Brevet FR2775646A1 — publié le 19990910

Dispositif d'absorption d'énergie à double enroulement pour colonne de direction de véhicule automobile La présente invention se rapporte à un dispositif d'absorption d'énergie à double enroulement pour colonne de direction de véhicule automobile. Le dispositif selon l'invention s applique notamment à une colonne de direction réglable en profondeur ou en inclinaison ou bien à une colonne de direction réglable en profondeur et en inclinaison, dont l'arbre de direction est monté dans un tubecorps, qui est supporté et bloqué sur la carrosserie à la position voulue. La colonne de direction comprend un arbre de direction monté tournant dans un tube-corps, qui est relié à un ensemble support fixé au châssis du véhicule ou à un élément de la carrosserie L'amélioration croissante de la sécurité sur les colonnes de direction demande aux constructeurs de maîtriser tous les paramètres des systèmes d'absorption d'énergie. Ainsi, en ce qui concerne le procédé d'absorption d'énergie au moyen de déroulement d'un fil, qui est de plus en plus sollicité sur les colonnes de direction, il est nécessaire mais difficile aujourd'hui, de faire varier la course d'absorption d'énergie en fonction d'un effort de choc demandé. Ce compromis conduit souvent les fabricants de colonnes à réaliser des fils de forme complexe ou de section variables. L'inconvénient majeur réside dans la mise en oeuvre du produit, ce qui conduit le fabricant à des solutions technologiques onéreuses. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'absorption d'énergie, qui mette en oeuvre un fil de forme simple et facile à réaliser, tout en permettant d'absorber exactement l'énergie à dissiper qui est demandée, et en se montant facilement dans l'encombrement des colonnes de direction existantes. Selon l'invention, le dispositif d'absorption d'énergie d'une colonne de direction de véhicule automobile comprend un arbre de direction monté tournant dans un tube corps relié à un ensemble support fixé au châssis du véhicule. Le dispositif d'absorption d'énergie agit dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de la colonne de direction. Le système d'absorption d'énergie consiste en - un double enroulement d'un élément métallique de section déterminée - un élément support mobile est relié à un élément support fixe qui est solidaire du châssis du véhicule, afin de constituer l'ensemble support, et l'élément support mobile est bloqué sur l'élément support fixe à une valeur déterminée - le double enroulement comporte deux enroulements ayant le même axe, qui sont raccordés par une portion centrale - le double enroulement est monté sur un élément tournant disposé sur un axe fixe solidaire de l'élément support fixe - le double enroulement à sa portion centrale qui est montée dans l'élément support mobile relié au tube-corps de manière qu'en cas de choc, ledit élément support mobile relié au tube-corps donc au volant pousse la portion centrale dudit double enroulement de manière à dérouler ledit double enroulement en absorbant l'énergie à dissiper. Dans une réalisation particulièrement simple de l'invention, le double enroulement est constitué par deux enroulements hélicoidaux de sens opposé, et les deux enroulements ont un nombre de spire identique. Lesdits enroulements sont reliés par une boucle centrale, qui coopère avec l'élément support mobile relié au tube-corps, ledit élément support mobile agissant sur ladite boucle centrale en la poussant lors du choc. Les deux enroulements ont un nombre de spires identique, de manière que lors du choc, les deux enroulements soient déroulés simultanément afin de dissiper l'énergie demandée. Dans une réalisation plus élaborée de l'invention, le double enroulement est constitué par deux enroulements hélicoidaux de sens opposé, et les deux enroulements ont un nombre de spires différent. Lesdits enroulements sont reliés par une boucle centrale, qui coopère avec l'élément support mobile relié au tube-corps, ledit élément support mobile agissant sur ladite boucle centrale en la poussant lors du choc. Les deux enroulements ont un nombre de spire différent, de manière que lors du choc, dans un premier temps les deux enroulements