FR3106115A1 - Dispositif de sécurité de volant de véhicule - Google Patents
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Abstract
Dispositif de sécurité automobile, agencé pour faire partie d'un volant de véhicule, le volant de véhicule comprenant un moyeu (20) et une structure de volant comprenant au moins une branche (30) et une interface de préhension telle qu'une jante (10), le dispositif de sécurité comprenant une fixation du côté du moyeu (20) et une fixation du côté de la structure de volant, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité comprend au moins un élément déformable (40) agencé entre la fixation du côté du moyeu (20) et la fixation du côté de la structure de volant, et agencé pour se déformer plastiquement au cours d'un choc véhicule pour permettre un déplacement de la structure du volant vers le moyeu (20).
Figure pour l'abrégé : Fig. 2
Description
La présente invention concerne de manière générale un dispositif de sécurité destiné à être intégré ou monté dans un volant de véhicule automobile.
État de la technique
Il est connu dans l’art antérieur des dispositifs de sécurité intégrés dans un volant de véhicule, tel que celui divulgué dans le document US5826901. En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient de se limiter à amortir un choc ou un effort directement exercé sur des pièces internes du volant qui supportent un module de sécurité. Ce document n'apporte aucune solution pour limiter les charges ou forces appliquées sur l’occupant par la présence du volant lui-même.
Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif de sécurité automobile, agencé pour faire partie d'un volant de véhicule, qui limite les risques de blessures pouvant être infligées par le volant lui-même au cours d'un choc véhicule.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de sécurité automobile, agencé pour faire partie d'un volant de véhicule, le volant de véhicule comprenant un moyeu et une structure de volant comprenant au moins une branche et une interface de préhension telle qu'une jante,
le dispositif de sécurité comprenant une fixation du côté du moyeu et une fixation du côté de la structure de volant,
caractérisé en ce que le dispositif de sécurité comprend au moins un élément déformable agencé entre la fixation du côté du moyeu et la fixation du côté de la structure de volant, et agencé pour se déformer plastiquement au cours d'un choc véhicule pour permettre un déplacement de la structure du volant vers le moyeu. L'élément déformable est agencé entre le moyeu et le reste de la structure du volant (typiquement la jante et les branches) pour procurer une possibilité de déformation du volant lui-même, entre le moyeu et la structure de volant. Ainsi, un occupant projeté vers le volant au cours d'un choc véhicule subira un effort ou un choc directement ou indirectement de la part de la structure du volant (désormais mobile par rapport au moyeu) de moindre importance. Dans le détail, l'élément déformable se déformera plastiquement, c’est-à-dire de manière irréversible, ce qui limite les forces ou charges appliquées à l'occupant.
le dispositif de sécurité comprenant une fixation du côté du moyeu et une fixation du côté de la structure de volant,
caractérisé en ce que le dispositif de sécurité comprend au moins un élément déformable agencé entre la fixation du côté du moyeu et la fixation du côté de la structure de volant, et agencé pour se déformer plastiquement au cours d'un choc véhicule pour permettre un déplacement de la structure du volant vers le moyeu. L'élément déformable est agencé entre le moyeu et le reste de la structure du volant (typiquement la jante et les branches) pour procurer une possibilité de déformation du volant lui-même, entre le moyeu et la structure de volant. Ainsi, un occupant projeté vers le volant au cours d'un choc véhicule subira un effort ou un choc directement ou indirectement de la part de la structure du volant (désormais mobile par rapport au moyeu) de moindre importance. Dans le détail, l'élément déformable se déformera plastiquement, c’est-à-dire de manière irréversible, ce qui limite les forces ou charges appliquées à l'occupant.
Il est à noter que l'élément déformable est distinct de la structure usuelle du volant, c’est-à-dire que l'élément déformable est distinct des branches du volant. En particulier, on peut prévoir une course nominale de déformation plastique de l'élément déformable provoquée par un effort appliqué à la structure de volant, et tant que cette course de déformation plastique n'est pas effectuée, la ou les branches, ainsi que l'interface de préhension (la jante) ne se déforment pas plastiquement. En d'autres termes, le dispositif de sécurité est agencé pour être entre une première portion de structure du volant (le moyeu) et une deuxième portion de structure du volant (l'interface de préhension et la ou es branches), de sorte à permettre un déplacement relatif entre les deux grâce à une déformation plastique de l'élément déformable en cas de choc véhicule.
