Brevet FR2952015A1 — publié le 20110506

Véhicule comportant un dispositif de réglage en hauteur d'une colonne de direction La présente invention se rapport à un véhicule comportant un volant de direction réglable en hauteur. Elle concerne principalement un véhicule comportant une colonne de direction, reliant une crémaillère à un volant de direction, s'étendant sensiblement dans le sens longitudinal du véhicule, la colonne de direction comportant : une première colonne, fixée en position par rapport à la structure du véhicule, une seconde colonne, apte à se déplacer dans un plan sensiblement parallèle au plan médian du véhicule, un cardan joignant une extrémité de la seconde colonne à une extrémité de la première colonne, le cardan définissant une liaison de type rotule entre la première colonne et la seconde colonne, assurant le pivotement de la colonne supérieure par rapport à la colonne inférieure, des moyens de réglage permettant de régler l'inclinaison de la seconde colonne par rapport à la structure du véhicule entre deux positions limites. Un tel dispositif de réglage en hauteur d'une colonne de direction est présenté dans le document FR2737172. La colonne de direction comporte un cardan reliant une partie inférieure de la colonne, reliée à la crémaillère de direction, d'une partie supérieure, reliée au volant de direction. Pour permettre le réglage en hauteur du volant de direction, la partie supérieure de la colonne peut pivoter dans un plan vertical, le cardan formant alors le point de pivot. Des moyens de guidage, solidaires de la structure du véhicule, forment une chape fixe verticale, venant encadrer un tronçon plus ou moins centrale de la partie supérieure de la colonne, collaborant avec des moyens de verrouillage solidarisant la chape à cette partie de la colonne. Un tel dispositif de réglage en hauteur présente une amplitude de réglage limitée, dépendante de la hauteur de la chape. Dans le cas où l'on souhaite augmenter cette amplitude de réglage, notamment en hauteur, pour par exemple faciliter la montée ou la descente du conducteur, un tel dispositif de réglage ne peut convenir. Ainsi, les dimensions de la chape, définissant l'amplitude de réglage, sont forcément limitées au dessus de la colonne de direction, venant empiéter sur le combiné d'instrumentations positionné dans cette zone supérieure. L'objet de l'invention concerne un réglage en hauteur d'un volant de direction à amplitude de réglage augmentée, dont le dispositif de guidage et de verrouillage présente des dimensions le rendant facilement positionnable dans tous types de véhicules. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule comportant un organe de direction s'étendant sensiblement dans le sens longitudinal du véhicule, l'organe de direction comportant : une première colonne, fixée en position par rapport à la structure du véhicule, une seconde colonne, apte à se déplacer dans un plan (YZ) sensiblement parallèle au plan médian du véhicule, un cardan liant une extrémité de la seconde colonne à une extrémité de la première colonne, le cardan définissant une liaison de type rotule entre la première colonne et la seconde colonne, l'organe comportant en outre des moyens de réglage de l'inclinaison de la seconde colonne par rapport à la structure du véhicule entre deux positions limites, les moyens de réglages comportant un palier dans lequel est monté libre en rotation la deuxième colonne, tels que les moyens de réglage comportent une chape articulée sur la structure du véhicule, la chape portant le palier, avec le palier articulé par rapport à la chape. Suivant une caractéristique de l'invention, la seconde colonne comporte un élément inférieur et un élément supérieur coulissant l'un par rapport à l'autre. L'élément inférieur est constitué d'un tube creux dont une première extrémité est reliée au cardan et dont la surface intérieure comporte des cannelures. L'élément supérieur est constitué d'un tube apte à coulisser dans l'élément inférieur, la surface latérale de l'élément supérieur comportant des cannelures complémentaires, collaborant en permanence avec les cannelures de l'élément inférieur, bloquant en rotation l'élément inférieur par rapport à l'élément supérieur. Le palier est porté par l'élément supérieur. L'élément supérieur comportant deux butées, positionnées de part et d'autre du palier, formant une liaison de type pivot non glissante entre l'élément supérieur et les moyens de réglage. La chape présente deux bras, les extrémités libres desdits bras présentent une liaison de type pivot avec la structure du véhicule. Les liaisons pivots