Brevet FR3025161A1 — publié le 20160304

MÉCANISME DE COLONNE DE DIRECTION AJUSTABLE À VERROU ANTIVOL DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte de façon générale à un mécanisme de colonne de direction ajustable en hauteur par basculement autour d'un axe de pivotement. Il a trait plus spécifiquement à un verrouillage de la rotation de l'arbre d'un tel mécanisme pour réaliser une fonction d'antivol. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [0002] Pour verrouiller un arbre de direction d'une colonne de direction afin de prévenir une utilisation non autorisée du véhicule, on peut utiliser un verrou comportant un organe de verrouillage guidé, par rapport à une structure fixe en rotation, entre une position rétractée et une position de verrouillage dans laquelle il réalise un verrouillage de forme avec un organe complémentaire lié en rotation à l'arbre de direction, pour empêcher la rotation de l'arbre de direction solidaire du volant de direction. [0003] Lorsque la colonne de direction est ajustable en hauteur par basculement autour d'un axe de pivotement horizontal transversal perpendiculaire à l'axe de rotation de l'arbre de direction, l'organe de verrouillage est le plus souvent monté de manière à suivre le mouvement de basculement. En pratique, l'arbre de direction est monté dans un tube-corps, qui assure le guidage de l'arbre de direction en rotation autour de son axe, et qui est lui-même articulé à une console fixe de manière à assurer le mouvement souhaité de basculement autour de l'axe de pivotement. On intègre alors le verrou à ce tube-corps. Cette disposition du verrou accroît la masse de la partie mobile de la colonne de direction, augmente son encombrement et nécessite des câbles électriques de commande de longueur suffisante pour suivre le mouvement de basculement de la partie mobile. Pour résoudre ces problèmes, il a été proposé dans le document DE 198 09 294, de positionner le verrou sur une console fixe. En l'espèce, l'organe de verrouillage est constitué par un pêne et l'organe complémentaire par une couronne dentée portée par l'arbre de direction. L'extrémité du pêne est bombée, pour assurer une prise satisfaisante dans la couronne dentée en position de verrouillage, quelle que soit l'inclinaison de la colonne de direction. 3025161 2 [0004] Mais cette disposition n'est satisfaisante que pour des variations angulaires faibles lors du basculement de l'arbre, car pour des variations plus importantes, le pêne risque de s'échapper de la couronne dentée. En pratique, elle a été délaissée et n'est pas ou plus mise en oeuvre. 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION [0005] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à proposer un mécanisme de colonne de direction ajustable en hauteur au moins, permettant le cas échéant de grands débattements entre position basse et position haute, et pourvu d'un organe de verrouillage inaccessible lors des tentatives de vol du 10 véhicule. [0006] Pour ce faire est proposé un mécanisme de colonne de direction comportant : un support fixe pourvu de moyens de fixation à une superstructure d'un véhicule; un sous-ensemble mobile comportant un tube-corps et un arbre de direction tournant autour d'un axe de rotation dans le tube-corps; une articulation de 15 liaison entre le sous-ensemble mobile et le support fixe, pour guider un pivotement du sous-ensemble mobile par rapport au support fixe autour d'un axe de pivotement fixe par rapport au support fixe et perpendiculaire à l'axe de rotation; et un mécanisme de verrouillage antivol comportant un organe de verrouillage mobile par rapport au corps entre une position rétractée et au moins une position de 20 verrouillage et un organe complémentaire monté sur l'arbre, de sorte qu'en position de verrouillage, l'organe de verrouillage assure avec l'organe complémentaire un verrouillage de forme pour verrouiller la rotation de l'arbre autour de l'axe de rotation, l'organe de verrouillage et l'organe complémentaire ayant, dans la position de verrouillage, une zone de contact mutuel qui, en référence à une direction parallèle 25 à l'axe de rotation, s'étend de part et d'autre de l'axe de pivotement. [0007] La disposition relative de l'organe verrouillage et de l'axe de pivotement minimise les variations de positionnement de