FR2611835A1 - Systeme d'assemblage d'un element menant tel que le moyeu d'un volant de vehicule automobile accouple en rotation a un element mene tel qu'une colonne de direction - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN SYSTEME D'ASSEMBLAGE D'UN MOYEU DE VOLANT DE VEHICULE AUTOMOBILE SUR UNE COLONNE DE DIRECTION. LE SYSTEME COMPREND UN MOYEN DE BLOCAGE CONSTITUE PAR UNE VIS 50 ENGAGEE DANS L'EXTREMITE TERMINALE CREUSE DE LA COLONNE 10 POSSEDANT AU MOINS UNE FENTE 10B ENTRAINANT UNE EXPANSION RADIALE DE CETTE EXTREMITE TERMINALE ET UN BLOCAGE AXIAL DU MOYEU 11 RAPPORTE SUR LA COLONNE 10. AVANTAGEUSEMENT CE SYSTEME EST COMBINE A UN DISPOSITIF 2 DE REGLAGE ANGULAIRE DU MOYEU DONT LA BAGUE 20 MONTEE ENTRE LE MOYEU ET LA COLONNE ASSURE L'IMMOBILISATION AXIALE DU MOYEU 11. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.

Description

système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à
un élément mené tel qu'une colonne de direction"
La présente invention concerne généralement un système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction.

Dans certains systèmes d'assemblage connus, il est possible de modifier le positionnement axial d'un volant de véhicule automobile sur la colonne de direction. Une fois le positionnement effectué, un dispositif de blocage immobilise le volant sur la colonne. Ces sytèmes, tels que ceux décrits dans les brevets FR 2 395 425 et 2 413 248, comprennent un organe d'accouplement, tel un manchon solidaire de la colonne, et des moyens de blocage d'un arbre solidaire du volant monté coulissant dans ce manchon. Ces moyens de blocage sont sollicités en permanence en position de blocage par des moyens de rappel élastiques.

D'autres systèmes d'assemblage connus, permettent un réglage de la position angulaire d'un moyeu de volant sur la colonne de direction, comme celui décrit dans la demande de brevet FR 84 OO 170 du Demandeur. Dans ce système, le moyeu présente vers une extrémité une surface intérieure tronconique apte à coopérer avec une surface extérieure tronconique complémentaire ménagé sur la colonne. Une fois le réglage angulaire effectué, liimmobilisation axiale du moyeu est obtenue par un écrou monté à l'extrémité terminale filetée de la colonne. Le serrage de cet écrou en appui contre le moyeu entraîne l'immobilisation axiale du moyeu par un blocage au niveau des surfaces tronconiques.

On connait enfin des systèmes d'assemblage permettant de modifier le positionnement axial et de régler le positionnement angulaire du moyeu de volant, comme celui décrit dans le brevet FR 2 527 156. Ce système d'assemblage comprend un cône de serrage fendu monté autour de la colonne, le moyeu pourvu d'un alésage conique de forme complémentaire venant s'emboîter sur ce cône. Les moyens de blocage sont constitués par deux vis montées entre une bride de liaison rapportée sur la colonne et le moyeu. Ces vis assurent à la fois l'immobilisation axiale et angulaire du moyeu sur la colonne. Ce dernier système présente l'inconvénient que le positionnement axial et le positionnement angulaire sont liés l'un à l'autre, si bien que toute modification apportée à l'un, entraine nécessairement une redéfinition de l'autre.

La présente invention a pour objet un système perfectionné d'assemblage du genre considéré offrant une totale souplesse dans les conditions de réglage de la position axiale d'un volant sur une colonne de direction.

Un autre objet d'invention est d'offrir la possibilité d'une combinaison particulièrement avantageuse du réglage axial avec un réglage de la position angulaire.

L'invention vise également l'obtention de ces résultats dans des conditions optimales de sécurité.

L'invention propose à cet effet un système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction, ledit moyeu portant des cannelures internes emboîtées sur des cannelures externes de la partie terminale de la colonne, et comprenant un moyen de blocage axial du moyeu sur la colonne, caractérisé en ce que la partie terminale de la colonne est creuse et possède au moins une fente s'étendant parallèlement aux dites cannelures, ledit moyen de blocage étant constitué par une vis dont le corps présente au moins une partie de forme tronconique formant cône de serrage qui, par emboîtement dans une forme tronconique complémentaire usinée dans la paroi interne de la colonne, entraîne une expansion radiale de ladite partie terminale de la colonne et un blocage entre lesdites cannelures.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la vis de blocage se termine par une partie cylindrique filetée qui s'engrène dans un taraudage usiné dans une partie cylindrique de la paroi interne de la colonne, la partie filetée de la vis étant de préférence située vers l'extrémité de la vis engagée dans la colonne creuse.

