Brevet FR2882022A1 — publié le 20060818

L'invention concerne un dispositif de fixation automatique d'une planche de bord sur une caisse de véhicule automobile, comprenant - un organe mâle solidaire d'un premier élément 5 parmi la planche de bord et la caisse, et - un organe femelle relié au deuxième élément parmi la planche de bord et la caisse, et prévu pour recevoir ledit organe mâle en engagement mutuel selon un axe d'engagement. Un dispositif de ce type est par exemple décrit dans le document FR 2 830 908. Dans un tel dispositif, c'est par le positionnement de la planche de bord dans le véhicule que la fixation est réalisée, sans qu'il soit nécessaire pour l'opérateur d'accéder directement au dispositif de fixation. Un inconvénient majeur des dispositifs connus de ce type est qu'ils ne fonctionnent correctement qu'à la condition que le positionnement relatif des organes mâles et femelles, lors du montage de la planche de bord, soit parfaitement maîtrisé et reproductible d'un véhicule à un autre. Or, s'agissant de pièces de grandes dimensions, il existe d'importantes dispersions dimensionnelles affectant 25 le fonctionnement des organes de fixation. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient, et de proposer un dispositif de fixation automatique du type précité, qui permette de compenser de telles dispersions, et de réaliser un rattrapage du jeu dans la direction d'engagement mutuel des organes de fixation. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de fixation du type exposé précédemment, dans lequel l'organe femelle comprend des moyens de serrage axial à déclenchement automatique, activés par l'engagement de l'organe mâle dans l'organe femelle, sur une plage de positions axiales relatives. Suivant d'autres caractéristiques, optionnelles, de l'invention: l'organe mâle comprend une portion d'engagement formant suiveur de came, et les moyens de serrage comprennent une came associée, montée rotative dans un corps fixe de l'organe femelle, un organe élastique prévu pour solliciter la came en rotation, et un organe libérable de blocage de la came, prévu pour sélectivement bloquer la came en rotation dans une position neutre d'attente, dans laquelle la came et le suiveur de came peuvent venir en engagement mutuel et dans laquelle l'organe élastique est précontraint, ou libérer la came de sorte à déclencher le serrage, en fonction de la position mutuelle d'engagement de l'organe mâle et de l'organe femelle; - l'organe de blocage est monté coulissant axialement dans le corps fixe de l'organe femelle; - la came est solidaire d'un arbre matérialisant son axe de rotation, l'arbre et l'organe de blocage étant pourvus de formes complémentaires, pouvant s'engager mutuellement pour assurer leur solidarisation en rotation et se dégager par déplacement relatif axial; - le corps fixe est doté d'un orifice d'introduction d'un outil, prévu pour placer l'organe de blocage dans sa position de blocage lors de l'assemblage de l'organe femelle, ledit orifice étant aligné axialement avec l'organe de blocage; - le corps fixe comprend une partie cylindrique creuse, formée avec une fenêtre d'engagement de l'organe mâle, et dans laquelle sont logés les moyens de serrage; - la came et le corps fixe sont munis de moyens visuels d'indication de la position angulaire de la came autour de son axe de rotation, significative de l'état des moyens de serrage; - le corps fixe est doté extérieurement d'une tige 35 filetée permettant la fixation par vissage de l'organe femelle sur le deuxième élément; - la tige filetée est formée avec un conduit axial débouchant dans le corps fixe, et définissant l'orifice d'introduction de l'outil; et - l'organe mâle est fixé sur la planche de bord, tandis que l'organe femelle est fixée sur la caisse. Un mode particulier de réalisation de l'invention va maintenant être décrit plus en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique en perspective, montrant une traverse de planche de bord, une partie de caisse de véhicule, et un dispositif de fixation conforme à l'invention, en position de service, qui réalise la fixation de cette traverse sur cette partie de caisse; -la Figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif de fixation conforme à l'invention; - la Figure 3 est une vue en perspective du dispositif de fixation de la Figure 2, l'organe femelle étant assemblé et l'organe mâle étant en attente d'engagement dans l'organe femelle; -la Figure 4 est une vue en coupe, dans le plan médian axial 4-4, du dispositif de la Figure 3; - la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 3, en