Brevet FR2885869A1 — publié le 20061124

MODULE DE COLONNE DE DIRECTION À DOUBLE FONCTION DE GUIDAGE EN ROTATION ET DE SUPPORT DE COMMANDES SOUS-VOLANT La présente invention se rapporte au domaine des colonnes de direction équipant les véhicules automobiles. Elle se rapporte plus particulièrement à un module de colonne de direction remplissant deux fonctions : une première fonction de guidage en rotation et une seconde fonction de support de commandes sous-volant. Une colonne de direction de véhicule automobile comprend un arbre de direction monté rotatif dans une gaine de colonne fixée par le biais d'un ensemble support au châssis du véhicule. La colonne de direction comprend au moins un système de guidage en rotation de l'arbre de direction. Ce système comprend généralement deux roulements installés en haut et en bas de la gaine de colonne. Le roulement supérieur, situé à proximité du volant, comprend une cage extérieure fixée à la gaine, par exemple par vissage, rivetage, sertissage ou emmanchement sans jeu. La fixation de ce roulement doit tenir compte des contraintes axiales pouvant être appliquées. Le roulement doit pouvoir notamment supporter une contrainte axiale de 9000 N correspondant à un choc sur le volant. Par ailleurs, il est connu d'associer à la colonne de direction un bloc de commandes sous-volant. Il s'agit d'un bloc qui regroupe des commandes telles que commandes d'essuie-glaces, clignotants, feux, etc. Ce bloc peut être fixé par exemple par emmanchement d'un cylindre d'extrémité de gaine de colonne dans un manchon du bloc. L'orientation du bloc par rapport à la gaine de la colonne de direction doit être fixée de manière précise de sorte que les différentes commandes se trouvent bien à la place requise. Il a été prévu pour cela de disposer sur le cylindre d'extrémité de la gaine de colonne un moyen de positionnement, tel qu'un poinçonnage ou une surépaisseur, coopérant avec un moyen complémentaire ménagé sur le manchon du bloc afin d'assurer la bonne orientation de ce dernier. Un poinçonnage est par exemple effectué en toute fin de processus d'assemblage de la colonne de direction. De la sorte une parfaite orientation de ce bloc de commandes sousvolant peut être assurée. Toutefois, le fait de ménager des éléments de positionnement sur les gaines de colonnes de direction qui sont généralement métalliques pose un certain nombre de problèmes. Par exemple, le poinçonnage réalisé sur un tube métallique formant gaine de colonne de direction déforme la colonne. Alternativement, il a été proposé un moyen d'interface de commandes sous-volant adapté à être fixé par emmanchement du cylindre d'extrémité de la gaine de colonne dans un manchon de ce moyen d'interface. Le bloc de commandes sousvolant est fixé à son tour par emmanchement du moyen d'interface de commandes sous-volant dans le manchon du bloc. Le moyen d'interface de commandes sous-volant comprend un moyen de positionnement comme un poinçonnage effectué en fin de processus d'assemblage de colonne de direction. Ce moyen de positionnement coopère avec un moyen complémentaire ménagé sur le manchon du bloc de commandes sous-volant afin d'assurer la bonne orientation de ce dernier. Le fait d'avoir à installer un composant spécifique pour le réglage de la position des commandes sous-volant augmente les coûts de fabrication de la colonne de direction. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur. Pour ce faire, la présente invention concerne une colonne de direction de véhicule automobile comprenant un arbre de direction monté rotatif dans une gaine de colonne de direction, caractérisée en ce que ladite colonne de direction comprend une pièce indépendante adaptée à être fixée au niveau d'une extrémité supérieure de ladite colonne de direction, ladite pièce indépendante comprenant un moyen de guidage en rotation de l'arbre de direction et un moyen de fixation d'un bloc de commandes sous-volant. Une seule pièce sert donc à la fois de moyen supérieur de guidage en rotation de colonne de direction et de moyen de fixation du bloc de commandes sous-volant. Le coût d'assemblage de la colonne de direction est donc diminué. En outre, le support de commandes sous-volant bénéficie des caractéristiques qui doivent être celles de l'organe de guidage en rotation de l'arbre de direction et notamment sa résistance à une contrainte axiale. Avantageusement, ladite pièce indépendante est réalisée en matière plastique. Avantageusement, ladite pièce indépendante est fixée sur la gaine de colonne de direction par emmanchement. Avantageusement, ledit arbre de direction comprend un logement adapté à recevoir un jonc d'arrêt permettant d'immobiliser ladite pièce indépendante en translation axiale. Selon un autre aspect de la présente invention, ledit bloc de commandes sous-volant est fixé sur ladite pièce indépendante par emmanchement. Avantageusement, ladite pièce indépendante comprend des moyens de réglage de position angulaire dudit bloc de commandes sous-volant. Avantageusement, ladite pièce indépendante comprend des moyens coopérant avec des moyens correspondants dudit bloc de commandes sous-volant pour immobiliser ce dernier en translation axiale, lesdits moyens de réglage de position