Brevet FR2917696A1 — publié le 20081226

La présente invention concerne un système de colonne de direction pour un véhicule automobile, comportant un arbre de direction, qui tourne autour de son axe longitudinal et qui est destiné à transmettre vers un mécanisme de direction un couple de rotation appliqué par le volant de direction, et comportant un dispositif de blocage, qui empêche le mouvement de rotation de l'arbre de direction, en particulier en cas de collision, le dispositif de blocage comportant un stator, fixe par rapport au mouvement de rotation de l'arbre de direction et contre lequel un élément de blocage est monté de manière relativement mobile. À partir de la construction des véhicules de série, il est connu qu'en cas de collision frontale, des forces s'exercent sur les roues avant, ce qui, dans des circonstances déterminées, provoque un mouvement de rotation indésirable dans le volant de direction par l'intermédiaire de la barre d'accouplement et de la ligne de direction. Dans la publication relative à la demande de brevet allemand DT 23 59 943 Al est décrite une mesure pour remédier au mouvement de balancement du volant de direction. À cet effet, des éléments de l'avant-corps du véhicule sont réalisés de telle sorte que, lorsque l'avant-corps du véhicule se déplace, sous l'effet d'un choc frontal, vers l'habitacle du véhicule, ils agissent sur des pièces de la tringlerie de direction dans le sens d'un blocage de la direction. Des éléments de blocage, sous forme de pièces de guidage, sont disposés à cet effet sur la traverse avant et, dans le cas d'une collision, coulissent au-dessus du levier de direction. Il en résulte un blocage de la direction et la suppression du mouvement de rotation exercé sur le volant de direction. La condition de ce type de blocage est que l'avant-corps du véhicule se déplace de manière homogène vers l'habitacle du véhicule. Il est ainsi possible, le cas échéant, de garantir un blocage, par exemple en présence d'un choc frontal déporté, seulement avec des mesures supplémentaires. Le but de l'invention est de concevoir un système de colonne de direction, qui fonctionne de manière fiable avec des dépenses aussi 5 faibles que possible même en présence d'un choc frontal déporté. Cet objectif est résolu selon l'invention en ce que l'élément de blocage peut être déplacé dans le sens radial vers l'arbre de direction dans une position verrouillée. Des modes de réalisation avantageux sont caractérisés en ce que 10 l'élément de blocage coopère par conjugaison de forme avec l'arbre de direction dans la position verrouillée. L'élément de blocage coopère par conjugaison de force avec l'arbre de direction dans la position verrouillée. Le dispositif de blocage comporte un boîtier qui est fixé de 15 manière relativement mobile sur le stator. L'élément de blocage est monté de manière mobile en translation dans le boîtier. L'élément de blocage peut être déplacé vers l'arbre de direction au moyen d'une surpression dans un espace intérieur adjacent. 20 L'élément de blocage, sur sa face frontale orientée vers l'arbre de direction, est muni d'une denture intérieure qui, dans la position verrouillée, engrène avec une couronne dentée de l'arbre de direction. Le boîtier, moyennant une précontrainte, est maintenu relativement mobile par rapport au stator. 25 Une denture intérieure est prévue sur une zone de paroi intérieure du boîtier, orientée vers l'arbre de direction, laquelle denture engrène dans la position verrouillée avec la couronne dentée de l'arbre de direction. L'élément de blocage est activé par l'intermédiaire d'un signal qui est généré par un transmetteur de signaux en présence d'un choc imminent ou d'un choc avéré. Selon l'invention, il est prévu un système de colonne de direction pour un véhicule automobile, comportant un arbre de direction, qui tourne autour de son axe longitudinal et qui est destiné à transmettre vers un mécanisme de direction un couple de rotation appliqué par le volant de direction. Il est prévu en outre un dispositif de blocage, qui empêche le mouvement de rotation de l'arbre de direction, en particulier en cas de collision. À cet effet, le dispositif de blocage comporte un stator, qui est fixe par rapport au mouvement de rotation de l'arbre de direction et contre lequel un élément de blocage peut être déplacé dans le sens radial directement vers l'arbre de direction