soient déroulés simultanément, et que dans un deuxième temps un seul enroulement soit déroulé afin d'ajuster la dissipation d'énergie demandée dans le temps. Afin d'adapter au mieux le dispositif de l'invention, la section du double enroulement est ronde, et dans d'autres réalisations, la section du double enroulement est carrée ou rectangulaire ou quelconque. Une mise en oeuvre particulièrement intéressante du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention a la structure ci-après - l'élément support fixe comporte deux oreilles sensiblement verticales entre lesquelles vient s'engager, l'élément support mobile, chacune des oreilles ayant un trou de passage de l'axe fixe de l'élément tournant du dispositif d'absorption d'énergie - l'élément support mobile comporte deux portions latérales et une portion de raccordement, chacune des portions latérales ayant à sa partie inférieure un trou de passage de l'axe du système de réglage - chacune des portions latérales ayant à sa partie supérieure un trou oblong de passage de l'axe fixe de l'élément tournant du dispositif d'absorption d'énergie, dont la longueur correspond à la course de la récupération d'énergie - l'élément tournant est disposé sur l'axe fixe du dispositif d'absorption d'énergie qui est bloqué sur chacune des oreilles de l'élément support fixe d'une valeur déterminée - le double enroulement est monté sur l'élément tournant, et il est accroché par sa boucle centrale à un tenon aménagé dans la portion de raccordement de l'élément support mobile en passant au-dessus dudit tenon et en s'engageant dans chacune des encoches agencée de chaque côté dudit tenon, de manière qu'en cas de choc, le volant avec le tube corps et l'élément support mobile se déplacent vers l'avant du véhicule en entraînant le double enroulement, qui se déroule autour de l'élément tournant disposé sur l'axe fixe solidaire de l'élément support fixe. Le dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention présente ainsi l'avantage d'avoir une structure très simple à réaliser, avec une garantie de qualité de fabrication lorsqu'elle est réalisée en très grande série, comme c'est le cas de l'industrie automobile. De plus, le dispositif s'adapte facilement dans l'encombrement des colonnes de direction existantes. Ce système de double enroulement permet d'augmenter l'effort absorbé tout en préservant une même course de déroulement. Il offre de plus l'avantage d'avoir un gain de pièces, et une très grande facilité de fixation sur son support, sans aucun apport de pièces ou de soudure pour le maintenir. 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 en perspective de l'ensemble du dispositif d'absorption d'énergie selon l'invention, avec un double enroulement de section ronde à nombres de spires identiques, la colonne de direction étant en position normale avant le choc - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 avec un arrachement partiel, la colonne de direction étant en position après le choc - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 avec un arrachement partiel, et un double enroulement de section carrée à nombre de spires identiques - la figure 4 est une coupe axiale dans le plan vertical d'une vue schématique, la colonne de direction étant en position normale avant le choc - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, la colonne de direction étant en position après le choc - la figure 6 est une vue en perspective partielle du double enroulement de section ronde à nombre de spires différent, avant le choc - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, après le choc ; et - la figure 8 est une représentation de l'effort absorbé durant la course d'absorption, dans le cas de la réalisation des figures 6 et 7. La colonne de direction de véhicule automobile comprend un arbre de direction 1 qui est monté tournant dans un tube-corps 2, comme cela est représenté sur les figures 1 à 5. Le tube-corps 2 est relié à un ensemble support 6 par un système de réglage en position 4 en profondeur ou en inclinaison, ou par un système de réglage 4 en profondeur et en inclinaison. L'invention peut s'appliquer également à une colonne de direction non réglage, dans ce cas le