l'organe complémentaire par rapport à l'organe de verrouillage dans la position de verrouillage, lorsque l'angle de pivotement du sous-ensemble mobile varie, même sur des plages de variations 30 importantes. On peut donc, même dans le cas d'une colonne de direction avec un 3025161 3 angle de basculement important, positionner le mécanisme de verrouillage antivol dans le support fixe, qui est une pièce peu accessible lors des tentatives d'effraction. [0008] Suivant un mode de réalisation, l'organe de verrouillage est mobile entre la position rétractée et la position de verrouillage parallèlement à un plan contenant 5 l'axe de rotation. [0009] L'organe de verrouillage peut être mobile en translation par rapport au support fixe suivant un axe de pénétration perpendiculaire à l'axe de pivotement, et/ou perpendiculaire à l'axe de rotation. Alternativement, l'organe de verrouillage peut être mobile en rotation par rapport au support fixe. 10 [0010] Avantageusement, l'articulation peut comporter deux pivots coaxiaux situés de part et d'autre de l'arbre de direction, chacun des deux pivots comportant une partie solidaire du tube-corps. Les forces résultant éventuellement de l'interaction entre l'organe de verrouillage et l'organe complémentaire sont alors parfaitement compensées par les pivots, situés de part et d'autre de l'organe de 15 verrouillage. [0011] Préférentiellement, l'axe de rotation et l'axe de pivotement sont sécants, de sorte qu'il existe un point fixe lors du pivotement du sous-ensemble mobile autour de l'axe de pivotement, qui est situé sur l'axe de rotation. [0012] Suivant un mode de réalisation, l'organe de verrouillage comporte un pêne 20 mobile en translation ou un loquet mobile en rotation, et l'organe complémentaire est une couronne montée sur l'arbre de direction, le cas échéant par l'intermédiaire d'un limiteur de couple, de préférence une bague de tolérance. La couronne présente des dents qui délimitent des cannelures s'étendant de préférence parallèlement à l'axe de rotation. 25 [0013] L'arbre de direction est solidaire en rotation du volant de direction. Il peut être de longueur fixe ou ajustable en profondeur, et dans ce cas il constitue un arbre télescopique comportant au moins un premier tronçon de préférence fixe en translation parallèlement à l'axe de rotation par rapport au support fixe, et un deuxième tronçon de support d'un volant de direction, le deuxième tronçon étant 3025161 4 mobile en translation par rapport au premier tronçon parallèlement à l'axe de rotation, l'organe complémentaire étant monté sur le premier tronçon. [0014] Le mécanisme de verrouillage antivol comporte de préférence un actionneur, de préférence électromécanique, pour entraîner l'organe de verrouillage 5 entre la position rétractée et la position de verrouillage. [0015] Pour compenser les faibles variations de positionnement entre l'organe de verrouillage et l'organe complémentaire, l'organe de verrouillage peut avoir une extrémité libre bombée. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 10 [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue isométrique d'un mécanisme de colonne de direction selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2, une vue isométrique d'un arbre de direction du mécanisme 15 de colonne de direction de la figure 1; - la figure 3, une vue éclatée de côté d'une console de support fixe du mécanisme colonne de direction de la figure 1; la figure 4, une vue en coupe axiale d'un détail de la console de support fixe de la figure 3 dans une position verrouillée d'un mécanisme de 20 verrouillage antivol et dans une position angulaire médiane du mécanisme de colonne de direction; la figure 5, une vue en coupe transversale d'un détail de la console de support fixe de la figure 3 dans la position verrouillée du mécanisme de verrouillage antivol et dans la position angulaire médiane du 25 mécanisme de colonne de direction; - la figure 6, une vue en coupe transversale d'un détail de la console de support fixe de la figure 3 dans une position déverrouillée du 3025161 5 mécanisme de verrouillage antivol et dans la position angulaire médiane du mécanisme de colonne de direction; la figure 7, une vue en coupe axiale d'un détail de la console de support fixe de la figure 3 dans la position verrouillée du mécanisme de 5 