dans une position verrouillée. Par l'agencement selon l'invention du dispositif de blocage, il est possible de supprimer un accouplement avec le mécanisme de direction pour bloquer le mouvement de rotation du volant de direction. Il n'est pas nécessaire que l'avant-corps du véhicule soit déformé pour qu'une rotation indésirable du volant de direction soit empêchée, il suffit que l'élément de blocage soit activé, en cas de choc détecté, par l'intermédiaire d'une unité de commande connue en soi. Il est nécessaire de prévoir un stator, c'est-à-dire un élément fixe par rapport au mouvement de rotation de l'arbre de direction, tel qu'un boîtier d'arbre de direction ou une console pour la fixation de la colonne de direction sur la traverse de l'habitacle du véhicule. L'élément de blocage est monté de manière relativement mobile par rapport au stator et peut être amené dans deux positions : une position de verrouillage, dans laquelle le mouvement de rotation de l'arbre de direction est supprimé, et une position déverrouillée, c'est-à-dire une position normale, dans laquelle l'arbre de direction transmet vers le mécanisme de direction le mouvement de rotation appliqué par le conducteur sur le volant de direction. Pour obtenir un blocage de l'arbre de direction et donc du volant de direction, l'élément de blocage peut coopérer par conjugaison de 5 forme avec l'arbre de direction dans la position verrouillée. En alternative, une coopération par conjugaison de force est également envisageable. De manière avantageuse, le dispositif de blocage peut comporter un boîtier, qui est également fixé de manière relativement mobile sur le 10 stator. De ce fait, l'arbre de direction peut être fixé tant avec l'élément de blocage qu'avec le boîtier lui-même. Dans un mode de réalisation préféré, l'élément de blocage est monté de manière mobile en translation dans le boîtier. En alternative, il est aussi possible de prévoir une articulation de l'élément de blocage 15 qui peut alors pivoter autour de ce point d'articulation vers la colonne de direction pour parvenir dans ;la position verrouillée. Si dans un espace intérieur, adjacent du côté arrière à l'élément de blocage, est générée une surpression, par exemple par un dispositif pyrotechnique ou par une source d'air comprimé, l'élément de blocage 20 peut être déplacé dans le boîtier vers l'arbre de direction. L'entraînement pour l'élément de blocage - si l'activation est effectuée suffisamment tôt - peut aussi être remplacé par d'autres alternatives, telles qu'un entraînement mécanique. Pour un engagement par conjugaison de forme, l'élément de 25 blocage, sur sa face frontale orientée vers ['arbre de direction, peut être muni d'une denture intérieure qui, dans la. position verrouillée, engrène avec une couronne dentée de l'arbre de direction. Un autre mode de réalisation avantageux réside dans le fait que le boîtier, moyennant une précontrainte, peut être maintenu relativement 30 mobile par rapport au stator. De ce fait, le boîtier, en cas de déclenchement erroné, peut revenir automatiquement dans sa position normale. Une plus grande force de blocage peut être obtenue si une denture intérieure est également prévue sur une zone de la paroi intérieure du boîtier, orientée vers l'arbre de direction, laquelle denture, dans la position verrouillée de l'élément de blocage, engrène avec la couronne dentée de l'arbre de direction. La denture intérieure du boîtier et la denture intérieure de l'élément de blocage peuvent, dans la position verrouillée, entourer presque entièrement la couronne dentée de l'arbre de direction. L'activation de l'élément de blocage peut être assurée par l'intermédiaire d'un signal qui est généré par un transmetteur de signaux en présence d'un choc imminent ou d'un choc avéré. Ce transmetteur de signaux peut être par exemple une unité de commande dans un module de coussin gonflable. D'autres modes de réalisation avantageux de l'invention sont expliqués ci-après de manière plus détaillée à l'appui du dessin, sur lequel : la figure 1 est une vue en perspective d'un système de colonne de 20 direction avec un dispositif de blocage ; la figure 2 est une coupe transversale d'un dispositif de blocage selon la figure 1 dans une position déverrouillée ; la figure 3 est une coupe transversale d'un dispositif de blocage selon la figure 1 dans une position verrouillée ; 25 la figure 4 