Brevet FR3100180A1 — publié le 20210305

Description Titre de l'invention : Contacteur tournant pour ensemble de commutation de haut de colonne de véhicule. Domaine technique [0001] L'invention concerne de manière générale les systèmes de direction pour véhicule automobile comportant un ensemble de commutation de haut de colonne de direction. Elle vise plus particulièrement un contacteur tournant pour un tel ensemble de commutation de haut de colonne. Technique antérieure [0002] Le système de direction d'un véhicule comprend classiquement une colonne de direction montée à libre rotation dans un support, un volant de direction monté à l'extrémité supérieure de ladite colonne, lequel volant entoure un moyeu central dans lequel sont regroupés des composants électriques raccordés au reste des circuits électriques du véhicule. [0003] La tendance est actuellement à l'intégration d'un nombre croissant de composants électriques au niveau du moyeu central. Ces composants sont généralement des organes de commandes, destinés à être actionnés manuellement par le conducteur,du fonctionnement : - d'organes fonctionnels du véhicule, comme par exemple la radio, le régulateur de vitesses, la boîte de vitesses ou les interfaces avec le navigateur du véhicule, ou encore - d'organes de sécurité, tels que par exemple le sac gonflable ou airbag de protection. Lorsque le conducteur tourne le volant, cette rotation est retransmise à la colonne de direction qui est généralement fixée à la base du moyeu central. La liaison électrique entre les composants électriques intégrés dans le moyeu central du volant et les circuits électriques du véhicule est alors assurée par l'intermédiaire d'un contacteur tournant. [0004] Un tel contacteur tournant comprend un stator solidaire du boîtier de l'ensemble de commutation de haut de colonne de direction du véhicule, ainsi qu'un rotor monté à rotation autour de son axe à l'intérieur du stator et prévu pour être lié en rotation avec le moyeu du volant par l'intermédiaire de moyens d'indexage lorsque ce dernier est monté sur l'extrémité de la partie haute de la colonne de direction. [0005] Le contacteur tournant comporte également un ruban souple doté de plusieurs conducteurs électriques et enroulé en spirale dans un boîtier entre les deux ensembles, ce ruban étant fixé par l' une de ses extrémités au stator et par l'autre au rotor de sorte qu'il s'enroule ou se déroule en accompagnant les rotations du volant et en permettant la transmission des signaux électriques. [0006] Les contacteurs tournants sont de plus pourvus des moyens de verrouillage 2 permettant de bloquer le rotor dans une position angulaire prédéterminée (en principe dans sa position neutre) jusqu'à ce que le volant soit mis en place, de sorte à éviter tout court-circuit ou contact intempestif. [0007] Ces moyens de verrouillage peuvent comporter par exemple une goupille, par- tiellement insérée dans un logement prévu respectivement dans le rotor et dans le stator. [0008] Une telle goupille peut par exemple être maintenue en position par adhésif et enlevée par cisaillement, c'est à dire que sa partie extérieure au logement est cassée, volontairement par l'opérateur ou lors de la première utilisation du contacteur, afin d'assurer le déblocage du rotor. [0009] Ces moyens de verrouillage du rotor peuvent revêtir d'autres formes que celle d'une goupille simple à une patte traversant consécutivement le rotor et le stator. Ils peuvent se présenter par exemple sous la forme d'une goupille à deux pattes, une patte pénétrant dans le rotor tandis que l'autre est logée dans un évidement du stator, les deux pattes étant solidaires. [0010] Néanmoins, ces éléments de blocage connus présentent l'inconvénient d'être non réutilisables. Ces goupilles de verrouillage, sécables, sont par conséquent jetées après leur unique utilisation. [0011] Dans le document FR 3 002 503, les moyens de verrouillage comportent un index solidaire d'un anneau déformable élastiquement et monté mobile sur ledit rotor entre : - une position verrouillée dans laquelle ledit index est engagé dans un logement complémentaire ménagé sur le stator pour bloquer ledit rotor dans une position angulaire prédéterminée, et - et une position déverrouillée où ledit index est désengagé dudit logement de sorte de sorte que ledit rotor peut tourner librement. [0012] Cet anneau comporte également des moyens d' actionnement constitués par deux palettes aptes à entrainer sa déformation et le déplacement dudit index vers sa position déverrouillée lors du montage du moyeu du volant sur l'extrémité de la partie haute de ladite colonne de direction. [0013] Lorsque le moyeu du volant est retiré, l'anneau reprend automatiquement sa confi- guration