Brevet FR2979881A1 — publié le 20130315

Colonne de direction comprenant un mécanisme de blocage en profondeur amélioré [1] L'invention concerne une colonne de direction de véhicule réglable. [2] La colonne de direction selon l'invention est destinée notamment mais non exclusivement à un véhicule automobile. [3] Une colonne de direction permet un réglage en profondeur et/ou en hauteur du volant. De manière classique en soi, une colonne de direction comporte un élément support destiné à être fixé au châssis du véhicule, un corps supérieur monté mobile dans l'élément support, un tube intérieur monté dans le corps supérieur et un dispositif de serrage et de blocage du corps supérieur en position sur le tube intérieur. Sur les colonnes de direction réglables connues, la commande du dispositif de serrage et de blocage s'effectue au moyen d'un levier de commande. Le levier de commande permet de placer le dispositif de serrage et de blocage dans une position dite verrouillée dans laquelle le corps supérieur est bloqué en position sur le tube intérieur et une position dite déverrouillée dans laquelle le réglage en profondeur et/ou hauteur de la colonne de direction est autorisé, le corps supérieur n'étant plus bloqué en position sur le tube intérieur. [4] Afin d'éviter que le dispositif de réglage et de blocage ne bouge lors d'une collision du véhicule avec un autre véhicule ou un obstacle, et par conséquent que la position de l'airbag lors de son déploiement ne soit pas assurée, il est prévu dans les colonnes de direction un mécanisme permettant de bloquer le réglage en profondeur de la colonne de direction lors de l'impact du conducteur sur le volant au cours de la collision. [5] La demande de brevet EP2100795 et EP2100796 se rapportent à des colonnes de direction comprenant un tel mécanisme de blocage. Le mécanisme de blocage mis en oeuvre comprend un organe denté coopérant avec un crantage ménagé sur le corps supérieur ou l'élément support. [006] Les mécanismes mis en oeuvre dans les colonnes de direction décrites dans les documents susmentionnés présentent cependant un certain nombre d'inconvénients. En particulier, ils génèrent un sur-effort au levier de commande, ce sur-effort étant principalement observé lorsque l'organe denté est en contact avec le crantage ménagé sur le corps supérieur ou l'élément châssis suivant une configuration dents sur dents. Le sur-effort au levier est d'ailleurs parfois tel qu'il s'avère impossible dans certains cas de manoeuvrer le levier de commande pour placer le dispositif de réglage et de blocage en position verrouillée. En outre, le blocage en profondeur du corps supérieur n'est plus assuré dans ce cas. [007] L'invention vise à remédier à ces problèmes en proposant une colonne de direction comprenant un mécanisme de blocage en profondeur du corps supérieur dont le blocage en profondeur est assuré et la maniabilité du levier de commande conservée. [8] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose une colonne de direction comprenant un corps supérieur définissant un axe de direction et dans lequel un tube intérieur est monté, deux brides de raccordement disposées de part et d'autre du corps supérieur et permettant de raccorder le corps supérieur à un élément support apte à être fixé à un châssis de véhicule et un dispositif de serrage et de blocage du corps supérieur en position sur le tube intérieur 4, le dispositif comprenant une vis de serrage traversant les brides de raccordement selon un axe de serrage perpendiculaire à l'axe de direction, un ensemble de cames comprenant une came mobile montée libre en translation le long de la vis de serrage et une came fixe, la came mobile étant agencée pour venir en appui sur la face intérieure de l'une des brides de raccordement ainsi qu'une crémaillère apte à coopérer avec un crantage ménagé sur la face intérieure de l'autre bride de raccordement, un moyen élastique étant agencé entre la came mobile et la crémaillère pour exercer sur la crémaillère une force de rappel vers la bride de raccordement portant le crantage. [9] La crémaillère, la bride de raccordement crantée et le moyen élastique forment un mécanisme de blocage en profondeur amélioré. [0010] En effet, la présence d'un moyen élastique disposé comme indiqué ci- dessus permet de supprimer le sur-effort imposé au levier de commande de l'art antérieur. En effet, le moyen élastique permet de prendre le relais du