angulaire de ladite pièce indépendante coopérant avec des moyens correspondants dudit bloc de commandes sous-volant pour immobiliser en rotation ledit bloc de commandes sousvolant par rapport à ladite pièce indépendante. Un moyen d'immobilisation en rotation intervient entre le moyen supérieur de guidage en rotation et l'extrémité supérieure de la colonne de direction. Par exemple, il peut s'agir d'une encoche ménagée sur le cylindre d'extrémité de la gaine de colonne coopérant avec un prisme ménagé sur la pièce indépendante formant moyen supérieur de guidage en rotation. À l'emmanchement de la pièce sur le cylindre, le prisme rentre à force dans l'encoche. Cette interface sert à la reprise du couple que le conducteur peut appliquer aux commandes sous-volant. Le roulement est ainsi positionné angulairement dès la mise en place dans le tube. Toutefois, ce positionnement, effectué en tout début de fabrication, n'est pas suffisant pour assurer un positionnement satisfaisant par rapport à l'ensemble support.Cette dernière, servant d'interface avec le châssis du véhicule, est assemblée en fin d'opération d'assemblage de la colonne. C'est pourquoi un ultime réglage angulaire est nécessaire afin d'assurer que les commandes sous-volant seront parfaitement orientées. Avantageusement, lesdits moyens de réglage de position angulaire comprennent un évidemment réalisé par poinçonnage de ladite pièce. De la sorte, l'évidemment peut être réalisé en fin d'assemblage de la colonne de direction. Cela permet d'assurer que le bloc de commandes sous-volant est dans une position angulaire satisfaisante. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées : - la figure 1 illustre une vue schématique en perspective de la partie supérieure d'une colonne de direction sur laquelle est montée une pièce selon la présente invention ; la figure 2 illustre une vue en coupe axiale d'une partie de la pièce de la figure 1 au niveau d'un moyen de guidage en rotation ; la figure 3 illustre une vue schématique en perspective d'une partie d'un bloc de commandes sous-volant dans lequel la pièce de la figure 1 est adaptée à être emmanchée ; la figure 4 illustre une vue schématique en perspective sous un autre angle d'une partie du bloc de commandes sous-volant de la figure 4 ;et la figure 5 illustre une vue schématique en perspective avec arrachements locaux d'un cylindre d'extrémité de la gaine de colonne et de la pièce de la figure 1. En référence à la figure 1, une colonne de direction 10 de véhicule automobile comprend un arbre de direction 11 monté rotatif dans une gaine de colonne 12. La gaine de colonne a la forme et les dimensions imposées par les normes de l'industrie automobile. Elle est pourvue d'un cylindre d'extrémité 41 formant manchon adapté à la fixation d'une pièce par emmanchement. L'arbre de direction 11 a également une forme et des dimensions imposées par les normes de l'industrie automobile. L'extrémité supérieure de ce cet arbre, adaptée à recevoir le volant, est pourvue de deux zones d'augmentation de diamètre, une première zone 42 se trouvant juste en dessous de la zone d'accrochage du volant et une seconde zone 52 se trouvant légèrement en contrebas, au niveau d'une zone correspondant à l'extrémité supérieure de la gaine de colonne 12. L'arbre de direction est guidé par deux roulements installés en haut et en bas de la gaine de colonne. Le roulement inférieur, non représenté, comprend une cage extérieure fixée à la gaine, par exemple par emmanchement avec jeu. Selon l'invention, le roulement supérieur 60 est formé dans une pièce indépendante 20 qui est décrite cidessous. Selon l'invention, une pièce indépendante 20 est adaptée à être fixée par emmanchement dans le cylindre d'extrémité 41 de la gaine de colonne 12. En référence à la figure 2, la pièce 20, avantageusement réalisée en matière plastique, comprend un corps extérieur cylindrique creux 28 et un corps intérieur 30 en forme de bague. Le diamètre extérieur d'une partie inférieure cylindrique 61 du corps intérieur 30 est choisi de sorte que cette partie puisse être emmanchée dans le cylindre d'extrémité 41 de la gaine de colonne 12. Le diamètre intérieur du corps extérieur 28 est légèrement supérieur au diamètre extérieur du cylindre d'extrémité 41 de manière à ce que ce dernier puisse pénétrer dans ledit corps extérieur 28. Par ailleurs, l'intérieur du corps extérieur 28 est pourvu de nervures adaptées à porter contre la paroi extérieure du cylindre 41 de sorte que ce dernier vienne s'emmancher dans le corps extérieur 28. Le corps intérieur 30 et le corps extérieur 28 sont raccordés par un pont de matière 35.Ce pont de matière vient fermer un logement 31 dans lequel pénètre l'extrémité du cylindre d'extrémité 41 de la gaine de colonne 12 lorsque la pièce 20 est emmanchée dans le cylindre 41. Un jonc d'arrêt 43 est installé afin d'immobiliser la pièce 20 axialement. Il s'agit d'un circlips engagé dans une fente ménagée sur l'arbre 11. Ce jonc d'arrêt vient en butée avec l'extrémité supérieure du corps intérieur 30. Ainsi qu'on le voit bien sur la figure 5, une encoche 44 est ménagée à l'extrémité du cylindre 41. Un prisme de forme correspondante 48 est ménagé à l'intérieur du logement 31 de la pièce 