configuration engagée et serrée de l'organe mâle dans l'organe femelle; et - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 4, dans la configuration d'engagement de la Figure 5. Sur la Figure 1, on a représenté une traverse 1 de planche de bord, qui constitue un élément structurel (ou ossature) de la planche de bord, assurant la fixation de cette dernière à un élément structurel du véhicule. L'élément structurel du véhicule, que l'on nommera de façon générique caisse ou partie de caisse , et auquel est fixée la traverse 1, est représenté sous la référence 3. Cet élément structurel 3 du véhicule est une traverse appelée Traverse Inférieure de Baie ou T.I.B. . La fixation rigide de la traverse 1 sur la partie de caisse 3 est réalisée par au moins un dispositif de fixation 5 conforme à l'invention. La traverse 1 est munie d'une patte de fixation 7, dite liaison T.I.B. , qui présente une partie d'appui et de fixation 9 tournée vers la partie de caisse 3, et au niveau de laquelle est réalisée la fixation par le dispositif 5. Un seul dispositif de fixation 5 a été représenté sur la Figure, étant entendu que la traverse 1 est fixée en plusieurs points répartis sur la longueur de la traverse, de préférence en trois points, au moyen de dispositifs de fixation de préférence identiques ou analogues à celui représenté. Sur la Figure 1, on a porté le système d'axes X, Y, Z, définissant l'orientation classique d'un véhicule, et dans lequel: - l'axe X est l'axe longitudinal du véhicule, orienté d'arrière en avant, - l'axe Y est l'axe transversal orienté de droite à gauche, et - l'axe Z est l'axe vertical orienté du bas vers le haut. Dans la description qui va suivre, tous les termes 25 d'orientation et de position s'entendront par rapport à ce système d'axes X, Y, Z. Comme indiqué sur la Figure 1, le dispositif de fixation 5 possède un axe d'engagement dirigé sensiblement selon l'axe longitudinal X. Le terme axial s'entendra d'une orientation selon l'axe d'engagement. Par la suite, on supposera l'axe d'engagement et l'axe longitudinal X confondus. En référence aux Figures 2 à 6, on va à présent 35 décrire le dispositif de fixation 5 et son fonctionnement. Le dispositif de fixation 5 comprend un organe mâle 11 solidaire de la planche de bord 1, et un organe femelle 12 solidaire de la partie de caisse 3. L'organe mâle 11 est essentiellement constitué d'un 5 crochet en T, ayant une tige axiale 15 et une barre transversale 17 formant portion d'engagement. La tige axiale 15 a un tronçon d'extrémité libre 19 fileté, prévu pour assurer la fixation rigide sur l'élément structurel 1 de la planche de bord au moyen d'un écrou complémentaire 21 (tel que représenté sur la Figure 1). L'organe mâle 11 est en outre doté d'une butée annulaire 23 pour limiter l'engagement de l'organe mâle 11 dans l'organe femelle 12. Comme cela est mieux visible sur les Figures 3 à 6, la barre transversale 17 a une section transversale généralement rectangulaire, et une face arrière 25, c'est-à-dire celle tournée vers l'extrémité libre du crochet en T (le terme arrière étant considéré par rapport au sens d'engagement), nettement convexe. La face arrière 25 de la barre transversale 17 définit un épaulement d'accrochage formant suiveur de came. L'organe femelle 12 comprend un corps tubulaire 31 de forme générale cylindrique, et des moyens de serrage agencés dans le corps 31. Ces moyens de serrage comprennent une came 33 formée de deux parties 33A, 33B, un ressort de torsion 35 prévu pour solliciter en rotation la came 33, et un verrou 37 prévu pour bloquer la came 33 en rotation à l'encontre de la sollicitation du ressort de torsion. Le corps tubulaire 31 comporte, en saillie axiale vers l'extérieur, une tige filetée 41 permettant la fixation de l'organe femelle 11 sur la partie de caisse 3, au moyen d'un écrou complémentaire 43. Cet écrou 43, dit écrou SAV , est accessible à un opérateur afin de rendre possible le démontage de la planche de bord. Le corps tubulaire 31 est ouvert à chacune de ses deux extrémités, et comporte à une première de ces extrémités, un compartiment 45 dans lequel sont logés la came 33 et le verrou 37. A partir de son autre extrémité, le corps tubulaire 31 forme intérieurement un compartiment adjacent au compartiment 45, et dans lequel est logé le ressort 35. Une encoche 47 est formée à cette extrémité du corps 31 pour recevoir et bloquer une extrémité correspondante 49 du ressort de torsion 35. De façon symétrique par rapport au plan axial 10 horizontal, le corps tubulaire 31 est formé intérieurement avec deux parois planes d'appui et de guidage 51. Le corps