initiale et l'index retrouve sa position verrouillée. [0014] Un tel anneau présente néanmoins l'inconvénient d'être de conception complexe et de nécessiter de nombreuses modifications structurelles du rotor pour l'accueillir. Exposé de l'invention [0015] La présente invention vise donc à améliorer la situation. [0016] Elle propose à cet effet un contacteur tournant pour ensemble de commutation de haut de colonne de direction de véhicule, comportant un stator solidaire du boîtier 3 dudit ensemble de commutation ainsi qu'un rotor monté à rotation autour de son axe à l'intérieur dudit stator et prévu pour être lié en rotation avec le moyeu du volant par l'intermédiaire de moyens d'indexage lorsque ce dernier est monté suivant ledit axe sur l'extrémité de la partie haute de ladite colonne de direction, ledit contacteur comprenant également : - des moyens de verrouillage montés mobiles sur ledit rotor, entre une position verrouillée dans laquelle ils coopèrent avec des moyens complémentaires ménagés sur ledit stator pour bloquer ledit rotor dans une position angulaire prédéterminée, et une position déverrouillée où ledit rotor peut tourner librement, et - des moyens d'actionnement aptes à entrainer le déplacement desdits moyens de verrouillage vers leur position déverrouillée lors du montage du moyeu dudit volant sur l'extrémité de la partie haute de ladite colonne de direction ; caractérisé en ce que lesdits moyens d'indexage comportent deux pions saillant dudit rotor parallèlement à son axe et prévus pour coopérer par emboitement avec deux fûts correspondant ménagés dans ledit moyeu, lesdits moyens d'actionnement comportant au moins une tige portant un dit pion et étant montée coulissante vis-à-vis dudit rotor entre une position sortie et une position rétractée, la au moins dite tige étant apte à être enfoncée en position rétractée lors de l'emboitement desdits pions dans lesdits fûts du moyeu durant son montage sur l'extrémité de la partie haute de ladite colonne de direction, de sorte à provoquer le déplacement desdits moyens de verrouillage dans ladite position déverrouillée. [0017] Le contacteur tournant selon l'invention présente ainsi l'avantage d'être de conception nettement plus simple et fiable que les contacteurs tournants existants dotés de moyens de verrouillage réutilisables. Cette simplicité de conception permet également de limiter sensiblement son coût de production de sorte à autoriser son implantation dans des véhicules d'entrée de gamme. [0018] Selon des caractéristiques préférées dudit contacteur tournant selon l'invention : - lesdits moyens de verrouillage comportent au moins un coulisseau monté coulissant sur ledit rotor selon une direction sensiblement radiale à son axe et comprenant à une première extrémité un pêne apte à s'engager dans une gâche correspondante ménagée dans ledit stator pour bloquer ledit rotor dans ladite position angulaire prédéterminée ; - chaque au moins dite tige est dotée d'une extrémité présentant un profil biseauté agencé pour coopérer lors de son enfoncement en position rétractée avec le bord d'une fenêtre ménagée dans le au moins dit coulisseau correspondant pour l'entrainer à coulissement vers sa position verrouillée - lesdits moyens de verrouillage comportent deux dits coulisseaux, lesdits moyens d'actionnement comportant deux dites tiges portant chacune un dit pion et étant aptes à coopérer chacune avec un dit coulisseau correspondant ; - il comporte des premiers moyens élastiques de rappel sollicitant en permanence lesdits moyens de verrouillage vers leur position verrouillée ; - lesdits premiers moyens élastiques de rappel comportent, pour chaque au moins dit coulisseau, une patte déformable élastiquement rattachée à la seconde extrémité de ce coulisseau ; - il comporte des seconds moyens élastiques de rappel sollicitant en permanence la au moins dite tige vers sa position sortie ; - lesdits seconds moyens élastiques de rappel comportent, pour chaque au moins dite tige, un ressort hélicoïdal de compression entourant une portion de cette tige ; et - chaque dit pion est recouvert d'un capuchon tronconique respectif en matériau élastomère, présentant une face extérieure cannelée. [0019] L'invention vise également sous un second aspect un ensemble de commutation de haut de colonne de direction pour véhicule automobile comportant un boîtier support logeant un commutateur d'éclairage et un commutateur d'essuie-vitre, caractérisé en ce qu'il comporte également un tel contacteur tournant. Brève description des dessins [0020] L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple dc réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : [0021] [fig.1[ représente une vue en perspective dc