FR3135950A1 - steering column for motor vehicle - Google Patents
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Abstract
En synthèse, l’invention concerne une colonne de direction (1) comportant une zone frangible permettant de dissocier un barreau supérieur (11) de la colonne de direction (1) d’un barreau inférieur (12) de ladite colonne de direction (1) en cas d’accident, et d’éviter ainsi une remontée de la colonne de direction (1) dans l’habitacle du véhicule automobile. Complémentairement, l’invention concerne un ensemble de direction (2) comportant la colonne de direction (1) précitée et un dispositif impacteur (3) permettant de rompre la colonne de direction (1) au niveau de la zone frangible. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1In summary, the invention relates to a steering column (1) comprising a frangible zone making it possible to dissociate an upper bar (11) of the steering column (1) from a lower bar (12) of said steering column (1). ) in the event of an accident, and thus prevent the steering column (1) from rising into the passenger compartment of the motor vehicle. Additionally, the invention relates to a steering assembly (2) comprising the aforementioned steering column (1) and an impactor device (3) making it possible to break the steering column (1) at the frangible zone. Figure to be published with the abstract: Fig. 1
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui de la sécurité passive des occupants d’un véhicule automobile, et plus particulièrement la protection du conducteur en cas de choc frontal à haute vitesse. Plus particulièrement, l’invention a trait à une colonne de direction pour véhicule automobile.The technical context of the present invention is that of the passive safety of the occupants of a motor vehicle, and more particularly the protection of the driver in the event of a frontal impact at high speed. More particularly, the invention relates to a steering column for a motor vehicle.
Dans l’état de la technique, on connait des colonnes de direction permettant de piloter une orientation des roues du véhicule automobile afin de contrôler sa trajectoire. De manière connue, de telles colonnes de direction comportent (i) un barreau supérieur dont une extrémité libre est destinée à être fixée solidairement à un volant de direction, (ii) un barreau inférieur couplé au barreau supérieur par l’intermédiaire d’un cardan supérieur, et (iii) un moteur électrique de direction assistée couplé au barreau inférieur par l’intermédiaire d’un cardan inférieur, le moteur électrique de direction assistée étant configuré pour générer un couple au niveau du barreau inférieur.In the state of the art, we know of steering columns making it possible to control the orientation of the wheels of the motor vehicle in order to control its trajectory. In known manner, such steering columns comprise (i) an upper bar, one free end of which is intended to be fixed integrally to a steering wheel, (ii) a lower bar coupled to the upper bar via a cardan joint. upper, and (iii) an electric power steering motor coupled to the lower bar via a lower gimbal, the electric power steering motor being configured to generate torque at the lower bar.
L’extrémité libre de ces colonnes de direction est située dans l’habitacle du véhicule automobile afin de permettre la fixation du volant de direction et sa manipulation par le conducteur du véhicule automobile. En revanche, le barreau inférieur, le cardan inférieur et, le moteur électrique de direction assistée sont situés en dehors de l’habitacle, et peuvent notamment être logés en partie dans le compartiment moteur du véhicule automobile.The free end of these steering columns is located in the passenger compartment of the motor vehicle in order to allow the steering wheel to be fixed and manipulated by the driver of the motor vehicle. On the other hand, the lower bar, the lower universal joint and the electric power steering motor are located outside the passenger compartment, and can in particular be housed partly in the engine compartment of the motor vehicle.
En cas de choc frontal du véhicule automobile, les efforts générés lors d’un tel choc sont transmis à une structure du véhicule automobile, et notamment à sa caisse et au travers des longerons. Bien entendu, l’énergie du choc conduit à une déformation de certains de ces éléments.In the event of a frontal impact of the motor vehicle, the forces generated during such an impact are transmitted to a structure of the motor vehicle, and in particular to its body and through the side members. Of course, the energy of the shock leads to a deformation of some of these elements.
Afin de satisfaire aux critères d’homologation et de garantir la sécurité des occupants du véhicule automobile, il est recherché de limiter, voire empêcher, toute intrusion dans l’habitacle. En particulier, il est donc recherché que la colonne de direction ne puisse pas pénétrer dans l’habitacle, ce qui pourrait entraîner des conséquences très grave sur l’intégrité physique du conducteur notamment.In order to meet the approval criteria and guarantee the safety of the occupants of the motor vehicle, it is sought to limit, or even prevent, any intrusion into the passenger compartment. In particular, it is therefore desired that the steering column cannot enter the passenger compartment, which could have very serious consequences on the physical integrity of the driver in particular.