Cet agencement est avantageux dans le cas où le véhicule est exempt de colonne de direction (cas d'une direction électrique), car aucune action de déplacement n'est possible via la colonne de direction. C'est alors le volant selon la mise en œuvre ci-dessus qui peut procurer une possibilité de déplacement d'une partie de la structure du volant par rapport à une autre partie.
Il est à noter que le dispositif de sécurité peut comprendre une pluralité d'éléments déformables. Dans le reste de la divulgation, l'expression "l'élément déformable" signifie "ledit au moins un élément déformable" et peut donc signifier "plusieurs éléments déformables".
Selon un mode de réalisation, le dispositif de sécurité automobile peut comprendre au moins une partie d'interface pouvant être agencée pour être solidaire de la fixation du côté du moyeu et qui peut être agencée pour recevoir une pièce embarquée sur le volant telle qu'un module de sécurité gonflable, de sorte que lors de la déformation plastique de l'élément déformable, la structure du volant peut présenter un mouvement relatif vers le moyeu par rapport à la pièce embarquée. En d'autres termes, l'interface de fixation d'un klaxon ou surtout d'un module de sécurité n'est pas solidaire de la structure de volant qui peut se déplacer par rapport au moyeu lors d'un choc. Cette mise en œuvre permet de procurer un mouvement de la jante et des branches par rapport au moyeu, mais le module de sécurité reste à sa place. Le déploiement en est même facilité, puisque la jante se déplace vers l'avant du véhicule en raison de la déformation plastique de l'élément déformable, libérant un espace ou un passage pour un coussin gonflable. Ainsi, le chargement subi par l’occupant de la part du coussin gonflable peut être ajusté puisque le déplacement de la jante et des branches engendre un support différent pour le coussin gonflable, et variable selon le temps et/ou les efforts.
En particulier, la partie d'interface est agencée pour être solidaire de la fixation du côté du moyeu. En d'autres termes, une fois le volant assemblé, la partie d'interface est fixe par rapport à la fixation côté moyeu, c’est-à-dire que la partie d'interface peut être fixée sur la fixation du dispositif de sécurité, elle-même montée sur le moyeu du volant, ou la partie d'interface peut être directement fixée sur le moyeu du volant, tout comme la fixation du dispositif de sécurité, mais de manière indépendante.
Selon un mode de réalisation, la partie d'interface peut être agencée pour être intégrée ou montée sur le moyeu de manière indépendante par rapport à l'élément déformable. La partie d'interface être intégrée dans le moyeu du volant, c’est-à-dire en faire partie, comme des trous de fixation par exemple, pour que la pièce embarquée se monte directement sur le moyeu du volant. Alternativement, la partie d'interface peut être montée sur le moyeu du volant, c’est-à-dire qu'il s'agit d'une pièce rapportée (un platine par exemple) qui est fixée sur le moyeu et qui recevra la pièce embarquée.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de sécurité automobile peut comprendre une pièce de base agencée pour être montée directement sur une pièce tournante d'un boîtier de direction du véhicule, telle qu'une colonne de direction.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de sécurité automobile peut comprendre une unité d'activation pyrotechnique agencée pour causer la déformation plastique de l'élément déformable. La déformation plastique peut être pilotée dès la détection du choc pour déplacer la structure de volant avant tout risque de contact ou de choc entre l'occupant et le volant ou le coussin gonflable. La déformation plastique peut être pilotée indépendamment d'une mise à feu d'un module de sécurité du volant. Alternativement, la déformation plastique peut être pilotée après le gonflage du coussin gonflable, pendant une phase de retenue de l’occupant.
