Brevet FR2810956A1 — publié le 20020104

La présente invention concerne un ensemble du type comprenant une colonne de direction, dont une extrémité est destinée à être reliée à un volant de direction et une autre extrémité est destinée à être reliée au reste d'un mécanisme de direction, une structure de support de la colonne de direction, et des moyens de réglage de la position de la colonne de direction par rapport à la structure de support pour régler la position du volant de direction le long d'au moins une direction de réglage, les moyens de réglage comprenant au moins un premier et un deuxième organes crantés de blocage dont l'un est relié à la colonne de direction et l'autre à la structure de support, les organes crantés présentant des surfaces crantées se faisant face et s'étendant le long de la direction de réglage, le premier organe cranté présentant une position de blocage de la colonne de direction par rapport à la structure de support dans laquelle les organes crantés sont engagés l'un dans l'autre. Dans un ensemble de ce type, la colonne de direction comprend généralement un corps et un arbre de direction reçu à rotation dans le corps. Le corps comporte une pièce de montage reçue entre deux flasques de la structure de support. Les moyens de blocage comprennent un tirant qui traverse la pièce de montage et les deux flasques pour les rapprocher et ainsi bloquer la colonne de direction en position par serrage de la pièce de montage. Le rapprochement des flasques au moyen du tirant est en général obtenu grâce à un mécanisme de verrouillage à billes ou à came, manoeuvré par une poignée. Généralement, les deux organes crantés sont des plaques parallèles à l'axe de la colonne de direction et dont l'une est portée par l'un des flasques de la structure de support, et l'autre par l'extrémité correspondante du tirant. Le déplacement du tirant pour rapprocher les flasques provoque l'engagement des deux organes crantés qui permettent d'améliorer le blocage en position de la colonne de direction. Toutefois, si les crans des deux organes crantés sont engagés sommets sur sommets, on constate que le blocage obtenu n'est pas suffisant pour retenir la colonne de direction en cas de choc exercé sur celle-ci, notamment en cas d'accident. On constate alors une modification importante de la position de la colonne le long de la direction de réglage. Ce déplacement peut réduire l'efficacité du dispositif d'absorption d'énergie de choc généralement associé à un tel ensemble et/ou empêcher un déploiement satisfaisant d'un coussin gonflable de sécurité disposé dans le volant de direction. Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un ensemble du type précité permettant d'améliorer le blocage en position de la colonne de direction. A cet effet, I'invention a pour objet un ensemble du type précité, caractérisé en ce que le premier organe cranté est relié à la colonne de direction ou à la structure de support pour, en cas de choc appliqué sur la colonne de direction lorsqu'il est dans sa position de blocage, pivoter autour d'un axe de pivot orthogonal à la direction de réglage, sous l'effet d'un dégagement des crans du deuxième organe et d'une première région crantée du premier organe située d'un côté de l'axe de pivot, afin d'amener des crans d'une deuxième région crantée du premier organe située de l'autre côté de l'axe de pivot à s'engager dans des crans du deuxième organe cranté. Selon des modes particuliers de réalisation, I'ensemble comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - le deuxième organe cranté présente une première et une deuxième régions crantées situées respectivement en regard de la première et de la deuxième régions crantées du premier organe cranté, et la distance séparant des crans de la première et de la deuxième régions crantées du premier organe cranté est légèrement inférieure à la distance séparant des crans correspondants de la première et de la deuxième régions crantées du deuxième organe cranté; - les crans des premier et deuxième organes crantés ont le même pas, et la distance séparant des crans des première et deuxième régions crantées du deuxième organe est égale à ce pas multiplié par un nombre entier; - les crans des première et deuxième régions crantées du premier organe cranté sont inclinés de manière sensiblement opposée par rapport à une direction orthogonale à la direction de réglage; - les crans des première et deuxième régions crantées du deuxième organe cranté sont inclinés de manière sensiblement opposée