Brevet FR3101054A1 — publié le 20210326

L’invention concerne une colonne de direction (1) d'axe X, elle comprend une casquette (2), une patte en U (3) fixée à la casquette (2) et un tube supérieur (4) coulissant par rapport à un tube inférieur (5), elle est caractérisée en ce que la fixation de la casquette (2) avec la patte en U (3) comprend deux vis et au moins une butée (32) en contact avec au moins une rainure latérale (21). Cette butée (32) permet de reprendre les efforts latéraux sans gêner tout déplacement longitudinal de la colonne (1) que ce soit en cas de réglage de celle-ci ou en cas de choc dû à une collision. Figure pour l’abrégé : figure 2 Butée pour reprise d'effort latéral L’invention concerne le domaine des colonnes de direction de véhicule et plus particulièrement des colonnes de direction réglable en rotation et en translation par rapport à une base de support fixée au châssis du véhicule. Ces colonnes de direction sont destinées notamment mais non exclusivement à un véhicule automobile. Les colonnes de direction transmettent la rotation du volant jusqu’aux roues pour modifier leur orientation, par exemple selon l’ordre suivant: le volant, la colonne de direction, l’axe intermédiaire, la crémaillère et enfin les roues. Les colonnes de direction actuelles permettent un réglage en profondeur et/ou en hauteur du volant. De manière classique, une colonne de direction comporte : un organe de direction destiné à être relié à un volant de véhicule, une base de support de cet organe de direction par rapport au châssis du véhicule, des moyens de serrage agencés pour pouvoir verrouiller l’organe de direction sur cette base de support. Les constructeurs automobiles exigent des performances de plus en plus élevées sur les différents systèmes constituant les véhicules et en particulier les colonnes de direction. Cette performance se traduit surtout par : une meilleure perception de qualité de la colonne par le conducteur : à ce titre, les exigences de comportements du volant lorsque le conducteur le sollicite radialement, imposent des liaisons de plus en plus rigide entre les différents composants et systèmes constituant une colonne de direction. le respect des exigences en cas de collision avec un système ajustable absorbant l’énergie due au choc du conducteur sur l’airbag. l’optimisation des coûts de fabrication en réduisant la quantité de composants constituant une colonne de direction. Actuellement, les colonnes de direction sont constituées d’un sous-ensemble comprenant une casquette et une patte en U reprenant tout effort appliqué sur le volant et se rétractant lors d'une collision en cas d’impact du conducteur sur le volant. Par ce mouvement de translation, un système de friction génère un effort permettant d’absorber l’énergie d’impact. Cependant, il existe un jeu résiduel latéral entre la casquette et la patte en U, car le serrage des vis de fixation de la casquette sur la pièce en U ne doit pas être trop important car une liaison trop rigide empêcherait la rétractation du volant en cas de collision. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionné ci-dessus et en particulier une liaison robuste et sans jeu entre la casquette et la patte en U pour supporter les sollicitations latérales appliquées sur le volant. La colonne de direction selon l'invention est d'axe X comprend une casquette, une patte en U fixée à la casquette et un tube supérieur coulissant par rapport à un tube inférieur, elle est caractérisée en ce que la fixation de la casquette avec la patte en U comprend au moins une vis de fixation et au moins une butée en contact avec au moins une surface latérale. On entend ici par surface latérale, une surface d'appui disposée sur un des côtés de la colonne et présentant une longueur s'étendant dans un plan perpendiculaire à la surface de la casquette. Cette butée permet de reprendre les efforts latéraux sans gêner tout déplacement longitudinal de la colonne que ce soit en cas de réglage de celle-ci ou en cas de choc dû à une collision. L’avantage de l’invention est de dissocier la maîtrise des efforts d'une collision de la rigidité de la colonne. Les vis de fixation sont seulement utilisées pour conserver la patte en U plaquée sur la casquette et pour gérer l’effort d’absorption d'une collision. Grace à l'invention, il est ainsi possible d’ajuster l’effort souhaité en variant