Suivant un autre aspect de l'invention, un tel système d'assemblage peut être avantageusement combiné avec un dispositif de réglage de la position angulaire du moyeu, notamment du type de celui décrit dans la demande de brevet précitée du Demandeur.

Ainsi, selon une autre caractéristique de l'invention, le système d'assemblage est combiné à un dispositif de réglage angulaire comprenant entre le moyeu et la colonne une pièce annulaire d'entraînement en rotation sous l'effet d'un déplacement axial par un moyen de commande, ladite pièce annulaire présentant une fente pour permettre son expansion radiale suite à l'expansion de la colonne et assurer son blocage entre la colonne et le moyeu. Les cannelures internes du moyeu sont alors limitées à des cannelures prévues à la périphérie interne de ladite pièce annulaire.

Il résulte de cette combinaison que ladite pièce annulaire assure trois fonctions principales : la première fonction est de permettre par ses cannelures internes le montage du moyeu sur la colonne et son déplacement le long des cannelures de la colonne pour définir son positionnement axial ; la deuxième fonction est d'assurer le réglage angulaire du moyeu ; et la troisième fonction est de coopérer avec la colonne pour assurer le blocage axial du moyeu, ces trois fonctions étant réalisées en conservant l'indépendance entre le positionnement axial et le réglage angulaire.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le réglage de la position angulaire du moyeu est réalisé après un pré-serrage de la vis de blocage qui supprime le jeu présent entre les cannelures de la bague et de la colonne, et permet d'améliorer ainsi la précision du réglage angulaire.

Selon un avantage important de l'invention, l'indépendance du positionnement axial et du réglage angulaire permet notamment de supprimer l'inconvénient du système décrit dans le brevet antérieur FR 2 527 156.

D'autres caractéristiques, avantages et détails ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention illustrant un système d'assemblage d'un moyeu de volant de véhicule automobile sur une colonne de direction combiné à un dispositif de réglage angulaire du moyeu sur la colonne
- la figure 2 est une vue en bout de la bague du dispositif de réglage angulaire.

En se reportant à la figure 1, la partie terminale de la colonne de direction 10 d'un véhicule automobile comprend d'une manière usuelle une série de cannelures rectilignes IOTA, par exemple au nombre de 40, régulièrement réparties à sa périphérie.

La partie terminale de la colonne de direction 10 est creuse et présente au moins une fente, et de préférence deux fentes 10B diamétralement opposées, s'étendant parallèlement aux cannelures 10A pour la rendre élastiquement déformable.

La référence 11 désigne un moyeu de volant raccordé par exemple au cercle d'un volant (non représenté) par deux branches diamètrales 12,13 partiellement représentées.

Ce moyeu 11 présente vers une extrémité un premier alésage 15 de forme cylindrique, prolongé par un deuxième alésage 16, de plus grand diamètre, qui s'étend jusqu'à l'autre extrémité du moyeu 11.

Dans ce mode préférentiel de réalisation de l'invention, cet alésage 16 est destiné à recevoir un dispositif 2 de réglage angulaire du moyeu 11 du type de celui décrit dans la demande de brevet français précitée et avantageusement celui décrit dans la demande de brevet
JP 85 118/85 du Demandeur.

Ce dispositif 2 comprend une bague 20 dont la périphérie interne est pourvue d'une série de cannelures rectilignes 20A, aptes à s'emboîter sur les cannelures 10A de la colonne 10. Cette bague 20 est fendue en 20B pour la rendre élastiquement déformable. En référence à la figure 2, il est à noter l'absence de cannelures intérieures 20A au voisinage et de part et d'autre de la fente 20B de la bague 20, ainsi que dans la partie diamétralement opposée à la fente 20B.

La périphérie externe de la bague 20 présente une section polygonale, de préférence hexagonale avec les six pans qui suivent un tracé hélicoïdal.