de la chape sur la structure du véhicule étant alignées suivant le même axe de rotation, parallèlement à l'axe transversal (Y) du véhicule. Sur chacun des deux bras est fixée une glissière, les deux glissières étant identiquement positionnés en regard l'un de l'autre et présentant chacune une rainure traversée par une tige de commande. Chacune des deux glissières présente une forment circulaire, le centre de courbure de chacune desdites glissières étant aligné le long de l'axe de rotation des liaisons pivots reliant la chape à la structure du véhicule. La tige de commande présentant une liaison de type pivot avec la structure du véhicule et est prolongée à une de ces extrémités par une manette de commande. La manette de commande permettant en fonction de sa position angulaire de solidariser ou de désolidariser les moyens de réglages à la structure du véhicule. D'autres avantages et caractéristiques techniques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - La figure 1 représente une vue latérale partielle, dans deux positions extrêmes, d'un dispositif de réglages en hauteur d'un mécanisme de direction suivant l'invention ; et - La figure 2 représente une vue partielle en coupe d'un mécanisme de blocage du dispositif de réglage en hauteur du mécanisme de direction suivant l'invention. La figure 1 représente une vue latérale partielle d'un mécanisme de direction suivant l'invention. Le mécanisme de direction comporte une colonne de direction 1 reliant un volant de direction 2 à une crémaillère de direction (non représenté). Le mécanisme de direction comporte aussi un mécanisme de réglage en hauteur 3 du volant de direction 2. Le mécanisme de direction est représenté suivant deux positions extrêmes : une position basse B et une position haute H du volant de direction 2, comme expliquées ultérieurement. L'axe longitudinal du véhicule est repéré par un axe X, l'axe transversal du véhicule est repéré par un axe Y et l'axe vertical du véhicule est repéré par un axe Z, la position basse et haute du volant de direction 2 étant repérées par le positionnement du volant de direction 2 suivant l'axe Z. La colonne de direction 1 est constituée d'un cardan 11 reliant une première partie de la colonne 1 à une seconde partie de cette colonne 1. La première partie de la colonne 1, nommée première colonne 12, relie la crémaillère de direction au cardan 11. La seconde partie de la colonne 1, nommée seconde colonne 13, relie le cardan 11 au volant de direction 2. La première colonne 12 est montée libre en rotation et fixée en position à la structure du véhicule (la structure du véhicule étant non représentée). La seconde colonne 13, toujours libre en rotation, peut pivoter dans un plan vertical du véhicule, autour d'un axe de pivot formé par le cardan 11. La seconde colonne 13 est constituée de deux tubes montés coaxiaux, le premier tube 131, de plus grand diamètre, étant relié au cardan 11, le second tube 132 étant relié au volant de direction 2. Les premier et second tubes 131 et 132 sont montés libres en translation et liés en rotation. La liaison en rotation se fait par des cannelures 133 positionnées le long de la paroi périphérique intérieure du premier tube 131 collaborant avec des cannelures correspondantes 134 positionnées le long de la paroi extérieure du second tube 132. Le mécanisme de réglage en hauteur 3 du volant de direction 2 comporte une chape 31 dont les deux branches 32 parallèles sont alignées suivant un plan vertical XZ, et dont la partie centrale 33, reliant les deux branches 32, est alignée suivant l'axe Y. La partie centrale 33 sert de support au second tube 132, par l'intermédiaire d'un palier 34. Le palier 34 présente une liaison 35 de type pivot avec la partie centrale 33 de la chape 31, lui permettant de suivre la variation d'inclinaison du second tube 132 lors du réglage en hauteur du volant de direction 2. La liaison entre le palier 34 et le second tube 132 forme une liaison de type pivot non glissant avec des butées 135, solidaires du second tube 132, encadrant le palier 34 bloquant la liaison en translation. Les deux extrémités libres des deux branches 32 de la chape 31 présentent une liaison 36 de type pivot avec un élément de structure solidaire de la traverse de planche de bord (non représentée sur cette figure). En position basse B du volant de direction 2, les deux branches 32 de la chape 31 sont alignées avec la seconde colonne 13, alignant sensiblement, dans cet ordre, le cardan (11), la chape 31 et le palier 34. Cet alignement allonge au maximum la seconde colonne 13, faisant coulisser le second tube 132 