Or, de manière connue, les colonnes de direction sont rigides afin de pouvoir transmettre en toute sécurité le couple produit par le conducteur au niveau du volant et contrôlé par le moteur électrique de direction assistée. Cette rigidité, souhaitée pour garantir une fiabilité de la colonne de direction durant son usage, peut cependant s’avérer pénalisante en cas de choc frontal de grande énergie, puisqu’une telle colonne direction, impactée par des composants du véhicule automobile situés en avant d’elle, peuvent pousser vers l’arrière ladite colonne de direction et l’amener à pénétrer dans l’habitacle. Il en résulte un mouvement de recul vers l’arrière de la colonne de direction et un mouvement de remontée de ladite colonne de direction vers le visage du conducteur.However, in a known manner, the steering columns are rigid in order to be able to safely transmit the torque produced by the driver at the steering wheel and controlled by the electric power steering motor. This rigidity, desired to guarantee reliability of the steering column during its use, can however prove to be penalizing in the event of a high energy frontal impact, since such a steering column, impacted by components of the motor vehicle located in front of it, can push said steering column backwards and cause it to enter the passenger compartment. This results in a backward movement towards the rear of the steering column and an upward movement of said steering column towards the driver's face.
Comme évoqué précédemment, ces mouvements sont bien entendu non souhaités.As mentioned previously, these movements are of course unwanted.
La présente invention a pour objet de proposer une nouvelle colonne de direction afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.The object of the present invention is to propose a new steering column in order to respond at least largely to the previous problems and also to lead to other advantages.
Un autre but de l’invention est de réduire la pénétration de la colonne de direction dans l’habitacle du véhicule automobile en cas de choc frontal.Another aim of the invention is to reduce the penetration of the steering column into the passenger compartment of the motor vehicle in the event of a frontal impact.
Un autre but de l’invention est de réduire les risques de blessure infligés au conducteur en cas de choc frontal.Another aim of the invention is to reduce the risk of injury to the driver in the event of a frontal impact.
Un autre but de l’invention est d’améliorer la sécurité des occupants de l’habitacle du véhicule automobile.Another aim of the invention is to improve the safety of the occupants of the passenger compartment of the motor vehicle.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec une colonne de direction pour véhicule automobile, la colonne de direction comportant (i) un barreau supérieur dont une extrémité libre est destinée à être fixée solidairement à un volant de direction, (ii) un barreau inférieur couplé au barreau supérieur par l’intermédiaire d’un cardan supérieur, (iii) un moteur électrique de direction assistée couplé au barreau inférieur par l’intermédiaire d’un cardan inférieur, le moteur électrique de direction assistée étant configuré pour générer un couple au niveau du barreau inférieur. Selon l’invention, la colonne de direction comporte une zone frangible formant une amorce de rupture et configurée pour rompre en cas de choc – appliqué sur la zone frangible – supérieur à une valeur seuil.According to a first aspect of the invention, at least one of the aforementioned objectives is achieved with a steering column for a motor vehicle, the steering column comprising (i) an upper bar of which a free end is intended to be fixed integrally to a steering wheel, (ii) a lower bar coupled to the upper bar via an upper universal joint, (iii) an electric power steering motor coupled to the lower bar via a lower universal joint, the motor electric power steering being configured to generate a torque at the level of the lower bar. According to the invention, the steering column comprises a frangible zone forming an incipient rupture and configured to break in the event of an impact – applied to the frangible zone – greater than a threshold value.
Dans le contexte de l’invention, le barreau supérieur et le barreau inférieur prennent la forme de portées cylindriques. Ils sont reliés entre eux au travers d’une liaison autorisant la transmission d’un couple, induit par le conducteur au moyen du volant de direction au niveau de l’extrémité supérieure de la colonne de direction. Plus particulièrement, la liaison entre le barreau supérieur et le barreau inférieur est ménagées par l’intermédiaire du cardan supérieur.In the context of the invention, the upper bar and the lower bar take the form of cylindrical surfaces. They are connected together through a connection allowing the transmission of a torque, induced by the driver by means of the steering wheel at the upper end of the steering column. More particularly, the connection between the upper bar and the lower bar is provided via the upper universal joint.
De manière analogue, le barreau inférieur et le moteur électrique de direction assistée sont reliés entre eux au travers d’une liaison autorisant la transmission d’un couple, par l’intermédiaire du cardan inférieur.Analogously, the lower bar and the electric power steering motor are connected to each other through a connection allowing the transmission of a torque, via the lower universal joint.
Le moteur électrique de direction assistée est un moteur configuré pour générer un couple moteur sur la colonne de direction et, in fine, sur les roues directrices du véhicule automobile, en fonction du couple initié par le conducteur au travers du volant de direction. Le moteur électrique de direction assistée est ainsi couplé en rotation à la colonne de direction, via le cardan inférieur.The electric power steering motor is a motor configured to generate a motor torque on the steering column and, ultimately, on the steering wheels of the motor vehicle, depending on the torque initiated by the driver through the steering wheel. The electric power steering motor is thus coupled in rotation to the steering column, via the lower universal joint.