dessus d'un ensemble de commutation pour haut de colonne de direction intégrant un contacteur tournant selon l' invention ; [0022] [fig.21 est une vue agrandie de la zone d'implantation du contacteur tournant après le montage dc l'ensemble dc commutation de la figure 1 sur la haut de la colonne de direction d'un véhicule automobile ; [0023] [fig.3[ représente une vue schématique de coupe en perspective illustrant le fonc- tionnement du mécanisme de verrouillage du rotor du contacteur tournant selon l' invention ; et [0024] [fig.4[ est une vue similaire à la figure 3 mais prise sous un autre angle de vue. Description des modes de réalisation 100251 En référence à la figure 1, l'ensemble de commutation 1 comporte un boîtier support 2 dans lequel sont montés un commutateur d'éclairage et un commutateur d'essuie-vitre dont seuls les leviers de commande respectifs 3, 4 sont visibles. 100261 Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « inférieur », supérieur », « avant » « arrière » et « latéral » seront définis par rapport à la position de montage de cet ensemble de commutation 1 sur un véhicule automobile. 100271 De forme globalement parallélépipédique, ce boîtier support 2 présente notamment une façade arrière 2A faisant face au conducteur ainsi que deux faces latérales 2B, 2C à partir desquelles saillent vers l'extérieur les leviers de commande 3 et 4. [0028] Tel qu'illustré sur la figure 2, le boîtier support 2 comporte un trou traversant pour son montage sur la partie supérieure de la colonne de direction 7 à l'extrémité arrière 7A de laquelle sera ensuite fixé le moyeu d'un volant non représenté. [0029] Les bases des commutateurs sont montées à l'intérieur du boîtier support sur lequel elles sont fixées par des moyens adéquats tels que des vis. Seuls leurs leviers de commande 3 et 4 sortent du boîtier 1 par des fentes latérales. [0030] L'ensemble de commutation 1 comporte également un contacteur tournant 10 comprenant deux éléments coaxiaux montés mobiles l'un par rapport à l'autre, à savoir un stator 20 solidaire du boîtier 2 et un rotor 30 monté à rotation autour de son axe A à l'intérieur du stator 20. [0031] En référence à la figure 2, le stator 20 comprend un corps creux 21 sensiblement cy- lindrique recevant le rotor 30 et monté fixement sur la façade arrière 2A du boîtier support 2 en étant centré sur son trou traversant. Ce corps 21 présente une face arrière annulaire plane 21A saillant à l'arrière de la façade 2A du boîtier support 2 et s'étendant parallèlement à cette dernière. [0032] Le rotor 30 comporte un corps cylindrique 31 doté d'une ouverture cylindrique coaxiale traversante 32 et prévue pour être traversée par la partie supérieure de la colonne de direction 7 lors du montage de l'ensemble de commutation 1. Ce corps 31 présente une face arrière discale plane 31A saillant à l'arrière de la façade 2A du boîtier support 2 et s'étendant coplanairement à la face arrière annulaire 21A du corps 21 du stator 20. [0033] Ce rotor 30 est destiné à être lié en rotation avec le moyeu du volant (non représenté sur les figures) par l'intermédiaire de moyens d'indexage lorsque ce dernier est monté suivant l'axe A sur l'extrémité cannelée 7A de la partie haute de la colonne de direction 7. [0034] Ces moyens d'indexage comportent deux pions 33 visibles sur la figure 3, saillant pa- rallèlement à l'axe A en arrière de la face arrière discale 31A du corps 31 du rotor 30 et agencés de manière diamétralement opposées de part et d'autre de l'ouverture 32, ces pions 33 étant prévus pour venir s'emboîter à force dans deux fûts cylindriques correspondants ménagés dans le moyeu du volant (non représenté) lorsque ce dernier est monté sur l'extrémité cannelée 7A de la partie haute de la colonne de direction 7. [0035] Comme illustré par la figure 2, chaque pion 33 est recouvert d'un capuchon tronconique respectif 34 en matériau élastomère, s'amincissant d'avant en arrière et présentant une face extérieure cannelée. [0036] Ces capuchons 34, constitués par exemple en EPDM (Ethylène-Propylène-Diène Monomère) ou en caoutchouc naturel, permettent d'absorber les tolérances dimensionnelles des différentes pièces tout en évitant l'apparition de bruits de frottement 6 parasites entre le rotor et le moyeu du volant. [0037] Le contacteur tournant 10 comporte également un ruban souple, non visible sur les figures, doté de plusieurs conducteurs électriques et enroulé en spirale entre le stator 20 et le rotor 30. [0038] Cc ruban est fixé par l'une de ses extrémités au stator 20 et par l'autre au rotor 30 de sorte qu'il s'enroule ou se déroule en accompagnant les rotations du volant et en permettant la transmissions des signaux électriques. [0039] Le contacteur tournant 