L'alésage 16 du moyeu Il présente une configuration complémentaire à celle de la périphérie externe de la bague 20, à savoir une section hexagonale dont les six pans 21 suivent également un tracé hélicoïdal, chaque pan 21 présentant en plus un taraudage 40A dans sa partie centrale.

La bague 20 est associée à un élément de commande annulaire 25 attelé axialement par sa périphérie interne à la bague 20 et mobile en rotation par rapport à celle-ci.

Cet attelage comprend un talon annulaire 22 qui prolonge axialement la bague 20. Ce talon 22 présente un épaulement périphérique 23 qui vient par encliquetage contre un épaulement 26 de forme complémentaire prévu dans l'élément de commande 25. La périphérie interne de cet élément de commande 25 est pourvue de cannelures 25A et sa périphérie externe est pourvue d'un filetage apte à s'engrèner dans les taraudages 40A des pans 21 de l'alésage 16 du moyeu 11.

Dans cet exemple, le moyen de blocage de la position axiale du moyeu 11 sur la colonne 10 est constitué par une vis 50 présentant un profil déterminé et qui, une fois engagée dans l'extrémité creuse de là colonne 10, coopére avec la paroi interne de la colonne usinée suivant un profil complémentaire à celui de la vis 50.

Plus précisément, la vis 50 se décompose en trois parties : une tête de vis 51 en saillie à l'extrémité terminale de la colonne 10, une partie 52 du corps de vis présentant une forme tronconique prolongée par une partie terminale 53 de forme cylindrique pourvue d'un filetage 54 à sa périphérie.

D'une façon complémentaire, la paroi interne de l'extrémité terminale creuse de la colonne 10 est usinée de manière à présenter, à partir de l'extrémité de la colonne, un alésage 55 de forme conique prolongé par un alésage 56 de forme cylindrique. L'alésage conique 55 s'étend sur une longueur sensiblement égale à celle de la partie 52 de la vis 50.

Avantageusement, il est prévu un usinage d'alésages cylindriques 58 par exemple régulièrement espacés le long de l'alésage conique 56 dans sa partie de plus grand diamètre.

Ces alésages 58 ont pour but de limiter la surface de contact entre les portées coniques définies par l'alésage 56 et celles définies par la partie 52 de la vis 50, afin d'éviter tout coincement lors du blocage de la vis 50 dans la colonne 10.

En pratique, l'usinage de la paroi interne de la colonne consiste dans un premier temps à usiner les alésages cylindriques 58 au moyen d'un foret étagé, et dans un deuxième temps à usiner l'alésage 55 de forme conique.

Enfin, l'alésage cylindrique 56 qui prolonge l'alésage conique 55 est taraudé pour coopérer avec le filetage 54 de la vis 50, le taraudage résultant débordant en partie, si besoin est, sur l'alésage conique 55 pour le passage de la vis 50.

L'assemblage du moyeu 11 sur la colonne 10 s'effectue de la manière décrite ci-dessous.

Dans un premier temps, la bague 20 associée à son élément de commande 25 est présentée en regard de l'alésage 16 avec sa fente 20B située préférentiellement suivant un axe vertical et introduite librement dans l'alésage 16 du moyeu 11, jusqu'à ce que le filetage à la périphérie externe de l'élément de commande 25 vienne s'engréner dans les taraudages 40A des pans 21 de l'alésage 16. Ensuite, par rotation de l'élément de commande 25 au moyen d'une clé appropriée, la bague 20 est, par exemple, engagée jusqu'au fond de l'alésage 16.

Dans un second temps, l'ensemble moyeu 11 et bague 20 attelée à son élément de commande 25, est engagée par l'alésage 15 sur la partie terminale de la colonne 10, de manière à ce que la fente 20B de la bague soit sensiblement en regard d'une fente lOB de la colonne;
Le moyeu 11 est avancé sur la colonne 10 jusqu'à atteindre une position qui le sépare du tableau de bord du véhicule d'une distance prédéterminée. Cette position peut être par exemple définie au moyen d'une cale amovible (non représentée) placée entre le tableau de bord et la surface d'extrémité adjacente du moyeu 11.

Une fois le positionnement axial du moyeu 11 obtenu, il est préférable de ne pas procéder immédiatement au réglage de sa position angulaire.