par rapport à une direction orthogonale à la direction de réglage; - I'ensemble comprend des moyens de manoeuvre du premier organe cranté pour le déplacer entre une position de libération et sa position de blocage de la colonne de direction; - les moyens de manoeuvre comprennent une came reçue dans un logement du premier organe cranté et destinée à prendre appui sur au moins une paroi délimitant ce logement pour déplacer le premier organe cranté; - dans sa position de blocage, le premier organe cranté peut se déplacer vers sa position de libération sur une distance inférieure à la profondeur des crans du premier organe cranté et/ou du deuxième organe cranté; et - les moyens de manoeuvre comprennent au moins un organe élastique de rappel du premier organe cranté dans sa position de blocage. L'invention concerne en outre un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble tel que défini ci-dessus. 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 figure 1 est une vue schématique latérale, d'un ensemble selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique latérale, partielle et agrandie illustrant des organes crantés de blocage de l'ensemble de la figure 1, ces organes étant en position de blocage de la colonne de direction, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 illustrant les organes crantés en position de libération de la colonne de direction, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 dans laquelle des sommets des crans des organes crantés s'appuient l'un sur l'autre, et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 illustrant l'effet d'un choc orienté vers le haut sur la colonne de direction lorsque les organes crantés sont dans la position de la figure 4. Dans tout ce qui suit, les orientations utilisées seront les orientations habituelles d'un véhicule automobile. La figure 1 représente schématiquement un ensemble 1 comprenant une colonne de direction 2 et une structure 3 de support de la colonne 2. De manière classique, la colonne de direction 2 comprend un corps 4 et un arbre de direction 5 reçu à rotation dans le corps 4. L'extrémité arrière 6 de I'arbre 5 est destinée à être reliée à un volant de direction et son extrémité avant 7 présente une fourche de cardan pour relier l'arbre 5 au reste d'un mécanisme de direction. La structure de support 3 est fixée au reste d'un véhicule automobile. Elle comprend à l'avant des moyens 8 d'articulation de la colonne de direction 2 autour d'un axe transversal A1. A l'arrière, la structure de support présente deux flasques latéraux 9 disposés de part et d'autre d'un bloc de montage 10 solidaire du corps 4. Seul un flasque 9 est visible sur les figures. De manière classique, I'ensemble 1 comprend en outre des moyens 12 de réglage de la position angulaire de la colonne 2 par rapport à l'axe transversal A1. Ces moyens 12 comprennent des moyens 13 de blocage actionnés par une poignée 14 de commande représentée en traits mixtes sur la figure 1. Comme cela est connu, les moyens 13 de blocage comprennent un tirant 16, qui traverse les flasques 9 et le bloc de montage 10. Ce tirant 16 est associé un mécanisme de verrouillage 17 à billes ou à cames (en traits mixtes sur la figure 1) commandé par la poignée 14 pour provoquer le rapprochement des flasques 9 et ainsi le blocage en position de la colonne 2 par serrage du bloc de montage 10 par les flasques 9. Ici, les moyens 13 de blocage comprennent en outre de chaque côté du bloc de montage 10 un premier organe cranté 18 et un deuxième organe cranté 19. Dans tout ce qui suit, seuls les organes crantés situés à l'avant de la figure 1 seront décrits, ceux situés à l'arrière de cette figure ayant une structure analogue. Comme on le voit sur la figure 2 o la poignée 14 et le mécanisme 17 ne sont pas représentés, le deuxième organe cranté 19 a une forme de cadre rectangulaire, orienté verticalement, et dont le montant avant 20 présente des crans intérieurs 21. Ces crans 21 sont répartis en une première région crantée supérieure 22 et une deuxième région crantée inférieure 23. Les crans 21 des régions 22 et 23 ont le même pas. Les régions supérieure 22 et inférieure 23 sont séparées par une région 24 non crantée dont la hauteur H, vue selon la direction verticale sur la figure 2, est égale au pas des crans 21 multiplié par un nombre entier. Les crans 21 de la région supérieure 22 présentent chacun une surface supérieure 25 inclinée vers l'arrière et vers le bas et une surface inférieure 26 sensiblement horizontale. Ainsi, les