le long du premier tube 131. En position haute H du volant de direction 2, la chape 31 présente les branches 32 alignées sensiblement suivant l'axe Z, optimisant le réglage en hauteur du volant de direction 2. Dans cette position haute H la longueur de la seconde colonne 13 est à son minimum par coulissement du second tube 132 dans le premier tube 131. Lors du réglage en hauteur du volant de direction 2, le palier 34 décrit un arc de cercle centré sur la liaison 36 entre la chape 31 et la traverse de planche de bord, avec la seconde colonne 13 pivotant autour du cardan 11. Ainsi le volant de direction 2, tout en restant perpendiculaire à la seconde colonne 13, décrit un arc de cercle centré sur la liaison 36 entre la chape 31 et la traverse de planche de bord. La longueur des branches 32 de la chape 31 associée à son mouvement de rotation permet d'ajuster le réglage en hauteur du volant 2 indépendamment de la distance entre le cardan 11 et le volant 2, tandis que la distance du cardan 11 au palier 34 de volant 2 agit sur la variation d'inclinaison du volant 2. Ainsi, plus la distance du cardan 11 au palier 34 de volant 2 est importante et plus le volant de direction 2 conserve une inclinaison verticale pour un même déplacement en hauteur. Au contraire, plus cette distance est faible et plus l'inclinaison du volant 2 est modifiée pour un même déplacement en hauteur de ce volant 2. Le basculement de la chape 31 vers une position verticale, diminue la longueur de la seconde colonne 13, créant un mouvement combiné du volant de direction 2 suivant l'axe X et suivant l'axe Z. La longueur des branches 32 de la chape 31, en plus de modifier la hauteur maximum du volant de direction 2, modifie aussi le recul du volant suivant l'axe X en fonction de son réglage suivant l'axe Z. Ce mouvement combiné du volant de direction 2 est d'autant plus intéressant qu'il permet de se passer d'un second dispositif de réglage en profondeur du volant de direction 2, et il permet aussi de minimiser l'encombrement du volant de direction 2 en position haute H, évitant que le volant de direction 2 ne vienne buter contre le pare-brise du véhicule positionné sensiblement au dessus de la planche de bord. Une fois la hauteur idéale du volant de direction 2 déterminée, une manette de commande 4 permet d'actionner un dispositif de blocage 5, bloquant l'inclinaison de la seconde colonne 13. Le dispositif de blocage 5 est plus particulièrement visible en figure 2, représentant une vue partielle en coupe suivant l'axe AA'. Le dispositif de blocage 5 comporte une première glissière circulaire 51 et une seconde glissière circulaire 52. La première glissière 51 est fixée sur une des deux branches 32 de la chape 31, la seconde glissière 52 étant symétriquement positionnée en regard de la première glissière 51, sur l'autre branche 32 de la chape 31. Les première et seconde glissières 51 et 52 comportent respectivement une première rainure 53 et une seconde rainure 54, positionnées à l'identique, permettant le passage d'une tige de commande 41, alignée suivant l'axe Y. Une première extrémité de la tige de commande 41 se prolonge par une manette de commande 4. Les surfaces des première et seconde glissières circulaires 51 et 52, positionnées vers l'extérieure de la chape 31, longeant latéralement les première et seconde rainures 53 et 54, comportent des dents formant respectivement une première surfaces dentées 55 et une seconde surface dentée 56. Le long de la tige de commande 41, en regard des première et seconde surfaces dentées 55 et 56 sont respectivement positionnées des première et seconde couronnes 61 et 62, comportant respectivement des première et seconde surfaces dentées 63 et 64 ; Comme expliqué ultérieurement, suivant la position de la manette de commande 4, les couronnes dentées 61 et 62 sont apte à venir en contact des deux glissières circulaires 51 et 52, immobilisent en position la tige de commande 41 le long des rainures 53 et 54. La tige de commande 41, présentant une liaison de type pivot avec la traverse de planche de bord, représentée partiellement par deux parois 91 et 93 comportant deux paliers 92 et 94 traversées par la tige de commande 41, solidarise les deux glissières 51 et 52 avec la traverse de planche de bord et par suite, bloque le réglage en hauteur du volant de direction 2. Plus précisément, le dispositif de blocage 5 de l'inclinaison du volant de direction 2 est constitué de la manette de commande 4 se prolongeant concentriquement autour de la tige de commande 41 par une came cylindrique 64 collaborant avec une contre came cylindrique 65 montée