Aussi, dans un troisième temps, la vis de blocage 50 est introduite librement à l'intérieur de la colonne 10, jusqu'a ce que son extrémité filetée 53 vienne s'engréner dans le taraudage de l'alésage cylindrique 56 de la colonne 10. Ensuite, on réalise un pré-serrage de la vis 50 jusqu 'à ce que sa partie conique 52 formant cône de serrage vienne en appui sur les alésages coniques 55 de la colonne 10. L'avance de vis 50 avec la coopération entre les portées coniques de la vis 50 et de la colonne 10, entraîne une expansion radiale de la colonne 10 rendue élastiquement déformable par la présence des fentes 10B. Cette expansion radiale provoque un resserrement entre les cannelures 20A de la bague et les cannelures 10A de la colonne 10.

Ce pré-serrage a pour but de supprimer le jeu inévitablement présent entre les cannelures 10A, 20A, sans pour autant bloquer la bague 20 qui doit rester mobile en translation pour permettre le réglage angulaire du moyeu 11.

Dans un quatrième temps, il est procédé au réglage angulaire du moyeu 11. La rotation de l'élément de commande 25 au moyen d'une clé appropriée emboîtée dans les cannelures 25A prévues à la périphérie interne de l'élément 25, entraîne la bague 20, fixe en rotation, suivant un mouvement de translation qui imprime un mouvement de rotation du moyeu 11 jusqu'à atteindre par exemple la position représentée à la figure 1.

Dans un cinquième et dernier temps, il est procédé à l'immobilisation axiale définitive du moyeu 11 sur la colonne 10 par un complément de vissage de la vis 50 entrainant une nouvelle expansion de la colonne 10. Cette expansion de la partie terminale de la colonne 10 entraîne, d'une part, un emboîtement de plus en plus serré entre les cannelures 20A de la bague 20 et les cannelures 10A de la colonne 10, et, d'autre part, une expansion radiale de la bague 20 qui vient en contact serré par sa surface périphérique externe avec la paroi interne de l'alésage 16 du moyeu 11. La bague 20 ainsi bloquée entre la colonne 10 et le moyeu Il assure l'immobilisation axiale de ce dernier sur la colonne 10.

Cette immobilisation est d'autant plus efficace que la fente 20B de la bague 20 se trouve sensiblement en regard d'une fente lOB de la colonne 10 et que la bague 20 est dépourvue de cannelures au voisinage de la fente 20B, afin d'obtenir une expansion quasi-totale de la bague 20 augmentant d'autant sa surface de contact avec le moyeu 11.

Le diamètre de l'alésage 15 du moyeu 11 est déterminé de manière à ce que, dans la position de blocage du système, la paroi de l'alésage 15 soit sensiblement au contact des cannelures 10A de la colonne 10 pour éviter toute possibilité de déformation par torsion du système ainsi assemblé.

L'extrémité interne de la vis 50 peut se terminer avantageusement par une partie cylindrique 59 formant pilote sensiblement au diamètre interne du filetage de la vis 50 pour faciliter au départ son engrènement dans le taraudage associé de la colonne 10.

Il ressort de ce qui précède que la bague 20 du dispositif 2 de réglage angulaire du moyeu 11 assure trois fonctions principales tout en maintenant l'indépendance entre le positionnement axial et le réglage angulaire. La première fonction est réalisée par les cannelures 20A de la bague 20 qui permettent le montage du moyeu Il sur la colonne 10 et son déplacement axial jusqu'à atteindre la position souhaitée. La deuxième fonction est de permettre la rotation du moyeu Il par son déplacement en translation à l'intérieur du moyeu. Enfin la troisième fonction est d'assurer sous la commande de la vis de blocage 50 l'immobilisation axiale du moyeu.

En cas de serrage incomplet de la vis 50, il est impossible au volant 11 de se dégager de la colonne 10, puisque dans ce mouvement le moyeu 11 va déplacer la bague 20 qui va venir en butée contre la tête de vis 51 dont le diamètre est supérieur au diamètre extérieur de la bague.

Ainsi, la bague 20 associée à la vis 50 assure une fonction supplémentaire de sécurité.

il est à noter que l'immobilisation axiale du moyeu 11 par l'intermédiaire de la bague 20 entraîne également un blocage du dispositif 2 de réglage angulaire.

Dans l'exemple décrit, la partie filetée 53 de la vis de blocage 50 est située à son extrémité interne engagée dans la colonne 10 et dans le prolongement de la partie conique 52 de la vis. Inversement, la partie conique 52 de la vis 50 peut être située vers l'extrémité interne de la vis et dans le prolongement de la partie filetée 53.

