FR3076524A1 - Support de colonne de direction comportant un guidage des lames deformables d’absorption de choc - Google Patents

Support de colonne de direction comportant un guidage des lames deformables d’absorption de choc Download PDF

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Abstract

Support de colonne de direction de véhicule automobile prévu pour absorber une énergie lors d'un choc vers l'arrière sur cette colonne, ce support (2) comprenant des lames déformables (20) assurant sa fixation sur une traverse de la caisse du véhicule, chaque lame (20) comportant deux parties parallèles reliées par un pliage courbé à 180°, étant ajustée entre deux faces de guidage (36, 38) formant un canal maintenant l'écart entre ces deux parties, ce support étant remarquable en ce que pour chaque lame (20) il comporte une tôle de guidage (10) pliée à 180°, présentant à l'intérieur du pli deux faces parallèles formant les faces de guidage (36, 38).

Description

SUPPORT DE COLONNE DE DIRECTION COMPORTANT UN GUIDAGE DES LAMES DEFORMABLES D’ABSORPTION DE CHOC
La présente invention concerne un support de colonne de direction de véhicule automobile prévu pour absorber une énergie lors d’un choc frontal, ainsi qu’un véhicule automobile équipé d’un tel support de colonne.
Les véhicules automobiles comportent un système de direction comprenant une colonne de direction recevant à son extrémité un volant de manœuvre, reliée vers l’avant du véhicule à un boîtier de direction réalisant le pivotement des roues avant directrices du véhicule.
Concernant la colonne de direction, par convention le côté du volant tourné vers l’arrière du véhicule, est appelé côté avant.
La partie arrière de la colonne de direction est insérée dans un fourreau maintenu par un support de colonne fixé sous une traverse rigide de la caisse du véhicule, passant derrière la planche de bord, afin d’assurer un maintien et un guidage de cette colonne.
Le support de colonne peut comporter un dispositif de réglage vertical de la position du fourreau, comprenant un levier de blocage permettant au conducteur de desserrer ce blocage afin d’ajuster la hauteur du volant.
Le volant de direction comporte habituellement un coussin gonflable de protection du conducteur, appelé « airbag » en langue anglaise, recevant la force du conducteur projeté vers l’avant du véhicule en l’amortissant en cas de choc sur cet avant du véhicule, qui transmet cette force au support de colonne.
Un type de support de colonne de direction connu, présenté notamment par le document US-A1 -20120273291, comporte une liaison entre ce support et la traverse, comprenant de chaque côté de la colonne une lame métallique déformable permettant par sa déformation progressive un mouvement du support vers l’arrière de la colonne suivant son axe lorsqu’une force est appliquée sur le volant. Les deux lames réalisent une absorption d’énergie élevée afin d’amortir le choc.
Le dessus du support forme un plan parallèle à l’axe de la colonne de direction, fixé sous la traverse. Chaque lame comporte deux parties parallèles reliées vers l’arrière de la colonne par un pliage courbé à 180°, comprenant une partie supérieure disposée dans le plan du support, dont l’extrémité est fixée directement à plat sur la traverse par une vis. L’extrémité de la partie inférieure disposée sous la première partie, comporte un pli formant un point d’accrochage sur le support.
Pour chaque lame déformable, deux pièces de guidage présentant chacune une face parallèle à l’autre, forment entre ces faces un canal de guidage recevant de manière ajustée la lame recourbée à l’intérieur pour maintenir la distance entre ses deux parties lors d’une déformation de cette lame.
Un choc sur le support vers l’arrière lors d’un accident entraîne la partie inférieure de la lame qui coulisse vers l’arrière. Le guidage du canal imposant une distance constante entre les deux parties de la lame, le pliage courbé à 180° se déplace progressivement le long de cette lame en allongeant la partie supérieure et en réduisant la partie inférieure.
On obtient à partir d’un seuil de force un déroulage contrôlé des lames déformables, qui absorbent de manière progressive et régulière une énergie avec une déformation plastique, ce qui amortit le choc du conducteur sur l’airbag en limitant la force d’accélération qu’il subit.