tube-corps 2 est relié directement à l'ensemble support 6. L'ensemble support 6 comprend un élément support fixe 8 et un élément support mobile 9. L'élément support fixe 8 est solidaire du châssis 10 du véhicule ou d'un élément de carrosserie. L'élément support mobile 9 est relié au tube-corps 2 par le système de réglage en position 4. L'élément support mobile 9 est relié à l'élément support fixe 8, et ledit élément support mobile 9 est bloqué sur ledit élément support fixe à une valeur déterminée, qui tient compte du choc à absorber afin de permettre dans ce cas à l'élément support mobile 9 de coulisser dans l'élément support fixe 8. L'élément support fixe 8 comporte une embase 15 avec deux oreilles 11 et 12 sensiblement verticales qui sont montées sur cette embase 15. Chacune des oreilles 11 et 12 a un trou de passage respectif 13 et 14 de l'axe de tenue de l'élément support mobile 9. L'élément support mobile 9 comporte deux portions latérales 21 et 22 sensiblement verticales et une portion de raccordement 20 sensiblement horizontale. L'élément support mobile 9 vient s'engager entre les deux oreilles 11 et 12 de l'élément support fixe 8 par l'intermédiaire de ses deux portions latérales 21 et 22. Chacune des portions latérales 21 et 22 a à sa partie supérieure un trou oblong respectif 25 et 26 de passage de l'axe de tenue de l'élément support mobile 9. La longueur de chacun de ces trous oblong 25 et 26 correspond à la course de récupération d'énergie. Chacune des portions latérales 21 et 22 a sa partie inférieure un trou de passage respectif 23 et 24 de l'axe des systèmes de réglage 4. Le dispositif d'absorption d'énergie est disposé de façon à agir dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de la colonne de direction. Comme cela est représenté sur les différentes figures 1 à 7, le dispositif d'absorption d'énergie de colonne de direction suivant l'invention est constitué par un double enroulement 3, d'un élément métallique, qui a une section déterminée afin de répondre à la dissipation d'énergie demandée. Le double enroulement 3 comporte deux enroulements, qui ont le même axe, et qui sont raccordés par une portion centrale. Le double enroulement 3 est monté sur un élément tournant 47 disposé sur un axe fixe 48 solidaire de l'élément support fixe 8. Il a sa portion centrale qui est montée dans l'élément support mobile 9 relié au tube-corps 2 de manière qu'en cas de choc, ledit élément support mobile 9 relié au tube-corps 2 donc au volant pousse la portion centrale dudit double enroulement 3 de manière à dérouler ledit double enroulement 3 en absorbant l'énergie à dissiper. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, le double enroulement 3 est constitué par deux enroulements hélicoïdaux 31 et 32 de sens opposé. Les deux enroulements 31 et 32 ont un nombre de spire identique. Les deux enroulements 31 et 32 sont reliés par une boucle centrale 34, et ils ont une section ronde. La boucle centrale 34 coopère avec l'élément support mobile 9 relié au tube-corps 2. L'élément support mobile 9 agit sur ladite boucle centrale 34 en la poussant lors du choc. Les deux enroulements 31 et 32 ont un nombre de spires identique, de manière que lors du choc, les deux enroulements 31 et 32 soient déroulés simultanément afin de dissiper l'énergie demandée. L'élément tournant 47 est disposé sur l'axe fixe 48, qui est monté dans les deux trous de passage 13 et 14 des oreilles 11 et 12 respectives de l'élément support fixe 8. L'axe fixe 48 traverse les deux trous oblongs 25 et 26 de l'élément support mobile 9, et il est bloqué à une valeur déterminée sur les deux oreilles 11 et 12 de l'élément support fixe 8. L'axe fixe 48 de l'élément tournant 47 constitue ainsi l'axe de tenue de l'élément support mobile 9 dans l'élément support fixe 8. La longueur de chacun des trous oblong 25 et 26 correspond à la course de récupération d'énergie. Sur les figures 1 et 4, en position normale avant le choc, l'axe fixe 48 traverse les trous oblong 25 et 26 à leur extrémité avant. Sur les figures 3 et 5 en position après le choc, les trous oblong 25 et 26 de l'élément support mobile 9 se sont déplacés vers l'avant. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1, 2, 4 et 5, le double enroulement 3 est monté sur l'élément tournant 47, et il est accroché par sa boucle centrale 34 à un tenon 29 aménagé dans la portion de raccordement 20 de l'élément support mobile 9 en passant au-dessus dudit tenon 29 et en s'engageant dans chacune des encoches 27, 28 agencée de chaque côté dudit tenon 29, de manière qu'en cas de choc, le volant avec le tube-corps 2 et l'élément support mobile 9 se déplacent vers l'avant du véhicule en entraînant le double enroulement 3, qui se déroule autour de l'élément tournant 47 disposé sur l'axe fixe 48 solidaire de l'élément support fixe 8. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le double enroulement 3 est constitué par deux enroulements hélicoïdaux 35 et 36 de sens opposé. Les deux enroulements 35 et 36 ont un nombre de spire identique. Les deux enroulements 35 et 36 sont reliés par une boucle centrale 38 et ils ont une section carrée. La boucle centrale 38 coopère avec l'élément support mobile 9 relié au tube-corps 2. L'élément support mobile 9 agit sur ladite boucle centrale 38 en la poussant lors du choc. Les deux enroulements 35 et 36 ont un nombre de spires identique, de manière que lors du choc, les deux enroulements 35 et 36 soient déroulés simultanément afin de dissiper l'énergie demandée. Le montage de l'élément tournant 47 est identique au montage décrit précédemment pour les figures 1, 2, 4 et 5. Le double enroulement 3 est monté sur l'élément tournant 47, et il est accroché par sa boucle centrale 38 à un tenon 29 aménagé dans la portion de raccordement 20 de l'élément support mobile 9 en passant au-dessus dudit tenon 29 et en s'engageant dans chacune des encoches 27, 28 agencée de chaque côté dudit tenon 29, de manière qu'en cas de choc, le volant avec le tube-corps 2 et l'élément support mobile 9 se déplacent vers l'avant du véhicule en entraînant le double enroulement 3, qui se déroule autour de l'élément tournant 47 disposé sur l'axe fixe 48 solidaire de l'élément support fixe 8. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, le double enroulement 3 est constitué par deux enroulements hélicoïdaux 39 et 40 de sens opposé. Les deux enroulements 39 et 40 ont un nombre de spires différent. Les enroulements 39 et 40 sont reliés par une boucle centrale 42, et ils ont une section ronde. La boucle centrale 42 coopère avec l'élément support mobile 9 relié au tube-corps 2. L'élément support mobile 9 agit sur ladite boucle centrale 42 en la poussant lors du choc. Les deux enroulements 39 et 40 ont un nombre de spire différent, de manière que lors du choc, dans un premier temps les deux enroulements 39 et 40 soient déroulés simultanément, et que dans un deuxième temps un seul enroulement 40 soit déroulé afin d'ajuster la dissipation d'énergie demandée dans le temps. Le montage des différents éléments est identique au montage décrit précédemment pour les figures 1, 2, 4 et 5. Cet ajustement de dissipation d'énergie est représenté sur la figure 8, qui représente les variations de l'effort absorbé en fonction de la course de l'élément support mobile 9. Dans ce dernier cas de réalisation avec des enroulements 39 et 40 ayant un nombre de spires différent, le montage se fait d'une manière analogue à celui représenté sur les figures 1 à 3. Dans les cas de réalisations avec des enroulements ayant un nombre de spires différent, la section peut aussi être carrée. Ce type de section a été représenté sur la figure 3. La section du double enroulement peut également être rectangulaire ou quelconque. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'absorption d'énergie d'une colonne de direction de véhicule automobile comprenant un arbre de direction (1) monté tournant dans un tube-corps (2) relié à un ensemble support (6) fixé au châssis (10) du véhicule, ledit dispositif d'absorption d'énergie agissant dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de la colonne de direction, caractérisé en ce que ledit système d'absorption d'énergie consiste en - un double enroulement (3) d'un élément métallique de section déterminée - un élément support mobile (9) est relié à un élément support fixe (8) qui est solidaire du châssis (10) du véhicule, afin de constituer l'ensemble