Dans le contexte de l’invention, la zone frangible est une zone de rupture programmée de la colonne de direction, configurée pour rompre – au niveau de la zone frangible, si un effort, par exemple de cisaillement ou de compression, appliqué à la colonne de direction et/ou à la zone frangible, dépasse la valeur seuil.In the context of the invention, the frangible zone is a programmed rupture zone of the steering column, configured to break – at the frangible zone, if a force, for example shearing or compression, applied to the column direction and/or the frangible zone, exceeds the threshold value.
Bien entendu, la valeur seuil dépend des véhicules automobiles et/ou des contraintes de sécurité propres à chaque constructeur automobile, la présente invention n’étant pas limitée à l’une ou l’autre de ces valeurs seuil.Of course, the threshold value depends on the motor vehicles and/or the safety constraints specific to each automobile manufacturer, the present invention not being limited to one or the other of these threshold values.
Ainsi, la colonne de direction conforme au premier aspect de l’invention permet, en cassant si un effort suffisamment fort est appliqué sur la colonne de direction ou sur la zone frangible, de rompre une chaîne de transmission des efforts résultant du choc frontal et d’éviter ainsi que la colonne de direction, au niveau de sa partie supérieure, ne soit déplacées vers ou dans l’habitacle. Consécutivement, la sécurité des occupants du véhicule automobile est accrue.Thus, the steering column conforming to the first aspect of the invention allows, by breaking if a sufficiently strong force is applied to the steering column or to the frangible zone, to break a chain of transmission of the forces resulting from the frontal impact and This prevents the steering column, at its upper part, from being moved towards or into the passenger compartment. Consequently, the safety of the occupants of the motor vehicle is increased.
La colonne de direction conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :The steering column conforming to the first aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
- la zone frangible est située à proximité du cardan inférieur. Par proximité, on comprend que la zone frangible est située dans une plage s’étendant sur environ 50 cm au dessus et/ou en dessous du cardan inférieur. En effet, il est particulièrement avantageux de rompre la colonne de direction à proximité du moteur électrique de direction assistée pour éviter tout mouvement de la partie supérieure de la colonne de direction, incluant le barreau supérieur et le cardan supérieur ;- the frangible zone is located near the lower universal joint. By proximity, we understand that the frangible zone is located in a range extending approximately 50 cm above and/or below the lower universal joint. Indeed, it is particularly advantageous to break the steering column near the electric power steering motor to avoid any movement of the upper part of the steering column, including the upper bar and the upper universal joint;
- la zone frangible prend la forme d’un amincissement local de matière, de sorte qu’une épaisseur d’une paroi formant la colonne de direction soit, au niveau de la zone frangible comprise entre 40% et 60% de l’épaisseur de ladite paroi, prise en dehors de ladite zone frangible. De manière préférentielle, l’amincissement local de matière est tel que l’épaisseur de la paroi formant la colonne de direction soit, au niveau de la zone frangible égale à 50% de l’épaisseur de ladite paroi, prise en dehors de ladite zone frangible. Cette configuration avantageuse permet de définir un effort de rupture suffisamment élevé pour permettre un fonctionnement normal de la colonne de direction dans les conditions prévues pour un usage normal du véhicule automobile, tout en autorisant la rupture prévue en cas de choc frontal ;- the frangible zone takes the form of a local thinning of material, so that a thickness of a wall forming the steering column is, at the level of the frangible zone, between 40% and 60% of the thickness of said wall, taken outside of said frangible zone. Preferably, the local thinning of material is such that the thickness of the wall forming the steering column is, at the level of the frangible zone equal to 50% of the thickness of said wall, taken outside said zone frangible. This advantageous configuration makes it possible to define a sufficiently high breaking force to allow normal operation of the steering column under the conditions provided for normal use of the motor vehicle, while allowing the expected breakage in the event of a frontal impact;
- la zone frangible prend la forme d’une gorge circonférentielle. La gorge circonférentielle s’étend de manière périphérique tout autour de la colonne de direction, relativement à un axe d’élongation propre de ladite colonne de direction prise au niveau de la zone frangible. En particulier, une profondeur de la gorge circonférentielle est comprise entre 3 mm et 5mm ;- the frangible zone takes the form of a circumferential groove. The circumferential groove extends peripherally all around the steering column, relative to a specific elongation axis of said steering column taken at the level of the frangible zone. In particular, a depth of the circumferential groove is between 3 mm and 5 mm;