Selon un mode de réalisation, l'élément déformable peut comprendre une languette repliée en U, une extrémité du U pouvant être solidaire de la fixation du côté du moyeu, et une autre extrémité du U pouvant être solidaire de la fixation du côté de la structure du volant. Une telle mise en œuvre est aisée à fabriquer. Cependant, on peut prévoir un élément déformable comprenant une pluralité de zones de faiblesses, de plis, ou de sections faibles, qui vont préférentiellement se déformer plastiquement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de sécurité automobile peut comprendre au moins deux éléments déformables, agencé de part et d'autre d'un axe de rotation du volant de véhicule.
Un deuxième aspect de la divulgation est relatif à un volant de véhicule comprenant :
- un moyeu,
- une structure de volant comprenant au moins une branche et une interface de préhension telle qu'une jante,
- un dispositif de sécurité automobile selon le premier aspect de la divulgation, agencé entre le moyeu et la structure de volant.
- un moyeu,
- une structure de volant comprenant au moins une branche et une interface de préhension telle qu'une jante,
- un dispositif de sécurité automobile selon le premier aspect de la divulgation, agencé entre le moyeu et la structure de volant.
Selon un mode de réalisation, le volant de véhicule peut comprendre une pièce embarquée telle qu'un module de sécurité gonflable, fixée sur la partie d'interface.
Selon un mode de réalisation, le module de sécurité gonflable comprend un boitier et un sac, le boitier étant agencé déformable de sorte que, lors du fonctionnement du module de sécurité gonflable, le sac occupe une partie du volume occupé par le boitier avant sa déformation et/ou laissé libre après la déformation du boîtier. Pour se faire, le boitier peut être réalisé en un matériau souple ou peut présenter une ou plusieurs zones de faiblesse agencées pour permettre une ouverture de parois du boitier. Ce mode de réalisation permet de proposer une forme de sac optimisée. En effet, comme la structure du volant se déplace suite à l’activation du dispositif de sécurité automobile, le volume initial occupé par la structure du volant avant activation peut être utilisé pour le déploiement du sac et la retenue optimisée.
Selon un mode de réalisation alternatif, le volant de véhicule peut comprendre :
- un moyeu,
- une structure de volant comprenant au moins une branche et une interface de préhension telle qu'une jante,
- un dispositif de sécurité automobile selon le premier aspect de la divulgation, agencé entre le moyeu et la structure de volant,
- une pièce embarquée telle qu'un module de sécurité gonflable, fixée sur le moyeu.
- un moyeu,
- une structure de volant comprenant au moins une branche et une interface de préhension telle qu'une jante,
- un dispositif de sécurité automobile selon le premier aspect de la divulgation, agencé entre le moyeu et la structure de volant,
- une pièce embarquée telle qu'un module de sécurité gonflable, fixée sur le moyeu.
Selon la mise en œuvre ci-dessus, la pièce embarquée est fixée sur le moyeu de manière distincte et indépendante du dispositif de sécurité. En conséquence, la structure de volant de déplace en cas de choc véhicule de la même manière par rapport au moyeu et à la pièce embarquée.
Selon un mode de réalisation, la pièce embarquée peut être un module de sécurité gonflable, et le module de sécurité gonflable peut comprendre un élément d'appui, agencé pour prendre appui sur une surface de référence du volant pour déformer l'élément déformable lors du fonctionnement du module de sécurité gonflable.
Selon un mode de réalisation, l'élément d'appui peut être une portion d'un coussin gonflable du module de sécurité gonflable.
Selon un mode de réalisation, la structure de volant peut comprendre au moins une armature fixée sur l'élément déformable.
Selon un mode de réalisation, l'armature peut comprendre au moins une jante.
Selon un mode de réalisation, l'armature peut comprendre au moins une branche.
Selon un mode de réalisation, l'élément déformable peut présenter une résistance à la déformation plastique inférieure à une résistance à la déformation plastique de ladite au moins une branche.
En particulier, si un effort prédéterminé est nécessaire pour déformer plastiquement la jante / et ou les branches du volant, alors l'élément déformable est agencé pour se déformer plastiquement à un effort 15% plus faible que l'effort prédéterminé, préférentiellement 25% plus faible que l'effort prédéterminé, et plus préférentiellement 35% plus faible que l'effort prédéterminé.