support (6), et l'élément support mobile (9) est bloqué sur l'élément support fixe (8) à une valeur déterminée - le double enroulement (3) comporte deux enroulements (31, 32 - 35, 36 - 39, 40) ayant le même axe, qui sont raccordés par une portion centrale - le double enroulement (3) est monté sur un élément tournant (47) disposé sur un axe fixe (48) solidaire de l'élément support fixe (8) - le double enroulement (3) à sa portion centrale qui est montée dans l'élément support mobile (9) relié au tube-corps (2) de manière qu'en cas de choc, ledit élément support mobile (9) relié au tube-corps (2) donc au volant pousse la portion centrale dudit double enroulement (3) de manière à dérouler ledit double enroulement (3) en absorbant l'énergie à dissiper. 2 - Dispositif d'absorption d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le double enroulement (3) est constitué par deux enroulements hélicoïdaux (31,32 - 35, 36) de sens opposé, les deux enroulements (31,32 - 35, 36) ayant un nombre de spire identique, lesdits enroulements (31,32 - 35, 36) sont reliés par une boucle centrale (34, 38), qui coopère avec l'élément support mobile (9) relié au tube-corps (2), ledit élément support mobile (9) agissant sur ladite boucle centrale (34, 38) en la poussant lors du choc ; les deux enroulements (31,32 - 35, 36) ayant un nombre de spires identique, de manière que lors du choc, les deux enroulements (31,32 - 35, 36) soient déroulés simultanément afin de dissiper l'énergie demandée. 3 - Dispositif d'absorption d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le double enroulement (3) est constitué par deux enroulements hélicoïdaux (39, 40) de sens opposé, les deux enroulements (39, 40) ayant un nombre de spires différent, lesdits enroulements (39, 40) sont reliés par une boucle centrale (42), qui coopère avec l'élément support mobile (9) relié au tube-corps (2), ledit élément support mobile (9) agissant sur ladite boucle centrale (42) en la poussant lors du choc ; les deux enroulements (39, 40) ayant un nombre de spire différent, de manière que lors du choc, dans un premier temps les deux enroulements (39, 40) soient déroulés simultanément, et que dans un deuxième temps un seul enroulement (40) soit déroulé afin d'ajuster la dissipation d'énergie demandée dans le temps. 4 - Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section du double enroulement (3) est ronde. 5 - Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section du double enroulement (3) est carrée ou rectangulaire. 6 - Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que - l'élément support fixe (8) comporte deux oreilles (11, 12) sensiblement verticales entre lesquelles vient s'engager, l'élément support mobile (9), chacune des oreilles (11, 12) ayant un trou ou passage (13, 14) de l'axe fixe (48) de l'élément tournant (47) du dispositif d'absorption d'énergie - l'élément support mobile (9) comporte deux portions latérales (21, 22) et une portion de raccordement (20), chacune des portions latérales (21, 22) ayant à sa partie inférieure un trou de passage (23, 24) de l'axe du système de réglage (4) - chacune des portions latérales (21, 22) ayant à sa partie supérieure un trou oblong (25, 26) de passage de l'axe fixe (48) de l'élément tournant (47) du dispositif d'absorption d'énergie, dont la longueur correspond à la course de la récupération d'énergie ; - l'élément tournant (47) est disposé sur l'axe fixe (48) du dispositif d'absorption d'énergie qui est bloqué sur chacune des oreilles (11, 12) de l'élément support fixe (8) d'une valeur déterminée - le double enroulement (3) est monté sur l'élément tournant (47), et il est accroché par sa boucle centrale (34, 38, 42) à un tenon (29) aménagé dans la portion de raccordement (20) de l'élément support mobile (9) en passant au-dessus dudit tenon (29) et en s'engageant dans chacune des encoches (27, 28) agencée de chaque côté dudit tenon (29), de manière qu'en cas de choc, le volant avec le tubecorps (2) et l'élément support mobile (9) se déplacent vers l'avant du véhicule en entraînant le double enroulement (3), qui se déroule autour de l'élément tournant (47) disposé sur l'axe fixe (48) solidaire de l'élément support fixe (8).