- la zone frangible comporte une pluralité de perforations d’une paroi formant la colonne de direction, les perforations étant réparties circonférentiellement autour de la colonne de direction. Les perforation permettent ainsi de fragiliser la colonne de direction au niveau de la zone frangible et de permettre sa rupture si un effort supérieur à la valeur seuil est appliqué à la colonne de direction, au niveau de la zone frangible ;- the frangible zone comprises a plurality of perforations in a wall forming the steering column, the perforations being distributed circumferentially around the steering column. The perforations thus make it possible to weaken the steering column at the frangible zone and allow it to break if a force greater than the threshold value is applied to the steering column, at the frangible zone;
- selon une première variante de réalisation, les perforations ménagées sur la paroi de la colonne de direction sont traversantes, de sorte que les perforations forment des ouvertures au travers de ladite paroi. Selon une deuxième variante de réalisation, les perforations ménagées sur la paroi de la colonne de direction forment des dépressions non débouchant ;- according to a first alternative embodiment, the perforations provided on the wall of the steering column are through, so that the perforations form openings through said wall. According to a second alternative embodiment, the perforations provided on the wall of the steering column form non-opening depressions;
- dans la deuxième variante de réalisation, les dépressions ont une forme ovoïdale ;- in the second embodiment, the depressions have an ovoid shape;
- dans la deuxième variante de réalisation, les dépressions présentent une hauteur comprise entre 3 mm et 7 mm, préférentiellement égale à 5 mm ;- in the second alternative embodiment, the depressions have a height of between 3 mm and 7 mm, preferably equal to 5 mm;
- dans la deuxième variante de réalisation, les dépressions présentent une profondeur comprise entre 2 mm et 4 mm, préférentiellement égale à 3mm ;- in the second alternative embodiment, the depressions have a depth of between 2 mm and 4 mm, preferably equal to 3 mm;
- la colonne de direction conforme au premier aspect de l’invention comporte une bague inférieure et une bague supérieure fixées solidairement sur la colonne de direction respectivement en dessous et au dessus de la zone frangible, la bague inférieure et la bague supérieure étant emmanchées sur la colonne de direction et fixées solidairement à ladite colonne de direction de sorte à créer une discontinuité de section sur ladite colonne de direction, au niveau de la zone frangible. Cette configuration avantageuse permet ainsi de faciliter la fabrication d’une telle colonne de direction : la variation d’épaisseur entre la zone frangible, de moindre épaisseur, et le reste de la colonne de direction, d’épaisseur supérieure, est obtenu par assemblage et superposition de bagues, la bague supérieur et la bague inférieur, sur la colonne de direction et autour de la zone frangible, relativement à un axe d’élongation propre de la colonne de direction ;- the steering column according to the first aspect of the invention comprises a lower ring and an upper ring fixed integrally on the steering column respectively below and above the frangible zone, the lower ring and the upper ring being fitted onto the steering column and fixed integrally to said steering column so as to create a section discontinuity on said steering column, at the level of the frangible zone. This advantageous configuration thus makes it possible to facilitate the manufacture of such a steering column: the variation in thickness between the frangible zone, of lesser thickness, and the rest of the steering column, of greater thickness, is obtained by assembly and superposition of rings, the upper ring and the lower ring, on the steering column and around the frangible zone, relative to a specific elongation axis of the steering column;
- selon un premier mode de réalisation préféré, la zone frangible est située sur le barreau inférieur. En d’autres termes, la zone frangible est située dans une zone de la colonne de direction comprise entre le cardan inférieur et le cardan supérieur. Selon un deuxième mode de réalisation préféré, la zone frangible est située sur un manchon de liaison lié solidairement au moteur électrique de direction assisté d’une part, et au cardan inférieur d’autre part. En d’autres termes, la zone frangible est située dans une zone de la colonne de direction comprise entre le moteur électrique de direction assistée et le cardan inférieur.- according to a first preferred embodiment, the frangible zone is located on the lower bar. In other words, the frangible zone is located in an area of the steering column between the lower universal joint and the upper universal joint. According to a second preferred embodiment, the frangible zone is located on a connecting sleeve integrally linked to the electric power steering motor on the one hand, and to the lower universal joint on the other hand. In other words, the frangible zone is located in an area of the steering column between the electric power steering motor and the lower universal joint.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble de direction pour véhicule automobile, l’ensemble de direction comportant (i) une colonne de direction conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements, et (ii) un dispositif impacteur situé en regard de la zone frangible, le dispositif impacteur étant configuré pour pouvoir impacter et trancher la colonne de direction au niveau de la zone frangible en cas de choc.According to a second aspect of the invention, there is proposed a steering assembly for a motor vehicle, the steering assembly comprising (i) a steering column conforming to the first aspect of the invention or according to any of its improvements , and (ii) an impactor device located opposite the frangible zone, the impactor device being configured to be able to impact and cut the steering column at the frangible zone in the event of an impact.
