Brevet FR2802884A1 — publié le 20010629

La présente invention concerne un ensemble de colonne de direction rétractable en cas de choc pour véhicule automobile, du type comprenant un arbre de direction s'étendant suivant une direction longitudinale et rétractable en cas de choc, une structure de support de l'arbre de direction et de montage de l'ensemble dans un véhicule automobile, cette structure comprenant au moins une première partie et une deuxième partie et des moyens de blocage longitudi nal et transversal des deux parties l'une par rapport à l'autre dans une position déployée, moyens de blocage étant débrayables en cas de choc pour per mettre un deplacement longitudinal relatif des deux parties vers une position ré tractée. tel ensemble de colonne de direction permet d'améliorer la sécuri té du conducteur d'un véhicule automobile lors d'un accident. l'absence de choc, c'est-à-dire en position déployée de l'ensemble de colonne direction, il est souhaitable que les jeux, notamment transversaux, entre les ies de la structure de support de l'arbre de direction destinées à se déplacer en cas de choc soient limités et si possible éliminés afin d'améliorer les caractéristiques de résistance mécanique de l'ensemble de colonne de direction. moyens de blocage longitudinal et transversal des parties de la structure mobiles en cas de choc permettent de rattraper de tels jeux. tels moyens de blocage comprennent généralement des boulons etlou des pieces en matière plastique surmoulée. Toutefois, de tels moyens de blocage posent des problèmes fabri cation qui entraînent notamment des surcoûts. but de l'invention est de fournir un ensemble de colonne direc tion du type précité qui soit de fabrication plus simple et plus économique. cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de colonne direc tion du type précité, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent au moins cale rapportée pour bloquer par effet de coin les deux parties de la structure position déployée l'une par rapport à l'autre dans au moi di rection transversale, la ou chaque cale étant orientée pour permettre de choc le déplacement longitudinal relatif des deux parties vers leur position ré tractée. Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble peut com prendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles - moyens de blocage comprennent au moins une ison longitu dinale entre deux parties de la structure qui est frangible en cas choc, - ou chaque liaison longitudinale comprend un organe blocage longitudinal relatif des deux parties de la structure, l'organe de blocage coopé rant avec celles-ci en passant par une lumière de passage ménagée dans une cale, - la ou chaque lumière de passage a une forme allongée selon la direction longitudinale, - au moins dans la position déployée des deux parties de la struc ture, le ou chaque organe de blocage longitudinal serre transversalement la cale correspondante contre la deuxième partie de la structure, - le ou chaque organe de blocage longitudinal comprend une tête, reçue dans un élément frangible en cas de choc et logé dans la première partie de la structure, et une tige, reçue dans la deuxième partie de la structure, - le ou chaque organe de blocage longitudinal est rivet dont la tige est reçue ' force dans la deuxième partie de la structure, - I ou chaque organe de blocage longitudinal est vis vissée dans la deuxième partie de la structure, - l'une des deux parties de la structure forme rail de guidage de l'autre partie de la structure lors de leur déplacement relatif vers leur position rétractée, et - la ou chaque cale est adaptée pour bloquer par effet de coin les deux parties de la structure en position déployée l'une par rapport à l'autre dans au moins deux directions transversales distinctes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 est une vue latérale schématique et partiellement en coupe d'un ensemble de colonne de direction selon l'invention ; - la Fig.2 est une vue en perspective éclatée lustrant différentes par ties de la structure de support de l'arbre de direction et montage