Suivant un mode de réalisation simplifié ne comprenant pas un dispositif de réglage angulaire du moyeu, l'immobilisation axiale du moyeu sur la colonne, en l'absence de bague 20, est obtenu par l'intermédiaire des cannelures 10A de la colonne 10 et de cannelures (20A) usinées directement dans l'alésage 15 du moyeu qui ne fait qu'un avec l'alésage 16.

Le système conforme à l'invention peut bien évidemment être utilisé comme simple moyen d'assemblage à positionnement fixe sans possibilité de réglage axial.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, notamment en ce qui concerne sa combinaison avec un dispositif de réglage angulaire du moyeu qui peut être d'un autre type sans que l'élément équivalent à la bague assure nécessairement les trois fonctions principales précitées.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1) Système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction, ledit moyeu portant des cannelures internes emboîtées sur des cannelures externes de la partie terminale de la colonne, et comprenant un moyen de blocage axial du moyeu sur la colonne, caractérisé en ce que la partie terminale de la colonne (10) est creuse 1et possède au moins une fente (10B) s'étendant parallèlement auxdites cannelures (10A), ledit moyen de blocage étant constitué par une vis (50) dont le corps présente au moins une partie (52) de forme tronconique formant cône de serrage qui, par emboîtement dans une forme tronconique complémentaire (55) usinée dans la paroi interne de la colonne (10), entraine une expansion radiale de ladite partie terminale de la colonne (10) et un blocage entre lesdites cannelures (10A,20A).

2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite vis (50) comprend une partie cylindrique filetée (53) qui coopère avec un taraudage complémentaire usiné dans une partie cylindrique (56) de la paroi interne de la colonne (10).

3) Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie filetée (53) de la vis (50) est située vers l'extrémité interne de la vis introduite dans la colonne creuse (10).

4) Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la partie tronconique (55) de la colonne (10) est discontinue.

5) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est combiné à un dispositif (2) de réglage angulaire dudit moyeu (11) comprenant entre la colonne (10) et le moyeu (11) une bague (20) d'entraînement en rotation du moyeu (11) sous l'effet d'un déplacement axial par un moyen de commande (25), ladite bague (20) étant fendue en (20B) pour provoquer son expansion radiale suite à l'expansion de la colonne (10) et assurer son blocage entre la colonne (10) et le moyeu (11), les cannelures (2O?) du moyeu (11) étant portées par la bague (20).

6) Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite bague (20) assure trois fonctions : une première ponction permettant le montage et le déplacement axial du moyeu (11) sur la colonne (10), une deuxième fonction permettant le réglage angulaire du moyeu (11) et une troisième fonction permettant l'immobilisation axiale du moyeu (11) sQus l'action de la vis de blocage (50).

7) Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite bague (20) est dépourvue de cannelures (20A) au voisinage et de part et d'autre de sa fente (20B).

8) Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ladite bague (20) a une surface externe de forme polygonale dont les pans suivent un tracé hélicoïdal.

9) Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'alésage (16) a une surface interne polygonale dont les pans (21) suivent un tracé hélicoïdal.

10) Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que après blocage par la vis (50), l'alésage (15) du moyeu (11) vient sensiblement en contact avec les cannelures (îOA) de la colonne.

11) Système selon l'une des revendicatioq;-5 à 10, caractérisé en ce que ladite bague (20) vient en butée contre la tête de vis (-50) pour empecher un désassemblage entre moyeu et colonne en cas de mauvais serrage de la vis (50).

12) Système d'assemblage d'un élément menant tel que le moyeu d'un volant de véhicule automobile accouplé en rotation à un élément mené tel qu'une colonne de direction, ledit moyeu portant des cannelures internes emboitées sur des cannelures externes de la partie terminale de la colonne, et comprenant un moyen de blocage axial du moyeu sur la colonne, caractérisé en ce que la partie terminale de la colonne (10) est creuse et en ce que ledit moyen de blocage est constitué par un élément de blocage (50) qui présente au moins une partie (52) de forme tronconique formant cône de serrage qui, par emboitement dans une forme tronconique complémentaire (55) usinée dans la paroi interne de la colonne (10), entraine une expansion radiale de ladite partie terminale de la colonne (10) et un blocage entre lesdites cannelures (10A, 20A).