crans 21 de la région supérieure 22 sont inclinés vers le bas par rapport à l'horizontale. Les crans 21 de la région inférieure 23 sont inclinés de manière opposée par rapport à l'horizontale, les surfaces supérieures 27 des crans 21 y étant sensiblement horizontales et leurs surfaces inférieures 28 inclinées vers l'arrière et vers le haut. Ainsi, les régions supérieure 22 et inférieure 23 sont crantées de manière convergente. Le premier organe cranté 18 est un bloc de forme générale trapézoïdale convergeant vers l'arrière reçu à l'intérieur du deuxième organe cranté 19. Sa face avant 30 présente des crans 31 situés en regard des crans 21 du deuxième organe cranté 19 et répartis en une région supérieure 32 et une région inférieure 33. Les crans 31 ont le même pas que les crans 21. Les crans 31 de la région supérieure 32 ont une forme sensiblement complémentaire de celle des crans 21 de la région supérieure 22 du deuxième organe cranté 19. Toutefois, leurs surfaces supérieures 36 sont légèrement inclinées vers le bas et vers l'arrière par rapport à l'horizontale. Les crans 31 de la région inférieure 33 ont une forme sensiblement complémentaire de celle des crans 21 de la région inférieure 23 de l'organe cranté 19. Toutefois, leurs surfaces inférieures 37 sont inclinées par rapport à l'horizontale vers le haut et vers l'arrière. Ainsi, les régions 32 et 33 du premier organe cranté 18 sont crantées de manière divergente. Ces deux régions 32 et 33 sont séparées par une région 39 dépourvue de crans et d'une hauteur h légèrement inférieure au pas des crans 31 multiplié par un nombre entier. Plus précisément, la hauteur h de la région 39 est légèrement inférieure à la hauteur H de la région 24 du deuxième organe cranté 19. Ce résultat peut être obtenu dans une variante avec une hauteur h égale au pas des crans 31 multiplié par un nombre entier et une hauteur H légèrement supérieure. Le premier organe cranté 18 présente un évidement central rectangulaire 40 recevant une came 41 portée par le tirant 16 et solidaire en rotation de celui-ci. Cette came 41 a une forme de triangle isocèle à coins arrondis. La face arrière 43 du premier organe cranté 18 présente une gorge verticale 44 qui reçoit une lame élastique 45 qui prend appui sur le fond de cette gorge et sur la face avant du montant arrière 46 du deuxième organe cranté 19. Le premier organe cranté 18 est mobile entre une position de blocage (figure 2) de la colonne de direction 2 et une position de libération (figure 3) de la colonne 2 sous l'action de la came 41 dont la rotation est commandée par la poignée de commande 14, via le tirant 16. Dans sa position de blocage, les crans 31 du premier organe cranté 18 sont engagés dans les crans 21 du deuxième organe cranté 19 grâce à la poussée vers l'avant exercée par la lame 45 sur l'organe cranté 18. Le coin 48 le plus excentré de la came 41 est orienté vers le haut et vers l'arrière et logé sensiblement dans le coin correspondant de l'évidement 40 du premier organe cranté 18. Ce coin 48 prend appui sur la paroi supérieure 49 délimitant l'évidement 40, et un autre coin de la came 41 prend appui sur la paroi inférieure 50 délimitant l'évidement 40. Dans la position de blocage idéale représentée dans la figure 2, les sommets des crans 31 de la région inférieure 33 sont engagés au fond des crans 21 de la région inférieure 23 du deuxième organe cranté 19, et les sommets des crans 31 de la région supérieure 32 sont engagés au fond des crans 21 de la région supérieure 22 du deuxième organe cranté 19. Ainsi, le premier organe cranté 18 est bloqué en translation verticale par rapport au deuxième organe cranté 19. La possibilité de déplacement vertical du tirant 16, est donc de la colonne de direction 2, est limitée au jeu présent entre les crans 21 et 31 qui correspond à la différence entre les hauteurs H et h. Cette possibilité est donc très faible et la colonne de direction 2 est pratiquement immobilisée par rapport à la structure de support 3. Il est à noter que dans cette position, le premier organe cranté 18 peut se déplacer vers l'arrière horizontalement uniquement sur une course C inférieure à la profondeur P des crans 21 et 31. La course C est limitée par butée de la paroi avant 51 délimitant l'évidement 40 sur la came 41. Pour amener le premier organe cranté 18 dans sa position de libération, on fait pivoter la came 41, via le tirant 16 et la poignée de commande 14, d'environ 450 vers l'arrière. Lors de ce mouvement, le coin le plus excentré 48 de la