levier de commande parvenu à sa position verrouillée. Ainsi, en cas de position en dents sur dents de la crémaillère avec le crantage de la bride de raccordement, l'effort ne s'exerce plus sur le levier de commande, celui-ci étant généré par le moyen élastique. La maniabilité du levier de commande, qu'il s'agisse du passage de la position verrouillée à la position déverrouillée et inversement, s'en trouve donc améliorée. [0011] En outre, la présence du moyen élastique tel que décrit ci-dessus permet d'assurer le blocage en profondeur du corps supérieur, même en cas de collision, du fait du maintien permanent d'une pression sur la crémaillère en direction de la bride de raccordement crantée. [0012] Par faces intérieures des brides de raccordement, on entend les faces les plus proches de l'axe de direction AA. [0013] Avantageusement, la came mobile et la crémaillère comportent des moyens de retenue du moyen élastique en position entre la came mobile et la crémaillère. [0014] Selon un mode de réalisation, le moyen élastique est un ressort de compression, lequel est agencé, de préférence, pour exercer une force de rappel dirigée suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe de serrage. [0015] Avantageusement, la came mobile et la crémaillère comporte respectivement un cône came et un cône crémaillère sur lesquels le ressort de compression est monté, le cône came et le cône crémaillère formant les moyens de retenue du ressort en position. [0016] Selon une configuration particulière, l'organe denté est pourvu d'un patin de maintien en position de l'organe denté sur la face intérieure de l'autre bride de raccordement, le patin de maintien venant en appui conjointement sur le tube intérieur et le corps supérieur. [0017] Avantageusement, la came mobile est entrainée en rotation autour de l'axe de serrage par des moyens d'entrainement ménagés sur la vis de serrage. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'entrainement comportent au moins un ergot sur lequel la came mobile est montée. Selon un autre mode de réalisation, les moyens d'entrainement comportent une zone cannelée sur laquelle la came mobile est montée. [0018] Avantageusement, la vis de serrage est commandée au moyen d'un levier. Il peut être prévu également, qu'en remplacement du levier de serrage, la vis de serrage soit commandée au moyen d'un moteur électrique. [0019] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre une vue schématique en perspective d'une colonne de direction selon l'invention ; - la figure 2 illustre une vue de détail du corps supérieur de la colonne de direction de la figure 1 ; - la figure 3 illustre une vue en coupe de la colonne de direction de la figure 1 selon l'axe transversal III-III correspondant à l'axe de serrage BB ; - la figure 4 illustre une vue éclatée et partielle du dispositif de serrage et de blocage du corps supérieur représenté sur la figure 1 ; - la figure 5 illustre une vue de détail du dispositif de serrage et de blocage de la figure 4 ; - la figure 6 illustre le mécanisme de blocage en profondeur présentant un engrènement complet des dents lorsque le dispositif de serrage et de blocage est en position verrouillée ; - la figure 7 illustre le mécanisme de blocage en profondeur lorsque le dispositif de serrage et de blocage est en position déverrouillée ; - la figure 8 illustre le mécanisme de blocage en profondeur dans la configuration dents sur dents lorsque le dispositif de serrage et de blocage est en position verrouillée. [0020] En relation avec les figures 1 à 4, il est décrit une colonne de direction comprenant un élément support 2 destiné à être raccordé au châssis d'un véhicule et un corps supérieur 1 définissant un axe de direction AA et monté coulissant dans l'élément support 2. [0021] Le corps supérieur 1 est relié à l'élément support 2 par un dispositif de serrage et de blocage du corps supérieur 1 en position par rapport à l'élément support 2. Le dispositif de serrage est apte à prendre une position verrouillée dans laquelle le corps supérieur 1 est bloqué dans l'élément support 2 et une position déverrouillée dans laquelle le corps supérieur 1 peut coulisser dans l'ensemble support 2. On parlera par la suite indifféremment de dispositif de serrage et de blocage, de dispositif de serrage ou de dispositif de réglage. [0022] Plus particulièrement, l'élément support 2 est formé d'une embase pourvue de deux montants latéraux 