la tension de serrage de ces vis, sans se soucier de la déflexion latérale de la colonne. Celle-ci est maintenant assurée par un assemblage de la patte en U directement en contact sur la casquette au niveau des butées. Ainsi on supprime totalement la part de ce sous-ensemble (vis/casquette) dans la déflexion de la colonne sous charge latérale. Enfin, l’assemblage est également simplifié : la patte en U se positionne et se centre par elle-même sur la casquette. Ces améliorations sont intégrées dans les composants déjà présents, par des formes embouties, des découpes adaptées ou des pièces existantes. L’impact économique est donc extrêmement réduit Avantageusement, la surface latérale forme un angle compris entre 10° et 45° avec l'axe X. De préférence, l'angle α sera compris entre 20-25°, de préférence égal à 25°. Cet angle permet d'avoir une reprise suffisamment importante de l'effort latéral tout en pouvant prendre en compte les tolérances de fabrication. En effet, un angle trop faible empêcherait le montage de la casquette avec la patte en U et un angle trop élevé limiterait la reprise d'effort latéral. Pour assurer une bonne reprise des efforts latéraux, la valeur de l’angle de contact par rapport à l’axe colonne, entre ces butées et les bords des rainures de la casquette, doit être choisi selon la reprise d’effort souhaitée Selon une caractéristique particulière, la surface latérale est disposée dans une rainure latérale qui se prolonge le long de l'axe X et qui présente un décrochement vertical. Le prolongement de la rainure permet le recul de la patte en U sur la casquette et son décrochement vertical la sortie de la butée de la rainure latérale. Selon une première variante, la butée est réalisée en semi-découpe. Cette semi-découpe peut être réalisée dans la patte en U ou dans la casquette. Des zones d’appuis devront alors être créées sur la casquette ou la patte en U selon le cas. La butée est ainsi simple et économique à réaliser. Selon une deuxième variante, la butée est constituée d'un pion emmanché. La butée est ainsi simple et économique à mettre en œuvre. Selon une troisième variante, la butée est constituée d'une vis de fixation de la casquette sur la patte en U. Ces vis étant déjà présentes, il n'est pas nécessaire de prévoir de pièce ou d'opération supplémentaire. Cependant, les rainures devront être adaptées ou des griffures pourront être réalisées sur la casquette formant un bourrelet de matière contre la tête des vis. Selon un premier mode de réalisation, la butée est disposée sur la patte en U et la surface dans la casquette. Selon un deuxième mode de réalisation, la butée est disposée sur la casquette et la surface dans la patte en U. Avantageusement, il y a deux butées et deux surfaces latérales disposées de part et d'autre de la casquette et de la patte en U. L'utilisation de deux butées permet une meilleure tenue. Selon une quatrième variante, la butée comprend un élément ressort. On pourra par exemple prévoir des languettes pliées ou tordues forme un V, situées dans la partie centrale de la casquette ou de la patte en U. Il est aussi possible d'ajouter un ressort à lame entre la butée et la face opposée de la rainure. Selon une cinquième variante, la butée est venue de matière avec la casquette ou la pièce en U. Il est aussi possible d'envisager une déformation à l’assemblage qui pourrait bloquer latéralement la position de la patte en U sur la casquette. On monte la casquette sur la patte en U puis on déforme une découpe de la casquette ou de la pièce en U en la faisant ressortir pour ainsi constituer une butée. Selon une sixième variante, la butée est constituée de griffures réalisées sur la surface de la casquette en vis-à-vis de la vis de fixation de celle-ci sur la pièce en U. Ces griffures pourront être réalisées après de montage desdites vis par un outil quelconque, comme par exemple un tournevis. Avantageusement, la colonne de direction est réglable. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : est une vue en perspective d'une colonne de direction selon l'invention ; montre le sous-ensemble constitué de la casquette et la pièce en U selon l'invention ; est une vue de dessus de la colonne de direction de la figure 1 ; montre le détail d'une première butée sur un des côtés latéraux ; montre le détail d'une deuxième butée sur le deuxième côté latéral ; est une vue de dessus de la colonne de direction de la figure 1 après une collision ; est une vue en coupe selon H-H de la figure 6 ; montre en coupe le détail C d'une butée de la figure 7 ; est une vue en coupe de la rainure avec la butée après une collision ; montre le détail d'une butée sur un seul côté latéral ; montre le détail d'une butée avec un élément ressort ; montre le détail d'une vis servant de butée sur un côté latéral ; montre le détail d'une butée semi-découpée et déformée lors de l'assemblage sur un côté latéral ; montre le détail d'une butée faite par une griffure sur un côté latéral ; montre une butée constituée d'une excroissance sur la casquette. Dans la suite de la description on considérera que le haut correspond au haut de la figure 1 et le bas au bas de cette même figure. L'avant correspondra à l'avant du véhicule, soit le côté gauche de la figure 1. Comme visible figure 1, la colonne de direction 1 d'axe X comprenant d’une casquette 2, d’une patte en U 3 et d’un tube supérieur 4 coulissant par rapport à un tube inférieur 5. La casquette 2 qui est fixée au châssis du véhicule par quatre points 20 reste fixe en cas de collision. La patte en U 3 est fixée d’une part à la casquette 2 par l’intermédiaire de trois vis de fixations 6. La patte 3 est reliée d’autre part au tube supérieur 4 par un système de verrouillage 7 permettant, dans sa position ouverte, l’ajustement de la position du volant. La casquette 2 présente deux rainures longitudinales 21, ouvertes à l'arrière, permettant le déplacement des vis de fixation latérales 60 et 62 vers l'avant et une rainure centrale 22 permettant le déplacement de la vis centrale 61 (cf. figure 2) lors d'une collision. Les rainures longitudinales 21 ont chacune à une extrémité arrière une encoche 210 (cf. figures 4 et 5) sensiblement en forme de V dans laquelle vient se placer une butée 32. Cette encoche 210 comprend une surface d'appui 211 d'un premier coté du V sur laquelle vient s'appuyer la butée 32. Cette surface d'appui 211 fait un angle α non nul avec l'axe X, de préférence compris entre 10° et 45°, de préférence environ 25°. La rainure 21 présente un décrochement vertical 212 du deuxième côté du V opposé à la surface d'appui 211 de façon à permettre à la butée 32 de coulisser vers l'avant avec la patte en U 3. Car l’ensemble comprenant la patte en U 3, le tube supérieur 4 est mobile en cas de collision afin de permettre la rétraction du volant selon l’axe X de la colonne sous l’effet de l’effort appliqué par le conducteur sur le volant. C'est pourquoi la taille et la position des butées sont définies de façon à ce qu’elles ne perturbent pas la course de patte lors d'une collision, ou ne crée pas de sur-effort. Un jeu minimum est donc prévu entre ces butées et la casquette sur toute la course de la colonne lors d'une collision (voir fig.9). La patte en U 3 est percée de deux trous latéraux 30 permettant le vissage des vis latérales 60 et 62 et d'un trou central 31 pour le vissage de la vis centrale 61. Deux butées 32 sont disposées de part et d'autre de la patte en U 3 à proximité du trou latéral 30 afin de faciliter le positionnement de la patte sur la casquette. Lors du montage de la casquette 2 sur la patte en U 3, on positionne la casquette de façon à ce que chaque butée 32 soit dans l'encoche 210 de la rainure 21 correspondante, on pousse vers l'avant la casquette 2 jusqu'à que les deux butées 32 soient en contact sur la surface d'appui 211, puis on appuie jusqu'à ce que l'effort soit suffisant pour maintenir latéralement la casquette 2 et on visse les vis 6 pour bloquer le sous-ensemble. On peut voir sur les figures 3 et 6 qu'en cas de collision du véhicule, la colonne de direction 1 va se déformer à partir de la position illustrée figure 3, avec le recul de la patte en U 3 et de du tube supérieur 4 sur la casquette 2, jusqu'à la position illustrée figure 6. Lors de cette déformation les butées 32 vont se déplacer d'abord dans l'encoche 210 de la surface d'appui 211 jusqu'au décrochement 212 vertical de la rainure 21 qui va permettre leur sortie de ladite rainure 21 et leur déplacement sans effort supplémentaire. Dans la suite de la description, on référencera la butée 32, les différentes formes de celle-ci seront référencées spécifiquement par un autre numéro. La figure 10 montre un mode de réalisation, où il n'y a qu'une seule butée 32 constituée d'un pion 320 en appui sur les deux côtés 211 et 213 de la rainure 21 qui comprend deux encoches en forme de V disposées en vis-à-vis. On peut voir figure 11, une butée 32 en appui sur un élément ressort 8 tel qu'une lame d'une premier coté et sur la surface d'appui 211 de l'autre côté. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'avoir une deuxième butée de l'autre côté, le ressort 8 permettant le maintien latéral de la casquette 2 sur la pièce en U 3. Dans la variante de la figure 12, le corps 600 de la vis 60 sert de butée dans ce cas la rainure 21 est rétrécie à son extrémité 214 afin que le corps 600 de vis soit en appui des deux côtés de la rainure 21 à cette extrémité 214. L'autre vis 62 et l'autre rainure 21 n'ont pas besoin d'être modifiées. Dans ce cas, le montage s'effectuera de la façon suivante: on positionne la vis 62 dans la rainure 21, puis on insère la vis 60 dans l'autre rainure 21 jusqu'à que le corps 600 de la vis soit bloquée latéralement des deux cotés à l'extrémité 214 et on serre les vis 60 et 62. La figure 13 illustre une autre variante où la partie supérieure 33 de la pièce en U 3 comprend deux semi-découpes 330 en saillie de la partie supérieure 33 constituant des butées, lors du montage de la casquette 2, les deux semi-découpes 330 vont se déformer pour laisser passer la casquette 2 qui sera ainsi maintenue en place. A la figure 14, la casquette 2, une fois montée sur la pièce en U 3 et les vis 60, 62 fixées, est griffée par un outil des deux côtés pour extraire de la matière afin de constituer de chaque côté, une griffure 23 constituant alors une butée 32 qui vient en appui latéral sur chacune des vis 60, 62 dont le côté constitue une surface d'appui 601, 620. Dans la variante de la figure 15, la partie inférieure de la casquette 2 présente une frappe 24 en relief de chaque côté. Ces frappes 24 constituant des butées 32 vont être mises en appui sur un bord de la partie supérieure 33 de la pièce en U 3 et ainsi constituer une surface d'appui 34. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. Colonne de direction (1) d'axe X comprenant une casquette (2), une patte en U (3) fixée à la casquette (2) et un tube supérieur (4) coulissant par rapport à un tube inférieur (5), caractérisée en ce que la fixation de la casquette (2) avec la patte en U (3) comprend au moins une vis de fixation (6) et au moins une butée (32) en contact avec au moins une surface latérale (211, 213, 214, 230, 601, 34). Colonne de direction (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que la surface latérale (211, 213, 214) forme un angle α compris entre 10° et 45° avec l'axe X. Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que la surface latérale (211, 213) est disposée dans une rainure latérale (21) qui se prolonge le long de l'axe X et qui présente un décrochement vertical (212). Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que la butée (32) est réalisée en semi-découpe. Colonne de direction (1) selon une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la butée (32) est constituée d'un pion emmanché. Colonne de direction (1) selon une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la butée (32) est constituée d'une vis (6) de fixation de la casquette (2) sur la patte en U (3). Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que la butée (32) est disposée sur la patte en U (3) et la surface (21) dans la casquette (2). Colonne de direction (1) selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la butée (32) est disposée sur la casquette (2) et la surface (21) dans la patte en U (3). Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'il y a deux butées (32) et deux surfaces latérales (211, 213) disposées de part et d'autre de la casquette (2) et de la patte en U (3). Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que la butée (32) comprend un élément ressort. Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que la butée (32) est venue de matière avec la casquette (2) ou la patte en U (3). Colonne de direction (1) selon la revendication précédente caractérisée en ce que la butée (32) est constitué de griffures (23) réalisées sur la surface de la casquette (2) en vis-à-vis de la vis de fixation (60, 62) de ladite casquette (2) sur la pièce en U (3). Colonne de direction (1) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle est réglable.