Dans le contexte de la présente invention, l’axe longitudinal, l’axe latéral et l’axe vertical sont définis relativement au véhicule automobile sur lequel l’ensemble de direction conforme au premier aspect de l’invention est destiné à être monté. Plus particulièrement, l’axe transversal s’entend comme une direction prise entre un côté latéral du véhicule automobile et un côté latéral opposé dudit véhicule automobile. En d’autres termes, l’axe transversal s’entend selon une direction qui s’étend depuis un côté passager du véhicule automobile vers un côté conducteur dudit véhicule automobile, ou réciproquement. Les adjectifs latéraux, intérieur et extérieur font référence à un tel axe transversal. En outre, l’axe longitudinal s’étend comme étant pris le long d’une direction qui s’étend d’avant en arrière ou d’arrière en avant du véhicule automobile. L’axe longitudinal est perpendiculaire à l’axe transversal. Les adjectifs frontaux, avant et arrière font référence à cet axe longitudinal. Enfin, l’axe vertical s’entend comme étant pris le long d’un axe qui s’étend depuis les roues du véhicule automobile et vers le toit dudit véhicule automobile, ou inversement, l’axe vertical étant simultanément perpendiculaire à l’axe transversal et à l’axe longitudinal. Les adjectifs dessus et dessous, ou inférieur et supérieur font référence à cet axe vertical.In the context of the present invention, the longitudinal axis, the lateral axis and the vertical axis are defined relative to the motor vehicle on which the steering assembly conforming to the first aspect of the invention is intended to be mounted. More particularly, the transverse axis is understood as a direction taken between a lateral side of the motor vehicle and an opposite lateral side of said motor vehicle. In other words, the transverse axis is understood in a direction which extends from a passenger side of the motor vehicle towards a driver's side of said motor vehicle, or vice versa. The adjectives lateral, interior and exterior refer to such a transverse axis. Additionally, the longitudinal axis extends as being taken along a direction that extends from front to rear or rear to front of the motor vehicle. The longitudinal axis is perpendicular to the transverse axis. The adjectives frontal, front and rear refer to this longitudinal axis. Finally, the vertical axis is understood as being taken along an axis which extends from the wheels of the motor vehicle and towards the roof of said motor vehicle, or vice versa, the vertical axis being simultaneously perpendicular to the axis transverse and to the longitudinal axis. The adjectives above and below, or inferior and superior refer to this vertical axis.
Complémentairement, on définit aussi un axe d’extension propre dans le référentiel de la pédale, l’axe d’extension propre étant défini par la direction principale d’élongation de la colonne de direction, prise au niveau de la partie considérée, c’est-à-dire notamment tel que défini par la direction d’élongation du barreau inférieur ou du barreau supérieur.Complementarily, we also define a specific extension axis in the reference frame of the pedal, the specific extension axis being defined by the main direction of elongation of the steering column, taken at the level of the part considered, it is that is to say in particular as defined by the direction of elongation of the lower bar or the upper bar.
Dans le contexte de l’invention, le dispositif impacteur est configuré pour trancher la colonne de direction au niveau de la zone frangible. Ainsi, le dispositif impacteur permet de garantir la bonne sollicitation de la zone frangible et de générer les efforts nécessaires à la rupture de la colonne de direction au niveau de la zone frangible en cas de choc frontal sur le véhicule automobile dans lequel l’ensemble de direction conforme au deuxième aspect de l’invention est destiné à être monté.In the context of the invention, the impactor device is configured to cut the steering column at the frangible zone. Thus, the impactor device makes it possible to guarantee the correct stress on the frangible zone and to generate the forces necessary for the breakage of the steering column at the level of the frangible zone in the event of a frontal impact on the motor vehicle in which the assembly of direction according to the second aspect of the invention is intended to be mounted.
L’ensemble de direction conforme au deuxième aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :The steering assembly conforming to the second aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
- selon une première variante de réalisation, le dispositif impacteur est fixé solidairement à un moteur du véhicule automobile ;- according to a first alternative embodiment, the impactor device is integrally fixed to an engine of the motor vehicle;
- selon une deuxième variante de réalisation, le dispositif impacteur est fixée solidairement à un élément structurel du véhicule automobile ;- according to a second alternative embodiment, the impactor device is integrally fixed to a structural element of the motor vehicle;
- le dispositif impacteur est situé en avant de la colonne de direction, relativement à un axe longitudinal du véhicule automobile ;- the impactor device is located in front of the steering column, relative to a longitudinal axis of the motor vehicle;
- le dispositif impacteur comporte une portée prismatique qui s’étend en direction de la colonne de direction. La portée prismatique forme ainsi un « couteau » configuré pour pouvoir percuter et trancher la colonne de direction au niveau de la zone frangible en cas de choc frontal sur le véhicule automobile ;- the impactor device has a prismatic range which extends towards the steering column. The prismatic bearing thus forms a “knife” configured to be able to strike and cut the steering column at the frangible zone in the event of a frontal impact on the motor vehicle;
- une extrémité libre de la portée prismatique comporte un biseau. L’extrémité libre est celle située directement en regard de la colonne de direction et de la zone frangible ;- a free end of the prismatic bearing has a bevel. The free end is the one located directly opposite the steering column and the frangible zone;
- le dispositif impacteur est formé d’un alliage métallique.- the impactor device is made of a metal alloy.
Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant un ensemble de direction conforme au deuxième aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.According to a third aspect of the invention, there is proposed a motor vehicle comprising a steering assembly conforming to the second aspect of the invention or according to any of its improvements.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.Various embodiments of the invention are planned, integrating according to all of their possible combinations the different optional characteristics exposed here.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear further through the description which follows on the one hand, and several examples of embodiment given for informational and non-limiting purposes with reference to the appended schematic drawings on the other hand, in which :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.Of course, the characteristics, variants and different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. It will be possible in particular to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from to the prior art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.In particular, all the variants and all the embodiments described can be combined with each other if nothing opposes this combination on a technical level.
Sur les FIGURES, les éléments communs à plusieurs FIGURES conservent la même référence.On the FIGURES, elements common to several FIGURES retain the same reference.
En référence aux FIGURES 1 et 5 à 12, l’invention concerne une colonne de direction 1 pour véhicule automobile, la colonne de direction 1 comportant :With reference to FIGURES 1 and 5 to 12, the invention relates to a steering column 1 for a motor vehicle, the steering column 1 comprising:
- un barreau supérieur 11, de forme préférentiellement cylindrique, dont une extrémité libre 33 est destinée à être fixée solidairement à un volant de direction ;- an upper bar 11, preferably cylindrical in shape, of which a free end 33 is intended to be fixed integrally to a steering wheel;
- un barreau inférieur 12, de forme préférentiellement cylindrique, couplé au barreau supérieur 11 par l’intermédiaire d’un cardan supérieur 13. Le cardan supérieur 13 permet la transmission d’un couple, induit par le conducteur au moyen du volant de direction au niveau de l’extrémité supérieure de la colonne de direction 1, entre le barreau supérieur 11 et le barreau inférieur 12 ;- a lower bar 12, of preferably cylindrical shape, coupled to the upper bar 11 via an upper universal joint 13. The upper universal joint 13 allows the transmission of a torque, induced by the driver by means of the steering wheel to the level of the upper end of the steering column 1, between the upper bar 11 and the lower bar 12;
- un moteur électrique de direction assistée 5 couplé au barreau inférieur 12 par l’intermédiaire d’un cardan inférieur 14, le moteur électrique de direction assistée 5 étant configuré pour générer un couple au niveau du barreau inférieur 12. Le cardan inférieur 14 permet la transmission du couple généré par le moteur électrique de direction assistée 5, entre le barreau inférieur 12 et ledit moteur électrique de direction assistée 5 ;- an electric power steering motor 5 coupled to the lower bar 12 via a lower universal joint 14, the electric power steering motor 5 being configured to generate a torque at the level of the lower bar 12. The lower universal joint 14 allows the transmission of the torque generated by the electric power steering motor 5, between the lower bar 12 and said electric power steering motor 5;
- une zone frangible 6 formant une amorce de rupture et configurée pour rompre en cas de choc – appliqué sur la zone frangible 6 – supérieur à une valeur seuil. La zone frangible 6 est une zone de rupture programmée de la colonne de direction 1, configurée pour rompre – au niveau de la zone frangible 6 – si un effort, par exemple de cisaillement ou de compression, appliqué à la colonne de direction 1 et/ou à la zone frangible 6, dépasse la valeur seuil.- a frangible zone 6 forming an incipient rupture and configured to rupture in the event of an impact – applied to the frangible zone 6 – greater than a threshold value. The frangible zone 6 is a programmed rupture zone of the steering column 1, configured to break – at the level of the frangible zone 6 – if a force, for example shearing or compression, applied to the steering column 1 and/or or frangible zone 6, exceeds the threshold value.
La valeur seuil dépend des véhicules automobiles et/ou des contraintes de sécurité propres à chaque constructeur automobile, la présente invention n’étant pas limitée à l’une ou l’autre de ces valeurs seuil.The threshold value depends on the motor vehicles and/or the safety constraints specific to each automobile manufacturer, the present invention not being limited to one or the other of these threshold values.
