pas entrer en contact avec le levier évitant le maintien accidentel de la bague en position de déverrouillage. L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description d'exemples préférés de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ceux-ci: - la figure 1 est une vue en plan, prise de dessus, d'une colonne de direction et du moyeu d'un volant conforme à l'invention, le chapeau de fermeture et le ressort que comporte le moyeu n'étant pas représentés pour la clarté du dessin; - la figure 2 est une vue en élévation-coupe de ce moyeu, prise comme indiqué par 11-il sur la figure 1; - les figures 3 et 4 sont des vues similaires montrant respectivement le moyeu en cours d'enfoncement sur la partie terminale de la colonne de direction et montrant le moyeu en position de fixation sur cette colonne; - la figure 5 est une autre vue similaire montrant les cales d'encliquetage en cours de déverrouillage; la figure 6 est une vue en élévation de la partie terminale d'une variante de la colonne de direction, avec un arrachement partiel montrant la tige filetée dont est muni l'embout d'encliquetage pour coopérer avec l'alésage taraudé du reste de la colonne de direction, qui est de type conventionnel; - la figure 7 est une vue similaire pour une variante dans laquelle le reste de la colonne de direction est du type conventionnel à tige filetée plutôt qu'à trou taraudé; - les figures 8 à 11 sont des vues similaires aux figures 1 à 4, respectivement, pour une variante dans laquelle l'embout d'encliquetage et la surface d'arrêt de la colonne de direction sont en tronc de pyramide plutôt qu'en tronc de cône; - la figure 12 est une vue similaire à la figure 8, montrant une variante des moyens de déverrouillage des cales d'encliquetage et montrant I'outil correspondant; - la figure 13 est une vue similaire à la figure 12, mais avec l'outil en place sur le levier destiné à le recevoir, dans la position de déverrouillage plutôt que dans la position de verrouillage; et - la figure 14 est la vue partielle en coupe repérée par XIV-XIV sur la figure 13. Le système de direction illustré sur les figures 1 à 4 comporte une colonne de direction dont la partie terminale 1 est montrée en détail sur les figures 3 et 4, et comporte un volant de direction dont on a essentiellement représenté le moyeu 2, une branche 3 de ce volant étant illustrée partiellement sur la figure 4. La partie terminale 1 de la colonne de direction comporte classiquement une portion 4 garnie de cannelures orientées axialement à une extrémité de laquelle se trouve une surface d'arrêt 5 formée ici par un chanfrein qui relie la portion cannelée 5 à une portion lisse 6 de plus grand diamètre. La partie terminale 1 comporte, de l'autre côté de la portion cannelée 4, un embout d'encliquetage 7. Cet embout présente une surface d'extrémité 9 dont le diamètre externe est inférieur à celui de la portion 4, le centre de la surface 9 étant plat et ses bords étant arrondis. La surface 9 se raccorde à une surface latérale 10 qui est en retrait par rapport à la surface 9. Plus précisément, la surface 10 est tronconique et elle se raccorde par son grand diamètre à la surface d'extrémité 9. A l'opposé de celle-ci, la surface 10 se raccorde par son petit diamètre à une surface tronconique 11 formée par un chanfrein reliant l'embout d'encliquetage 7 et la portion cannelée 4. Le moyeu 2 comporte un corps 2A en métal moulé et usiné. Ce corps présente un alésage 12 garni de cannelures à une extrémité duquel se trouve une surface de butée 13. Le diamètre de l'alésage 12 et la conformation de ses cannelures correspondent respectivement au diamètre et à la conformation des cannelures de la portion 4 de la partie terminale 1 afin que l'alésage 12 puisse s'engager par coulissement sur la portion 4, ainsi que montré sur la figure 3. La coopération entre les cannelures de la portion 4 et de l'alésage 12 permet d'immobiliser en rotation le volant par rapport à la colonne de direction. La surface de butée 13 a la même conformation que la surface d'arrêt 5 de la partie terminale 1, et sert à arrêter le mouvement d'enfoncement du moyeu 2 vis-à-vis de la partie terminale 1 suivant la direction axiale, lorsque les surfaces 13 et 5 viennent porter l'une sur l'autre, ainsi que montré sur la figure 4. Ainsi qu'on le voit plus particulièrement sur la figure 3, à l'opposé de la surface de butée 13, I'alésage 12 débouche dans un logement coaxial à cet alésage, en forme de gradin, l'alésage 12 débouchant plus précisément dans un espace 14 ayant la forme générale d'une cuvette à bord évasé, l'espace 14 débouchant lui-même dans un espace 15 ayant la