10 est également pourvu de moyens de verrouillage en rotation permettant de maintenir son rotor 30 dans une position angulaire prédéterminée vis-à-vis du stator 20 (en l'espèce dans sa position neutre) jusqu'à ce que le volant soit mis en place, de sorte à éviter tout court-circuit, contact intempestif ou encore l'arrachement du ruban conducteur souple pendant une manoeuvre du volant du fait d'un décalage d'un ou plusieurs tours complets du rotor 30 avant le montage du volant. [0040] Tel qu'illustré schématiquement sur les vues 3 et 4, ces moyens de verrouillage comportent deux coulisseaux 36 (seul l'un d'entre eux étant représenté sur ces figures, l'autre lui étant sensiblement identique) présentant chacun un pêne 37 à l'une de ses extrémités et étant chacun montés coulissant selon une direction sensiblement radiale à l'axe A du rotor 30, à l'intérieur d'un logement respectif de forme complémentaire ménagé dans le corps 31 de ce rotor 3 et ouvert à l'une de ces extrémité, entre : - une position verrouillée illustrée sur ces figures 3 et 4 dans laquelle son pêne 37 saille hors du logement et se trouve engagé dans une gâche 38 ménagée dans le corps 21 du stator 20 ou liée rigidement à ce dernier, de sorte à bloquer le rotor 30 dans ladite position angulaire prédéterminée ; et - une position déverrouillée dans laquelle son pêne 37 est contenu à l'intérieur du logement de sorte à libérer la rotation du rotor 30 vis-à-vis du stator 20. [0041] Des moyens de rappel élastiques, constitués en l'espèce par une patte déformable élastiquement 39 rattachée à la seconde extrémité de chaque coulisseau 36 et coopérant avec le fond du logement respectif, sollicitent en permanence ces coulisseaux 36 vers leur position verrouillée. [0042] En variante ces moyens de rappel élastiques sont de type différent et par exemple constitués par un ressort hélicoïdal de compression interposés entre la seconde extrémité de chaque coulisseau et le fond du logement correspondant. [0043] Le contacteur tournant 10 comporte en outre des moyens d'actionnement aptes à entrainer le déplacement des moyens de verrouillage 36 vers leur position déverrouillée lors du montage du moyeu du volant sur l'extrémité cannelée 7A de la partie haute de la colonne de direction 7. [0044] Comme illustré schématiquement sur les figures 3 et 4, ces moyens d'actionnement 7 sont constitués par deux tiges 40 à section en croix (seule l'une d'entre elles étant représentée sur ces figures, l'autre lui étant sensiblement identique) portant chacune à leur extrémité arrière respective un pion d'indexage 33 correspondant, et dont les extrémités avant respectives 40A présentent chacune un profil biseauté. [0045] Les tiges 40 sont montées coulissantes vis-à-vis du corps 31 du rotor 30 selon leur axe longitudinal parallèle à l'axe A entre une position sortie dans laquelle l'embase des capuchons 34 des pions 33 est écarté axialement de la face arrière distale 31 A du corps 31 du rotor 30 (figure 3), et une position rétractée où l'embase de ces capuchons 34 repose contre cette même face arrière distale du corps 31 du rotor 30 (figure 2). [0046] Des moyens élastiques de rappel, constitués en l'espèce par des ressorts hélicoïdaux de compression 41 entourant chacun une portion avant d'une tige correspondante 40 et rattachés par leurs extrémité avant au corps 31 du rotor 30, rappellent en permanence ces tiges 40 vers leur position sortie. [0047] Tel qu'illustré par la figure 3, les extrémités avant biseautées 40A des tiges 40 sont agencées pour coopérer chacune, lors de leur enfoncement en position rétractée provoqué par l'ernboitement à force des pions 33 dans les fûts du moyeu du volant durant son montage sur l'extrémité cannelée 7A de la partie haute de la colonne de direction 7, avec le bord d'une fenêtre rectangulaire respective 42 ménagée dans un coulisseau correspondant 36 pour entrainer ces derniers à coulissement vers leur position déverrouillée de sorte à libérer la rotation du rotor 30 vis-à-vis du stator 20. [0048] Lorsque le volant doit être démonté en après-vente, son moyeu est désengagé de l'extrémité cannelée 7A de la partie haute de la colonne de direction 7 ce qui provoque dans le même temps le retrait des pions d'indexage 33 des fûts ménagés dans ce moyeu et le retour des tiges 40 portant ces pions 33 en position sortie, de sorte que les moyens de verrouillage 36 reprennent leur position verrouillée empêchant à nouveau toute rotation du rotor 30 vis-à-vis du stator 20. [0049] Selon des variantes de réalisation non représentées, les moyens de verrouillage comportent un seul coulisseau 36, tandis que les moyens d'actionnement comprennent une unique tige 40 portant l'un des pions 33 (l'autre pion 33 étant monté fixe sur le rotor 30). [0050] Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, les moyens de verrouillage peuvent également être de type différent. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] REVENDICATIONSContacteur tournant pour ensemble de commutation (I) de haut de colonne de direction (7) de véhicule, comportant un stator (20) solidaire du boîtier (2) dudit ensemble dc commutation (1) ainsi qu'un rotor (30) monté à rotation autour de son axe (A) à l'intérieur dudit stator (20) et prévu pour être lié en rotation avec le moyeu du volant par l'intermédiaire de moyens d'indexage (33) lorsque cc dernier est monté suivant ledit axe (A) sur l'extrémité (7A) dc la partie haute de ladite colonne de direction (7), ledit contacteur comprenant également : - des moyens de verrouillage (36) montés mobiles sur ledit rotor (30), entre une position verrouillée dans laquelle ils coopèrent avec des moyens complémentaires (38) ménagés sur ledit stator (20) pour bloquer ledit rotor (30) dans une position angulaire prédéterminée, et une position déverrouillée où ledit rotor (30) peut tourner librement, et - des moyens d' actionnement (40) aptes à entrainer le déplacement desdits moyens de verrouillage (36) vers leur position déverrouillée lors du montage du moyeu dudit volant sur l'extrémité (7A) de la pallie haute de ladite colonne de direction (7) ; caractérisé en ce que lesdits moyens d'indexage comportent deux pions (33) saillant dudit rotor (30) parallèlement à son axe (A) et prévus pour coopérer par emboitement avec deux fûts correspondant ménagés dans ledit moyeu, lesdits moyens d'actionnement comportant au moins une tige (40) portant un dit pion (33) et étant montée coulissante vis-à-vis dudit rotor (30) entre une position sortie et une position rétractée, la au moins dite tige (40) étant apte à être enfoncée en position rétractée lors de l'emboitement desdits pions (33) dans lesdits fûts du moyeu durant son montage sur l'extrémité de la partie haute de ladite colonne de direction (7), de sorte à provoquer le déplacement desdits moyens de verrouillage (36) dans ladite position déverrouillée. Contacteur tournant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comportent au moins un coulisseau (36) monté coulissant sur ledit rotor (30) selon une direction sensiblement radiale à son axe (A) et comprenant à une première extrémité un pêne (37) apte à s'engager dans une gâche correspondante (38) ménagée dans ledit stator (20) pour bloquer ledit rotor (30) dans ladite position angulaire prédéterminée. Contacteur tournant selon la revendication 2, caractérisé en ce que 9 chaque au moins dite tige (40) est dotée d'une extrémité (40A) présentant un profil biseauté agencé pour coopérer lors de son enfoncement en position rétractée avec le bord d'une fenêtre (42) ménagée dans le au moins dit coulisseau correspondant (36) pour l'entrainer à coulissement vers sa position verrouillée. [Revendication 4] Contacteur tournant selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comportent deux dits coulisseaux (36), lesdits moyens d'actionnement comportant deux dites tiges (40) portant chacune un dit pion (33) et étant aptes à coopérer chacune avec un dit coulisseau correspondant (36). [Revendication 5] Contacteur tournant selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens élastiques de rappel (39) sollicitant en permanence lesdits moyens de verrouillage (36) vers leur position verrouillée. [Revendication 6] Contacteur tournant selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens élastiques de rappel comportent, pour chaque au moins dit coulisseau (36), une patte deformable élastiquement (39) rattachée à la seconde extrémité de ce coulisseau (36). [Revendication 7] Contacteur tournant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens élastiques de rappel (41) sollicitant en permanence la au moins dite tige (40) vers sa position sortie. [Revendication 8] Contacteur tournant selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens élastiques de rappel comportent, pour chaque au moins dite tige (40), un ressort hélicoïdal de compression (41) entourant une portion de cette tige. [Revendication 9] Contacteur tournant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce chaque dit pion (33) est recouvert d'un capuchon tronconique respectif (34) en matériau élastomère, présentant une face extérieure cannelée. [Revendication 10] Ensemble de commutation de haut de colonne de direction (7) pour véhicule automobile comportant un boîtier support (2) logeant un commutateur d'éclairage (3) et un commutateur d'essuie-vitre (4), caractérisé en ce qu'il comporte également un contacteur tournant selon l'une des revendications 1 à 9.