représente un dispositif de blocage selon l'invention dans une première position de montage possible, et la figure 5 représente un dispositif de blocage dans une deuxième position de montage possible. La figure 1 représente un système de colonne de direction 1 avec un arbre de direction 2 tournant autour de son axe longitudinal L selon la direction de la flèche D. L'arbre de direction 2 comporte une partie d'arbre inférieure 3 qui est reliée par son extrémité supérieure, par l'intermédiaire d'un joint de Cardan 4, avec d'autres parties de l'arbre de direction non représentées ici et, enfin, avec le volant de direction. Par son extrémité inférieure, la partie 3 de l'arbre de direction est attachée au mécanisme de direction 5 non représenté explicitement. La partie 3 de l'arbre de direction est entourée par un boîtier 6, qui est fixe par rapport au mouvement de rotation D de l'arbre de direction 2 et qui est dénommé stator 7 ci-après. Dans le stator 7 est intégré un dispositif de blocage 8, qui empêche une rotation indésirable de l'arbre de direction 2 dans le cas d'une collision. Le dispositif de blocage 8 comporte un boîtier 9 ovale avec un fond 10 et une paroi 11 périphérique. Le boîtier 9 enserre au moins une grande partie du stator 7. Par l'intermédiaire de brides de fixation 12 et 13, le boîtier 9 est fixé contre le stator, à savoir par un assemblage vissé 16, 17 précontraint par un ressort 14, 15. Sur une zone de paroi intérieure 18 du boîtier 9, orientée vers la partie 3 de l'arbre de direction, est réalisée une denture intérieure 19, qui peut engrener avec une couronne dentée 20 montée sur la partie 3 de l'arbre de direction. Par ailleurs, à l'intérieur du boîtier 9 est logé un élément de blocage 21, dont la face frontale 22 concave, orientée vers la partie 3 de l'arbre de direction, est également munie d'une denture intérieure 23. Ladite denture intérieure 23 peut, tout comme la denture intérieure 19 de la zone de paroi intérieure 18, engrener avec la couronne dentée 20. Pour ce faire, l'élément de blocage 21 est monté de manière 30 mobile à l'intérieur du boîtier 9. Dans l'espace intérieur 24, restant libre et adjacent du côté arrière avec l'élément de blocage 21, une surpression peut être générée par un signal, qui est délivré, en cas de collision imminente ou de collision avérée, par un dispositif correspondant, au moyen d'une pression de gaz produite par voie pyrotechnique ou au moyen de l'air comprimé d'un réservoir d'air comprimé, laquelle surpression pousse l'élément de blocage 21 selon la direction de la flèche A contre la partie 3 de l'arbre de direction et amène la denture intérieure 23 en engrènement avec la couronne dentée 20. En même temps, le boîtier 9 est également déplacé dans la direction de la flèche B, dans le sens opposé à la force de précontrainte des ressorts 14, 15, de telle sors:e que la denture intérieure 19 engrène avec la couronne dentée 20. La partie 3 de l'arbre de direction est ainsi serrée entre l'élément de blocage 21 et le boîtier 9, de telle sorte que l'arbre de direction 2 ne peut pas effectuer un mouvement de rotation selon la direction de la flèche D. Après que le conducteur ait plongé dans le coussin gonflable déployé, la pression de gaz ou la pression d'air peut à nouveau être évacuée de manière définie hors de l'espace intérieur 24. L'élément de blocage 21 et le boîtier 9 libèrent à nouveau l'arbre de direction 2. Il en résulte l'avantage qu'après une petite collision, le véhicule peut encore être conduit. Un autre avantage est que, dans le cas d'un déclenchement erroné, la direction est bloquée seulement pendant une fraction de seconde et peut immédiatement: reprendre sa fonction. La figure 2 représente une coupe transversale du dispositif de blocage selon l'invention dans une position non sollicitée, c'est-à-dire une position normale. Dans cette position normale, le boîtier 9 est en appui, moyennant la précontrainte des ressorts 14 et 15, avec sa paroi extérieure 25, orientée vers le stator 7, contre la paroi évidée 26 du stator 7, prévue pour le boîtier 9. Les dents de la denture intérieure 19 engrènent avec les dents de la couronne dentée 20. Étant donné qu'aucune pression n'est appliquée dans l'espace intérieur 24, l'élément de blocage 21 se situe également dans sa position normale ; les dents de la denture 23 engrènent avec les dents de la couronne dentée 20. Entre l'élément