Brevet FR2932758A1 — publié le 20091225

DISPOSITIF DE DIRECTION POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN VOLANT DE DIRECTION ET UN AIRBAG La présente invention concerne un dispositif de direction pour véhicule automobile, comprenant un airbag de protection du conducteur, lié au volant de direction. Les véhicules automobiles comportent un volant de direction manoeuvré par le conducteur, qui est fixé en haut d'une colonne de direction pour exercer dessus une rotation transmise à un boîtier de direction situé à son extrémité inférieure, ce boîtier appliquant sur les deux roues avant un angle de braquage pour assurer la direction du véhicule. Le volant de direction comporte généralement dans son moyeu central, un sac gonflable ou airbag comportant un dispositif pyrotechnique de gonflage très rapide, qui est mis à feu par un calculateur électronique relié à des détecteurs de chocs sur le véhicule, permettant de détecter un choc avant entraînant un risque pour le conducteur. Le gonflage de l'airbag de volant en collaboration avec la ceinture de sécurité, permet de former un coussin de protection face au conducteur pour amortir le choc et protéger la tête ainsi que la partie supérieure du corps du conducteur. L'airbag peut-être associé à une colonne de direction rétractable. La forte pression du conducteur vers l'avant due à l'inertie du corps, est appliqué au volant par le sac gonflé, ce volant s'enfonce axialement en écrasant une partie moins rigide de cette colonne, qui se rétracte pour absorber une énergie supplémentaire. Pour assurer une meilleure protection du conducteur tout en limitant le volume du sac gonflable, il est intéressant de disposer d'un airbag ne comportant pas de symétrie de révolution autour de l'axe du volant, la partie inférieure de ce sac tournée vers l'abdomen du conducteur, comprenant par exemple un rayon plus grand pour assurer une meilleure protection du corps de ce conducteur. Or l'airbag étant fixé sur le moyeu du volant, lors d'une collision importante sur l'avant du véhicule, la partie frontale de ce véhicule peut se déformer en appliquant un effort élevé sur les roues directrices, qui entraîne un pivotement de ces roues et donc une rotation du volant l'écartant de la position neutre où les roues directrices sont droites. L'airbag qui se déclenche est alors angulairement mal disposé, sa partie comportant un grand rayon se trouvant sur un côté et ne protégeant plus particulièrement le corps du conducteur. De plus les volumes de l'airbag n'étant latéralement plus symétriques, le conducteur est déstabilisé et peut glisser sur un côté de ce sac, la protection est mal assurée. Pour apporter une solution à ce problème, le document FR-A1-2895719 présente une colonne de direction supportant un volant contenant un airbag, le volant pouvant s'enfoncer en rétractant la colonne de direction, la fin de cette course de rétractation permettant à des dents de s'emboîter pour bloquer angulairement le volant. Un inconvénient principal de cette colonne de direction est que le blocage angulaire du volant s'effectuant après son enfoncement provoqué par la pression du conducteur sur l'airbag, soit environ 60 ms après le choc, le volant a eu pendant cette durée le temps de tourner sous l'effet d'un effort important sur les roues. Le volant peut donc être maintenu bloqué dans une position angulaire quelconque. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter une solution efficace au positionnement d'un airbag de volant lors d'un choc avant sur un véhicule automobile. Elle propose à cet effet un dispositif de direction en particulier pour véhicule automobile, comportant un volant de direction fixé en haut d'une colonne de direction, ce volant comprenant un airbag déclenché lors de la détection d'un choc sur le véhicule, la colonne de direction comportant une partie supérieure recevant le volant qui peut s'enfoncer axialement en se rétractant sous l'effet de la pression du conducteur sur l'airbag, pour venir en fin de course se bloquer angulairement par un moyen de blocage en rotation, caractérisé en ce que le moyen de blocage en rotation comporte un dispositif de recalage du volant qui agit pendant la course