dans un vé hicule automobile de l'ensemble de la figure 1 ; et - les Figs.3 et 4 sont des vues schématiques, coupe et agrandies, des parties cerclées III et IV de la figure 1. Dans tout ce qui suit, les termes avant arrière s'entendent par rapport à un conducteur. figures 1 à 4 représentent un ensemble colonne de direction 1 en position deployée qui comprend un arbre de direction qui s'étend suivant un axe longitudinal X-X et une structure 3 de support de l'arbre 2 et de montage de l'ensemble dans un véhicule automobile. L'arbre de direction 2 comprend un tronçon avant 4 et un tronçon ar rière 5 qui peuvent coulisser télescopiquement l'un dans l'autre, notamment pour que l'arbre rétracte en cas de choc. L'extrémité avant du tronçon avant 4 est muni d'une fourche de car dan 6 pour lier l'arbre de direction 2 au reste du mécanisme de direction du véhicule automobile. L'extrémité arrière du tronçon arrière 5 est solidaire d'un volant de direction 7. La structure 3 comprend pièce 10 de fixation au reste du véhicule automobile, bloc avant 11 de réglage en position de l'arbre 2, bloc arrière 12 de réglage en position de l'arbre 2, support avant 13 d'arbre de direction, support arrière 14 d'arbre de direction, et rail de guidage 15. pièce 10 est fixée, par exemple par vissage ou par boulonnage, sur le reste du vehicule automobile et elle porte, comme cela sera décrit par la suite, les blocs avant 11 et arrière 12 de réglage. support avant 13 reçoit intérieurement à rotation le tronçon avant 4 de l'arbre direction 2. Le support 13 et le tronçon 4 sont solidaires longitudi nalement de l'autre. Le support avant 13 porte extérieurement une rotule 18 reçue dans le bloc avant 11 de réglage pour former une articulation inférieure 19 entre l'arbre et le bloc avant de réglage 11. Le support arrière 14 reçoit intérieurement à rotation le tronçon arrière 5 de l'arbre de direction 2. Le support arrière 14 et le tronçon 5 sont solidaires longitudinalement l'un de l'autre. Le support arrière 14 présente dans chacune de deux pattes latérales inférieures une gorge longitudinale traversante 20. Les gorges 20 sont traver sées par un même organe transversal de réglage 21. Le bloc arrière de réglage 12 présente des flasques latéraux disposés de part et d'autre du support arri 14. Ces flasques latéraux présentent chacun une fente 22 orthogonale aux gor ges 20 et disposée verticalement sur la figure 1. Chaque fente 22 reçoit l'organe 21 pour permettre, comme cela est connu, de régler la position du volant 7, en modifiant l'orientation de l'axe X-X et/ou la position du volant 7 le long de cet axe. De tels réglages sont obtenus déplacement de l'organe 21 dans les gorges 20 et/ou dans les fentes 22, coulis sement télescopique des tronçons 4 et 5 de l'arbre de direction 2 et/ou pivote ment de l'arbre 2 par rapport au corps avant de réglage 11 grâce à l'articulation 19. Le bloc arrière de réglage 12 comprend, comme cela est également connu, un levier 24 de verrouillage, par rapprochement des flasques latéraux bloc 12, du support arrière 14, et donc du volant 7, dans une position de réglage choisie. Le bloc arrière de réglage 12 porte deux pions latéraux supérieurs 25 qui sont reçus chacun dans une lumière longitudinale 26 d'une bride arrière 27 de la pièce de fixation 10. Seuls un pion 25 et une bride 27 sont visibles sur la figure 1. Le bloc avant de réglage 11 est monté sur une partie avant 28 de la pièce de fixation 10. Comme illustré par la figure 2, cette partie 28 est profilée en C et s'étend le long de l'axe X-X. On notera que seule la partie 28 de la pièce 10 est représentée sur la figure 2. Les ailes 29 de cette partie 28 sont reçues de manière coulissante le long de l'axe X-X dans des gorges longitudinales 30 ménagées dans les flancs latéraux du bloc 11. ailleurs, des moyens 31 de blocage débrayables en cas de choc sont prévus entre le bloc avant de réglage 11 et la partie avant 28 de la pièce de fixation 10. Comme illustré par les figures 2 et 3, ces moyens 31 comprennent deux cales métalliques, deux rivets 33 métalliques et deux canons ou douilles 34 