came 41 rentre en contact avec la paroi arrière 52 délimitant l'évidement 40. La came 41 repousse ainsi l'organe cranté 18 vers l'arrière contre l'effet de la lame élastique 45. Ce déplacement vers l'arrière se poursuit jusqu'à ce que la came 41 soit sensiblement horizontale et que la face arrière 43 du premier organe cranté 18 prenne appui sur la face avant du montant arrière 46 du deuxième organe cranté 18. Les crans 31 du premier organe cranté 18 sont alors entièrement dégagés des crans 21 du deuxième organe cranté 19. L'organe cranté 18 et le tirant 16 peuvent se déplacer verticalement, c'est-à-dire selon la direction de réglage de la colonne de direction 2, à l'intérieur du deuxième organe cranté 19. Ainsi, il est possible de modifier la hauteur du volant de direction. Lorsque le conducteur a atteint une position souhaitée, il peut bloquer à nouveau la colonne de direction en actionnant la poignée de commande 14 pour que la came 41 revienne vers la position qu'elle occupe sur la figure 2. On notera que la poignée 14 provoque alors simultanément le rapprochement des fiasques 9 et l'engagement des organes crantés 18 et 19. Les crans 31 du premier organe cranté 18 sont alors repoussés vers les crans 21 du deuxième organe cranté 19 par la lame élastique 45. Il peut alors arriver que l'engagement des crans des deux organes crantés 18 et 19 se fasse sommets sur sommets. En raison de la différence existant entre les hauteurs h et H, cet engagement sommets sur sommets ne peut se produire que dans la région supérieure 32 ou dans la région inférieure 33, mais pas dans ces deux régions à la fois. La figure 4 illustre le cas o un engagement sommets sur sommets se produit pour les crans 21 et 31 supérieurs. Les crans 31 inférieurs sont alors engagés au fond des crans 21 inférieurs. Le premier organe cranté 18 est alors légèrement incliné vers le haut et vers l'arrière. En l'absence de choc, la colonne de direction 2 est bloquée en position grâce au serrage exercé par les flasques 9 sur le bloc 10 et à l'engagement des crans 21 et 31 inférieurs. La paroi avant 51 de l'évidement 40 prend alors appui par une zone localisée 60 sur un coin avant 61 de la came 41. Comme dans le cas de la figure 2, le coin 48 de la came 41 prend appui sur la paroi supérieure 49 et un coin inférieur sur la paroi inférieure 50 délimitant l'évidement 40. En cas de choc orienté vers le bas exercé sur la colonne de direction 2, celle-ci est maintenue en position grâce à l'engagement des crans 21 et 31 inférieurs. En cas de choc orienté vers le haut exercé sur la colonne de direction 2, le tirant 16 va être soumis à un effort correspondant schématisé par la flèche 62 sur la figure 5. Le premier organe cranté 18 est alors entraîné vers le haut par la colonne 2, via le tirant 16 et la came 41. Les crans 31 inférieurs de l'organe 18 vont alors se dégager progressivement, par effet de rampe, des crans 21 inférieurs de l'organe 19. Ce dégagement va pousser l'extrémité inférieure du premier organe cranté 18 vers l'arrière. L'appui de la zone 60 sur le coin 61 de la came 41 fournit un pivot autour d'un axe transversal A2 intermédiaire situé entre les régions supérieure 32 et inférieure 33 du premier organe cranté 18. Grâce à ce pivot, la région supérieure crantée 32 va alors être déplacée vers l'avant, par basculement de l'organe cranté 18 autour de l'axe A2, comme schématisé par la flèche 65 sur la figure 5. Ainsi, les crans 31 supérieurs vont être engagés au fond des crans 21 supérieurs du deuxième organe cranté 19. Le déplacement vers le haut du premier organe cranté 18, et donc de la colonne 2 sera alors empêché. De manière analogue, lorsqu'un engagement sommets sur sommets, se produit pour les crans 21 et 31 inférieurs, un basculement du premier organe cranté 18 dans le sens opposé à celui de la flèche 65 permettra, en cas de choc dirigé vers le bas, d'engager correctement les crans 21 et 31 inférieurs. Ainsi, même lorsqu'un engagement sommets sur sommets des crans des deux organes crantés 18 et 19 se produit, le déplacement en cas de choc de la colonne de direction est limité à un pas des crans 21 et 31. Cet effet est obtenu grâce au basculement de l'organe cranté 18 produit par dégagement de ses crans 21 et 31 du deuxième organe cranté pour engager d'autres de ses crans 31 dans les crans 21 du deuxième organe cranté 19. On notera que le fait que la distance C (figure 2) soit inférieure à la profondeur P des crans 21 et 31 permet d'empêcher un désengagement des organes dentés 18 et 19 sans