d'enfoncement de manière à recaler le volant dans une position angulaire définie. Un avantage essentiel du dispositif de direction suivant l'invention, est que la course d'enfoncement du volant permet par un moyen mécanique simple et efficace, de réaliser un recalage du volant dans la position neutre permettant à un airbag dissymétrique d'être pleinement efficace. De plus le dispositif de direction selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le moyen de blocage comporte un élément possédant une rainure axiale comprenant des chanfreins d'entrée, et un doigt de recalage qui vient dans la rainure axiale, l'un de ces éléments étant lié à la caisse du véhicule, l'autre étant lié à la partie supérieure de la colonne de direction qui peut s'enfoncer axialement. Un manchon disposé suivant l'axe de la colonne de direction et lié à la caisse du véhicule, peut comporter la rainure axiale, le doigt de recalage étant fixé sur une partie supérieure de l'arbre de direction entraîné par le volant. Avantageusement, le doigt de recalage comporte une partie d'extrémité axiale tournée vers la rainure, qui est arrondie. Selon une disposition particulière, le doigt de recalage est situé à une distance axiale des chanfreins d'entrée, supérieure à une course axiale de réglage du volant par le conducteur. Selon une autre disposition particulière, les chanfreins d'entrée forment une entrée de la rainure qui s'étend angulairement sur environ 180°. Avantageusement, le doigt de recalage étant introduit dans la rainure axiale, le volant est maintenu angulairement suivant la position neutre. Avantageusement, le volant étant dans une position neutre, l'airbag comporte une partie inférieure comprenant un plus grand rayon. Selon une disposition particulière, l'airbag est symétrique par rapport à un plan vertical passant par un axe longitudinal du véhicule, sa demi-partie supérieure ayant un rayon sensiblement constant, sa demi-partie inférieure ayant un rayon croissant en allant vers le bas. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de face d'un volant comprenant un airbag circulaire, disposé sur un dispositif de direction selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue schématique de face d'un volant comprenant un airbag comportant une partie inférieure d'un diamètre plus grand ; - la figure 3 est une vue de côté d'une colonne de direction selon l'invention ; - la figure 4 est une vue de dessus de cette colonne de direction ; et - la figure 5 est une vue de la face supérieure transversale d'un manchon du dispositif de recalage. La figure 1 représente vue de face un volant 2 comportant une jante reliée par deux bras à un moyeu 4 fixé sur une colonne de direction centrée sur le point O. Un airbag 6 présenté gonflé après déclenchement d'un système pyrotechnique se trouvant dans le moyeu 4 du volant 2, forme un sac sensiblement plat posé sur le volant et fixé au moyeu. Le contour extérieur de l'airbag 6 est sensiblement circulaire, il dépasse de la jante du volant 2 radialement vers l'extérieur pour éviter tout contact avec ce volant, et fournir une surface suffisante permettant de recevoir la tête et le haut du corps du conducteur avec une pression assez faible. L'airbag circulaire 6 a toujours la même efficacité quelque soit la position angulaire du volant 2 autour de son centre O. L'airbag 6 ne protège pas particulièrement le thorax ou l'abdomen du conducteur, mais présentant toujours une symétrie par rapport à l'axe xOx' qui est dans un plan vertical passant par un axe longitudinal du véhicule, cet airbag ne risque pas de dévier le corps du conducteur d'un côté de cet axe ou de l'autre. Pour améliorer la protection du corps, une solution pourrait être de réaliser un airbag circulaire comportant un rayon constant plus grand, pour s'assurer de disposer toujours d'un grand rayon en partie basse quelque soit la position angulaire du volant 2. Le problème dans ce cas serait que cet airbag comporterait une enveloppe plus grande occupant un volume important une fois repliée, ainsi qu'une masse et un coût trop élevés. Pour ces différentes raisons, l'airbag monté sur les volants comporte généralement une forme circulaire avec un petit rayon. La