frangibles matière plastique. Les cales 32 sont identiques et en forme de coins convergeant vers l'arrière. Chaque cale 32 présente une surface inférieure 35 (figure 3) inclinée par rapport à l'axe X-X vers le haut et vers l'arrière, et une surface supérieure 36 sensiblement parallèle à l'axe X-X. Les cales 32 sont reçues dans des chemins de guidage 37 ménagés dans la face supérieure du bloc avant de réglage 11, de part et d'autre de l'axe X-X. Les chemins de guidage 37 sont identiques et inclines vers le haut et vers l'arrière par rapport à l'axe X-X de manière analogue aux surfaces inférieures 35 des cales 32. Chaque cale 32 présente une lumière 38, traversant toute l'épaisseur de la cale et de forme oblongue selon la direction longitudinale. La lumière 38 présente épaulement transversal 39 en retrait rapport à la surface supérieure 36 de la cale 32. Pour chaque cale 32, un canon 34 est reçu dans un orifice transversal 40 ménagé dans l'âme de la partie avant 28 de la pièce fixation 10. La tête 41 d'un rivet 33 est logée dans le canon 34, sous l'âme de la partie 28, et prend appui sur l'épaulement 39 par l'intermédiaire du fond du canon 34. tige 42 du rivet 33 traverse le reste de la lumière 38 et est reçue à force dans orifice transversal 43 ménagé dans la surface supérieure 44 du chemin de guidage 37 correspondant. La surface inférieure 35 de la cale 32 est plaquée sur la surface 44 du chemin guidage 37 par le rivet 33. La surface supérieure 36 de la cale 32 s'appuie l'âme de la partie avant 28 de la pièce de fixation 10. Chaque cale 32 a été enfoncée à force vers l'arrière dans le chemin de guidage 37 correspondant, entre la partie avant 28 de la pièce de fixation et le bloc avant de réglage 11, si bien que la cale 32 considérée exerce sur partie 28, un effort transversal dirigé verticalement vers le haut sur les figures et 3. gorges longitudinales 30 retiennent les ailes 29 de la partie 28 la pièce fixation 10 à l'encontre des efforts transversaux produits par les deux cales sorte que la bloc avant de réglage 11 et la partie avant 28 de pièce fi ion 10 sont solidaires l'un de l'autre selon la direction transversale qui verticale sur les figures 1 et 3. Ainsi, les cales 32 permettent par effet de coin de rattraper les jeux transversaux entre le bloc avant de réglage 11 et la pièce de fixation 10 selon cette direction verticale. ailleurs, les rivets 33 et les canons 34 des moyens 31 de blocage forment entre le bloc 11 et la pièce 10 deux liaisons longitudinales frangibles i assurent un locage longitudinal relatif sans jeu. Les rivets 33 et les canons assurent ' lement entre le bloc 11 et la pièce 10 un blocage transversal sans jeu selon I direction orthogonale au plan de la figure 1. Le bloc 11 et la pièce 10 sont donc entièrement solidaires l'un de l'autre. revenant aux figures 1 et 2, le rail 15 est un profilé en C qui s'étend longitudinalement vers l'avant, depuis une région avant du support ar rière 14, delà du support avant 13. rail 15 présente une ouverture avant 46 carrée qui reçoit, avec une possibilité débattement longitudinal, la rotule 18 du support avant 13. Cette possibilité de débattement permet le réglage de la position Ion gitudinale du volant 7, puisque le rail 15 et le support arrière 14 d'arbre de direc tion sont solidaires longitudinalement comme cela sera décrit par la suite, alors que les tronçons 4 et 5 de l'arbre de direction 2 peuvent coulisser télescopique- ment l'un dans l'autre. Les ailes 47 du rail 15 sont reçues dans des gorges longitudinales 48 ménagées dans les flancs latéraux du support arrière 14 au-dessus des gorges 20. Des moyens 50 de blocage débrayables en cas de choc sont prévus entre l'extrémité arrière du rail 15 et la région avant du support arrière 14. Ces moyens 50 de blocage ont une structure analogue à celle moyens de blocage, et elle ne sera donc pas décrite en détail. Toutefois, il convient de noter que les cales 32 des moyens 50 de cage et surfaces 44 des chemins 37 ménagés dans la surface supérieure support arrière 14 d'arbre de direction sont orientés à l'opposé de ceux moyens de