coulissante autour de la tige de commande 41. La contre came 65 et la première couronne 61 constituent les deux faces opposées d'une même pièce cylindrique. Le long de la tige de commande 41, un premier épaulement 42 sert de surface d'appui à un premier ressort 7, positionné autour de la tige de commande 41. Le premier ressort 7 est par ailleurs en appui contre première couronne 61, maintenant en permanence la contre came 65 en appui contre la came 64. Le premier ressort 7 traverse la première rainure 53 évitant tout contact avec la première glissière 51. La tige de commande 41 traverse ensuite un premier alésage positionné dans une première paroi 91 solidaire de la traverse de planche de bord, formant un premier palier 92 et un second alésage positionné dans une seconde paroi 93 solidaire de la traverse de planche de bord, formant un second palier 94. Entre ces deux paliers 92 et 94 est monté un second ressort 8, positionné autour de la tige de commande 41, en appui entre la première paroi 91 et un second épaulement 43 solidaire de la tige de commande 41. Le second épaulement 43 est aussi destiné à servir de surface d'appui à la seconde paroi 93 en position déverrouillée de la manette de commande 4. La tige de commande 41 traverse la seconde rainure 52 de la seconde glissière 53 et sert de support à la seconde couronne 62, montée libre en rotation autour de cette tige de commande 41, et à un écrou 66 vissé sur son extrémité filetée. La seconde couronne 62 est liée en translation avec l'écrou 66 par une liaison de type pivot. La manette de commande 4 peut présenter deux positions, une première position déverrouillée, telle que présentée en figure 2, et une seconde position verrouillée. Dans la première position déverrouillée, la came 64 et la contre came 65 sont alignées angulairement de telle sorte à minimiser l'épaisseur de l'ensemble came 64 et contre came 65. De ce fait, la première couronne 63 n'est plus en appui contre la première glissière 51. Dans le même temps, le ressort 8 positionne en appui le second alésage 43 contre la seconde paroi 93 de la traverse de planche de bord. Le positionnement du second épaulement 43 le long de la tige de commande 41, définit l'écartement entre la première couronne 61 et la première glissière 51 dans cette première position déverrouillée. La seconde couronne 62 est aussi distante de la seconde glissière 52, permettant à la tige de commande 41 de coulisser librement dans les première et seconde rainures 53 et 54, permettant de modifier le réglage en hauteur du volant de direction 2. Dans la seconde position verrouillée, la came 64 et la contre came 65 sont alignées angulairement de telle sorte à augmenter progressivement l'épaisseur de l'ensemble came 64 et contre came 65. Dans un premier temps, la première couronne 61 vient en appui contre la première glissière 51. En continuant la rotation de la manette de commande 4, l'épaisseur de l'ensemble came 64 et contre came 65 continuant à augmenter, la tige de commande 41 translate le long des premier et second paliers 92 et 94, positionnant en appui la seconde couronne 62 contre la seconde glissière 52. Le positionnement de l'écrou le long de la tige de commande 41 permet de modifier l'écartement entre la manette de commande 4 et la seconde couronne 62, permettant de régler le dispositif de blocage de telle sorte que ; pour une position angulaire prédéterminée de la manette de commande 4, les première et seconde couronnes 61 et 62 sont en appui contre les première et seconde glissières 51 et 52, bloquant la translation de la tige de commande 41 dans les première et seconde rainures 53 et 54, immobilisant le réglage en hauteur du volant de direction 2. Un tel mécanisme de réglage en hauteur 3 du volant de direction 2 présente une amplitude importante dépendante essentiellement de la longueur des branches 32 de la chape 31. En position basse B du volant de direction 2, la chape 31, se positionne sensiblement en position verticale suivant l'axe X, minimisant son encombrement. Un tel mécanisme de réglage en hauteur 3 du volant de direction 2 permet, par exemple, lors du stationnement du véhicule, de relever le volant de direction 2 au maximum, dégageant un espace supplémentaire au conducteur, lui permettant de plus facilement monter ou descendre du véhicule. Pour qu'une telle fonctionnalité de dégagement soit liée à la coupure du moteur, la manette de commande 4 peut être remplacée par un actionneur, un second actionneur pouvant aussi équiper une des deux glissières 51 ou 52. Un tel dispositif automatisé présente de plus l'avantage, en utilisant