Brevet FR2877412A1 — publié le 20060505

La présente invention concerne un ressort spiral de volant à commandes centrales fixes. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la réalisation de ressorts spirals destinés notamment aux ensembles de direction des véhicules automobiles. Dans l'industrie automobile, un nouveau concept, connu sous le nom de volant à commandes centrales fixes, émerge aujourd'hui en matière d'ensemble de direction de véhicules. Il s'agit de rendre fixe un moyeu central adjacent au volant, c'est-à-dire libre en rotation par rapport au volant, de manière à ce qu'il puisse recevoir un certain nombre de commandes de fonctions telles que radio, climatiseur, navigation, régulation de vitesse,..., le but de ce concept de volant à commandes centrales fixes étant de faciliter l'accès à ces fonctions par des commandes situées directement sur le volant du véhicule. A cet effet, on a recours à une architecture mécanique basée sur l'utilisation d'un ressort hélicoïdal, appelé aussi ressort spiral, permettant de conserver la position du volant et le mécanisme de direction inchangés, tout en intégrant les câbles électriques de transmission et sans apporter de modification à la configuration de base du véhicule. Le ressort spiral utilisé pour immobiliser la partie centrale du volant, ou moyeu, est directement fixé sur la gaine de la colonne de direction et sur le coussin de sécurité. Il doit être très raide en torsion axiale et très souple en compression axiale. Dans cette perspective, une solution retenue consiste à réaliser un ressort à spires plates. Par spire plate , on entend une spire dont l'épaisseur, c'est-à-dire la dimension dans la direction de l'axe des spires, est très inférieure à la hauteur, c'est-à-dire la dimension dans une direction perpendiculaire à l'axe, dans un rapport de 1/5, voire inférieur à 1/20. L'invention se situe plus particulièrement dans ce contexte de ressort à spires plates. Un problème qui se présente dans l'intégration d'ensembles de direction basés sur le concept de volant à commandes centrales fixes est de réaliser le passage, à travers l'architecture retenue du ressort spiral, des câbles électriques de transmission reliant les commandes placées au volant du véhicule aux organes chargés d'exécuter les fonctions correspondantes. Une solution à ce problème technique consiste, selon la présente invention, en un ressort spiral de volant à moyeu fixe, remarquable en ce qu'il comporte une gaine électrique fixée à ladite spirale par des moyens de fixation au moins partiellement portés par ladite gaine électrique. Ainsi, on obtient une implantation des câbles électriques intégrée au ressort spiral du volant à commandes centrales fixes, ce qui réduit considérablement l'encombrement de l'ensemble. D'autre part, les moyens de fixation étant portés au moins en partie par la gaine de câbles ellemême, il est possible de limiter, voire d'éviter, toutes modifications mécaniques sensibles du ressort spiral. Selon une première mise en uvre de l'invention, ladite gaine électrique est constituée par un toron de câbles électriques, tandis que, dans une deuxième mise en oeuvre, ladite gaine électrique est constituée d'une nappe de câbles électriques. Dans ce contexte de câbles électriques enfermés dans un toron ou une nappe de conducteurs, on peut prévoir plusieurs modes de réalisation du ressort spiral conforme à l'invention. Dans un premier mode de réalisation, ladite gaine électrique est collée à une extrémité de ladite spirale. Dans un deuxième mode de réalisation, ladite gaine électrique comporte un profilé apte à être fixé par emmanchement sur un champ de ladite spirale. Dans un troisième mode de réalisation, ladite gaine électrique présente une patte d'agrafage apte à coopérer avec une patte d'agrafage conjuguée de ladite spirale. Dans un quatrième mode de réalisation, ladite gaine électrique comporte des moyens de clipsage, qualifié également de moyens d'encliquetage sur ladite spirale. Dans un cinquième mode de réalisation, ladite gaine électrique comporte des moyens de rivetage à chaud sur ladite spirale. Par ailleurs, l'invention prévoit également que ladite gaine électrique est constituée par un circuit imprimé souple. Dans ce cas, selon une première forme de réalisation, ledit circuit imprimé souple est un circuit en spirale collé sur une paroi de la spirale de ressort. Selon une deuxième forme de réalisation, ledit circuit imprimé souple est un circuit plié collé sur les parois de ladite spirale. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure la est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention par collage d'un toron de câbles. La figure lb est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention par collage d'un toron de câbles. La figure 2a est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention par collage d'une nappe de câbles. La figure 2b est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention par collage d'une nappe de câbles. La figure 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention par emmanchement d'un toron de câbles. La figure 4a une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention par emmanchement d'une nappe de câbles. La figure 4b est une variante du mode de réalisation de la figure 4a. La figure 5 est une première variante du mode de réalisation de la figure 3. La figure 6 est une deuxième variante du mode de réalisation de la figure 3. Les figures 7a et 7b sont des vues de côté de la variante de réalisation de la figure 6 avant et après cintrage. La figure 8 est une troisième variante du mode de réalisation de la figure 3. La figure 9 est une vue en perspective de la variante de réalisation de la figure 8. La figure 10a est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention par agrafage d'un toron de câbles. La figure 10b est une vue en perspective d'un bord de spirale conformé selon le mode de réalisation de la figure 10a. La figure lia est une variante du mode de réalisation de la figure 10a. La figure 11b est une vue en perspective d'un bord de spire conformée selon le mode de réalisation de la figure lia. La figure 12a est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention par agrafage d'une nappe de câbles. La figure 12b est une vue en perspective d'un bord de spire conformée selon le mode de réalisation de la figure 12a. La figure 13a une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention par agrafage d'un toron de câbles. La figure 13b une variante du mode de réalisation de la figure 13a. La figure 14 est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation de l'invention par agrafage d'un toron de 25 câbles. La figure 15 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention par agrafage d'une nappe de câbles. Les figures 16, 17 et 18 sont des vues en coupe de trois modes de réalisation de l'invention par clipsage, ou encliquetage, d'un toron de câbles. La figure 19 est une vue en coupe d'un mode de 5 réalisation de l'invention par rivetage à chaud d'un toron de câbles. La figure 20 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention par rivetage à chaud d'une nappe de câbles. La figure 21 est une vue de dessus d'un circuit imprimé destiné à être collé sur une paroi d'un ressort spiral selon l'invention. La figure 22a est une vue de dessus d'un circuit imprimé destiné à être plié et collé sur les parois d'un 15 ressort spiral selon l'invention. La figure 22b est une vue de dessus du circuit imprimé de la figure 22a en partie plié. La figure 23 est une vue en coupe du circuit imprimé des figures 22a et 22b plié et collé sur les parois d'un 20 ressort spiral selon l'invention. Sur la figure la est représentée une extrémité d'une spirale 10 d'un ressort de volant à moyeu fixe. Une gaine électrique, constituée dans cet exemple par un toron 20 de câbles électriques 21, est fixée sur le champ de la spirale 10 par collage réalisé par un dépôt de colle 11 à l'interface entre le toron 20 et la spirale 10. Rappelons que les câbles 21 sont destinés à transmettre la commande de certaines fonctions du véhicule, telles que radio, climatiseur, navigation, régulation de vitesse,..., depuis le volant jusqu'aux organes correspondants. Dans le mode de réalisation de la figure la, le collage est effectué sur le champ extérieur de la spirale 10. Il est bien entendu que ce collage pourrait tout aussi bien être réalisé sur le champ intérieur de la spirale. Cette remarque vaut d'ailleurs pour toutes les autres formes de réalisation de l'invention qui seront décrites dans la suite de ce mémoire. La figure 2a montre une variante de la figure la dans laquelle la gaine électrique est constituée par une nappe 20' de câbles 21. Dans ce cas, la nappe 20' est collée à une extrémité de la spirale, au voisinage du champ extérieur. De manière à assurer une meilleure tenue de la gaine électrique sur la spirale 10, il est prévu, comme l'indiquent les figures lb et 2b, que le toron 20 ou la nappe 20' comporte une languette 22, 22' de collage. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 3 à 9, la gaine électrique de câbles comporte un profilé en U apte à être fixé par emmanchement sur un champ de la spirale 10, le champ extérieur dans les exemples montrés sur ces figures. Plus précisément, les figures 3, 4a et 4b se réfèrent à un emmanchement simple du profilé 23 du toron 20 (figure 3) et des profilés 23', 23" des nappes 20', 20" (figures 4a et 4b). Les nappes 20' et 20" se différencient par la répartition des câbles entre les deux branches des profilés en U 23' et 23". La figure 5 illustre une première variante du mode de réalisation de la figure 3 dans laquelle le maintien du profilé 23 sur la spirale 10 est assuré par un collage 11 du toron 20 sur le champ de la spirale 10. Dans les situations où le rayon de courbure de la spirale 10 est faible, il y a avantage à pouvoir cintrer facilement le profilé en U le long du bord de ladite spirale. A cet effet, la figure 6 montre une réalisation où le profilé du toron 20, par exemple, comporte des fentes 231 de cintrage. On peut voir sur les figures 7a et 7b en vue de côté la forme du profilé 23 avant et après cintrage. Enfin, le simple emmanchement du profilé en U peut être avantageusement complété par un effort de pincement, ceci de manière à favoriser son maintien sur la spirale 10. Cet effort de pincement est obtenu, conformément à la figure 8, au moyen d'une armature 24 de maintien dont une vue en perspective est donnée