20 agencés pour être disposés de part et d'autre du corps supérieur 1. Chacun des montants latéraux 20 comporte un trou pour le passage d'une vis de serrage 5 du dispositif de serrage. Comme on le verra par la suite, les deux montants latéraux 20 constituent deux pattes de serrage venant en appui de part et d'autre du corps supérieur 1. Dans le mode de réalisation décrit, l'ensemble support 2 est monobloc. [0023] Le corps supérieur 1, comme illustré sur la figure 2, comporte un tube 21 pourvu d'une ouverture longitudinale 24 débouchant au niveau de l'une de ses extrémités 25. On définit le terme longitudinal rapport à l'axe de direction AA. Ainsi, dans la présente description, un élément sera défini comme longitudinal lorsqu'il s'étendra selon un axe parallèle à l'axe de direction AA, et comme transversal lorsqu'il s'étendra selon un axe perpendiculaire à l'axe de direction AA. [0024] Avantageusement, les bords longitudinaux du tube 21 délimitant l'ouverture 24 sont agencés pour former des plans d'appui. Comme on le verra plus loin, le bord longitudinal 17 constituera un plan d'appui pour une came mobile 9, le bord longitudinal 18 un plan d'appui pour une crémaillère 10. [0025] Le corps supérieur 1 comporte en outre deux brides de raccordement 22, 23 fixées de part et autre de l'ouverture longitudinale 24. On parlera par la suite, en se rapportant aux figures 1 et 2, de bride de raccordement droite pour se référer à la bride désignée par la référence 22, et de bride de raccordement gauche pour se référer à la bride désignée par la référence 23. [0026] Les brides de raccordement 22, 23 sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre et s'étendent le long de l'ouverture longitudinale 24 du corps supérieur 1. Dans le mode de réalisation décrit, les brides de raccordement 22, 23 sont soudées sur le tube 21 du corps supérieur 1. Par ailleurs, chacune des brides de raccordement 22, 23 est pourvue d'une fente oblongue 16 longitudinale apte à être traversée par la vis de serrage 5 du dispositif de serrage. [0027] La bride de raccordement droite 22 présente une face intérieure 220, parallèle au plan d'appui 17, pourvue d'un crantage s'étendant sur la longueur de ladite bride. Ce crantage, comme on le verra plus loin, est destiné à coopérer avec une crémaillère. [0028] Le dispositif de serrage et de blocage comporte, comme indiqué précédemment, une vis de serrage 5. Cette vis de serrage 5 est destinée à traverser l'ensemble support 2 et le corps supérieur 1 selon un axe de serrage BB perpendiculaire à l'axe de direction AA. Le dispositif de serrage comporte également un ensemble de blocage à cames comprenant une came fixe 8 sur le montant 20 en appui sur la bride de raccordement gauche 23 de la vis de serrage 5 et libre en rotation autour de la vis de serrage 5 et une came mobile 9 montée coulissante le long de la vis de serrage 5. Comme le montrent les figures 1 et 3, la came mobile 9 est montée sur la vis de serrage 5 pour venir en appui sur la face d'appui 17 du corps supérieur 1. [0029] Dans le mode de réalisation illustré, la commande du dispositif de serrage et de blocage s'effectue au moyen d'un levier de commande 7. Selon une variante de réalisation, il peut être prévu que la vis de serrage 5 soit commandée au moyen d'un moteur électrique. [0030] Le dispositif de serrage et de blocage comporte en outre une crémaillère montée coulissante le long de la vis de serrage 5. Dans le mode de réalisation décrit, la crémaillère 10 comporte des dents axiales 15 agencées pour coopérer avec le crantage ménagé sur la face intérieure 220 de la bride de raccordement droite 22 et présentant des dents 13 de forme complémentaire avec les dents 15. [0031] Avantageusement, la crémaillère 10 est pourvue d'un patin de maintien 12 en position sur la face intérieure de la bride de raccordement droite 22, le patin de maintien 12 venant en appui conjointement sur le tube intérieur 4 et le bord relevé 18 du corps supérieur 1. Le patin 12 permet d'éviter la rotation de la crémaillère 10 autour de la vis de serrage 5 lors de la manipulation du levier de commande 7 pour passer de la position déverrouillée à la position verrouillée et lors du réglage en profondeur du corps supérieur 1. Le but est en effet d'éviter que les dents axiales 15 ne se mettent en biais par rapport aux dents 13 de la bride de raccordement droite 22 lors du déverrouillage du levier de commande 7. [0032] La