Les deux faces du canal de guidage subissent une pression importante d’écartement lors de la déformation de la lame. Un problème qui se pose est que les deux pièces formant ces deux faces ainsi que la liaison entre ces deux pièces, qui peut être fait par soudure notamment, doivent présenter une raideur importante pour assurer le bon guidage de la lame, ce qui nécessite un certain encombrement et entraîne des coûts. Le nombre de pièces augmente aussi les coûts.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un support de colonne de direction de véhicule automobile prévu pour absorber une énergie lors d’un choc vers l’arrière sur cette colonne, ce support comprenant au moins une lame déformable assurant sa fixation sur une traverse de la caisse du véhicule, chaque lame comportant deux parties parallèles reliées par un pliage courbé à 180°, étant ajustée entre deux faces de guidage formant un canal maintenant l’écart entre ces deux parties, ce support étant remarquable en ce que pour chaque lame il comporte une tôle de guidage pliée à 180°, présentant à l’intérieur du pli deux faces parallèles formant les faces de guidage.
Un avantage de ce support de colonne est que la tôle de guidage formant directement entre ses deux faces parallèles le canal de guidage recevant la lame courbée déformable, réalise de manière simple et économique un guidage très rigide de cette lame ne nécessitant pas de liaison et d’ajustement entre deux pièces différentes pour former ces deux faces de ce guidage.
Le support de colonne selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le support comporte une unique tôle de guidage assurant la liaison avec la caisse du véhicule, comprenant de chaque côté un pli à 180° pour former deux canaux de guidage de deux lames disposés chacune d’un côté de la colonne de direction.
Avantageusement, chaque canal de guidage reçoit une face arrière disposée transversalement, fermant en partie ce canal, sur laquelle l’extrémité de la lame dans ce canal reliée au support prend appui. On forme ainsi un appui rigide lié au support sur une extrémité de la lame transmettant la force en cas de choc.
Avantageusement, la face arrière comporte une fente recevant de manière ajustée la lame traversant cette face. Cette fente assure un guidage précis de la lame coulissant dedans.
Avantageusement, le support comporte de chaque côté de la colonne de direction une face arrière, ces deux faces étant formées dans une même tôle.
Avantageusement, pour chaque lame la tôle de guidage pliée à 180° comporte une avancée venant en arrière de la face arrière.
Avantageusement, le pli à 180° de la tôle de guidage est formé sur l’avancée, parallèlement à l’axe de la colonne de direction.
Avantageusement, pour chaque lame son extrémité fixée à la traverse du véhicule, comporte une entretoise présentant une épaisseur supérieure à l’épaisseur totale de la lame avec son pliage.
Avantageusement, le côté arrière de l’entretoise présente une forme en « V » ajustée dans une forme complémentaire découpée dans une tôle du support dans la position normale de conduite. Cette forme en V assure un calage précis du support dans la position normale de conduite.
Avantageusement, chaque lame comporte une liaison avec la traverse du véhicule se rompant au-dessus d’un seuil d’effort sur la colonne de direction.
Dans ce cas, en particulier la liaison se rompant peut comporter des rivets traversant successivement une tôle de liaison, la tôle de guidage et l’entretoise. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant une colonne de direction équipée d’un support de colonne comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 présentent suivant deux vues différentes un support de colonne de direction selon l’invention dans une position normale de conduite, avec son fourreau de guidage de la colonne ; - les figures 3a et 3b est une vue en coupe suivant le plan de coupe lll-lll, du sous-ensemble supérieur du support successivement dans une position normale et dans une position déformée après un choc sur le volant ; et - les figures 4a et 4b présentent en perspective ce sous-ensemble supérieur successivement dans une position normale et dans une position déformée.
Les figures 1, 2, 3a et 4a présentent un support 2 contenant à l’intérieur un fourreau 4 guidant une colonne de direction 6 disposée suivant un axe longitudinal, recevant du côté avant de la colonne indiqué par la flèche AV un volant de direction non représenté.
La direction du véhicule peut comporter un système d’assistance électrique, développant un effort complémentaire à celui délivré par le conducteur pour manoeuvrer les roues directrices.
Le support 2 comporte un sous-ensemble inférieur 14 supportant le fourreau 4, comprenant une tôle support 18 soudée à ce fourreau 4, relié à un sous-ensemble supérieur par des glissières parallèles et perpendiculaires à l’axe de la colonne, comprenant un levier de blocage 8 afin de régler sa position en profondeur et en hauteur suivant les besoins du conducteur.