Un troisième aspect de la divulgation se rapporte à un véhicule automobile comprenant un volant de véhicule selon le deuxième aspect.
Description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente divulgation apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de la divulgation donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
Description détaillée de mode(s) de réalisation
La figure 1 représente un volant de véhicule comprenant un moyeu 20, une jante 10 et des branches 30 reliant le moyeu 20 à la jante 10. D'une manière conventionnelle, le moyeu 20 permet de fixer le volant de véhicule sur une pièce tournante d'un boîtier de direction, typiquement une colonne de direction ou un joint tournant d'une direction électrique. La jante 10 de forme circulaire forme une interface de préhension pour un conducteur du véhicule. On peut envisager d'autres formes (par exemple des poignées distinctes ou une forme aplatie, comme pour une voiture de course).
La figure 2 représente une coupe selon le plan II-II de la figure 1, afin de montrer l'architecture du volant, et en particulier un dispositif de sécurité comprenant des éléments déformables 40 agencés entre le moyeu 20 et les branches 30 et donc la jante 10.
Les éléments déformables 40 sont ici des plaques en U, dont une première extrémité est fixée au moyeu 20, et une deuxième extrémité est fixée du côté de la structure de volant formée par les branches 30 et la jante 10.
En particulier, il est prévu un anneau qui relie les branches 30 entre elles pour former un moyeu secondaire 35. Les éléments déformables 40 sont donc fixés entre le moyeu 20 et le moyeu secondaire 35. En résumé, le dispositif de sécurité comprend les éléments déformable 40 fixés entre le moyeu 20 et le moyeu secondaire 35. On peut prévoir de fabriquer le dispositif de sécurité qui comprend le moyeu 20 et les éléments déformables 40 pour livrer ce sous ensemble prêt à monter sur la structure du volant comprenant les branches 30, le moyeu secondaire 35 et la jante 10.
La figure 3 représente le volant de la figure 2, après un choc véhicule, au cours du quel les éléments déformables 40 ont permis à la structure de volant (moyeu secondaire 35, branches 30 et jante 10) de se déplacer par rapport au moyeu 20. En effet, sous l'effet d'un effort appliqué sur la jante 10 comme représenté, les éléments déformables 40 se sont déformés plastiquement, on peut noter que la zone courbe du U s'est déplacée le long de chaque élément déformable 40, ce qui a permis de dissiper de l'énergie et surtout limité l'effort de résistance du volant à l'encontre de l'effort appliqué sur la jante 10 dans le cas où le dispositif de sécurité a été déclenché pendant la phase de retenue de l’occupant.
On peut constater que la structure de volant (jante 10, branches 30 et moyeu secondaire 35) s'est notablement déplacée vers le moyeu 20 (on peut envisager de prévoir les éléments déformables 40 assez long pour procurer une course de 20 mm au moins, de préférence 30 mm au moins, et encore plus préférentiellement 40 mm au moins), ce qui limite les risques de blessure qui pourraient être infligées à un conducteur.
L'effort qui provoque la déformation plastique peut être exercé par l'occupant (un de ses membres, en particulier un de ses bras ou avant-bras), par un dispositif pyrotechnique logé dans le volant pour tirer la structure de volant vers le moyeu 20, ou même par un élément d'un module de sécurité, comme décrit ci-dessous.
En effet, les figures 4 et 5 décrivent le volant déjà décrit ci-dessus, mais il est désormais équipé d'un module de sécurité, avec un coussin gonflable, autrement appelé airbag.
La figure 4 représente le volant en phase d'utilisation normale : une platine 42 formant une partie d'interface est montée sur le moyeu 20 et supporte le module de sécurité composé notamment d'un cache 50, d'un générateur de gaz 51 et d'un sac 52, ce dernier n'étant visible que sur la figure 5.
Dans la configuration de la figure 4, le dispositif de sécurité comprend toujours les éléments déformables 40 montés entre le moyeu 20 et le moyeu secondaire 35, dans un état initial, non déformés. Le module de sécurité est en place selon une configuration de vie normale, non déployé.