crémaillère 10 comporte en outre un profil de came 16 associé à une surface de contact 26 de la came mobile 9 pour permettre, comme on le verra plus loin, de faire basculer la crémaillère 10 et le patin 12 le long de la vis de réglage 5 (figure 5). [0033] Selon l'invention, un moyen élastique 11 est disposé entre la came mobile 9 et la crémaillère 10, le moyen élastique 11 étant agencé pour exercer sur la crémaillère 10 une force de rappel vers le crantage de la bride de raccordement. Comme on le comprendra avec la description faite ci-après la présence du moyen élastique a pour but de prendre le relais du levier de commande 7 en cas d'un positionnement en dents sur dents de la crémaillère 10 avec la bride de raccordement crantée lorsque celui-ci est placé en mode verrouillé et donc d'assurer le blocage du corps supérieur 1 dans l'élément support 2 en cas d'un impact du conducteur sur la colonne direction lors d'une collision du véhicule avec un obstacle. [0034] Dans le mode de réalisation illustré, le moyen élastique 11 est un ressort de compression 110. Comme illustré sur les figures 6 et 8, le ressort de compression 110 est agencé pour exercer une force de rappel dirigée suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe de serrage BB lorsque le dispositif serrage est en position verrouillée. Il est bien entendu évident que l'invention ne se limite pas à un tel moyen élastique et que tout autre organe permettant d'exercer une force de rappel vers le crantage de la bride de raccordement pourra être mis en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention. [0035] Avantageusement, la came mobile 9 et la crémaillère 10 comportent respectivement un cône came 90 et un cône crémaillère 100 sur lesquels le ressort de compression 110 est monté. Le cône came 90 et le cône crémaillère 100 constituent des moyens de retenue du ressort en position entre la came mobile 9 et la crémaillère 10. Cela permet ainsi d'éviter que le ressort de compression 110 ne se désengage lorsque la came 9 tourne autour de la vis de serrage 5 lors du passage du dispositif de serrage de la position verrouillée à la position déverrouillée. [0036] Avantageusement, la came mobile 9 est entrainée en rotation autour de l'axe de serrage BB par des moyens d'entrainement ménagés sur la vis de serrage 5. Dans le mode de réalisation décrit, la vis de serrage 5 présente des ergots 14, lesdits ergots 14 formant les moyens d'entrainement de la came mobile 9. [0037] Selon un autre mode de réalisation non illustré, la vis de serrage 5 présente une zone cannelée conformée pour entrainer la came mobile sur laquelle elle est montée. [0038] En situation de conduite, le levier de commande 7 est en position verrouillée. Sous l'effort exercé par le dispositif de serrage, les montants latéraux 20 de l'ensemble support 2 appuient de part et d'autre du corps supérieur 1. Sous l'effort exercé par les montants latéraux 20, le corps supérieur 1, au niveau des brides de raccordement 22, 23, se déforme, enserrant ainsi le tube intérieur 4 monté dans le corps supérieur 1. Dans cette situation, le ressort de compression 110 maintient les dents axiales 15 de la crémaillère 10 en contact avec les dents 13 ménagées sur la face intérieure 220 de la bride de raccordement droite 22. Suivant la position axiale du corps supérieur 1 dans l'ensemble support 2, deux configurations de « contact » peuvent se présenter, à savoir ou bien un engrènement complet des dents comme illustré sur la figure 6 ou bien une configuration « dents sur dent » comme illustré sur la figure 8. [0039] En situation de réglage, le levier de commande 7 est placé en position déverrouillée, entrainant en rotation la vis de serrage 5. La rotation du levier de commande 7 par rapport à la came fixe 8 permet de supprimer la tension de serrage du corps supérieur 1 sur le tube intérieur 4. Les ergots 14 font alors pivoter la came mobile 9 autour de la vis de serrage 5. En tournant, la surface de contact 26 vient en appui sur le profil de came 16 pour faire basculer la crémaillère 10 et le patin 12 le long de la vis de serrage 5. Les dents axiales 15 ne sont alors plus en contact avec les dents 13 de la bride de raccordement droite 22 (figure 7). Le corps supérieur 1 peut alors coulisser librement par rapport à la vis de serrage 5 du fait de la présence des fentes oblongues 16 et permettre le déplacement en profondeur du corps supérieur 1. Comme