Le sous-ensemble supérieur du support 2 est dans cet exemple symétrique par rapport à un plan vertical passant par l’axe de la colonne de direction 6. Les côtés extérieurs du support 2 sont définis par rapport à ce plan vertical, en s’éloignant de ce plan.
Le sous-ensemble supérieur du support 2 comporte une tôle de dessus 10 formant sensiblement un plan parallèle à l’axe de la colonne de direction, recevant en dessous une tôle de dessous 12.
La tôle de dessous 12 comporte deux ailes 16 parallèles entre elles, disposées de chaque côté du fourreau 4 en recouvrant la tôle support 18, comprenant les glissières permettant le réglage en hauteur, et comprenant deux faces arrière 34 perpendiculaires à l’axe de la colonne.
Chaque côté du support 2 comporte une lame déformable 20 faisant la liaison entre ce support et une traverse disposée sous la planche de bord du véhicule, ces lames étant disposées symétriquement par rapport à l’axe de la colonne de manière à répartir également les efforts sur les deux lames.
Chaque lame 20 comporte deux parties parallèles reliées entre elles par un pliage courbé à 180° tourné vers l’arrière, disposées parallèlement au plan de la tôle de dessus 10.
La partie inférieure 30 de la lame 20 présente à son extrémité avant un perçage recevant au-dessus une entretoise 22 moulée en matière plastique, permettant l’introduction d’une vis par en dessous qui est fixée dans un perçage de la traverse de la caisse du véhicule.
Une tôle de liaison 24 posée sur la tôle de dessus 10, relie cette tôle du dessus à l’entretoise 22 grâce à deux rivets 26 venant au-dessus, alignés transversalement, traversant successivement la tôle de liaison, la tôle de dessus et l’entretoise. Les rivets 26 assurent un blocage du coulissement de la colonne en dessous d’un pic d’effort, au-dessus de ce pic ils se cisaillent en permettant la déformation des lames 20.
Le côté arrière de l’entretoise 22 présente une forme en « V » ajustée dans une forme complémentaire découpée dans la tôle de dessus 10, de manière à obtenir un calage précis et stable du support 2 par rapport à la traverse du véhicule recevant ces entretoises dans la position normale de conduite.
De chaque côté du support 2, le bord arrière de l’aile 16 de la tôle de dessous 12 se prolonge après un pliage tourné vers l’extérieur, par la face arrière 34 perpendiculaire à cette aile.
La partie supérieure 32 de la lame 20 se termine par une extrémité avant en appui sur la face arrière 34, comportant un ergot dépassant vers l’avant, s’ajustant dans un perçage de cette face arrière afin d’assurer son appui et son positionnement sur cette face. On évite de cette manière une soudure habituellement réalisée pour fixer l’extrémité de la lame déformable 20 sur une face transversale du support.
La tôle de dessus 10 du support 2 comporte de chaque côté une partie avancée 36 venant à plat sur le bord supérieur de la face arrière 34, le dessous de cette avancée formant une face supérieure de guidage.
La partie avancée 36 présente du côté intérieur un pliage parallèle à l’axe longitudinal, vers le bas suivant un angle de 180°, afin d’obtenir une face inférieure de guidage 38 qui est en regard de la face supérieure de guidage parallèle. On obtient sans ajouter de pièce supplémentaire, avec ces deux faces formées sur une tôle du support, un canal de guidage recevant de manière ajustée la lame déformable 20, pour imposer une hauteur constante entre les deux parties 30, 32 de cette lame recourbée.
Dans la position normale de fonctionnement, l’extrémité avant de la partie inférieure 30 de la lame 20 avec son entretoise 22 se trouve juste en arrière de la face arrière 34 du support 2.
Le canal de guidage est réalisé de manière simple et économique de chaque côté par un simple pliage d’une même tôle de dessus 10 existante, disposée sur le dessus du support 2, ce qui évite des liaisons entre deux faces de guidage constituées par deux pièces différentes, qui nécessiteraient à la fois une bonne précision de positionnement l’une par rapport à l’autre, et une résistance élevée.
De plus on évite une soudure de chaque lame 20 sur le support 2 grâce à son ergot d’extrémité tourné vers l’avant, s’ajustant dans un perçage de la face arrière 34 pour assurer son positionnement.
Les figures 3b et 4b présentent le support 2 après un choc sur le volant ayant entraîné l’avancée du fourreau 4 et de ce support.