des actionneurs du type pas à pas, de retrouver le réglage d'inclinaison initiale tel que réglé par le conducteur, une fois le volant revenu de la position haute H. Une autre application peut consister à permettre une inclinaison du volant de direction 2 supérieur aux capacités de transmission de mouvement de rotation du cardan 11, faisant qu'en position haute H du volant de direction 2, il devient impossible d'agir sur la crémaillère de direction 1. Un tel positionnement extrême pouvant agir comme dispositif antivol, remplaçant de ce fait l'action de blocage de la colonne de direction du neiman. Ainsi, une fois le volant de direction 2 dans cette position haute H extrême, un dispositif mécanique ou électrique vient bloquer le dispositif de réglage 3. Un dispositif de sécurité peut être prévu pour interdire, une fois le moteur mis en marche, le positionnement de la colonne de direction 1 dans cette position haute H extrême. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, il pourra y être apporté de nombreuses modifications sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. Revendications1. Véhicule comportant un organe de direction (1) s'étendant sensiblement dans le sens longitudinal du véhicule, l'organe de direction (1) comportant : une première colonne (12) fixée en position par rapport à la structure du véhicule, une seconde colonne (13) apte à se déplacer dans un plan (YZ) sensiblement parallèle au plan médian du véhicule, un cardan (11) liant une extrémité de la seconde colonne (13) à une extrémité de la première colonne (12), le cardan (11) définissant une liaison de type rotule entre la première colonne (11) et la seconde colonne (12), ledit organe comportant en outre des moyens de réglage (3) de l'inclinaison de la seconde colonne (13) par rapport à la structure du véhicule entre deux positions limites, lesdits moyens de réglages (3) comportant un palier (34) dans lequel est monté libre en rotation la deuxième colonne (13), caractérisé en ce que les moyens de réglage (3) comportent une chape (31) articulée sur la structure du véhicule, ladite chape (31) portant ledit palier (34) qui est lui-même articulé par rapport à ladite chape (31). 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde colonne (13) comporte un élément inférieur (131) et un élément supérieur (132) coulissant l'un par rapport à l'autre. 3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément inférieur (131) est constitué d'un tube creux dont une première extrémité est reliée au cardan (11) et dont la surface intérieure comporte des cannelures (133), l'élément supérieur (132) étant constitué d'un tube apte à coulisser dans l'élément inférieur (131), la surface latérale de l'élément supérieur (131) comportant des cannelures (134) complémentaires, collaborant en permanence avec les cannelures (133) de l'élément inférieur (131), bloquant en rotation l'élément inférieur (131) par rapport à l'élément supérieur (132). 4. Véhicule selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le palier (34) est porté par l'élément supérieur (132), ledit élément supérieur (132) comportant deux butées (135), positionnées de part et d'autre du palier (34), formant une liaison de type pivot non glissante entre l'élément supérieur (132) et les moyens de réglage (3). 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chape (31) présente deux bras (32), les extrémités libres desdits bras (32) présentent une liaison (36) de type pivot avec la structure du véhicule, lesdites liaisons pivots (36) étant alignées suivant le même axe de rotation, parallèlement à l'axe transversal (Y) du véhicule. 6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que, sur chacun des deux bras (32) est fixée une glissière (51, 52), les deux glissières (51, 52) étant identiquement positionnés en regard l'un de l'autre et présentant chacune une rainure (53, 54) traversée par une tige de commande (41). 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des deux glissières (51, 52) présente une forme circulaire, le centre de courbure de chacune desdites glissières (51, 52) étant aligné le long de l'axe de rotation des liaisons pivots (36) reliant la chape (31) à la structure du véhicule. 8. Véhicule selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la tige de commande (41) présente une liaison de type pivot avec la structure du véhicule et est prolongée à une de ces extrémités par une manette de commande (4), ladite manette de commande (4) permettant en fonction de sa position angulaire de solidariser ou de désolidariser les moyens de réglages (3) à la structure du véhicule.