illustré sur la figure 7, le ressort est maintenu entre la came mobile 9 et la crémaillère 10 grâce à la présence du cône came 90 et du cône crémaillère 100. [0040] Une fois le réglage effectué, le conducteur replace le levier de commande 7 en position verrouillée. Comme indiqué précédemment, deux cas peuvent se présenter, à savoir un engrènement complet des dents ou bien la configuration dents sur dents. Dans le cas où les dents 15 s'engrènent complètement avec les dents 13, la crémaillère 10 empêchera le déplacement en profondeur du corps supérieur 1 par rapport à la vis de serrage 5 suite à l'impact du conducteur sur le volant. Dans le cas de la configuration dents sur dents, suite à un impact du conducteur sur le volant, le corps supérieur 1 se déplacera en profondeur jusqu'à atteindre la position où les dents 13 et les dents axiales 15 peuvent s'engrener et grâce à la pression appliquée par le ressort sur la crémaillère 10, ces dernières s'engageront naturellement. [0041] La colonne de direction précédemment décrite est une colonne de direction réglage uniquement en profondeur. Il est bien entendu évident que l'homme du métier peut également mettre en oeuvre le mécanisme de blocage précédemment sur une colonne de direction réglable en inclinaison ou bien réglable en inclinaison et en profondeur en apportant des modifications structurelles à sa portée. [0042] L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Colonne de direction comprenant : un corps supérieur (1) définissant un axe de direction (AA) et dans lequel un tube intérieur (4) est monté, deux brides de raccordement (22, 23) disposées de part et d'autre du corps supérieur (1) et permettant de raccorder le corps supérieur (1) à un élément support (2) apte à être fixé à un châssis de véhicule et un dispositif de serrage et de blocage du corps supérieur (1) en position sur le tube intérieur 4, le dispositif comprenant une vis de serrage (5) traversant les brides de raccordement (22, 23) selon un axe de serrage (BB) perpendiculaire à l'axe de direction (AA), un ensemble de cames comprenant une came mobile (9) montée libre en translation le long de la vis de serrage (5) et une came fixe (8), la came mobile (9) étant agencée pour venir en appui sur la face intérieure de l'une des brides de raccordement (23) ainsi qu'une crémaillère (10) apte à coopérer avec un crantage ménagé sur la face intérieure de l'autre bride de raccordement (22), un moyen élastique (11) étant agencé entre la came mobile (9) et la crémaillère (10) pour exercer sur la crémaillère (10) une force de rappel vers la bride de raccordement (22) portant le crantage. 2. Colonne de direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la came mobile (9) et la crémaillère (10) comportent des moyens de retenue du moyen élastique (11) en position entre la came mobile (9) et la crémaillère (10). 3. Colonne de direction selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen élastique (11) est un ressort de compression (110). 4. Colonne de direction selon la revendication 3, caractérisée en ce que la came mobile (9) et la crémaillère (10) comporte respectivement un cônecame (90) et un cône crémaillère (100) sur lesquels le ressort de compression (110) est monté, le cône came et le cône crémaillère formant les moyens de retenue du ressort en position. 5. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la crémaillère (10) est pourvu d'un patin de maintien (12) en position sur la face intérieure de la bride de raccordement (22) portant le crantage, le patin de maintien (12) venant en appui conjointement sur le tube intérieur (4) et le corps supérieur (1). 6. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la came mobile (9) est entrainée en rotation autour de l'axe de serrage (BB) par des moyens d'entrainement ménagés sur la vis de serrage (5). 7. Colonne de direction selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens d'entrainement comportent au moins un ergot (14) sur lequel la came mobile (9) est montée. 8. Colonne de direction selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens d'entrainement comportent une zone cannelée sur laquelle la came mobile (9) est montée. 9. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la vis de serrage est commandée au moyen d'un levier. 10. Colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la vis de serrage (5) est commandée au moyen d'un moteur électrique.25