20. Lorsque la pièce 20 est emmanchée dans le cylindre 41, le prisme 48 rentre à force dans l'encoche 44. Le corps intérieur 30 de la pièce 20 forme cage extérieure de roulement supérieur 60. Lorsque la pièce 20 est assemblée sur la colonne de direction, ce roulement 60 intervient juste au-dessus de la deuxième zone de changement de diamètre de l'arbre 11. Le diamètre extérieur du corps extérieur 28 de la pièce 20 est prévu pour permettre la fixation d'un bloc de commandes sous-volant 65 par emmanchement. Le bloc de commandes sous-volant 65, représenté partiellement sur la figure 3, comprend un manchon 67 adapté à recevoir le corps extérieur 28 de la pièce 20. Au fond de ce manchon, une saillie annulaire 47 est prévue pour venir en butée contre l'extrémité supérieure du corps extérieur. Par ailleurs, comme on le voit mieux sur la figure 4, deux clips 51 sont ménagés sur la surface intérieure du manchon 67. Chacun des clips 51 comprend une surface supérieure inclinée de sorte qu'il est écrasé lorsque le corps extérieur 28 pénètre dans le manchon. Des fenêtres 22 sont ménagées dans le manchon à un niveau correspondant à la position des clips 51 lorsque le corps extérieur 28 arrive en butée contre la saillie annulaire 47, de sorte que les clips 51 se détendent élastiquement et viennent former moyens de butée portant contre les côtés supérieurs des fenêtres 22. L' immobilisation du bloc de commandes sous-volant est ainsi assurée dans l'une et l'autre direction. Chacun des clips a une largeur bien inférieure à celle de la fenêtre correspondante, de sorte que ces clips n'assurent pas d'immobilisation du bloc de commandes sous-volant en rotation autour de l'axe de la colonne. Par ailleurs, ainsi qu'on le voit mieux sur la figure 3, la surface intérieure du manchon 67 comprend deux saillies longitudinales 50. Ces saillies sont prévues pour venir en contact avec respectivement l'un et l'autre côté d'une fente 26 ménagée au niveau de l'extrémité supérieure du corps extérieur 28 de la pièce 20. L'écartement entre les saillies 50 correspond exactement à la largeur de la fente 26. Lorsque le bloc de commandes sous-volant est installé, les saillies 50 viennent coulisser le long des côtés de la fente 26. Une fois ce bloc en position, ces saillies en contact avec les côtés de la fente 26 immobilisent en rotation le bloc de commandes sous-volant par rapport à la colonne de direction. Selon l'invention, la fente 26 est ménagée par poinçonnage en toute fin d'assemblage de la colonne de direction. Ainsi, la position angulaire du bloc de commandes sous-volant peut être réglée avec une extrême précision, de sorte que les commandes sous-volant se trouvent très exactement aux positions voulues. Selon l'invention, une fenêtre 24 est ménagée sur le corps extérieur 28 dans le prolongement de la fente 26. Contrairement à la fente 26, cette fenêtre 24 n'est pas ménagée par poinçonnage en toute fin d'assemblage de la colonne de direction, mais elle est réalisée bien en amont, au moment de la fabrication de la pièce 20. Cette fenêtre 24 permet de faciliter le poinçonnage de la paroi du corps extérieur 28 afin de réaliser la fente 26. REVENDICATIONS 1. Colonne de direction de véhicule automobile comprenant un arbre de direction (11) monté rotatif dans une gaine de colonne de direction (12), caractérisée en ce que ladite colonne de direction comprend une pièce indépendante (20) adaptée à être fixée au niveau d'une extrémité supérieure de ladite colonne de direction, ladite pièce indépendante comprenant un moyen (30) de guidage en rotation de l'arbre de direction et un moyen (28) de fixation d'un bloc (65) de commandes sous-volant. 2. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pièce indépendante (20) est réalisée en matière plastique. 3. Colonne de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite pièce indépendante (20) est fixée sur ladite gaine de colonne de direction (12) par emmanchement . 4. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit arbre de direction (11) comprend un logement adapté à recevoir un jonc d'arrêt (43) permettant d'immobiliser ladite pièce indépendante (20) en translation axiale. 5. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit bloc (65) de commandes sous-volant est fixé sur ladite pièce indépendante (20) par emmanchement. 6. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite pièce indépendante (20) comprend des moyens (26) de réglage de position angulaire dudit bloc de commandes sous-volant (65). 7. Colonne de direction selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite pièce indépendante (20) comprend des moyens (22) coopérant avec des moyens correspondants (47, 51) dudit bloc (65) de commandes sousvolant pour immobiliser ce dernier en translation axiale, lesdits moyens de réglage de position angulaire (26) de ladite pièce indépendante coopérant avec des moyens correspondants (50) dudit bloc de commandes sous-volant pour immobiliser en rotation ledit bloc de commandes sous-volant par rapport à ladite pièce indépendante. 8. Colonne de direction selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de réglage de position angulaire comprennent un évidemment (26) réalisé par poinçonnage de ladite pièce.