tubulaire 31 est en outre formé avec une fenêtre 53 d'engagement de l'organe mâle 11. Cette fenêtre 53 débouche à l'intérieur du corps tubulaire 31 entre les parois d'appui et de guidage 51. Comme indiqué précédemment, la came 33 est réalisée en deux parties 33A et 33B, chacune étant prévue pour coopérer avec une partie correspondante de la barre 17, d'un côté ou de l'autre de la tige axiale 15. Chaque partie de came 33A, 33B comprend un disque de base 61A, 61B respectif, ainsi qu'un rebord périphérique 63 de même forme générale en C, dont la surface intérieure 65 définit un chemin de came. Le chemin de came 65 est prévu pour coopérer avec le suiveur de came, constitué de la face arrière 25 de la barre 17. Le rebord en C 63 a une épaisseur qui croît de sa première extrémité 71 à sa deuxième extrémité 72, de sorte que le chemin de came 65 a un profil généralement en spirale. Les deux extrémités 71, 72 du rebord en C 63 sont espacées d'une distance correspondante à la hauteur, suivant l'axe Z, de la fenêtre 53, de façon à permettre l'engagement de l'organe mâle 11 dans le volume intérieur de la came délimité par les rebords 63. Ainsi, les extrémités 71, 72 du rebord en C définissent entre elles une fenêtre 73 d'introduction de la barre 17, correspondant à la fenêtre 53. D'autre part, la première partie de came 33A est formée avec un arbre central 75 matérialisant l'axe de rotation Y de la came. Cet arbre 75 fait saillie du disque 61A, dans la même direction que le rebord 63 et sur une 5 longueur supérieure. A son extrémité libre, l'arbre 75 est doté d'une forme 77 d'entraînement en rotation, ici un carré d'entraînement, complémentaire d'un trou central carré 79 formé dans le disque 61B de la deuxième partie de came 33B. Dans une portion intermédiaire, l'arbre 75 est formé avec deux méplats 81 symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan axial de l'arbre. En outre, la première partie de came 33 est dotée d'un trou 83 débouchant du côté du ressort 35, et recevant 15 la deuxième extrémité 85 de ce dernier. Le verrou 37 a une forme générale parallélépipédique évidée, comprenant deux parois symétriques opposées 90, supérieure et inférieure, extérieurement planes, une paroi avant 91, et une paroi arrière 92. Les parois 90, 91, 92 définissent entre elles un évidement traversant 93. Les parois 90 présentent intérieurement des décrochements opposés 95, qui définissent un étranglement de l'évidement 93, ainsi que deux faces planes opposées 97 prévues pour coopérer chacune avec un méplat 81 respectif de l'arbre 75. La section la plus large de l'évidement 93 est prévue pour que l'arbre 75 puisse librement tourner au travers du verrou 37. Le verrou 37 est monté entre les deux parties de came 33A, 33B. Le verrou 37 est monté dans le corps 31 entre les parois 51, et conformé de telle façon à pouvoir coulisser librement selon l'axe X, les deux parois opposées 90 du verrou venant en appui glissant sur les parois 51, et étant guidées sur ces dernières. On notera par ailleurs que la tige filetée 41 est dotée d'un conduit axial traversant 101 débouchant dans le compartiment 45 entre les parois 51, en regard du verrou 37. Ce conduit axial définit un orifice d'introduction d'un outil permettant de déplacer le verrou d'une position quelconque prémontee vers sa position initiale de fonctionnement, en inter-engagement des faces planes 97 avec les méplats 81. Par ailleurs, la face du disque 61B tournée vers l'extérieur du corps 31, comporte une marque 105, ici constituée d'une empreinte en forme de flèche radiale. De façon correspondante, le bord d'extrémité associé du corps cylindrique 31 présente des marques fixes de référence 107A, 107B, 107C (référencées communément 107), ici sous la forme d'encoches décalées angulairement. Les marques mobile 105 et fixes 107 définissent ensemble des moyens d'indication de la position angulaire de la came 33 par rapport au corps fixe 31, autour de son axe de rotation Y. Ces moyens d'indication 105, 107 permettent de visualiser l'état du dispositif de fixation 5. En référence plus particulièrement aux.. Figures 3 à 6, on va à présent décrire le fonctionnement du dispositif 20 de fixation 5. En premier lieu, on a représenté sur les Figures 3 et 4 la configuration initiale de l'organe femelle 12, en attente d'engagement de l'organe mâle. Cette configuration est celle qui est obtenue au terme des opérations d'assemblage de l'organe femelle 12, assemblage réalisé avant montage de l'organe femelle sur le véhicule. Ces opérations d'assemblage seront décrites succinctement ultérieurement. Dans la configuration d'attente