Plusieurs exemples de réalisation sont illustrés dans les différentes FIGURES :Several examples of implementation are illustrated in the different FIGURES:
– dans les FIGURES 5 et 6, la zone frangible 6 est située à proximité du cardan inférieur 14, et plus particulièrement dans une zone située entre le cadran inférieur et le moteur électrique de direction assistée 5. En particulier, la zone frangible 6 est ici située au niveau d’un manchon de liaison 51 lié solidairement au moteur électrique de direction assisté d’une part, et au cardan inférieur 14 d’autre part. La zone frangible 6 prend la forme d’un amincissement local 61 de matière, de sorte qu’une épaisseur d’une paroi formant la colonne de direction 1 soit, au niveau de la zone frangible 6 comprise entre 40% et 60% de l’épaisseur de ladite paroi, prise en dehors de ladite zone frangible 6. Plus particulièrement, et comme visible sur la
- dans la
– dans les FIGURES 8 et 9, la zone frangible 6 est située à proximité du cardan inférieur 14, et plus particulièrement dans une zone située entre le cadran inférieur et le barreau inférieur 12 de la colonne de direction 1. En particulier, la zone frangible 6 est ici située au niveau d’une extrémité inférieure du barreau inférieur 12 ou au niveau d’une extrémité supérieur du cardan inférieur 14. La zone frangible 6 prend la forme d’un amincissement local 61 de matière, de sorte qu’une épaisseur d’une paroi formant la colonne de direction 1 soit, au niveau de la zone frangible 6 comprise entre 40% et 60% de l’épaisseur de ladite paroi, prise en dehors de ladite zone frangible 6. Plus particulièrement, et comme visible sur la
- dans la
– dans les FIGURES 11 et 12, la zone frangible 6 est formée par une variation discontinue d’épaisseur de la colonne de direction 1, variation d’épaisseur obtenue par ajout et assemblage d’une bague inférieure 65 et d’une bague supérieure 64 fixée solidairement sur la colonne de direction 1 respectivement en dessous et au dessus de la zone frangible 6. La bague inférieure 65 et la bague supérieure 64 sont emmanchées sur la colonne de direction 1 et fixées solidairement à ladite colonne de direction 1 de sorte à créer une discontinuité de section sur ladite colonne de direction 1, au niveau de la zone frangible 6. Ainsi, la variation d’épaisseur entre la zone frangible 6, de moindre épaisseur, et le reste de la colonne de direction 1, d’épaisseur supérieure, est obtenu par assemblage et superposition de bagues, la bague supérieur et la bague inférieur, sur la colonne de direction 1 et autour de la zone frangible 6, relativement à un axe d’élongation propre de la colonne de direction 1.– in FIGURES 11 and 12, the frangible zone 6 is formed by a discontinuous variation in thickness of the steering column 1, variation in thickness obtained by adding and assembling a lower ring 65 and an upper ring 64 fixed integrally on the steering column 1 respectively below and above the frangible zone 6. The lower ring 65 and the upper ring 64 are fitted onto the steering column 1 and fixed integrally to said steering column 1 so as to create a section discontinuity on said steering column 1, at the level of the frangible zone 6. Thus, the variation in thickness between the frangible zone 6, of lesser thickness, and the rest of the steering column 1, of greater thickness , is obtained by assembly and superposition of rings, the upper ring and the lower ring, on the steering column 1 and around the frangible zone 6, relative to a specific elongation axis of the steering column 1.
En référence à la
- une colonne de direction 1 telle que décrite précédemment dans l’une quelconque de ses variantes de réalisation ;- a steering column 1 as described above in any of its variant embodiments;
- un dispositif impacteur 3 situé en regard de la zone frangible 6, le dispositif impacteur 3 étant configuré pour pouvoir impacter et trancher la colonne de direction 1 au niveau de la zone frangible 6 en cas de choc.- an impactor device 3 located opposite the frangible zone 6, the impactor device 3 being configured to be able to impact and cut the steering column 1 at the level of the frangible zone 6 in the event of an impact.
Le dispositif impacteur 3 est configuré pour trancher la colonne de direction 1 au niveau de la zone frangible 6. A cet effet, le dispositif impacteur 3 est situé en avant de la colonne de direction 1, relativement à un axe longitudinal du véhicule automobile. Le dispositif impacteur 3 est fixé solidairement à un élément structurel du véhicule automobile distinct de la colonne de direction 1 et/ou du moteur électrique de direction assistée 5, de sorte que, en cas de choc avant du véhicule automobile, le dispositif impacteur 3 puisse présenter un mouvement longitudinal relatif non nul par rapport à la colonne de direction 1, prise au niveau de la zone frangible 6. Préférentiellement, le dispositif impacteur 3 est fixé solidairement à un moteur du véhicule automobile.The impactor device 3 is configured to cut the steering column 1 at the level of the frangible zone 6. For this purpose, the impactor device 3 is located in front of the steering column 1, relative to a longitudinal axis of the motor vehicle. The impactor device 3 is integrally fixed to a structural element of the motor vehicle distinct from the steering column 1 and/or the electric power steering motor 5, so that, in the event of a front impact of the motor vehicle, the impactor device 3 can present a non-zero relative longitudinal movement with respect to the steering column 1, taken at the level of the frangible zone 6. Preferably, the impactor device 3 is fixed integrally to an engine of the motor vehicle.
