Brevet FR2893296A1 — publié le 20070518

La présente invention concerne un ensemble de direction d'un véhicule, notamment un véhicule automobile. La figure 1 représente un ensemble de direction connu 1 comprenant une colonne de direction 2 montée libre en rotation par rapport à un support fixe du véhicule, tel que la planche de bord 3, et dont l'extrémité 4 opposée à celle reliée aux roues directrices du véhicule, au moyen par exemple d'un ensemble crémaillère - pignon de crémaillère (non représenté), s'étend au-delà de la planche de bord 3 et porte un moyeu 6 de volant de direction, monté à rotation par rapport à la colonne 2. Cet ensemble comprend en outre un volant de direction 7 rigidement solidaire de la colonne 2 par une platine 8 fixé à la jante 9 du volant 7 et interposée entre la planche de bord 3 et le moyeu 6 perpendiculairement à la colonne 2. Cet ensemble de direction 1 est équipé d'un ressort hélicoïdal 11, interposé entre le moyeu 6 et la planche de bord 3 en ayant une extrémité rigidement solidaire du moyeu 6, l'extrémité opposée étant rigidement solidaire de la planche de bord 3, afin d'assurer une liaison mécanique et électrique entre ces deux éléments. La platine 8 du volant de direction est intercalée entre deux spires 12 du ressort 11 de façon à pouvoir tourner entre ces spires 12 et être simultanément déplacée selon une direction axiale lors d'une rotation du volant 7, indépendamment du moyeu 6. Un ensemble de direction de ce type présente ainsi 30 l'avantage de proposer un moyeu central fixe quel que soit l'angle de braquage du volant. Cependant, pour permettre le mouvement de translation hélicoïdale du volant 7, les spires 12 du ressort 11 doivent être usinées pour présenter une 35 section très plate et être recouvertes d'un revêtement approprié pour diminuer les frottements entre les spires 12 du ressort 11 et la platine 8 du volant 7. L'usinage du ressort 11 et son revêtement par un matériau antifrottement compliquent sa réalisation et augmentent les coûts de fabrication. Dans ce contexte, l'invention vise à remédier aux 5 inconvénients ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de direction d'un véhicule, notamment un véhicule automobile, comprenant une colonne de direction montée libre en rotation par rapport à un support fixe du 10 véhicule, et dont l'extrémité opposée à celle reliée aux roues directrices du véhicule s'étend au delà du support fixe dans l'habitacle du véhicule et porte un moyeu de volant de direction monté à rotation par rapport à la colonne, et un volant de direction rigidement solidaire 15 de la colonne par une platine interposée entre le support fixe et le moyeu, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de liaison s'étendant entre le support fixe et le moyeu, traversant par une partie intermédiaire une lumière de circonvolution découpée dans la platine et 20 comportant deux extrémités montées tourillonantes suivant un axe parallèle à la colonne de direction respectivement dans le support fixe et le moyeu pour immobiliser en rotation le moyeu relativement au volant de direction, la partie intermédiaire étant conformée de manière à glisser 25 dans la lumière lors du braquage du volant. Selon une autre caractéristique, la lumière de circonvolution présente une forme générale de spirale, et l'élément de liaison présente une forme générale de manivelle comprenant un maneton central formant la partie 30 intermédiaire de l'élément de liaison traversant perpendiculairement la platine, deux branches latérales solidaires du maneton parallèles aux faces latérales correspondantes de la platine, et deux tourillons solidaires respectivement des extrémités des deux 35 branches de l'élément de liaison, situés en sens inverse l'un de l'autre et formant les extrémités de ce dernier, les tourillons et le maneton étant parallèles, de sorte que le braquage du volant autour de la colonne de direction entraîne le glissement du maneton le long de la spirale et une rotation correspondante des tourillons autour de leur axe de rotation. Plus précisément, les tourillons de la pièce de liaison sont montés à rotation autour de l'axe au moyen de deux roulements solidaires respectivement du support fixe et du moyeu. Selon une autre caractéristique, l'élément de 10 liaison comprend des câbles pouvant relier électriquement le moyeu à l'élément fixe. L'élément de liaison est avantageusement percé suivant sa longueur, pour assurer le passage des câbles au travers de cet élément. 15 Une autre possibilité consiste à coller jointivement les câbles le long de l'élément de liaison. Selon une autre caractéristique, l'élément de liaison est constitué en un matériau rigide. Selon encore une autre caractéristique, la platine 20 est solidaire de la jante du volant de direction. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles : 25 - la figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble de direction selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue en coupe de l'ensemble de direction selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective de 30 l'ensemble de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de côté de l'ensemble de direction de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue arrière de l'ensemble de direction de la figure 3 ; 35 - la figure 6 est une vue agrandie d'un volant de direction et d'une manivelle de l'ensemble de direction de la figure 5, sans le support de la colonne de direction ; - la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne brisée VII-VII de la figure 6, - la figure 8 est une vue en perspective de la manivelle de l'ensemble de direction de l'invention ; - la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 3, dans laquelle le volant de direction occupe une position de braquage maximum ; - la figure 10 représente le volant de direction de la figure 9 dans une position intermédiaire de braquage ; - la figure 11 représente le volant de direction de la figure 9, dans une position de braquage maximum opposée ; - la figure 12 est une vue en perspective arrière du volant de l'ensemble de direction de l'invention ; - la figure 13 est une vue de face du volant de la figure 12, et - la figure 14 est une vue de côté du volant de la 20 figure 12. L'ensemble de direction 13 représenté aux figures 2 à 14, comprend une colonne de direction 14 montée libre en rotation par rapport à un support fixe du véhicule, tel que la planche de bord 15 ou tout autre bâti fixe du 25 véhicule, au moyen de deux roulements 16a, 16b fixés respectivement dans deux paliers de support de la planche de bord 15 du véhicule. L'extrémité 17 de la colonne 14, opposée à celle reliée aux roues directrices du véhicule, au moyen par 30 exemple d'un ensemble crémaillère - pignon de crémaillère, s'étend au delà de la planche de bord 15 dans l'habitacle du véhicule et porte un moyeu 18 de volant de direction. Le moyeu 18 présente une forme générale cylindrique 35 creuse et est monté à rotation à l'extrémité 17 de la colonne 14 par un roulement 19 solidaire d'un orifice central 21 du moyeu 18. La partie creuse de ce moyeu 18 peut recevoir des moyens fonctionnels, tel qu'un sac gonflable de sécurité 22, adapté pour se déployer en direction du conducteur notamment en cas de collision. En outre, des commandes électriques actionnables par le conducteur, se présentant sous la forme de boutons poussoirs et/ou de molettes peuvent être intégrées à la face avant du moyeu 18. Ces commandes peuvent être destinées à régler le volume d'un autoradio du véhicule, activer/désactiver une fonction de régulation de vitesse du véhicule et/ou une fonction de boîte de vitesse automatique. Le volant de direction 23 est rigidement solidaire de la colonne 14 par une platine 24 interposée entre la planche de bord 15 et le moyeu 18 et s'étendant perpendiculairement à la colonne 14. Ce volant 23 est actionnable en rotation autour de la colonne 14 au moyen d'une jante 26 en forme générale d'anneau concentrique de la colonne 14, la jante 26 étant rigidement solidaire de la platine 24 par deux branches opposées 27a, 27b présentant chacune une forme générale de plaque courbe, s'étendant respectivement à partir du bord périphérique 28 de la platine jusqu'à une partie 29a, 29b de la jante 26 située en regard. Selon l'invention, le moyeu 18 est rendu fixe par rapport au volant 23 au moyen d'un élément de liaison en un matériau rigide et présentant une forme générale de manivelle 31, comme le montre mieux la figure 8, comprenant un maneton central 32, deux tourillons 33, 34 coaxiaux parallèles au maneton 32 et s'étendant en sens inverse l'un de l'autre, et deux branches latérales 36, 37 perpendiculaires au maneton 32 et reliant respectivement les deux tourillons 33, 34 au maneton 32. La manivelle 31 s'étend entre la planche de bord 15 et le moyeu 18, en passant par son maneton 32 au travers d'une lumière de circonvolution découpée dans la platine 24 et conformée de préférence en spirale sur quatre tours 38, deux tours de cette spirale permettant le braquage du volant au maximum vers la droite, les deux autres tours permettant son braquage au maximum vers la gauche. Les tourillons 33, 34 de la manivelle 31 sont montés à rotation suivant un axe 39 parallèle à la colonne de direction 14, respectivement dans la planche de bord 15 et le moyeu central 18 par l'intermédiaire de roulements 41, 42, avec le maneton 32 inséré perpendiculairement dans la spirale 38, et les branches 36, 37 de la manivelle 31 situées de part et d'autre des faces latérales 43, 44 correspondantes de la platine 24 et parallèlement à celles-ci. De la sorte, lorsque la platine 24 tourne autour de la colonne de direction 14, le maneton 32 de la manivelle glisse le long de la spirale 38, tandis que les tourillons 33, 34 de la manivelle 31 tournent autour de l'axe 39, le maneton 32 décrivant un cercle 46 centré sur l'axe 39, comme visible sur la figure 6. Par conséquent, lorsque le volant 23 tourne autour de la colonne de direction 14, la colonne 14 tourne librement à l'intérieur du moyeu 18 mais la manivelle 31 interdit la rotation du moyeu 18 autour de la colonne 14 car elle relie un point du moyeu 18 excentré par rapport à la colonne 14 à un élément fixe du véhicule, qui est la planche de bord 15. Dans l'exemple représenté sur la figure 9, le volant 23 occupe une position braquée au maximum vers la droite du véhicule, c'est-à-dire vers le sens indiqué par la flèche F1, pour laquelle le maneton 32 est logé dans le premier tour de la spirale 38 de la platine 24. Lorsque le volant est tourné dans le sens de rotation opposé F2 de la figure 10, le maneton 32 glisse le long du premier tour de la spirale 38 et vient se loger par exemple au sein du deuxième tour de spirale, la manivelle 31 ayant tourné en conséquence d'un certain angle autour de l'axe 39 défini par ses tourillons 33, 34. Si l'effort de rotation est poursuivi, le maneton 32 glisse