verrouillage antivol et dans une position angulaire haute du mécanisme de colonne de direction; la figure 8, une vue en coupe axiale d'un détail de la console de support fixe de la figure 3 dans la position verrouillée du mécanisme de verrouillage antivol et dans une position angulaire basse du mécanisme 10 de colonne de direction; - la figure 9, une vue schématique d'un détail du mécanisme de verrouillage antivol dans la position médiane de la figure 4; - la figure 10, une vue schématique d'un détail du mécanisme de verrouillage antivol dans la position angulaire haute de la figure 7; 15 - la figure 11, une vue schématique d'un détail du mécanisme de verrouillage antivol dans la position angulaire basse de la figure 8. [0017] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION 20 [0018] Sur la figure 1 est illustré un mécanisme de colonne de direction 10 comportant un support fixe 12 pourvu d'une interface de fixation 14, pour sa fixation à la superstructure d'un véhicule automobile, et un sous-ensemble mobile 16 comportant un arbre de direction 18 tournant autour d'un axe de direction 100 à l'intérieur d'un tube-corps 20. Une extrémité arrière 22 de l'arbre 18 est destinée à 25 recevoir un volant de direction (non représenté) alors qu'une extrémité avant 24 vient agir, directement ou indirectement, par exemple par l'intermédiaire d'une crémaillère, avec ou sans assistance, sur une timonerie de direction liée aux roues 3025161 6 directrices du véhicule, de manière à transmettre aux roues directrices la rotation du volant de direction. [0019] De façon connue, le tube-corps 20 pivote par rapport au support fixe 12 autour d'un axe de pivotement 200 horizontal et perpendiculaire à l'axe de direction 5 100 pour permettre au conducteur, en agissant sur un levier 26 d'un mécanisme d'ajustement 28, de libérer le tube-corps 20 afin de le positionner dans une position angulaire souhaitée autour de l'axe de pivotement 200 et d'ajuster ainsi la hauteur du volant, puis de bloquer le tube-corps 20 dans cette position. Pour réaliser la liaison pivot entre le tube-corps 20 et le support 12, une articulation 30 est constituée en 10 prévoyant d'un côté un goujon 32 vissé dans le support 12, et dont l'extrémité constitue un tourillon 32.1 tournant dans un palier 33 formé par le tube-corps 20, et du côté opposé un goujon 34 vissé dans un insert fileté 35 surmoulé dans le tube-corps 20 et guidé en rotation autour de l'axe 200 par rapport au support fixe 12 grâce à un coussinet 36. L'axe de pivotement 200 et l'axe de rotation 100 sont 15 séquents et perpendiculaires l'un à l'autre. L'axe de pivotement 200 est situé à proximité immédiate de l'extrémité avant 24 de l'arbre de direction, de manière à minimiser le débattement angulaire de l'extrémité avant 24 de l'arbre lors des ajustements de la hauteur du volant. [0020] Le cas échéant, et comme illustré sur la figure 2, l'arbre de direction 18 20 peut comporter deux parties 18A, 18B solidaires l'une de l'autre en rotation autour de l'axe de direction, mais aptes à coulisser l'une par rapport à l'autre, par exemple l'une dans l'autre, parallèlement à l'axe de direction 100, pour permettre un ajustement en profondeur de la position de l'extrémité arrière 22 de l'arbre de direction, liée au volant. La partie arrière 18B de l'arbre, solidaire du volant, est alors 25 mobile, alors que la position de partie avant 18A de l'arbre, dont l'extrémité 24 est liée à la timonerie de direction, n'est pas affectée par les ajustements en profondeur. De façon connue, le même mécanisme d'ajustement 28 assure le blocage en hauteur et en profondeur. [0021] Le tube-corps 20 est ouvert dans la zone de l'axe de pivotement 200, pour 30 permettre le passage d'un pêne 40 d'un mécanisme de verrouillage antivol 42, illustré sur les figures 3 à 8, logé au moins partiellement entre des parois 43 du tube- 3025161 7 corps 20. On entend ici par pêne un organe de verrouillage 40 mobile en translation, de préférence parallèlement à un axe 300 perpendiculaire à l'axe de rotation 100 et à l'axe de pivotement 200, entre une position rétractée et une position de verrouillage. Le pêne 40 peut interagir, au travers d'une ouverture 44 du support 12 et de 5 l'ouverture correspondante du tube-corps 20, avec une couronne dentée 46 montée sur la partie avant 18A