figure 2 présente un airbag 10 gonflé et disposé sur un volant 2, qui est symétrique par rapport à l'axe xOx'. Sa demi-partie supérieure a un petit rayon constant égal à celui de l'airbag 6 présenté figure 1, sa demi-partie inférieure 12 est agrandie, avec un rayon croissant régulièrement en partant de l'axe horizontal, le point inférieur situé sur le demi axe Ox ayant le rayon le plus grand. Une partie seulement de l'airbag étant agrandie, cet airbag 10 comporte alors une enveloppe comprenant une surface à peine plus importante que l'airbag 6 présenté figure 1, et donc une masse, un volume replié et un prix peu différent. Cet airbag 10 peut protéger de manière efficace avec sa partie inférieure agrandie 12, le corps du conducteur jusqu'à l'abdomen, à condition que cette partie agrandie reste dans cette position. Un problème qui se pose est qu'à partir d'une rotation du volant qui peut être comprise entre 20 et 40°, la partie agrandie 12 de l'airbag 10 se trouve suffisamment décalée par rapport à l'axe xOx', pour que la protection du conducteur soit nettement moins bien assurée. Il y a notamment à cause de la dissymétrie par rapport à cet axe, un risque de glissement du corps vers un côté. Une solution connue pour garder le moyeu 4 du volant 2 et son airbag 10 dans une position angulaire définie, est de disposer d'un moyeu de volant 4 fixe qui est relié à la caisse du véhicule par un axe central fixe traversant la colonne de direction. Seulement l'ensemble situé en haut de la colonne de direction, comprenant le volant 2, le moyeu fixe 4 et l'axe central, est plus lourd, sa masse plus importante fait qu'il génère des vibrations plus grandes obligeant à renforcer la planche bord et les supports pour maintenir cet ensemble en contenant les vibrations. L'ensemble est aussi plus onéreux. Les figures 3, 4 et 5 présentent un volant 2 relié par 4 branches à un moyeu 4, qui est fixé à l'arbre 26 d'une colonne de direction. L'arbre de direction 26 est guidé par un support non représenté, fixé à la caisse du véhicule, pour maintenir cet arbre en position tout en permettant une rotation suivant son axe. Un manchon 20 entourant l'arbre de direction 26 est aussi lié à la caisse, il est en particulier fixé de manière rigide à la caisse pour pouvoir supporter un couple en rotation élevé autour de son axe, sans tourner. Le manchon 20 a une forme générale cylindrique comportant un perçage axial traversé par l'arbre de direction 26, il comporte une rainure 22 située dans un plan passant par l'axe, qui s'étend sur environ la moitié de sa longueur en partant de la face transversale supérieure tournée vers le volant 2. La rainure 22 comprend deux larges chanfreins d'entrée 28 disposés de manière symétrique suivant une pente d'environ 45°, pour former une entrée dont l'ouverture s'étend angulairement sur 180°. La partie restante de la face supérieure du manchon 20, présentée avec des hachures sur la figure 5, est plane, située dans un plan perpendiculaire à l'axe. Un doigt de recalage 24 s'étendant axialement est fixé sur la partie supérieure de l'arbre de direction 26, au dessus du manchon 20, il comporte une partie d'extrémité inférieure tournée vers ce manchon, qui est arrondie. Le volant étant dans une position neutre, le doigt de recalage 24 est situé dans l'axe de la rainure 22. La partie basse d'extrémité du doigt 24, est située axialement à une distance C de la face supérieure du manchon 20, cette distance C formant une garde qui est supérieure à la course axiale de réglage du volant 2, permettant au conducteur d'ajuster la hauteur de ce volant. De cette manière, le volant 2 peut être réglé sans risquer une interférence entre le doigt de recalage 24 et le manchon 20. La partie supérieure de l'arbre de direction 26 où se trouve fixé le doigt de recalage 24, peut s'enfoncer axialement en rétractant la colonne de direction, pour réaliser une absorption d'énergie supplémentaire et amortir l'inertie venant de la masse du corps du conducteur. Le fonctionnement du la colonne de direction 21 suivant l'invention est le suivant. Lors d'un choc important sur l'avant du véhicule, détecté par le calculateur de contrôle relié aux capteurs de choc, ce calculateur