blocage. Ainsi, les moyens 50 de blocage assurent un blocage relatif sans du rail et du support arrière 14 dans la direction verticale de la figure 1, dans la direction orthogonale au plan de la figure 1, et dans la direction longitudinale de l'ensemble de colonne de direction 1. En cas de choc arrière, c'est-à-dire provenant de l'arrière, une force longitudinale F1 (Fig.4) va être appliquée sur le tronçon arrière 5 de l'arbre et donc le support arrière 14 d'arbre de direction. Les pions 25 vont alors se déplacer vers l'avant dans les lumières , en assurant par freinage une absorption de l'énergie de choc. Simultanément, du fait des moyens 50 de blocage, le rail 15 va etre poussé vers l'avant, les tronçons 4 et 5 de l'arbre de direction 2 coulissant télescopiquement l'un dans l'autre. Une fois la rotule 18 en butée contre le bord arrière de l'ouverture du rail , les canons 34 des moyens 50 de blocage vont être cisaillés entre orifices du rail 15 et les têtes 41 des rivets 33. Les liaisons longitudinales tre le support arrière 14 d'arbre de direction et le rail 15 sont alors rompues. Ainsi, le support arrière 14 va pouvoir se déplacer vers l'avant rapport rail 15 comme schématisé par la flèche D1 (Fig.4), les tronçons 4 et de l'arbre de direction 2 coulissant télescopiquement l'un dans l'autre pour pour suivre I rétraction de l'arbre de direction 2. On notera que l'orientation des cales 32 des moyens 50 de blocage permet tel déplacement relatif du rail 15 et du support arrière 14. Ainsi, l'ensemble de colonne de direction 1 va passer dans une posi tion rétractée. Au cours du déplacement longitudinal relatif du rail 15 et du support arriere 14, le rail 15 assure le guidage du support arrière 14. En cas de choc avant, c'est-à-dire provenant de l'avant, une force longitudinale orientée vers l'arrière va être appliquée sur le tronçon avant 4 de l'arbre de direction 2. Ainsi, une force longitudinale F2 (figure 3) orientée vers l'arrière va être appliquée sur le bloc avant de réglage 11 par l'intermédiaire du support avant 13 d'arbre de direction. Les canons 34 des moyens 31 de blocage vont alors être cisaillés en tre les orifices 40 de la pièce avant 28 et les têtes 41 des rivets 33. Les liaisons longitudinales entre le bloc avant de réglage 11 et la pièce de fixation sont alors rompues. Ainsi, le bloc avant de réglage 11 va pouvoir se déplacer vers l'arrière par rapport à la pièce de fixation 10 comme schématisé par la flèche D2. Au cours de ce déplacement, la partie avant 28 profilée en C de la pièce forme rail guidage du bloc avant de réglage 11. La rotule 18, solidaire longitudinalement du bloc avant de réglage 11, va venir en butée contre le bord arrière de l'ouverture 46 du rail de guidage 15, en particulier grâce à une rétraction télescopique de l'arbre de direction Une force longitudinale orientée vers l'arrière va alors être appliquée sur le rail 15 et va provoquer, comme dans le cas d'un choc arrière, un cisaille ment des canons 34 des moyens 50 de blocage. Ainsi, le rail 15 va pouvoir se déplacer vers l'arrière par rapport au support arrière 14 de l'arbre de direction. Grâce aux déplacements vers l'arrière du bloc avant de réglage 11 et du rail 15, l'ensemble de colonne de direction 1 va passer en position rétractée. L'ensemble de colonne de direction 1 est donc rétractable en cas de choc. Par ailleurs, l'utilisation de cales 32 dans les moyens de blocage 31 et 50 permet de rattraper, par effet de coin, des jeux transversaux entre les parties de la structure 3 destinées à se déplacer en cas de choc pour permettre la ré traction de l'ensemble de colonne de direction 1. De plus, ces moyens de blocage 31 et 50 sont relativement simples et peu coûteux à mettre en place. Pour les moyens 31 de blocage, par exemple, il suffit positionner longitudinalement le bloc avant de réglage 11 et la partie avant 28 la pièce de fixation 10 pour que leurs orifices 40 et 43 soient en regard les uns autres, vient ensuite insérer à force les cales 32 vers l'arriere pour assu rer le blocage transversal relatif du bloc avant de réglage 11 et pièce de