Pour un choc du conducteur sur le volant générant un pic d’effort axial sur la colonne pas trop élevé, inférieur à un seuil de l’ordre de 4500 à 6000N, les rivets 26 résistent, la colonne n’avance pas.
Pour un pic d’effort supérieur au seuil les rivets 26 se cisaillent, puis les lames se déforment sous un effort constant inférieur à ce seuil, de l’ordre de 2500 à 4000N, avec une absorption d’énergie régulière. De chaque côté la face arrière 34 du support 2 a poussé sur l’extrémité avant de la partie supérieure 32 de la lame 20.
Les deux parties 30, 32 de la lame 20 étant guidées par le canal de guidage, et la partie inférieure 30 étant retenue par la vis fixée sur la traverse du véhicule, la partie supérieure 32 est obligée d’avancer parallèlement à elle-même, avec un déploiement progressif du pliage courbé qui se déplace le long de cette lame.
On obtient en fin d’avancée du fourreau 4 présentée sur ces figures, avec le support 2 venant sur une butée de la traverse du véhicule, une partie supérieure 32 de la lame 20 très courte, ne comportant plus que le pliage courbé à 180°. Les deux lames 20 ont absorbé un maximum d’énergie pendant ce déplacement.
On notera qu’il faut une force minimum appliquée sur le volant pour commencer à déformer les lames 20, un petit choc dessus n’ayant pas d’effet, ce qui évite de changer le support 2 lors de la réparation du véhicule.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Support de colonne de direction de véhicule automobile prévu pour absorber une énergie lors d’un choc vers l’arrière sur cette colonne, ce support (2) comprenant au moins une lame déformable (20) assurant sa fixation sur une traverse de la caisse du véhicule, cette au moins une lame (20) comportant deux parties parallèles (30, 32) reliées par un pliage courbé à 180°, étant ajustée entre deux faces de guidage (36, 38) formant un canal maintenant l’écart entre ces deux parties (30, 32), caractérisé en ce que pour chaque lame (20) il comporte une tôle de guidage (10) pliée à 180°, présentant à l’intérieur du pli deux faces parallèles formant les faces de guidage (36, 38).
  2. 2 - Support de colonne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une unique tôle de guidage (10) assurant la liaison avec la caisse du véhicule, comprenant de chaque côté un pli à 180° pour former deux canaux de guidage de deux lames (20) disposées chacune d’un côté de la colonne de direction.
  3. 3 - Support de colonne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque canal de guidage reçoit une face arrière (34) disposée transversalement, fermant en partie ce canal, sur laquelle l’extrémité de la lame (20) dans ce canal reliée au support (2) prend appui.
  4. 4 - Support de colonne selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face arrière (34) comporte une fente recevant de manière ajustée la lame (20) traversant cette face.
  5. 5 - Support de colonne selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comporte de chaque côté de la colonne de direction une face arrière (34), ces deux faces étant formées dans une même tôle.
  6. 6 - Support de colonne selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que pour chaque lame (20) la tôle de guidage (10) pliée à 180° comporte une avancée (36) venant en arrière de la face arrière (34).
  7. 7 - Support de colonne selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pli à 180° de la tôle de guidage (10) est formé sur l’avancée (36), parallèlement à l’axe de la colonne de direction.
  8. 8 - Support de colonne selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chaque lame (20) son extrémité fixée à la traverse du véhicule, comporte une entretoise (22) présentant une épaisseur supérieure à l’épaisseur totale de la lame (20) avec son pliage.
  9. 9 - Support de colonne selon la revendication 8, caractérisé en ce que le côté arrière de l’entretoise (22) présente une forme en « V » ajustée dans une forme complémentaire découpée dans une tôle du support dans la position normale de conduite.
  10. 10 - Support de colonne selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque lame (20) comporte une liaison avec la traverse du véhicule se rompant au-dessus d’un seuil d’effort sur la colonne de direction.
  11. 11 - Support de colonne selon les revendications 8 ou 9, et 10, caractérisé en ce que la liaison se rompant comporte des rivets (26) traversant successivement une tôle de liaison (24), la tôle de guidage (10) et l’entretoise (22).
  12. 12 - Véhicule automobile comportant une colonne de direction équipée d’un support de colonne (2), caractérisé en ce que ce support de colonne (2) est selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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