de blocage 21 et le boîtier 9 sont disposés des ressorts 27 et 28, par lesquels l'élément de blocage 21 est précontraint dans la position normale. Par contre, la figure 3 montre le dispositif de blocage 8 après son activation. Dans ce cas, la denture 23 de l'élément de blocage 21, de même que la denture intérieure 19 du boîtier 9 engrènent dans la couronne dentée 20 de la partie 3 de l'arbre de direction. Le mouvement relatif de l'élément de blocage 21 est alors effectué dans le sens opposé à la force des ressorts 27 et 28. Le mouvement relatif du boîtier 9 est effectué dans le sens opposé à la. force des ressorts 14 et 15. Dans le cas d'un déclenchement erroné, la pression du gaz ou la pression d'air peut s'échapper de manière définie hors de l'espace intérieur 24, de telle sorte que, sous l'effet de la force de précontrainte des ressorts 27 et 28, l'élément de blocage peut revenir automatiquement dans sa position initiale et, sous l'effet de la force de précontrainte des ressorts 14 et 15, le boîtier peut revenir automatiquement dans sa position initiale. Étant donné que le dispositif de blocage selon l'invention peut être utilisé partout où il est prévu un stator fixe par rapport au mouvement de rotation de l'arbre de direction, le dispositif de blocage trouve de multiples applications. Ainsi, la figure 4 représente par exemple un agencement du 25 dispositif de blocage 8 dans le boîtier 6 de l'arbre de direction, à savoir le stator 7. Sur la figure 5, il apparaît que le dispositif de blocage 8 peut également être prévu sur la console 29 du système de colonne de direction 1. 30 REVENDICATIONS 1. Système de colonne de direction (1) pour un véhicule automobile, comportant un arbre de direction (2), qui tourne autour de son axe longitudinal (L) et qui est destiné à transmettre vers un mécanisme de direction (5) un couple de rotation appliqué par le volant de direction, et comportant un dispositif de blocage (8), qui empêche le mouvement de rotation de l'arbre de direction (2), en particulier en cas de collision, le dispositif de blocage (8) comportant un stator (7), fixe par rapport au mouvement de rotation de l'arbre de direction (2) et contre lequel un élément de blocage (21) est monté de manière relativement mobile, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21) peut être déplacé dans le sens radial vers l'arbre de direction (2) dans une position verrouillée. 2. Système de colonne de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21) coopère par conjugaison de forme avec l'arbre de direction (2) dans ].a position verrouillée. 3. Système de colonne de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21) coopère par conjugaison 20 de force avec l'arbre de direction (2) dans la position verrouillée. 4. Système de colonne de direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (8) comporte un boîtier (9) qui est fixé de manière relativement mobile sur le stator (7). 25 5. Système de colonne de direction selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21) est monté de manière mobile en translation dans le boîtier (9). 6. Système de colonne de direction selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21) peut être déplacé vers 9 2917696 io l'arbre de direction (2) au moyen d'une surpression dans un espace intérieur (24) adjacent. 7. Système de colonne de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21), sur sa face frontale (22) 5 orientée vers l'arbre de direction (2), est muni d'une denture intérieure (23) qui, dans la position verrouillée, engrène avec une couronne dentée (20) de l'arbre de direction (2). 8. Système de colonne de direction selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le boîtier (9), moyennant une 10 précontrainte, est maintenu relativement mobile par rapport au stator (7). 9. Système de colonne de direction selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une denture intérieure (19) est prévue sur une zone de paroi intérieure (18) du boîtier (9), orientée vers l'arbre de direction 15 (2), laquelle denture engrène dans la position verrouillée avec la couronne dentée (20) de l'arbre de direction (2). 10. Système de colonne de direction selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de blocage (21) est activé par l'intermédiaire d'un signal qui est généré par un transmetteur de signaux en présence d'un choc imminent ou d'un choc avéré.