forme générale d'une cuvette à bord droit. Le bord évasé de l'espace 14 est formé par une surface tronconique 16 dont le grand diamètre est du côté de l'espace 15 et dont le petit diamètre du côté de l'alésage 12. Trois redents 17A, 17B et 17C faisant également partie du corps 2A sont disposés à intervalle régulier essentiellement dans l'espace 14. Ces trois redents sont identiques, ils présentent chacun une surface interne 18 (figure 2) se raccordant à la paroi de l'alésage 12 et s'évasant vers l'espace 15, deux parois latérales 19 (figure 1) tournées vers l'espace 14 et globalement orientées chacune suivant un plan radial, une surface supérieure (figure 2) plate se trouvant au-dessus de la surface de fond 21 de l'espace , et une surface 22 qui relie les surfaces 20 et 21. Les surfaces 18 et 22 sont incurvées de sorte que les redents 17A, 17B et 17C ont une section en plan qui a la forme d'un tronc de secteur angulaire. Les surfaces latérales 19 sont légèrement inclinées par rapport à la direction axiale, les deux surfaces latérales d'un même secteur s'écartant dans le sens allant vers la surface de butée 13. Dans chaque intervalle entre deux redents est disposée une cale d'encliquetage dont la section en plan a globalement une forme en tronc de secteur angulaire de plus grand angle au sommet que les redents 17A, 17B et 17C. Plus précisément, une cale 23A est disposée entre les redents 17A et 17B, une cale 23B entre les redents 17B et 17C et une cale 23C entre les redents 17C et 17A. Chacune des cales 23A à 23C présente une surface interne 24 (figure 2) de même forme que la surface latérale 10 de l'embout 7, une surface externe 25 de même forme que la surface 16 de l'espace 14, et deux parois latérales 26 (figure 1) de même forme que les parois latérales 19 des redents 17A, 17B et 17C. L'écart entre les parois 24 et 25 est tel que quand la partie terminale 1 est engagée dans le moyeu 2 avec la surface de butée 13 qui porte sur la surface d'arrêt 5, chaque cale a sa surface 24 qui est en contact intime avec la surface latérale 10 de l'embout 7 et sa surface 25 qui est en contact intime avec la surface 16 du corps 2A, ainsi que montré sur la figure 4, l'écartement angulaire entre les parois latérales 26 étant tel que les parois latérales 26 portent intimement sur les parois 19 des redents entre lesquels la cale est disposée alors que cette cale est à une hauteur telle que le fond de la cale ne rencontre le fond de l'espace 14, ainsi que montré sur la figure 2. La surface de fond 21 de l'espace 15 est plate et sa surface latérale 27 est cylindrique. Un évidement 28 à section en L retourné est ménagé extérieurement sur environ 90 en haut de la partie du corps 2A appartenant au moyeu, cet évidement étant limité latéralement par des parois d'extrémité 29A et 29B (figure 1). Conformément à l'invention, une bague de déverrouillage 30 est mise en place dans l'espace 15 et dans l'évidement 28. Cette bague comporte un anneau plat 31 disposé contre la paroi de fond 21 de l'espace 15, trois pattes de levage 32A, 32B et 32C disposées chacune du côté interne de la bague 31 et ayant une surface supérieure inclinée de sorte que la hauteur de chaque patte 32A à 32C augmente lorsqu'on se déplace le long de cette patte dans le sens des aiguilles d'une montre (pattes vues comme sur la figure 1), et un levier de manoeuvre 33 en forme de U renversé, se raccordant à la bague 31 du côté extemrne, la jambe interne du levier 33 étant disposée contre la paroi 27 et le reste de ce levier étant disposé dans l'évidement 28, une empreinte 34 étant ménagée dans la jambe externe pour un outil de manoeuvre. Lorsque le levier 33 est contre la paroi d'extrémité 29A, ainsi que montré sur la figure 1, chacune des pattes 32A à 32C se trouve en regard de la surface externe 22 d'une redent 17A à 17C respectif. Chacune des cales 23A à 23C présente une aile arrière 35 en saillie par rapport à la surface 25, chacune des pattes 32A à 32C pouvant venir sous l'aile 35 d'une cale respective, afin de la soulever lorsque le levier 33 est entraîné vers la surface d'extrémité 29B, afin de déverrouiller le volant, ainsi qu'on l'expliquera ultérieurement. L'espace 15 est fermé par un chapeau 36 fixé sur le corps 2A par des vis 37, un ressort de compression hélicoïdal 38 étant disposé entre les cales 23A à 23C et le chapeau 36, des bossages respectifs étant prévus sur le chapeau 36 et sur les cales pour maintenir le ressort 38 centré. On va maintenant expliquer comment se déroulent les opérations de montage et de démontage du volant. L'alésage 12 du moyeu 2 est engagé sur la partie terminale 1 de la colonne de direction