Comme visible sur les FIGURES 3 et 4 le dispositif impacteur 3 comporte une embase 31 et une portée prismatique 32 qui s’étend en saillie depuis l’embase 31 et en direction de la colonne de direction 1. La portée prismatique 32 forme ainsi un « couteau » configuré pour pouvoir percuter et trancher la colonne de direction 1 au niveau de la zone frangible 6 en cas de choc frontal sur le véhicule automobile. A cet effet, une extrémité libre 33 de la portée prismatique 32, située directement en regard de la colonne de direction 1 et de la zone frangible 6, comporte un biseau afin de sectionner efficacement la colonne de direction 1.As visible in FIGURES 3 and 4, the impactor device 3 comprises a base 31 and a prismatic surface 32 which extends projecting from the base 31 and in the direction of the steering column 1. The prismatic surface 32 thus forms a “ knife” configured to be able to strike and cut the steering column 1 at the frangible zone 6 in the event of a frontal impact on the motor vehicle. For this purpose, a free end 33 of the prismatic bearing surface 32, located directly opposite the steering column 1 and the frangible zone 6, has a bevel in order to effectively section the steering column 1.
En synthèse, l’invention concerne une colonne de direction 1 comportant une zone frangible 6 permettant de dissocier un barreau supérieur 11 de la colonne de direction 1 d’un barreau inférieur 12 de ladite colonne de direction 1 en cas d’accident, et d’éviter ainsi une remontée de la colonne de direction 1 dans l’habitacle du véhicule automobile. Complémentairement, l’invention concerne un ensemble de direction 2 comportant la colonne de direction 1 précitée et un dispositif impacteur 3 permettant de rompre la colonne de direction 1 au niveau de la zone frangible 6.In summary, the invention relates to a steering column 1 comprising a frangible zone 6 making it possible to dissociate an upper bar 11 of the steering column 1 from a lower bar 12 of said steering column 1 in the event of an accident, and thus avoid a rise of the steering column 1 in the passenger compartment of the motor vehicle. Complementarily, the invention relates to a steering assembly 2 comprising the aforementioned steering column 1 and an impactor device 3 making it possible to break the steering column 1 at the frangible zone 6.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In particular, the different characteristics, shapes, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, all the variants and embodiments described above can be combined with each other.
Claims (10)
- un barreau supérieur (11) dont une extrémité libre (33) est destinée à être fixée solidairement à un volant de direction ;
- un barreau inférieur (12) couplé au barreau supérieur (11) par l’intermédiaire d’un cardan supérieur (13) ;
- un moteur électrique de direction assistée (5) couplé au barreau inférieur (12) par l’intermédiaire d’un cardan inférieur (14), le moteur électrique de direction assistée (5) étant configuré pour générer un couple au niveau du barreau inférieur (12) ;
caractérisé en ce que la colonne de direction (1) comporte une zone frangible (6) formant une amorce de rupture et configurée pour rompre en cas de choc – appliqué sur la zone frangible (6) – supérieur à une valeur seuil.Steering column (1) for a motor vehicle, the steering column (1) comprising:
- an upper bar (11) of which a free end (33) is intended to be fixed integrally to a steering wheel;
- a lower bar (12) coupled to the upper bar (11) via an upper universal joint (13);
- an electric power steering motor (5) coupled to the lower bar (12) via a lower universal joint (14), the electric power steering motor (5) being configured to generate a torque at the lower bar (12);
characterized in that the steering column (1) comprises a frangible zone (6) forming an incipient rupture and configured to break in the event of an impact – applied to the frangible zone (6) – greater than a threshold value.
- une colonne de direction (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes ;
- un dispositif impacteur (3) situé en regard de la zone frangible (6), le dispositif impacteur (3) étant configuré pour pouvoir impacter et trancher la colonne de direction (1) au niveau de la zone frangible (6) en cas de choc.Steering assembly (2) for a motor vehicle, the steering assembly (2) comprising:
- a steering column (1) according to any one of the preceding claims;
- an impactor device (3) located opposite the frangible zone (6), the impactor device (3) being configured to be able to impact and cut the steering column (1) at the level of the frangible zone (6) in the event of shock.
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FR (1) | FR3135950A1 (en) |
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-
2022
- 2022-05-30 FR FR2205124A patent/FR3135950A1/en active Pending
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