représentée sur les Figures 3 et 4, les deux parties de came 33A, 33B sont solidaires en rotation par engagement du carré 77 dans le trou 79, dans une orientation relative telle que les chemins de came 65 sont décalés suivant l'axe Y. La came 33 est placée angulairement dans le corps 31 35 de telle sorte que la fenêtre 73 soit placée en regard de la fenêtre 53. Dans cette position de la came 33, le ressort de torsion 35 est en contrainte, et sollicite la came en rotation dans le sens horaire (dans les vues des Figures 3 et 4). Les méplats 81 s'étendent alors horizontalement (dans le plan XY). La came 33 est bloquée dans cette position d'attente par le verrou 37 à l'encontre de l'effort de sollicitation du ressort 35, par engagement des faces planes internes 97 du verrou avec les méplats 81. On notera que cette position d'attente d'engagement est indiquée visuellement par la coïncidence de la marque mobile 105 avec une première marque fixe 107A de référence. Comme cela est suggéré par les Figures 5 et 6, lorsque l'on engage l'organe mâle 11 dans l'organe femelle 12, afin de fixer la planche de bord sur la partie de caisse du véhicule, la barre 17 pénètre dans le compartiment 45 au travers des fenêtres 53, 73, et vient buter sur la face arrière 92 du verrou 37. La poursuite de l'engagement de l'organe mâle 11 dans l'organe femelle 12 entraîne le verrou 37 en coulissement vers l'avant, selon l'axe X,, le verrou étant guidé entre les parois 51 et entre les deux parties de came 33A, 33B. L'engagement est limité axialement par la venue en butée de la butée annulaire 23 sur le corps fixe 31, en périphérie de la fenêtre 53. La course d'insertion de l'organe mâle 11 dans l'organe femelle 12 est prévue pour que le verrou 37 coulisse sur une course supérieure à la longueur d'inter-engagement des faces planes 97 du verrou avec les méplats 81. Ainsi, au cours de l'insertion de l'organe mâle dans l'organe femelle, et avant venue en butée de la butée annulaire 23 sur le corps 31, le verrou 37 libère l'arbre 75 en rotation. Sous l'effet de la sollicitation du ressort de torsion 35, la came 33 est entraînée en rotation dans le sens horaire de sorte que le chemin de came 65 vient en prise avec le suiveur de came constitué de la face arrière galbée 25 de la barre 17. La rotation de la came 33, après venue en contact du chemin de came 65 avec le suiveur de came 25, se traduit par une traction axiale vers l'avant de l'organe mâle 11, et ainsi par un serrage de ce dernier dans l'organe femelle 12. Dans la position finale de serrage représentée sur les Figures 5 et 6, la came 33 est décalée angulairement par rapport à sa position de référence, d'une amplitude angulaire qui peut être visualisée par la position de la marque 105 en coïncidence avec l'une des marques 107B, 107C indiquant le serrage. Le ressort 35 est adapté pour qu'au terme d'une rotation déterminée de la came 33, par exemple sur 90 , le couple encore développé par le ressort permette d'obtenir la force de serrage axial voulue. Les paramètres secondaires pris en compte dans le dimensionnement des moyens de serrage pour obtenir l'effort de serrage voulu comprennent par exemple la forme du chemin de came 65, du crochet en T 11, et l'état de surface du chemin de came 65 et du suiveur de came 25. Par exemple, ces deux surfaces peuvent être revêtues d'un matériau du type TEFLON pour réduire les frottements des deux pièces, ce qui permet de prévoir un dimensionnement inférieur du ressort. On comprend que le dispositif de fixation 5 fonctionne avec des décalages sensibles de l'organe mâle 11 par rapport à l'axe d'engagement nominal constitué par l'axe de la fenêtre 53, de sorte que le dispositif de fixation permet de compenser des jeux de montage selon les axes Y et Z. Le dispositif 5 est en outre prévu pour fonctionner avec des jeux de montage selon l'axe X, qui se traduisent par des dispersions de la position de fin de course d'engagement de l'organe mâle 11 dans l'organe femelle 12 selon l'axe X. Le déclenchement des moyens de serrage 33, 35, 37 lors de l'engagement peut être réalisé sur une plage de positions axiales relatives de l'organe mâle et de l'organe femelle. L'assemblage de l'organe femelle 12 avant sa fixation sur la partie de caisse 3 s'effectue selon les opérations principales suivantes: - on monte le ressort de torsion 35 sur la partie de came 33A en engageant l'extrémité 85 du ressort dans le trou 83 - on monte l'ensemble ainsi constitué dans le corps 31, en engageant l'extrémité 49 du ressort dans l'encoche 47 - on monte le verrou 37 par l'extrémité opposée, entre les parois 51, en