le long du deuxième tour de spirale 38 alors que la manivelle 31 tourne autour de l'axe 39, jusqu'à ce que le volant occupe la position braquée au maximum vers la gauche du véhicule représentée sur la figure 11. La manivelle 31 permet d'obtenir une rigidité en torsion du moyeu 18 importante. Pour augmenter cette rigidité, il est possible d'augmenter le diamètre du maneton 32 ou d'utiliser plusieurs manivelles 31 libres en rotation autour d'axes parallèles à la colonne 14 et s'insérant dans la même spirale 38. La manivelle 31 peut en outre assurer une connexion électrique entre le moyeu 18 et la planche de bord 15 au moyen de câbles électriques dont des extrémités sont reliées à la planche de bord 15 du véhicule, les extrémités opposées étant reliées au moyeu central 18. Selon un premier mode de réalisation de cette connexion électrique, la manivelle est percée suivant sa longueur, les câbles électriques étant insérés dans ce perçage. Selon un deuxième mode de réalisation de cette connexion, les câbles sont collés jointivement le long de la manivelle. L'invention apporte une solution offrant différents avantages parmi lesquels : - un moyeu de volant fixe par rapport à la planche de bord, et par conséquent une disposition constante des commandes électriques, solidaires de ce moyeu, et ce quel que soit l'angle de braquage du volant, facilitant l'utilisation de ces commandes qui peuvent alors être manipulées par un conducteur sans qu'il ne quitte la route des yeux, - la possibilité de disposer à l'intérieur du moyeu fixe un sac gonflable de sécurité de forme optimale, c'est-à-dire asymétrique, contrairement aux ensembles de direction dont le moyeu tourne avec le volant et qui contraint les fabricants à utiliser des sacs ayant une forme symétrique par rapport à son centre, afin qu'ils puissent agir de façon sûre quel que soit l'angle du moyeu, cette forme symétrique étant moins satisfaisante pour la sécurité du conducteur, - une rigidité en rotation du moyeu plus élevée que celle du moyeu de l'ensemble de direction de l'art antérieur de la figure 1, - une utilisation de pièces simples à usiner, 10 légères et dont le coût de fabrication est faible, et - une simplification du câblage électrique du moyeu central. REVENDICATIONS 1. Ensemble de direction d'un véhicule, notamment un véhicule automobile, comprenant une colonne de direction (14) montée libre en rotation par rapport à un support fixe (15) du véhicule, et dont l'extrémité (17) opposée à celle reliée aux roues directrices s'étend au-delà du support fixe (15) dans l'habitacle du véhicule et porte un moyeu (18) de volant de direction monté à rotation par rapport à la colonne (14), et un volant de direction (23) rigidement solidaire de la colonne (14) par une platine (24) interposée entre le support fixe (15) et le moyeu (18), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de liaison (31) s'étendant entre le support fixe (15) et le moyeu (18), traversant par une partie intermédiaire (32) une lumière de circonvolution (38) découpée dans la platine (24) et comportant deux extrémités (33, 34) montées tourillonantes suivant un axe (39) parallèle à la colonne de direction (14) respectivement dans le support fixe (15) et le moyeu (18) pour immobiliser en rotation le moyeu (18) relativement au volant de direction (23), la partie intermédiaire (32) étant conformée de manière à glisser dans la lumière (38) lors du braquage du volant (23). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière de circonvolution (38) présente une forme générale de spirale, et en ce que l'élément de liaison (31) présente une forme générale de manivelle comprenant un maneton central formant la partie intermédiaire (32) de l'élément de liaison (31) traversant perpendiculairement la platine (24), deux branches latérales (36, 37) solidaires du maneton (32) parallèles aux faces latérales (43, 44) correspondantes de la platine (24), et deux tourillons (33, 34) solidaires respectivement des extrémités des deux branches (36, 37) de l'élément de liaison (31) disposés en sens inverse l'un de l'autre et formant les extrémités(33, 34) de ce dernier, les tourillons (33, 34) et le maneton (32) étant parallèles, une rotation du volant (23) autour de la colonne de direction (14) entraînant le glissement du maneton (32) le long de la spirale (38) et une rotation correspondante des tourillons (33, 34) autour de leur axe (39). 3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel les tourillons (33, 34) de l'élément de liaison (31) sont montés à rotation autour de l'axe (39) au moyen de deux roulements (41, 42) solidaires respectivement du support fixe (15) et du moyeu (18). 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de liaison (31) comprend des câbles pouvant relier électriquement le moyeu (18) à l'élément fixe (15). 5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel l'élément de liaison (31) est percé suivant sa longueur, pour assurer le passage des câbles au travers de cet élément (31). 6. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel les câbles sont collés jointivement le long de l'élément de liaison (31). 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de liaison (31) est 25 constitué en un matériau rigide. 8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la platine (24) est solidaire d'une jante (26) afin que le conducteur actionne le volant de direction (23) en rotation autour de la colonne 30 de direction (14).