de l'arbre de direction. La couronne dentée 46 peut être solidaire en rotation de l'arbre de direction 18, ou, de préférence, être liée à l'arbre de direction 18 par l'intermédiaire d'une bague de tolérance 48 ayant fonction de limiteur de couple en garantissant une liaison en rotation lorsque le couple est 10 inférieur à un seuil donné, mais permettant une rotation libre au-dessus de ce seuil de couple. La couronne dentée 46 présente des dents 50 qui délimitent des créneaux 52 espacés sur sa circonférence, chacun des créneaux 52 étant orienté radialement, pour permettre au pêne 40 d'y pénétrer, s'il se trouve en face et est manoeuvré en position de verrouillage, comme illustré sur la figure 5. 15 [0022] De façon connue, le mécanisme de verrouillage antivol 42 comporte un actionneur électromécanique (non représenté) pour entraîner le pêne 40 en translation. De préférence, et de façon connue, le pêne 40 garde une liberté de mouvement limitée en translation par rapport à l'actionneur, et est sollicité vers la position de verrouillage par un ressort de rappel. Ainsi, en cas de commande de 20 déverrouillage, l'actionneur 42 entraîne le pêne 40 dans la position de la figure 6, alors qu'en cas de commande de verrouillage, l'actionneur 42 entraîne le pêne 40 vers la position de verrouillage de la figure 5 si le pêne se trouve en face d'un des créneaux 52, ou en appui contre une des dents 50 de la couronne 46 dans le cas contraire. Dans cette dernière hypothèse, une légère rotation du volant de direction 25 conduira le pêne 40, sollicité par le ressort de rappel, à pénétrer dans le premier créneau 52 rencontré pour assurer le verrouillage souhaité. En position de verrouillage, lorsque l'extrémité en saillie du pêne 40 a pénétré dans un créneau 52 entre deux dents 50 de la couronne dentée 46, un verrouillage est obtenu par contact latéral du pêne 40 contre les surfaces latérales des deux dents adjacentes 50 30 délimitant le créneau 52. On peut ainsi définir, entre le pêne 40 et chacune des dents 50, une surface de contact 54 qui, pour assurer un bon verrouillage, doit être suffisamment importante. De façon remarquable, cette surface de contact 54 s'étend, 3025161 8 dans une direction parallèle à l'axe de rotation 100, de part et d'autre de l'axe de pivotement 200, sur toute la largeur L du pêne 40. Comme illustré sur les figures 4, 7 et 8, et de manière volontairement amplifiée et schématique sur les figures 9, 10 et 11, ce positionnement relatif de la surface de contact 54 et de l'axe de pivotement 5 200 permet d'assurer un verrouillage indépendamment de la position angulaire du sous-ensemble mobile 16, même pour des angles de pivotement importants du tube-corps 20 autour de l'axe de pivotement 200. [0023] L'extrémité en saillie du pêne 40 présente une surface bombée 56 sensiblement cylindrique avec un axe de courbure 400 parallèle à l'axe de 10 pivotement et situé à l'opposé de l'axe de pivotement 200 par rapport à la surface bombée 56. De préférence, le rayon de courbure de cette surface bombée 56 est définit de telle sorte que, lors du réglage radial de la colonne, le mouvement vertical autorisé du pêne 40 ne dépasse pas 5%, et de préférence 2%, de la hauteur en prise définit en position nominal, comme illustré sur les figures 9 à 11. On assure ainsi une 15 profondeur de pénétration du pêne 40 dans le créneau 52 toujours suffisante, quelle que soit la position angulaire du sous-ensemble mobile 16, ce qui concourt au bon verrouillage. [0024] Lorsque le véhicule est à l'arrêt et garé et que les conditions d'un verrouillage de la rotation de l'arbre de direction 18 sont remplies, par exemple 20 lorsqu'une clé de contact a été ôtée du barillet correspondant, ou qu'une clé électronique sans contact est absente, le mécanisme de verrouillage antivol commande le déplacement du pêne 40, qui vient se positionner soit dans un créneau 52, soit sur une dent 50, mais de manière à pénétrer dans un créneau dès qu'une amorce de rotation du volant aura lieu. Lorsque le pêne 40 est en prise avec un 25 créneau 52, les surfaces de contact 54 sont suffisantes pour garantir un verrouillage de forme, quel que soit l'angle de l'équipage mobile 16. Dans la position de verrouillage, l'arbre de direction 18 reste immobilisé en rotation pour autant que le couple appliqué reste inférieur au seuil de couple défini par la bague de tolérance 48. Le seuil de couple est choisi de telle manière qu'il soit assez faible pour garantir 30 qu'aucune casse de pièce n'aura lieu, et assez élevé pour qu'il ne soit pas possible de conduire le véhicule. 