rotation de la poignée 14. Dans le mode de réalisation décrit, la colonne de direction 2 est uniquement réglable en hauteur. Toutefois, I'invention peut également s'appliquer à une colonne de direction 2 réglable longitudinalement. Dans ce cas, la pièce de montage 10 comprend également au moins un deuxième organe cranté 19 orienté horizontalement et recevant un premier organe cranté 18 relié au tirant 16. REVENDICATIONS 1. Ensemble (1) du type comprenant une colonne de direction (2), dont une extrémité (5) est destinée à être reliée à un volant de direction et une autre extrémité (7) est destinée à être reliée au reste d'un mécanisme de direction, une structure (3) de support de la colonne de direction, et des moyens (12) de réglage de la position de la colonne de direction par rapport à la structure de support pour régler la position du volant de direction le long d'au moins une direction de réglage, les moyens (12) de réglage comprenant au moins un premier et un deuxième organes crantés de blocage (18, 19) dont l'un est relié à la colonne de direction et l'autre à la structure de support, les organes crantés présentant des surfaces crantées se faisant face et s'étendant le long de la direction de réglage, le premier organe cranté (18) présentant une position de blocage de la colonne de direction (2) par rapport à la structure de support dans laquelle les organes crantés (18, 19) sont engagés l'un dans l'autre, caractérisé en ce que le premier organe cranté (18) est relié à la colonne de direction (2) ou à la structure de support (3) pour, en cas de choc appliqué sur la colonne de direction (2) lorsqu'il est dans sa position de blocage, pivoter autour d'un axe de pivot (A2) orthogonal à la direction de réglage, sous l'effet d'un dégagement des crans du deuxième organe (19) et d'une première région crantée (32, 33) du premier organe située d'un côté de l'axe de pivot (A2), afin d'amener des crans d'une deuxième région crantée (32, 33) du premier organe située de l'autre côté de l'axe de pivot (A2) à s'engager dans des crans (21) du deuxième organe cranté (19). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième organe cranté (19) présente une première (22) et une deuxième (23) régions crantées situées respectivement en regard de la première (32) et de la deuxième (33) régions crantées du premier organe cranté, et en ce que la distance (h) séparant des crans (31) de la première et de la deuxième régions crantées du premier organe cranté (18) est légèrement inférieure à la distance (H) séparant des crans correspondants de la première et de la deuxième régions crantées du deuxième organe cranté (19). 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les crans des premier et deuxième organes crantés ont le même pas, et en ce que la 1l distance (H) séparant des crans des première (22) et deuxième (23) régions crantées du deuxième organe est égale à ce pas multiplié par un nombre entier. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les crans des première et deuxième régions crantées du premier organe cranté (18) sont inclinés de manière sensiblement opposée par rapport à une direction orthogonale à la direction de réglage. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les crans (21) des première (22) et deuxième régions crantées (23) du deuxième organe cranté (19) sont inclinés de manière sensiblement opposée par rapport à une direction orthogonale à la direction de réglage. 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (14, 16, 41, 45) de manoeuvre du premier organe cranté (18) pour le déplacer entre une position de libération et sa position de blocage de la colonne de direction. 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre comprennent une came (41). reçue dans un logement (40) du premier organe cranté (18) et destinée à prendre appui sur au moins une paroi (52) délimitant ce logement (40) pour déplacer le premier organe cranté (18). 8. Ensemble selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que, dans sa position de blocage, le premier organe cranté (18) peut se déplacer vers sa position de libération sur une distance inférieure à la profondeur (P) des crans du premier organe cranté (18) et/ou du deuxième organe cranté (19). 9. Ensemble selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre comprennent au moins un organe élastique (45) de rappel du premier organe cranté (18) dans sa position de blocage. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble selon l'une des revendications précédentes.