La figure 5 montre le volant de la figure 4 juste après ou même pendant un choc véhicule. En effet, comme sur la figure 3, la structure de volant (jante 10, branches 30 et moyeu secondaire 35) a été poussée vers l'avant du véhicule, grâce à la déformation plastique et irréversible des éléments déformables 40.
Aussi, on remarque que le module de sécurité a été activé, provoquant le fonctionnement du générateur de gaz 51 et le déploiement du sac 52 et la rupture ou escamotage du cache 50. Dans le cas relatif aux figures 2 et 3, on a mentionné que l'effort ayant provoqué la déformation des éléments déformables 40 est exercé par le conducteur ou un dispositif pyrotechnique. Dans le cas relatif à la figure 5, c'est toujours vrai, mais on peut en plus prévoir une option dans laquelle l'effort est exercé sur la jante 10 par le sac 52 en cours de déploiement, ce qui permet de pousser la jante 10 vers l'avant du véhicule en même temps que le sac 52 se déploie, c’est-à-dire en principe avant que le corps de l'occupant n'arrive au niveau du volant.
On notera que la platine 42 n'a pas bougé par rapport au moyeu 20, ce qui garantit que la position relative entre le module de sécurité et une colonne de direction ou un boîtier de direction est la même avant, pendant et après le choc véhicule : la cinématique de déploiement est donc inchangée, pour garantir un couplage entre le sac 52 et l'occupant lors du choc véhicule.
La figure 6 montre une alternative de réalisation du mode de réalisation de la figure 4. Seules les différences notables seront décrites, le reste des explications relatives aux figures 4 et 5 restant valable.
Dans le mode de réalisation de la figure 6, le module de sécurité attaché sur le moyeu 20 comprend un boîtier souple 50B, un couvercle 50A, formant un volume fermé initial dans lequel se trouve le générateur de gaz 51 et le sac 52, plié. Le moyeu secondaire 35A de la structure de volant présente une hauteur supérieure à celle du moyeu secondaire de la figure 4, si bien que le boitier souple 50B peut être solidarisé au moyeu secondaire 35A, au niveau de sa jonction avec le couvercle 50A (par soudure, clipsage, emboitement élastique…).
En conséquence, lors d'une décélération brutale provoquant un fonctionnement du module de sécurité, et un déplacement de la jante 10 vers l'avant du véhicule comme représenté en figure 7, le moyeu secondaire 35B "tire" le boitier souple 50B également vers l'avant du véhicule, ce qui libère de la place ou de l'espace pour le déploiement du sac 52. Cela peut permettre par exemple une cinématique de déploiement du sac 52 selon une direction radiale, un pliage du sac 52 spécifique… En tout état de cause, on constate que le sac 52 peut occuper un espace initialement occupé par le boitier souple 50B.
Pour permettre le fonctionnement décrit, et en particulier la déformation du boîtier souple 50B, on peut prévoir des zones de faiblesse dans le boitier souple 50B, au niveau de sa paroi initialement contenue et/ou en regard avec le moyeu secondaire 35A, pour provoquer par exemple une déformation en accordéon, ou un pétalage…
Le couvercle 50A peut être attaché au boîtier souple 50B, mais on peut aussi proposer une mise en œuvre dans laquelle le couvercle 50A serait attaché au moyeu secondaire 35B, et c'est le mouvement vers l'avant du véhicule et/ou la pressurisation ou déploiement du sac 52 qui ouvrirait le couvercle 50A.
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.
Il est à noter que les figures ne représentent pas la structure du volant dans le détail. En particulier, il est prévu une armature métallique qui forme une ossature sur laquelle est typiquement surmoulée une matière plastique, telle que du polyuréthane par exemple. On peut aussi prévoir une peau externe comme une gaine, notamment au niveau de la jante 10 et des branches 30.