à la figure 9. Les figures 10a à 15 sont relatives à la fixation de la gaine électrique sur la spirale 10 par agrafage. Les figures 10a à 12b concernent des réalisations où un toron 20 et une nappe 20' sont directement agrafés sur une spirale 10 constituée d'une seule tôle. Les figures 10b, ilb et 12b montrent sur des vues en perspective comment la tôle de spirale 10 doit être conformée sur un de ses bords pour réaliser les agrafes de fixation du toron 20 et de la nappe 20' correspondant respectivement aux figures 10a, lia et 12a. Sur les figures 14 et 15, la spirale est également réalisée dans une tôle unique, mais l'agrafage y est obtenu au moyen d'une patte 25, 25' d'agrafage aménagée respectivement sur le toron et sur la nappe, ladite patte d'agrafage coopérant avec une patte 15 conjuguée aménagée sur la spirale 10. La figure 13a montre comment un toron 20 peut être agrafé sur une spirale 10 formée de deux tôles assemblées. Dans une variante illustrée en figure 13b, le toron 20 est inséré dans un logement d'une spirale 10 formée d'une tôle repliée sur elle-même. Les figures 16 à 18 se rapportent à des moyens de fixation par clipsage d'un toron 20 sur une spirale 10. Sur la figure 16, la fixation est réalisée par un clip métallique rapporté 26. Le clip 27 de la figure 17 est du type clip plastique, alors que celui de la figure 18 est un clip plastique 28 riveté à chaud. Comme l'indiquent les figures 19 et 20, le toron 20 et la nappe 20' peuvent être fixés sur la spirale 10 par rivetage d'une languette, référencée 29 sur la figure 19, au moyen d'un rivet plastique déformé à chaud. L'équivalent sur la figure 20 de la languette 29 de la figure 19 est constitué par le corps de la nappe 20'. La gaine électrique enfermant les conducteurs électriques de transmission des fonctions peut également être obtenue sous la forme d'un circuit imprimé souple. La figure 21 montre un tel circuit se présentant sous forme d'une spirale analogue à la spirale du ressort de volant à moyeu fixe, la fixation de ce circuit étant réalisée par collage sur une face de la spirale. Il est possible de réaliser la fixation d'un circuit imprimé souple sur les deux faces d'une spirale en donnant audit circuit la forme représentée sur la figure 22a. Cette forme est obtenue à partir d'un film initialement plan, découpé par estampage à la presse. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 22b, un pliage autour de l'axe en pointillé de la figure 22a, suivi d'un collage, conduit la structure montrée sur la coupe de la figure 23 où le circuit 201" entoure l'extrémité de la spirale 10 de part et d'autre du champ. Des pliages successifs autour des axes équivalents à celui de la figure 22a sont effectués afin d'achever la constitution du ressort spiral équipé du circuit imprimé souple. REVENDICATIONS 1. Ressort spiral de volant à commandes centrales fixes, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine électrique (20, 20', 20", 201") fixée à ladite spirale (10) par des moyens de fixation au moins partiellement portés par ladite gaine électrique. 2. Ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite gaine électrique est constituée par un toron (20) de câbles électriques. 3. Ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite gaine électrique est constituée d'une nappe (20', 20") de câbles électriques. 4. Ressort selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite gaine électrique (20, 20') est collée à une extrémité de ladite spirale (10). 5. Ressort selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite gaine électrique (20, 20') comporte une languette (22, 22') de collage. 6. Ressort selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite gaine électrique (20, 20', 20") comporte un profilé (23, 23', 23") apte à être fixé par emmanchement sur un champ de ladite spirale (10). 7. Ressort selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit profilé (23) comporte des fentes transversales (231) de cintrage. 8. Ressort selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit profilé (23) comporte une armature (24) de maintien. 9. Ressort selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ledit profilé (23) est collé sur ladite spirale (10). 10. Ressort selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite gaine électrique (20, 20') présente une patte (25, 25') d'agrafage apte à coopérer avec une patte (15) d'agrafage conjuguée de ladite spirale (10). 11. Ressort selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite gaine électrique (20) comporte des moyens (26, 27, 28) d'encliquetage sur ladite spirale (10). 12. Ressort selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite gaine électrique (20, 20') comporte des moyens (29) de rivetage à chaud sur ladite spirale (10). 13. Ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite gaine électrique est constituée par un circuit imprimé souple (20" '). 14. Ressort selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit circuit imprimé souple est un circuit en spirale collé sur une paroi de la spirale {10) de ressort. 15. Ressort selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit circuit imprimé souple (20'") est un circuit plié collé sur les parois de ladite spirale (10).