déclenche l'airbag de volant 10 qui se gonfle. Le corps du conducteur par son inertie, commence à exercer une pression par l'airbag 10 sur le volant 2, qui sous l'effet de cette charge importante s'enfonce en rétractant l'arbre de direction. Une fois une course axiale égale à la garde C accomplie par la partie supérieure de l'arbre de direction 26, et si le doigt de recalage 24 se trouve en face de l'ouverture du chanfrein d'entrée 28 de la rainure 22, ce doigt s'engage dans ce chanfrein. La course d'enfoncement suivante du volant 2, et dans le cas où ce volant ne serait par déjà aligné sur sa position neutre, oblige le doigt de recalage 24 à glisser le long d'un côté du chanfrein 28, ce qui redresse le volant vers sa position neutre. Quand le doigt de recalage 24 pénètre dans la partie droite de la rainure 22, le volant 2 est redressé et est maintenu angulairement suivant la position neutre. Une force s'appliquant sur les roues dans la déformation du véhicule qui finit de se produire, ne peut plus faire tourner le volant 2 qui est verrouillé. A la fin de la course d'enfoncement du volant 2, le doigt de recalage 24 se trouve sensiblement au fond de la rainure 22, et l'airbag de volant 10 reste dans une position angulaire définie. On peut alors optimiser le dessin de l'airbag, avec des formes dissymétriques pour assurer la meilleure protection du conducteur. REVENDICATIONS1 ù Dispositif de direction en particulier pour véhicule automobile, comportant un volant de direction (2) fixé en haut d'une colonne de direction (21), ce volant comprenant un airbag (10) déclenché lors de la détection d'un choc sur le véhicule, la colonne de direction comportant une partie supérieure recevant le volant qui peut s'enfoncer axialement en se rétractant sous l'effet de la pression du conducteur sur l'airbag, pour venir en fin de course se bloquer angulairement par un moyen de blocage (20) en rotation, caractérisé en ce que le moyen de blocage en rotation (20) comporte un dispositif de recalage (24 , 28) du volant qui agit pendant la course d'enfoncement de manière à recaler le volant dans une position angulaire définie. 2 ù Dispositif de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de blocage comporte un élément (20) possédant une rainure axiale (22) comprenant des chanfreins d'entrée, et un doigt de recalage (24) qui vient dans la rainure axiale, l'un de ces éléments étant lié à la caisse du véhicule, l'autre étant lié à la partie supérieure de la colonne de direction qui peut s'enfoncer axialement. 3 ù Dispositif de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un manchon (20) disposé suivant l'axe de la colonne de direction (21) et lié à la caisse du véhicule, comporte la rainure axiale, le doigt de recalage (24) étant fixé sur une partie supérieure de l'arbre de direction (26) entraîné par le volant (2). 4 ù Dispositif de direction selon la revendication 3, caractérisé en ce que le doigt de recalage (24) comporte une partie d'extrémité axiale tournée vers la rainure (22), qui est arrondie. 5 ù Dispositif de direction selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le doigt de recalage (24) est situé à une distance axiale (C) du chanfrein d'entrée (28), supérieure à une course axiale de réglage du volant (2) par le conducteur.6 û Dispositif de direction selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les chanfreins d'entrée (28) forment une entrée de la rainure (22) qui s'étend angulairement sur environ 180°. 7 û Dispositif de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le doigt de recalage (24) étant introduit dans la rainure axiale (22), le volant est maintenu angulairement suivant la position neutre. 8 û Dispositif de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volant étant dans une position neutre, l'airbag (10) comporte une partie inférieure (12) comprenant un plus grand rayon. 9 û Dispositif de direction selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'airbag (10) est symétrique par rapport à un plan vertical passant par un axe longitudinal du véhicule, sa demi-partie supérieure ayant un rayon sensiblement constant, sa demi-partie inférieure (12) ayant un rayon croissant en allant vers le bas.