De plus, les éléments déformables 40 sont représenté vissés sur le moyeu ou la structure de volant, on peut prévoir tout autre type de fixation : soudage, clipsage, emboîtement en force. Aussi, la forme des éléments déformables 40 peut être ajustée pour présenter un effort de déformation plastique non constant (une section ou une épaisseur ou autre peut varier le long de l'élément déformable 40). On peut prévoir une succession d'éléments déformables montés en série ou en parallèle. On peut aussi prévoir des dispositifs à dissipation d'énergie avec un liquide et un piston qui génère une perte de charge. Les éléments déformables peuvent aussi adopter d'autres formes (une déformation en accordéon, par flexion, une compression, ou même des ruptures programmées…).
Claims (15)
- Dispositif de sécurité automobile, agencé pour faire partie d'un volant de véhicule, le volant de véhicule comprenant un moyeu (20) et une structure de volant comprenant au moins une branche (30) et une interface de préhension telle qu'une jante (10),
le dispositif de sécurité comprenant une fixation du côté du moyeu (20) et une fixation du côté de la structure de volant,
caractérisé en ce que le dispositif de sécurité comprend au moins un élément déformable (40) agencé entre la fixation du côté du moyeu (20) et la fixation du côté de la structure de volant, et agencé pour se déformer plastiquement au cours d'un choc véhicule pour permettre un déplacement de la structure du volant vers le moyeu (20). - Dispositif de sécurité automobile selon la revendication 1, comprenant au moins une partie d'interface agencée pour être solidaire de la fixation du côté du moyeu (20) et agencée pour recevoir une pièce embarquée sur le volant telle qu'un module de sécurité gonflable, de sorte que lors de la déformation plastique de l'élément déformable (40), la structure du volant présente un mouvement relatif vers le moyeu (20) par rapport à la pièce embarquée.
- Dispositif de sécurité automobile selon la revendication 2, dans lequel la partie d'interface est agencée pour être intégrée ou montée sur le moyeu (20) de manière indépendante par rapport à l'élément déformable (40).
- Dispositif de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une pièce de base agencée pour être montée directement sur une pièce tournante d'un boîtier de direction du véhicule, telle qu'une colonne de direction.
- Dispositif de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant une unité d'activation pyrotechnique agencée pour causer la déformation plastique de l'élément déformable (40).
- Dispositif de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément déformable (40) comprend une languette repliée en U, une extrémité du U étant solidaire de la fixation du côté du moyeu (20), et une autre extrémité du U étant solidaire de la fixation du côté de la structure du volant.
- Dispositif de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant au moins deux éléments déformables (40), agencé de part et d'autre d'un axe de rotation du volant de véhicule.
- Volant de véhicule comprenant :
- un moyeu (20),
- une structure de volant comprenant au moins une branche (30) et une interface de préhension telle qu'une jante (10),
- un dispositif de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 7, agencé entre le moyeu (20) et la structure de volant. - Volant de véhicule selon la revendication 8, dans lequel le dispositif de sécurité automobile dépend de la revendication 2, comprenant une pièce embarquée telle qu'un module de sécurité gonflable, fixée sur la partie d'interface.
- Volant de véhicule comprenant :
- un moyeu (20),
- une structure de volant comprenant au moins une branche (30) et une interface de préhension telle qu'une jante (10),
- un dispositif de sécurité automobile selon la revendication 1, agencé entre le moyeu (20) et la structure de volant,
- une pièce embarquée telle qu'un module de sécurité gonflable, fixée sur le moyeu. - Volant de véhicule selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la pièce embarquée est un module de sécurité gonflable, et dans lequel le module de sécurité gonflable comprend un élément d'appui, agencé pour prendre appui sur une surface de référence du volant pour déformer l'élément déformable (40) lors du fonctionnement du module de sécurité gonflable.
- Volant de véhicule selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel la structure de volant comprend au moins une armature fixée sur l'élément déformable (40).
- Volant de véhicule selon la revendication 12, dans lequel l'armature comprend au moins une jante (10), et/ou au moins une branche.
- Volant de véhicule selon la revendication 13, dans lequel l'élément déformable (40) présente une résistance à la déformation plastique inférieure à une résistance à la déformation plastique de ladite au moins une branche ou de la jante.
- Véhicule automobile comprenant un volant de véhicule selon l'une des revendications 8 à 14.
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