fixation is on vient insérer les canons 34 dans les orifices les rivets 33 dans canons 34, les lumières 38 et les orifices 43. notera que la forme oblongue des lumières 38 des cales 32 facilite le montage moyens 31 et 50 de blocage. Selon une variante non représentée, les rivets 33 sont remplacés par des vis dont tiges sont vissées dans les orifices 43. Selon une autre variante non représentée, les cales ont surfaces inférieures profil transversal en forme de toit, les surfaces superieures 44 des chemins guidage 37 ayant un profil correspondant. rosi, les cales 32 permettent d'assurer un blocage transversal dans deux directions transversales distinctes, c'est-à-dire non parallèles. Les cales 32 permettent alors de rattraper tous les jeux transversaux. REVENDICATIONS 1. Ensemble de colonne de direction (1) rétractable en cas de choc pour véhicule automobile, du type comprenant un arbre de direction (2) s'étendant suivant une direction longitudinale (X-X) et rétractable en cas de choc, une structure (3) de support de l'arbre de direction et de montage de l'ensemble dans un véhicule automobile, cette structure comprenant au moins une première partie (10, 15) et une deuxième partie (11, 14) et des moyens (31, 50) de blocage longitudinal et transversal des deux parties l'une par rapport à l'autre dans une position déployée, les moyens (31, 50) de blocage étant brayables en cas de choc pour permettre un déplacement longitudinal relatif deux parties vers une position rétractée, caractérisé en ce que les moyens , 50) de blocage comprennent au moins une cale rapportée (32) pour bloquer effet de coin les deux parties (10, 11, 14; 15) de la structure en position ployée l'une par rapport à l'autre dans au moins une direction transversale, ou chaque cale (32) étant orientée pour permettre en cas de choc le déplacement longitudinal relatif des deux parties vers leur position rétractée. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que moyens , 50) de blocage comprennent au moins une liaison longitudinale 34) entre deux parties de la structure qui est frangible en cas de choc. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ou chaque ison longitudinale comprend un organe (33) de blocage longitudinal relatif deux parties de la structure, l'organe de blocage (33) coopérant avec celles-ci en passant par une lumière de passage (38) ménagée dans cale (32). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ou chaque lumière de passage (38) a une forme allongée selon la direction longitu dinale (X-X). . Ensemble selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, au moins dans la position déployée des deux parties de la structure, le ou chaque organe blocage longitudinal (33) serre transversalement la cale corres pondante (32) contre la deuxième partie (11, 14) de la structure. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, carac térisé en ce que le ou chaque organe de blocage longitudinal (33) comprend une tête ), reçue dans un élément (34) frangible en cas de choc et logé dans premiere partie (10, 15) de la structure (3), et une tige (42), reçue dans deuxieme partie (11, 14) de la structure. 7. Ensemble selon les revendications 5 et 6 prises ensembles, carac térisé en ce que le ou chaque organe de blocage longitudinal (33) est un rivet dont la tige (42) est reçue à force dans la deuxième partie (11, 14) de la struc ture. 8. Ensemble selon les revendications 5 et 6 prises ensembles, carac térise en ce que le ou chaque organe de blocage longitudinal (33) est une vis vissee dans la deuxième partie (11, 14) de la structure. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, carac térise en ce que l'une des deux parties (10, 15) de la structure forme rail de dage de l'autre partie (11, 14) de la structure lors de leur déplacement relatif vers I position rétractée. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, carac térisé ce que la ou chaque cale (32) est adaptée pour bloquer par effet coin les deux parties de la structure en position déployée l'une par rapport à l'autre dans au moins deux directions transversales distinctes.