par un mouvement d'enfoncement au cours duquel la surface d'extrémité 9 de l'embout 7 finit par rencontrer les cales 23A à 23C, celles-ci sont alors repoussées par l'embout 7 à l'encontre du ressort 38 tout en glissant par leurs surfaces 25 sur la surface 16 de sorte que les cales s'écartent jusqu'à une position, montrée sur la figure 3, o l'embout 7 peut dépasser les cales 23A à 23C, qui sont alors repoussées par le ressort 38, et lorsque le moyeu est complètement enfoncé sur la partie terminale 1, c'est-à-dire lorsque la surface de butée 13 vient porter contre la surface d'arrêt 5, les cales 23A à 23C sont chacune insérées entre les surfaces 10 et 16, sur lesquelles elles portent intimement respectivement par leurs surfaces 24 et par leurs surfaces 25. On observera que du fait de l'inclinaison des surfaces 10 et 16, tout mouvement orienté axialement qui tend à extraire le volant de la colonne, exerce sur les cales 23A à 23C par l'intermédiaire de la surface 10 ou de la surface 16, un effort dirigé vers l'autre surface, de sorte que ces efforts ne peuvent pas entraîner les cales, la colonne et le volant étant ainsi verrouillés. Pour procéder au démontage du volant, il suffit d'introduire un outil tel qu'une petite tige ronde dans l'empreinte 34 et d'entraîner le levier 33 vers la surface 29B, les pattes 32A à 32C passent progressivement sous l'aile 35 des cales 23A à 23C, respectivement, en les soulevant, ainsi que montré sur la figure 5, et lorsque le levier 33 arrive en butée sur la surface 29B, les cales sont suffisamment soulevées pour que le volant puisse être extrait de la partie terminale. On observera que l'inclinaison par rapport à la direction axiale de la surface 10 est plus petite que l'inclinaison de la surface 16, cette différence d'inclinaison faisant qu'au démontage, il se crée très rapidement un espace entre les cales et l'embout 7, ce qui évite à avoir à vaincre d'importants efforts de frottement pour lever les cales. Afin d'assurer que la bague 30 est spontanément dans la position o le levier 33 est contre la surface d'extrémité 29A (position de verrouillage du volant), I'une des extrémités du ressort 38 est accrochée au chapeau 36 et l'autre extrémité à la bague 30, le ressort 38 procurant ainsi également l'effort de rappel de la bague 30. Dans la variante montrée sur les figures 6 et 7, la partie terminale de la colonne de direction n'est pas monobloc comme la partie 1, mais a été obtenue en complétant une partie terminale conventionnelle de colonne de direction et par un embout d'encliquetage rapporté par vissage sur l'élément normalement prévu pour recevoir la vis ou l'écrou de verrouillage du volant. D'une façon générale, on a utilisé les mêmes références que pour la partie terminale 1, mais additionnée du chiffre 100 pour la variante de la figure 6 et du chiffre 200 pour celle de la figure 7. La partie terminale 101 de la colonne de direction montrée sur la figure 6 comporte un embout d'encliquetage 107 muni d'une tige filetée 40 grâce à laquelle cet embout est fixé sur le reste de la partie terminale 101, qui est du type classique comportant un trou taraudé 41 normalement prévu pour la vis de fixation du volant, mais servant ici au montage de l'embout 107. Un empreinte 42, ici hexagonale, est ménagée en creux dans la surface d'extrémité 109 pour permettre de bloquer l'embout 107 sur le reste de la partie terminale 101 grâce à une clé appropriée. La partie terminale 201 de la colonne de direction montrée sur la figure 7 comporte un embout 207 présentant un alésage taraudé 43 grâce auquel cet embout est monté sur le reste de la partie terminale 201 qui est munie d'une tige filetée 44 servant normalement à l'écrou de verrouillage du volant mais qui sert ici à la fixation de l'embout 207, celui-ci étant muni d'une empreinte 45 similaire à l'empreinte 42 pour permettre son blocage. Un moyeu anti-dévissage est prévu par sécurité, ici une rondelle adéquate non représentée prévue dans chacune des parties terminales 101 et 201 entre l'embout 107 ou 207 et le reste de cette partie terminale. Dans la variante montrée sur les figures 8 à 11, la partie terminale de la colonne de direction est dépourvue de cannelures, la surface latérale de l'embout d'encliquetage n'est pas en forme de tronc de cône mais en forme de tronc de pyramide et il en va de même pour la surface d'arrêt de cette partie terminale. D'une façon générale, on a utilisé les mêmes références numériques que pour le mode de réalisation des figures 1 à 4, mais additionné du chiffre 300. Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 8 et 9, le moyeu 302 est similaire au moyeu 2, si ce n'est que l'alésage 312 est lisse au lieu de présenter des cannelures, que la surface de butée 313 est en forme de tronc de pyramide au lieu d'être en forme de tronc de cône, et que la surface interne 324 des cales 323A à 323C est plate au lieu d'être incurvée. Ainsi qu'expliqué ci-dessus, la surface d'arrêt 305 de la partie terminale 301 est en forme de tronc de pyramide, ici à base hexagonale régulière, et de même la surface latérale 310 de l'embout d'encliquetage 307 est en forme de tronc de pyramide à base hexagonale, les pans des surfaces 305 et 310 étant mutuellement en correspondance. Dans ce mode de réalisation, I'immobilisation en rotation entre le moyeu 302 et la partie terminale 301 n'est pas obtenu grâce à des cannelures, mais grâce à la coopération de la surface d'arrêt 305 et de la surface de butée 313 et grâce à la coopération de la surface 310 avec les cales 323A à 323C. Dans la variante montrée sur les figures 12 à 14, l'évidement 328 est remplacé par un évidement 328' pratiqué dans la totalité de la paroi limitant latéralement l'espace 315 et le levier 333 est remplacé par un levier 333' droit prévu pour coopérer avec un outil 46 formé par un tube cylindrique, un ressort 47 dont une extrémité est fixée sur le corps du moyeu et l'autre sur la bague 330' étant prévu, au lieu du ressort 338, pour ramener la bague dans la position montrée sur la figure 12. L'outil 46 est prévu pour s'engager autour du levier 333' dans cette position, ainsi que montré en trait interrompu sur la figure 13, et sert à faire pivoter la bague 330' jusqu'à la position de déverrouillage montrée sur la figure 13. Ainsi qu'on le voit sur la figure 14, le chapeau 336 est remplacé par un chapeau 336' qui comporte un bossage interne permettant, grâce à l'élasticité de ce chapeau, qui est en tôle métallique, d'immobiliser l'outil 46 dans la position de déverrouillage montrée sur la figure 13, le cran étant toutefois d'une épaisseur suffisamment faible pour qu'en l'absence de l'outil 46 le levier 333 ne puisse être retenu par ce cran. Grâce au blocage procuré par le cran 48, l'opérateur n'a pas besoin de maintenir le levier 46 pour extraire le volant de la colonne de direction, et il n'y a pas de risque que la bague 330' reste par inadvertance en position déverrouillée, l'extraction de l'outil 46 provoquant automatiquement, grâce au ressort 47, le retour dans la position de verrouillage montrée sur la figure 12. De nombreuses variantes sont possibles en fonction des circonstances, et on rappelle à cet égard que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés. REVENDICATIONS 1. Volant de direction pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'encliquetage (23A, 23B, 23C; 323A, 323B, 323C), un moyen élastique (38. 338) sollicitant ledit moyen d'encliquetage, et une bague de déverrouillage, ladite bague de déverrouillage (30; 330; 330'), admettant: - une position de déverrouillage dans laquelle elle entraîne suffisamment ledit moyen d'encliquetage (23A, 23B, 23C; 323A, 323B, 323C) à l'encontre dudit moyen élastique (38; 338) pour libérer un espace au moins égal à l'encombrement radial maximum d'un embout d'encliquetage (7; 107; 207; 307) d'une colonne de direction avec laquelle ledit volant est adapté à coopérer; et - une position de verrouillage dans laquelle ladite bague n'agit pas sur ledit moyen d'encliquetage. 2. Volant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de rappel élastique (38; 338; 47) sollicite ladite bague de déverrouillage (30 330; 330') vers ladite position de verrouillage. 3. Volant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite bague de déverrouillage (30; 330; 330') comporte un levier de manoeuvre (33; 333; 333') mobile dans un évidement latéral (28; 328; 328') du moyeu dudit volant. 4. Volant selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit levier (30; 330) comporte un orifice (34) de réception d'un outil de manoeuvre. 5. Volant selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit levier (333') est adapté à être inséré dans un creux d'extrémité d'un outil de manoeuvre (46). 6. Volant selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de blocage (336', 48) pour bloquer dans ladite position de déverrouillage ledit outil (46) engagé sur ledit levier (333'), ledit moyen de blocage étant adapté à ne pas entrer en contact avec ledit levier (333'), un moyen de rappel élastique (47) étant prévu pour ramener ladite bague de déverrouillage dans ladite position de verrouillage. 7. Volant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage comportent un bossage (48) ménagé sur un chapeau (336') dudit moyeu.