3025161 9 [0025] L'axe de pivotement 200 est situé à distance d'une extrémité arrière 22 du tube-corps, de préférence à une distance supérieure à 20 cm. Il est ainsi possible de loger la partie du tube-corps recevant le mécanisme de verrouillage 42 sous le tableau de bord du véhicule, de manière non accessible à un voleur. 5 [0026] Naturellement, diverses modifications sont possibles. Le pêne mobile en translation peut être remplacé par une clenche pivotant de préférence dans un plan contenant l'axe de rotation entre une position rétractée et une position de verrouillage. REVENDICATIONS1. Mécanisme de colonne de direction (10) comportant : un support fixe (12) pourvu de moyens de fixation (14) à une superstructure d'un véhicule; un sous-ensemble mobile (16) comportant un tube-corps (20) et un arbre de direction (18) tournant autour d'un axe de rotation (100) dans le tube-corps (20), une articulation (34) de liaison entre le sous-ensemble mobile (16) et le support fixe (12), pour guider un pivotement du sous-ensemble mobile (16) par rapport au support fixe (12) autour d'un axe de pivotement (200) fixe par rapport au support fixe (12) et perpendiculaire à l'axe de rotation (100), un mécanisme de verrouillage antivol (42) comportant un organe de verrouillage (40) mobile par rapport au support fixe (12) entre une position rétractée et au moins une position de verrouillage et un organe complémentaire (46) monté sur l'arbre de direction (18), de sorte qu'en position de verrouillage, l'organe de verrouillage (40) assure avec l'organe complémentaire (46) un verrouillage de forme pour verrouiller en rotation l'arbre de direction (18) autour de l'axe de rotation (100), caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (40) et l'organe complémentaire (46) ont, dans la position de verrouillage, une zone de contact mutuel (54) qui, en référence à une direction parallèle à l'axe de rotation (100), s'étend de part et d'autre de l'axe de pivotement. 2. Mécanisme de colonne de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (40) est mobile entre la position rétractée et la position de verrouillage parallèlement à un plan contenant l'axe de rotation (100). 3025161 3. 5 4. 10 5. 156. 7. 20 8. 25 30 11 Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (40) est mobile en translation suivant un axe de pénétration (300) perpendiculaire à l'axe de pivotement (200). Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (40) est mobile en translation suivant un axe de pénétration (300) perpendiculaire à l'axe de rotation (100). Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'articulation (34) comporte deux pivots (36) coaxiaux situés de part et d'autre de l'arbre de direction (100). Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de rotation (100) et l'axe de pivotement (200) sont sécants. Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe complémentaire (46) est monté sur l'arbre de direction (18) par l'intermédiaire d'un limiteur de couple (48). Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre de direction (18) est un arbre télescopique comportant au moins un premier tronçon (18A) et un deuxième tronçon (18B) de support d'un volant de direction, le deuxième tronçon (18B) étant mobile en translation par rapport au premier tronçon (18A) parallèlement à l'axe de rotation (100), l'organe complémentaire (46) étant monté sur le premier tronçon (18A). 9. Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier tronçon (18A) est fixe en 3025161 12 translation parallèlement à l'axe de rotation (100) par rapport au support fixe (12) 10. Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de verrouillage antivol (42) comporte un actionneur pour entraîner l'organe de verrouillage (40) entre la position rétractée et la position de verrouillage. 11. Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (40) comporte une surface d'extrémité libre bombée (56). 12. Mécanisme de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe complémentaire (46) comporte une 15 couronne dentée présentant des créneaux. 20