enfilant le verrou sur l'arbre 75; on monte la deuxième partie de came 33B dans le corps fixe 31, en engageant le trou 79 sur le carré 77 et en alignant selon l'axe Y les rebords 63 pour former la fenêtre 73 - on arme le ressort en entraînant en rotation le carré 77, jusqu'à la position neutre d'attente de la came 33, dans laquelle la fenêtre 73 est placée en regard de la fenêtre 53; - en maintenant la came 33 bloquée en rotation à l'encontre de l'effort de sollicitation du ressort 35 précontraint, on amène le verrou 37 dans sa position de blocage en le poussant axialement vers l'arrière, au moyen d'un outil introduit dans le conduit 101. Cet outil peut avoir la forme d'une simple tige que 30 l'on amène en butée sur la face avant 91 du verrou 37. L'organe femelle 12 est ensuite montée dans cette configuration sur la partie de caisse du véhicule, et fixé par serrage de l'écrou 43 sur la tige filetée 41. Dans un mode de réalisation alternatif, l'organe mâle 11 est soudé sur la T.I.B. ou sur la partie de caisse 3, et l'organe femelle 12 est monté sur la liaison T.I.B. , ou plus généralement sur la planche de bord 1 par l'intermédiaire de la tige filetée 41 et de l'écrou complémentaire 43. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation automatique d'une planche de bord sur une caisse de véhicule automobile, comprenant - un organe mâle (11) solidaire d'un premier élément (1) parmi la planche de bord et la caisse, et - un organe femelle (12) relié au deuxième élément (3) parmi la planche de bord et la caisse, et prévu pour recevoir ledit organe mâle (11) en engagement mutuel selon un axe (X) d'engagement, caractérisé en ce que l'organe femelle (12) comprend des moyens (33, 35, 37) de serrage axial à déclenchement automatique, activés par l'engagement de l'organe mâle (11) dans l'organe femelle (12), sur une plage de positions axiales relatives. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mâle (11) comprend une portion d'engagement (17) formant suiveur de came (25), et les moyens de serrage comprennent une came (33) associée, montée rotative dans un corps fixe (31) de l'organe femelle (12), un organe élastique (35) prévu pour solliciter la came (33) en rotation, et un organe libérable (37) de blocage de la came, prévu pour sélectivement bloquer la came (33) en rotation dans une position neutre d'attente, dans laquelle la came (33) et le suiveur de came (25) peuvent venir en engagement mutuel et dans laquelle l'organe élastique (35) est précontraint, ou libérer la came (33) de sorte à déclencher le serrage, en fonction de la position mutuelle d'engagement de l'organe mâle (11) et de l'organe femelle (12). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de blocage (37) est monté coulissant axialement (X) dans le corps fixe (31) de l'organe femelle (12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came (33) est solidaire d'un arbre (75) matérialisant son axe de rotation (Y), l'arbre (75) et l'organe de blocage (37) étant pourvus de formes complémentaires (81, 97) pouvant s'engager mutuellement pour assurer leur solidarisation en rotation, et se dégager par déplacement relatif axial. 5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le corps fixe (31) est doté d'un orifice (101) d'introduction d'un outil, prévu pour placer l'organe de blocage (37) dans sa position de blocage lors de l'assemblage de l'organe femelle (12), ledit orifice (101) étant aligné axialement avec l'organe de blocage (37). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le corps fixe (31) comprend une partie cylindrique creuse, formée avec une fenêtre (53) d'engagement de l'organe mâle (11), et dans laquelle sont logés les moyens de serrage (33, 35, 37). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la came (33) et le corps fixe (31) sont munis de moyens visuels (105, 107) d'indication de la position angulaire de la came (33) autour de son axe de rotation (Y), significative de l'état des moyens de serrage (33, 35, 37). 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le corps fixe (31) est doté extérieurement d'une tige filetée (41) permettant la fixation par vissage de l'organe femelle (12) sur le deuxième élément (3). 9. Dispositif suivant les revendications 5 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que la tige filetée (41) est formée avec un conduit axial (101) débouchant dans le corps fixe (31), et définissant l'orifice d'introduction de l'outil. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe mâle (11) est fixé sur la planche de bord (1), tandis que 35 l'organe femelle (12) est fixée sur la caisse (3).